信頼性の高いブレッドボードの実用性は疑いようもありませんが、完璧ではないことは認めざるを得ません。もちろん、特定の種類の回路には最適ではありませんが、ジャンパーを使った回路よりは問題が少ないです。不注意な人は部品と一緒にジャンパーの山に絡まってしまい、神経質な人は回路のプロトタイプを作るよりもジャンパーをきれいに整理することに時間を費やしてしまうでしょう。どうすればいいでしょうか？
この問題を解決する一つの方法は、ジャンパーのないはんだ付け不要のブレッドボードを作ることです。これは、[Kevin Santo Cappuccio]氏が現在開発中の「ベーカリー製品」の根底にあるアイデアです。そのアイデアとは、標準的なブレッドボードを調整して、任意の共通接点ストリップのペアと電源レールとの接続をソフトウェアで確立できるようにすることです。この背後にある秘訣は、CMOSスイッチチップマトリックス、特にMT8816APをシミュレートすることです。1チップあたり128個のクロスポイントスイッチは±12ボルトまでの電圧を処理できるため、これらのプログラム可能なシリコンジャンパーを使用できる回路は数多く存在します。
[ケビン] 現在のバージョンは0.2で、サイズはブレッドボードの下に収まり、パッケージもコンパクトです。彼はブレッドボードの接点を接続する方法について詳しく説明してくれましたが、それはかなり面倒な作業のようでした。接点を引き出し、溝の端にある小さなラベルを切り取り、それを折り曲げてスルーホール回路基板のリード印刷を形成するというものです。かなりの手間がかかりそうなので、もっと良い方法があるはずです。[ケビン]は明らかに提案を歓迎しています。
これまでにもクロスポイントスイッチングを用いてブレッドボードの性能向上を図ってきた例は見てきましたが、今回のプロジェクトのシンプルさは実に魅力的でした。こうしたジャンプポイントをすべて不要にできるという発想は、確かに魅力的です。
これは本当に素晴らしいプロジェクトですね。両側に小さな画面が付いていて、現在の接続状況が表示されるという工夫も秀逸です。
7セグメントLEDディスプレイ、振動モーター、加速度計、DIPスイッチ、その他「楽しくて興味深い」コンポーネントを実装できない場合を除きます。
15mA（ImaxIO）はあらゆる小信号を処理するのに十分ですが、より多くの電流が必要な場合は、バイポーラトランジスタやFETを使用できます。結局のところ、これはブレッドボードなのですから。
プロトタイプを作成する際、必要なデジタルチップをすべて搭載した片面実装基板を作成し、チップ間のすべての信号を伝送するCPLDチップを散布しました。そして、VHDLで接続をプログラムしました。そのため、間違いを犯したり、接続を変更する必要が生じたりしても、コードを変更するだけで済みます。
ケーブルを全部差し込むタイプのアナログシンセサイザーとしては、このアイデアはかなりクールだと思う。
まあ、信頼できるブレッドボードに出会えたら、もう疑うのはやめます。ブレッドボードに関しては、設計上の欠陥なのか、ブレッドボード自体の欠陥なのかを常に推測しなければならないんです。
さらに悪いことに、ブレッドボードの機能に合わせて設計する必要があり、スイッチングレギュレータなど、実際にプロトタイプを作成する必要があるものはうまく動作しません。
アナログ回路や高速回路は寄生要素を嫌いますが、デジタル回路や低速回路は、注意深く行えば手作りのプロトタイプ段階を必要としません。
私はこれらのことについて何も知りませんが、ずっとこのような変換を望んできました。しかし、それを見るたびに、それが真実ではないことに気づきます。単純な回路であっても、スイッチを実際の要件に慎重に合わせなければなりません。それでも、ある程度の望ましくない動作を受け入れざるを得ません。それらは常に真のユニティゲインオペアンプか、電圧バイアスまたは抵抗を備えた何らかのトランジスタです。
基盤となる技術についてはあまり詳しくありません。見つけた MT8816 のデータシートには、実際の接続の回路図がありません。しかし、すぐに (正しく説明できたと仮定して)、最大電流が 15mA、Vdd=12 での標準オン抵抗が 45Ω であることがわかりました。もちろん、これは多くの用途に使える興味深い部品ですが、警告が非常に大きいです。支配的ですらあります。ブレッドボードを使って作った回路で、これに適合するものは一つも思いつきません。特に、ブレッドボードをはんだ付けする前のステップとしてブレッドボードを使用したため... このスイッチと比較すると、ワイヤの挙動が極端に異なるため、まったく開始できませんでした。
回路の仕組みを十分に理解していて、この相互接続が回路に及ぼす影響を予測できるのであれば、そもそもブレッドボードは必要ない。
低電流を維持する小信号の場合、これはほぼ理想的なスイッチと同じような動作をするはずです。もちろん、オン抵抗は電圧範囲内の正確な位置によって変化しますが、いずれにせよキロオーム単位の抵抗値を扱う必要があるため、設計時にこの誤差に±75オームを追加しても問題ないはずです。そうしないと、部品の許容誤差のために実際に構築できない回路を設計することになります。
はい、このデバイスを手に入れれば、プロジェクトを考案できます。このプロジェクトはすべて±75Ωの無関係な小信号です。しかし、私はそのようなプロジェクトをやったことがありません。この規模のプロジェクトを思いつくことすらできません。基準を満たすのは、ほぼ純粋な数値だけです。そのためには、ブレッドボードがほんの一滴に過ぎないほど多くの接続があるか、ケーブルをジャンパーするためにICクリップを使用する方がましなほど接続が少ないかのどちらかです。
実際、完成したコードの半分は、プローブに特定の周波数（または任意の信号）を印加できるため、プローブを異なる行に接続し、コンピューターを使わずにどの接続を行うかをボードに指示することができます。
基本的な部分がうまく動作するようになったら、次はあなたが挙げたいくつかのことに取り組むつもりです。この問題を解決する方法はいくつかあります。最も独創的な方法は、ブレッドボードの上にディスプレイを設置することだと思いますが、このような多孔質のディスプレイを作るには、サムスンレベルの開発技術が必要になるかもしれません。別の方法としては、小型プロジェクターとカメラを設置する方法もありますが、私がこれまで試したそのような試みはどれも動作が遅く、問題が多く、使い物になりません。しかも、ただのゴミ箱を燃やすだけです。
これらのことがどれも不可能というわけではない。ただ、経験を犠牲にすることなくこれを実現する方法を見つけ出す必要があるだけだ。
プローブ方式は良いアイデアだと思います。各列にRGB値が割り当てられ、各「ネット」にはそれぞれ固有のカラーコードがあります。オーバーヘッドプロジェクターほどスマートではありませんが、WS281*ストリップを駆動するのは簡単です。
私の経験では、市販のノーブランドの透明プラスチックプレートは粗悪品ですが、穴の開いたディスプレイよりも、透明ケースとbb830クリップを組み合わせる方が簡単そうです。LEDの配置オプションが増えます。回路基板の上下にLEDを配置するのも悪くないアイデアです（電源レールが少し邪魔になりますが）。
このアイデアは気に入っていますし、チップをじっくり研究する必要があります。似たようなものを探していたのですが、数値的な面だけでした。各ピンには、プログラム可能な抵抗と、グランドへのプログラム可能な抵抗、入力として設定、出力として設定、トライステートとして設定できるシフトレジスタブロックが備わっている必要があり、ソフトウェアでプログラム可能です。しかし、今のところ適切なFPGA/CPLDは見つかっていません。ブレッドボードの場合、システムは少なくとも60ピン（30+30）をカバーする必要があります。すべてシフトレジスタに基づいているため、簡単に拡張できます。そして、すべてソフトウェアで制御されます。
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投稿日時：2021年11月19日