печатная плата — это сокращенное название печатной платы. Печатная плата выглядит как плоский кусок пластика или стекловолокна. Она бывает только зеленого цвета. По верхней и нижней стороне проходят медные линии. Эти тонкие медные линии похожи на дороги. Они передают энергию и данные из одного места в другое. На плате есть крошечные контактные площадки. Каждая площадка представляет собой небольшой квадрат из меди. В плате проделаны отверстия. Через эти отверстия проходят металлические ножки деталей. Детали, такие как резисторы, светодиоды, разъемы и микросхемы, устанавливаются на контактные площадки. В небольшом телефоне может быть одна печатная плата. В большом телевизоре может быть пять печатных плат. Основная задача печатной платы — удерживать все детали на месте и соединять их с помощью медных дорожек.
Что такое микроконтроллер?
Микроконтроллер — это крошечный компьютер, заключенный в одном маленьком чипе. Чип выглядит как черный ящик с множеством металлических выводов. Внутри черного ящика находится «мозг», называемый ЦП. Чип имеет собственную оперативную память (RAM). RAM — это быстрая память, которая хранит данные в течение короткого времени. Чип имеет постоянную память (ROM). ROM — это память, которая сохраняет код при отключении питания. Чип имеет дополнительные компоненты. Он имеет таймеры и порты для считывания данных с датчиков, а также порты для включения и выключения освещения. Чипу требуется всего пять или три вольта для пробуждения. Небольшая батарея может питать его в течение нескольких дней. Чип может мигать одним светодиодом или вращать один мотор или прочитать одно нажатие клавиши. Это осуществляется путем запуска кода, который вы загружаете в него.
Какова функция печатной платы?
Печатная плата является основой. Микроконтроллер является одной из частей этой базы. Печатная плата питает чип через медные дорожки. Печатная плата соединяет чип с другими частями, такими как кнопки, индикаторы и двигатели. Чип взаимодействует с этими частями, посылая крошечные сигналы по медным дорожкам. Они работают как одна команда. Если удалить чип, печатная плата станет безжизненной доской. Если удалить печатную плату, чип останется без проводов и питания. Он не сможет ничего делать.
Представьте себе печатную плату как карту города. Медные линии — это улицы. Детали — это дома и магазины. Микроконтроллер — это мэрия. Мэрия отправляет автомобили или сигналы в каждый дом. Автомобили движутся по улицам. Если улица перекрыта, автомобиль останавливается. Если мэрия закрыта, ничего не движется. Город нуждается и в улицах, и в мэрии, чтобы функционировать.
Многие люди путают эти термины. Некоторые говорят “PCB”, когда имеют в виду весь гаджет. Некоторые говорят “микроконтроллер”, когда имеют в виду всю плату. Это неверно. Местом является печатная плата. Микроконтроллер — это один из работников этого места. Вы можете купить пустую печатную плату без компонентов. Вы можете купить отдельный микроконтроллер без платы. Чтобы изготовить устройство, вам необходимо припаять микроконтроллер к плате. Вам необходимо добавить разъем питания, провода и, возможно, несколько резисторов. Только после этого устройство заработает.
Не путайте определение PCB
Давайте посмотрим на настоящий умный выключатель света. Внутри выключателя находится печатная плата. Печатная плата имеет размеры примерно с кредитную карту. Он имеет медные линии, два резистора, один маленький разъем и один светодиод. На плате находится крошечный микроконтроллер. Чип имеет восемь выводов. Два вывода получают питание. Один вывод считывает сигнал от настенного выключателя. Один вывод управляет светодиодом. Когда вы нажимаете на настенный выключатель, чип принимает сигнал и подает питание на светодиод. Медные провода на печатной плате передают питание. Чип принимает решение. Обе детали необходимы. Если вы вытащите чип, светодиод не будет светиться. Если вы перервете медный провод, светодиод не будет светиться.
Сколько это стоит?
Обсуждение стоимости. Простое двухслойная печатная плата может стоить три доллара. Небольшой восьмиразрядный микроконтроллер может стоить один доллар. Добавьте пять резисторов и две вилки за два доллара. Вся плата стоит менее десяти долларов. Вот почему небольшие интеллектуальные устройства дешевы в производстве и дешевы в покупке.
Размер имеет значение. Печатная плата может быть размером с монету или с ноутбук. Микроконтроллер размером с ноготь. Чип можно разместить на любой плате. Если требуется больше вычислительной мощности, на одной плате можно разместить два или три чипа.
Мощность. Печатная плата может передавать высокий ток на большой двигатель. Микроконтроллер потребляет очень мало энергии. Он может работать в режиме сна в течение нескольких месяцев от батарейки для часов. Такое сочетание позволяет управлять большими нагрузками с помощью небольшого процессора.
Теплообмен. Печатная плата может рассеивать тепло с помощью широких медных участков. Микроконтроллер выделяет лишь небольшое количество тепла. Если плата управляет большим двигателем, широкие медные участки помогают охлаждать микросхему драйвера. Микроконтроллер остается холодным.
Еще раз. Вы можете купить готовые наборы в Интернете. Эти наборы содержат печатную плату и микроконтроллер. На печатной плате уже нанесены медные дорожки. Микроконтроллер имеет выводы, которые подходят к отверстиям. Вы припаиваете чип, добавляете небольшую батарею и загружаете пример кода. За час вы можете сделать мигающий светодиод. За два часа можно сделать маленький музыкальный плеер. Так многие дети начинают учиться.
Исправьте неисправность. Если ваша игрушечная машинка перестала работать, посмотрите на печатную плату. Проверьте, нет ли трещин или темных следов от ожога. Если дорожки в порядке, возможно, вышел из строя микроконтроллер. Замените чип или всю плату. После этого игрушка снова заработает.
Разговор о будущем. Новые печатные платы используют меньше меди и имеют больше слоев. Новые микроконтроллеры потребляют меньше энергии и работают быстрее. Но идея остается прежней. Печатная плата — это дорога. Микроконтроллер — это водитель. Они развиваются, но не меняют своих ролей.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Печатная плата — это плата, на которой размещены детали и провода. Микроконтроллер — это небольшой компьютер на этой плате. Печатная плата обеспечивает питание и соединяет детали. Микроконтроллер выполняет код и управляет деталями.
Да, но с ограничениями. Без микроконтроллера печатная плата может выполнять только пассивные задачи или простые схемы. Для интеллектуальных функций необходим микроконтроллер или другие логические микросхемы.
Сначала перечислите свои потребности: количество входов/выходов, скорость, объем памяти, аналоговые или беспроводные потребности, а также ограничения по мощности. Затем сравните детали по характеристикам, цене и наличию на складе.
Простая двухслойная печатная плата стоит несколько долларов, базовый 8-разрядный микроконтроллер — около $1, а несколько дополнительных деталей — несколько долларов. Простая готовая плата часто стоит менее $10. Серийное производство снижает стоимость.
