PCB ist die Kurzbezeichnung für gedruckte Leiterplatte. Eine Leiterplatte sieht aus wie ein flaches Stück Plastik oder Glasfaser. Sie ist nur grün. Auf der Oberseite und der Unterseite verlaufen Kupferleitungen. Diese dünnen Kupferleitungen sind wie Straßen. Sie transportieren Strom und Daten von einer Stelle zur anderen. Die Platine hat winzige Pads. Jedes Pad ist ein kleines Quadrat aus Kupfer. Die Platine ist von Löchern durchzogen. Durch diese Löcher ragen Metallbeine von Bauteilen hindurch. Teile wie Widerstände, Lichter, Stecker und Chips sitzen auf den Pads. Ein kleines Telefon kann eine Platine haben. Ein großer Fernseher kann fünf Platinen haben. Die Hauptaufgabe der Leiterplatte besteht darin, alle Teile an der richtigen Stelle zu halten und sie mit Kupferleitungen zu verbinden.
Was ist ein Mikrocontroller?
Ein Mikrocontroller ist ein winziger Computer in einem kleinen Chip. Der Chip sieht aus wie eine schwarze Box mit vielen Metallbeinen. Im Inneren des schwarzen Kastens befindet sich ein Gehirn, die CPU. Der Chip verfügt über ein eigenes RAM. RAM ist ein schneller Speicher, der Daten für eine kurze Zeit speichert. Der Chip verfügt über ROM. ROM ist ein Speicher, der den Code speichert, wenn der Strom abgeschaltet ist. Der Chip hat zusätzliche Teile. Er hat Timer und Ports zum Auslesen von Sensoren und Ports zum Ein- und Ausschalten von Lichtern. Der Chip braucht nur fünf oder drei Volt, um aufzuwachen. Mit einer kleinen Batterie kann er tagelang betrieben werden. Der Chip kann ein Licht blinken oder ein Licht drehen Motor oder einen Tastendruck lesen. Er tut dies, indem er den Code ausführt, den Sie in ihn laden.
Was ist die Funktion von PCB?
Die Leiterplatte ist die Basis. Der Mikrocontroller ist ein Teil auf dieser Basis. Die Leiterplatte versorgt den Chip über die Kupferleitungen mit Strom. Die Leiterplatte verbindet den Chip mit anderen Teilen wie Tasten, Lichtern und Motoren. Der Chip kommuniziert mit diesen Teilen, indem er winzige Signale über die Kupferleitungen sendet. Sie arbeiten als Team. Wenn Sie den Chip entfernen, ist die Leiterplatte stumm. Wenn Sie die Leiterplatte entfernen, hat der Chip keine Drähte und keinen Strom. Er kann nichts tun.
Stellen Sie sich die Leiterplatte wie einen Stadtplan vor. Die Kupferleitungen sind die Straßen. Die Teile sind die Häuser und Geschäfte. Der Mikrocontroller ist das Rathaus. Das Rathaus sendet Autos oder Signale an jedes Haus. Die Straßen tragen die Autos. Wenn eine Straße gesperrt ist, bleibt das Auto stehen. Wenn das Rathaus geschlossen ist, bewegt sich nichts. Die Stadt braucht sowohl Straßen als auch das Rathaus, um am Leben zu bleiben.
Viele Menschen vermischen die Begriffe. Manche sagen "PCB", wenn sie das ganze Gerät meinen. Manche sagen "Mikrocontroller", wenn sie die gesamte Platine meinen. Das ist falsch. Die Leiterplatte ist der Ort. Der Mikrocontroller ist ein Arbeiter an diesem Ort. Sie können eine leere Platine ohne Teile kaufen. Sie können einen losen Mikrocontroller-Chip ohne Platine kaufen. Um ein Gerät zu bauen, müssen Sie den Chip auf die Platine löten. Sie müssen einen Netzstecker und Drähte und vielleicht ein paar Widerstände hinzufügen. Erst dann wird das Gerät zum Leben erweckt.
Verwechseln Sie nicht die Definition von PCB
Schauen wir uns einen echten intelligenten Lichtschalter an. Der Schalter hat eine Leiterplatte im Inneren. Die Leiterplatte ist etwa so groß wie eine Kreditkarte. Es hat Kupferleitungen und zwei Widerstände und einen kleinen Stecker und eine LED. Ein winziger Mikrocontroller befindet sich auf der Platine. Der Chip hat acht Beine. Zwei Beine werden mit Strom versorgt. Ein Bein liest den Wandschalter. Ein Beinchen steuert die LED. Wenn Sie den Wandschalter drücken, erkennt der Chip das Signal und schickt dann Strom an die LED. Die Kupferleitungen auf der Platine leiten den Strom weiter. Der Chip trifft die Wahl. Beide Teile werden benötigt. Wenn Sie den Chip herausziehen, bleibt die LED dunkel. Wenn Sie die Kupferleitung unterbrechen, bleibt die LED dunkel.
Wie viel kostet es?
Kostengespräch. Eine einfache zweilagige Leiterplatte kann drei Dollar kosten. Ein kleiner Acht-Bit-Mikrocontroller kann einen Dollar kosten. Fügen Sie fünf Widerstände und zwei Stecker für zwei weitere Dollar hinzu. Die ganze Platine kostet weniger als zehn Dollar. Deshalb sind kleine intelligente Geräte billig in der Herstellung und billig im Einkauf.
Die Größe. Eine Leiterplatte kann so klein wie eine Münze oder so groß wie ein Notebook sein. Ein Mikrocontroller ist nur so groß wie ein Fingernagel. Sie können den Chip auf jeder beliebigen Platine unterbringen. Sie können zwei oder drei Chips auf der gleichen Platine unterbringen, wenn Sie mehr Gehirn benötigen.
Power talk. Die Leiterplatte kann hohe Amperezahlen an einen großen Motor übertragen. Der Mikrocontroller verbraucht nur wenig Strom. Er kann monatelang mit einer Uhrenbatterie betrieben werden. Mit dieser Mischung können Sie große Lasten mit einem kleinen Gehirn betreiben.
Wärmesprechen. Die Leiterplatte kann die Wärme über große Kupferflächen verteilen. Der Mikrocontroller erzeugt nur wenig Wärme. Wenn auf der Platine ein großer Motor läuft, hilft das breite Kupfer, den Treiberchip zu kühlen. Der Mikrocontroller bleibt kühl.
Mehr reden. Sie können fertige Kits online kaufen. Diese Bausätze enthalten eine Platine und einen Mikrocontroller. Die Leiterplatte hat bereits die Kupferstraßen aufgedruckt. Der Mikrocontroller hat Beine, die in die Löcher passen. Sie löten den Chip ein, legen eine kleine Batterie ein und laden einen Beispielcode. In einer Stunde können Sie eine blinkende LED machen. In zwei Stunden können Sie einen winzigen Musikspieler bauen. So fangen viele Kinder an zu lernen.
Reparaturgespräch. Wenn Ihr Spielzeugauto nicht mehr funktioniert, sehen Sie sich die Platine an. Suchen Sie nach Rissen oder dunklen Brandflecken. Wenn die Straßen in Ordnung sind, ist der Mikrocontroller möglicherweise defekt. Tauschen Sie den Chip aus oder tauschen Sie die gesamte Platine aus. Dann wird das Spielzeug wieder laufen.
Zukunftsgespräch. Neue Leiterplatten verwenden weniger Kupfer und fügen mehr Schichten hinzu. Neue Mikrocontroller verbrauchen weniger Strom und laufen schneller. Aber die Idee bleibt die gleiche. Die Leiterplatte ist der Weg. Der Mikrocontroller ist der Fahrer. Sie wachsen, aber sie wechseln nicht die Rollen.
FAQ
Eine Leiterplatte ist die Platine, auf der sich die Bauteile und Drähte befinden. Ein Mikrocontroller ist der kleine Computer auf dieser Platine. Die Leiterplatte liefert Strom und verbindet die Teile. Der Mikrocontroller führt den Code aus und steuert die Teile.
Ja, aber sie ist begrenzt. Ohne einen Mikrocontroller kann eine Leiterplatte nur passive Aufgaben oder einfache Schaltungen übernehmen. Für intelligente Funktionen benötigen Sie einen Mikrocontroller oder andere Logikchips.
Listen Sie zunächst Ihre Anforderungen auf: wie viele Ein-/Ausgänge, Geschwindigkeit, Speicher, analoge oder drahtlose Anforderungen und Leistungsgrenzen. Vergleichen Sie dann die Teile nach Spezifikationen, Preis und Lagerbestand.
Eine einfache zweilagige Leiterplatte kostet ein paar Dollar, ein einfacher 8-Bit-Mikrocontroller etwa $1 und ein paar zusätzliche Teile ein paar Dollar. Eine einfache fertige Platine kostet oft weniger als $10. Serienproduktionen kosten mehr.
