Konstruktive Innovation aus Berlin:
Das SMD-Breadboard-System

Mehr und mehr Bauteile werden heute nur noch im SMD-Gehäuse gefertigt. Testaufbauten sind damit nicht mehr so leicht realisierbar, denn SMD- Komponenten lassen sich nicht in die üblichen Steckfelder (Breadboards) stecken. Die Berliner Ideenschmiede Konstruktiv hat über diese Problematik nachgedacht und ist auf eine elegante Lösung gekommen: ein SMD-Breadboard und dazu passende Breakout-Boards:

Damit lassen sich (mithilfe eines Lötkolbens) sehr wohl Testaufbauten und sogar dauerbetriebsgeeignete Schaltungen komplett in SMD-Technik oder in Mischbestückung realisieren, ohne spezialisierte Platinen ätzen zu müssen...

Die Platine zeigt eine Vielzahl quadratischer, lötstabiler, vergoldeter Pads, die für die Verwendung der SMD- Bauformen 0603, 0805, 1206/1210 sowie Bauform A (= 3216) optimal bemessen sind. Die Ecken der Pads sind leicht verrundet. Die SMD-Bauteile werden gerade oder diagonal von Pad zu Pad verlötet. Natürlich lassen sich auch "Through Hole"- Bauteile verbeiten. Für die Verbindungen "Pad-zu-Pad" empfehlen sich Null-Ohm-SMD-Brücken oder kurze Drahtstücke. Längere Brücken können mit (isoliertem) Draht gezogen werden. Gegeneinander versetzte Padreihen ("Offsetpads") erlauben die Verwendung von SOT23 -Bauteilen (Transistoren, Dioden,LEDs...):

Musteraufbau

Zur Entstückung erhitzt man mit breiter Lötkolbenspitze einfach die zwei Pads gleichzeitig und hebt das zu entfernende Bauteil mit einer Edelstahl- oder Keramikpinzette ab, fertig! Lötsauglitze reinigt die Pads bei Bedarf nach, so ist die Platine wieder für neue Schaltungen verwendbar.

4 Schraublöcher erlauben das Einbauen der Platine in ein Gehäuse oder die Montage auf einer isolierenden Trägerplatte (um versehentliche zerstörerische Schlüsse durch Zinnperlen, Drahtschnipsel o.ä. auf der Unterlage zu vermeiden). Am linken (und rechten) Rand sind die Pads etwas größer gehalten, damit allfällige Zu- und Ableitungen besser angelötet werden können.

Wie bei den klassischen Steckbreadboards existieren "Stromschienen" für die Schaltungsversorgung (1x plus [mittig, in rot gehalten] und 2x minus [außen, hier blau eingefärbt]):

Die Versorgungsspannung wird links angeschlossen, Pads für eine optionale "Power-On"-LED (nebst Vorwiderstand) sind gleich daneben vorgesehen.

In den Pad-Bereichen sind zusätzliche einzelne Stromversorgungspads "eingestreut" (diese sind intern mit den Schienen verbunden, siehe Farbgebung). Diese "Strom-Pads" sind besonders geformt (und weiß umrandet), um Verwechslungen und Fehlverbindungen zu vermeiden: ein stilisiertes Kreuz für "+", ein Massesymbol für "-" (Minus / GND).

Auch auf der unteren Seite sind solche "Power-Pads" vorhanden. Bei kluger Lagewahl der Bauteile oder Breakoutboards lassen sich u. U. Brücken zu den "Stromschienen" einsparen.

Vier Plätze in den Ecken (neben den Schraublöchern) sind speziell für Entkopplungskondensatoren ("Abklatscher") von plus nach minus (Masse/GND) vorgesehen, diese 4 Plätze sollten möglichst alle bestückt werden (mit 0,1uF - 10uF Keramik, Spannungsfestigkeit beachten), bevor die Platine in Verwendung genommen wird:

Entkopplungskondensatoren

Die Unterseite der Platine besteht größtenteils aus einer mit "Minus" verbundenen Massefläche, was die Störsicherheit enorm verbessert, Übersprechen oder unerwünschte Kopplungen reduziert und so sogar HF-Schaltungen ermöglicht (!) Hierin ist die Neuentwicklung jedem großen herkömmlichen Steckboard weit überlegen.

Unterseite

Diese Seite erlaubt auch das Zuführen der Betriebsspannung sowohl von "links" als auch von "rechts" (+/-), und bietet auch zusätzlich einige der Power-Pads (und Buspads, siehe unten).

Als "Bonbon" sind auf der Platine 4 querlaufende Busse vorhanden (vom Entwickler A,B,X und Y benannt), um Schaltungsteile miteinander verbinden zu können, Signale oder Daten weiterzuleiten oder verschiedene (zusätzliche) Stromschienen (negative Spannungen, andere Spannungswerte, o.ä.) bereitstellen zu können. Die Buspads sind (analog zu den Strompads) besonders geformt und durch eine weiße Umrandung kenntlich, (hier sind sie zur besseren Übersicht je 1x farbig hervorgehoben):

Bus A hat scharfkantig quadratische Lötpads

Bus B weist kreisrunde Pads auf

Bus X hat rautenförmige....

...und Bus Y hat ovale Pads

Übrigens: auch auf der Platinen-Unterseite sind diese 4 Busse mit ihren entsprechend geformten Lötpads erreichbar.

Stören diese Busse elektrisch oder mechanisch (oder werden sie nicht benötigt), lassen sich die oberen (und damit auch die unteren) Buspads durch Durchtrennen (Ritzen) dafür vorgesehener dünner blanker Leiterbahnen auf der Unterseite isolieren (abschalten). Dann sind die so behandelten Buspads (wie alle anderen Pads) beliebig verwendbar:

Unterseite:

Buspad verbunden

Unterseite:

Buspad unterbrochen

Durch Überlöten der Trennstelle(n) läßt sich dies bei Bedarf auch wieder rückgängig machen.

SMD-Breadboard Bus-LEDs
Die "Pegel" auf den 4 Bussen können (bei Bedarf) durch LEDs (und passende Vorwiderstände "R") angezeigt werden, sowohl nach Plus oder aber auch nach Minus, je nach Bestückung (active low oder active high) leuchten die LEDs bei Low- (oder aber bei High-) Pegeln, ganz wie man will...

Die Breakoutboards

Für integrierte Schaltungen (ICs) wurden als Ergänzung spezielle Breakoutboards entwickelt, die die teilweise winzigen SMD- Schaltkreise aufnehmen und deren Anschlüsse auf das Raster der Pads entflechten: Damit das Auflöten auf die Pads der Hauptplatine gut gelingt, sind diese Lötanschlüsse als Halblöcher ausgeführt.

Hinweis: Das Rastermaß (Pitch) ist nicht gleich dem Standardpitch (2,54mm), sondern etwas größer.

Beim Auflöten dieser Boards auf die Platine ist es sinnvoll, diese mit 2 - 3 Zehntelmillimetern Abstand zur Hauptplatine aufzulöten (Tip: ein Papierstreifchen o.ä. als Distanzstück (Spacer) beim Auflöten verwenden):

Und so sind bei Änderungen, Irrtümern oder Abbau der Testschaltung die Boards mithilfe einer SMD-Entlötklinge (bei uns erhältlich) leicht und zerstörungsfrei wieder abzubekommen:

Zurzeit sind vier verschiedene Typen dieser Breakoutboards bei uns verfügbar:

SOT23-6 Breakout (3...6Pin, Pitch 0,95mm) Verpackungseinheit: 10 Stück	SO-8 Breakout (auch SO-8W =wide=breite BF, Pitch 1,27mm) Verpackungseinheit: 8 Stück
SO-14/16 Breakout (auch wide, Pitch 1,27mm) Verpackungseinheit: 4 Stück	QFN-16 Breakout (4x4 Pin, Pitch 0,5/0,65mm mit EPAD) Verpackungseinheit: 4 Stück

Speziell für gängige Operationsverstärker-ICs sind auf dem SO-8 Breakoutboard zusätzliche Plätze für 2 Gegenkopplungswiderstände (oder Kondensatoren) von Pin 1 zu 2 / von Pin 6 zu 7 sowie für einen Abblockkondensator (Pin 4 zu 8) eindesignt:

Schön dicht am IC: optimal für Analogschaltungen, Audio oder Meßtechnik! Natürlich paßt das Board auch für alle anderen SO8 (und SO8 wide) - ICs.

Das SO14/SO16(W) Breakoutboard bietet ebenfalls die Option, neben dem Schaltkreis Entkopplungskondensatoren aufzulöten.

Abhängig vom Schaltkreistyp liegen die Versorgungsspannungsanschlüsse aber an verschiedenen Pins, so sind verschiedene Positionen für die Abblock-Cs eingeplant:

Pin 1-16 für diverse Microcontroller (z.B. ATtinys), Pin 4-13 für gängige Quad-Opamps und Pin 8-16 für viele CMOS-Logik-ICs. Die Pinnummern neben den Padpaaren geben Hinweise. Achtung: die aufgedruckten Pin-Nummern gelten nur für 16-polige ICs, bei 14-poligen ICs ist diese gedruckte Numerierung teilweise nicht mit den IC- Pinnummern übereinstimmend!

Auch das QFN-Breakoutboard bietet 4 Pads für 2 Entkopplungs-Cs o.ä., diese "floaten" allerdings (= n.c.), müssen also noch mit Drähtchen mit den relevanten Pins verbunden werden. 2 seitliche Pads (EP = earth pad) kontaktieren Masse (und damit auch die Wärmeableitpads) unter den QFN-ICs.