Protoboard VS. Steckbrett

Wir sehen immer wieder, dass verschiedene Personen, sogar Experten, die Begriffe Protoboard und Steckplatine synonym verwenden. Manchmal ist es schwierig festzustellen, welche Platine im Kontext der Diskussion gemeint ist. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass einige Prototyping-Platinen lötfrei und andere lötbar sind. Daher bezeichnen wir in diesem Artikel die lötbare Platine als Protoboard und die lötfreie Platine als Steckplatine.

Am Ende dieses Artikels wissen Sie mit Sicherheit, welches Board sich in jeder Phase Ihres Projekts am besten für das Prototyping eignet.

Was ist ein Protoboard?

Wie der Name schon sagt, ist ein Protoboard eine herkömmliche, vorgefertigte Leiterplatte, die für den Prototypenbau elektronischer Schaltungen konzipiert ist. Sie verfügen über Bohrungen und eine Kupferschicht auf der Oberfläche, sodass elektronische Bauteile beliebig angeordnet und verlötet werden können. Protoboards sind auch als Perfboard (Lochplatine), Streifenplatine und Veroboard bekannt; beide Bezeichnungen können sich auf dieselbe Platine beziehen.

Mit Protoboards lassen sich auch Schaltungsdesigns für den dauerhaften Einsatz realisieren, insbesondere wenn keine Notwendigkeit besteht, die Schaltung zu replizieren. Da die darauf angeordneten Bauteile fest verlötet sind, sind sie robust genug, um einem gewissen Druck standzuhalten.

Was macht das aus?

Wie bei jeder anderen Leiterplatte besteht der Hauptkörper des Protoboards aus einem Isolator, oft Glasfaser, mit einer Kupferschicht (meist einseitig). Diese Kupferschicht ermöglicht die Verbindung der Komponenten auf dem Protoboard. Und für jede Perforation auf dem Protoboard gibt es immer Pads um sie herum, die sicherstellen, dass die Komponenten auf der Platine verlötet bleiben.

Arten von Steckplatinen

Da wir uns in diesem Artikel mit Lochrasterplatinen als Veroboards befassen, betrachten wir verschiedene gängige Veroboard-Typen, die auf dem Elektronikmarkt erhältlich sind. Dazu gehören:

·       Streifenplatine: Die Streifenplatine verfügt über parallele Kupferstreifen, die von einem Ende der Platine zum anderen verlaufen. Dies bedeutet, dass an die Platine angeschlossene Komponenten einen gemeinsamen Knotenpunkt nutzen können, ohne sie mit einem externen Leiter zu verbinden, solange sie auf demselben Streifen angeschlossen sind.

·       Matrixplatine: Jedes Loch auf der Matrixplatine ist von einzelnen Kupferpads umgeben, ohne Streifen oder Verbindungen zwischen den Löchern. Es ist daher nur logisch, dass bei Verwendung einer Matrixplatine die Verbindung zwischen den Komponenten durch die Verbindung der zu verbindenden Pins mit Lötzinn oder einem externen Leiter (Überbrückungsdrähte) hergestellt wird.

·       Dreifachbrett: Wie der Name schon sagt, verfügen auf einer Tripad-Platine jeweils drei aufeinanderfolgende Löcher über einen gemeinsamen Kupferstreifen. Mit anderen Worten: Drei verschiedene Komponenten können sich einen einzigen Knoten teilen, ohne dass eine externe Verbindung erforderlich ist.  

Vorteile und Nachteile

Vorteile:

• Starke mechanische Verbindungen: Die Komponenten auf dem Protoboard werden direkt auf die Platine gelötet. Die Lötstellen weisen eine hohe mechanische Festigkeit auf. Selbst bei Erschütterungen, Bewegungen oder längerem Gebrauch der Platine löst sich die Verbindung nicht so leicht, was den stabilen Betrieb der Schaltung gewährleistet.

• Ideal für permanente Schaltungsdesigns: Da Lötverbindungen sehr stabil sind, eignet sich das Protoboard sehr gut für die Herstellung von Schaltungsprojekten, die über einen langen Zeitraum verwendet werden müssen, wie etwa die interne Schaltung elektronischer Geräte, wissenschaftliche Forschungs- und Experimentalschaltungen oder andere Schaltungsprojekte für langfristige Anwendungen.

• Langlebiger als Steckbretter: Das im Protoboard verwendete Material ist robuster. Daher fallen die Komponenten nach dem Löten nicht so leicht ab, und die Stabilität und Zuverlässigkeit der Schaltung ist auch nach wiederholtem Debuggen und Gebrauch höher. Daher eignet sich das Pad besser als das Steckbrett für komplexe Schaltungen oder Projekte, die wiederholt verwendet werden müssen.

Nachteile:

• Erfordert Lötkenntnisse: Bei der Verwendung von Lochrasterplatinen müssen die elektronischen Bauteile mit Lötzinn und Lötkolben auf die Platine gelötet werden. Für Anfänger kann dies schwieriger sein. Um schlechtes Löten oder beschädigte Bauteile zu vermeiden, ist es notwendig, Lötkenntnisse zu erlernen und die richtige Lötmethode zu beherrschen.

• Zeitaufwändigere Änderungen an Schaltkreisen: Wenn die Schaltung auf dem Steckbrett geändert oder korrigiert werden muss, muss das verlötete Bauteil mithilfe eines Zinnabsorbers oder eines Zinnstreifens entfernt und anschließend das neue Bauteil eingelötet werden. Dieser Vorgang ist umständlicher und nicht so einfach und schnell wie beim Steckbrett, was die Schaltungsänderung schwieriger und zeitaufwändiger macht.

Was ist ein Steckbrett

Im Gegensatz zum Protoboard ist das Steckbrett eine weitere Plattform für den Prototypenbau Ihrer elektronischen Schaltung. Wie bereits erwähnt, werden die Komponenten direkt in die Löcher eingesetzt, und zum Verbinden einer Schaltung ist kein Löten erforderlich.

Woraus besteht das Steckbrett?

Wenn Sie denken, dass „Steckbrett“ als Name für ein elektronisches Bauteil seltsam klingt, dann sind wir beide da. Das Steckbrett erhielt seinen Namen jedoch aufgrund seiner verblüffenden Ähnlichkeit mit einem antiken Brotschneidebrett. Auf der Oberfläche befinden sich in Reihen und Spalten angeordnete Rasterlöcher. Der Hauptkörper besteht aus Kunststoff, der die darin eingebetteten Leiter (Metallstreifen und Stromschienen) isoliert. Die Basis ist üblicherweise mit einer weiteren Isolierschicht überzogen, die ein Ablösen der Leiterstreifen verhindert.

Arten von Steckbrettern

Steckplatinen gibt es in der Regel in verschiedenen Größen. Viele sind für die Verwendung mit verschiedenen Komponenten konzipiert, während andere speziell für einen bestimmten Zweck entwickelt wurden. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Prototype Shield für Mikrocontroller.

Bei der Auswahl eines Steckbretts sollten Sie die Anzahl der zu montierenden Komponenten und den Stromverbrauch des Aufbaus berücksichtigen. Diese Faktoren bestimmen die Größe des für die jeweilige Aufgabe idealen Steckbretts und die Art und Weise, wie Sie die Verbindung herstellen.

Vorteile und Nachteile

Vorteile:

• Einfach zu modifizierende Schaltkreise: Elektronische Bauteile auf der Steckplatine lassen sich jederzeit einstecken oder herausziehen, sodass die Schaltung ohne Werkzeug oder Lötkenntnisse einfach angepasst werden kann. Selbst bei einer fehlerhaften Schaltung lässt sie sich schnell ändern oder neu verdrahten.

• Kein Löten erforderlich: Das Steckbrett verbindet Komponenten mithilfe von Metallklammern, die die Komponentenstifte an ihrem Platz halten. Dabei kommen keine Lötwerkzeuge zum Einsatz. So wird die Gefahr von Verbrennungen während des Lötvorgangs vermieden und die Verwendung ist sicherer.

• Wiederverwendbar für mehrere Projekte: Die Komponenten auf der Steckplatine können jederzeit entfernt werden. Nach dem Aufbau der Schaltung kann die Steckplatine weiterhin flexibel und kostengünstig für neue Experimente oder Projekte verwendet werden.

Nachteile:

• Weniger stabile Verbindungen als ein Protoboard: Da die Metallklammern im Inneren der Steckplatine lediglich die Komponentenstifte halten, kann es bei wiederholter Verwendung oder längerem Betrieb zu einem schlechten Kontakt kommen und die Stabilität der Schaltung beeinträchtigen.

• Anfällig für versehentliches Trennen oder lose Kabel: Drähte und Komponenten auf der Steckplatine sind nicht fest befestigt. Leichte Vibrationen, Bewegungen oder Berührungen können dazu führen, dass sich eine der Verbindungen im Schaltkreis löst oder bricht, was den normalen Betrieb des Schaltkreises beeinträchtigt.

Protoboard vs. Breadboard: Ein umfassender Vergleich

Fazit

Aus all diesen Punkten lässt sich schlussfolgern, dass sich das Steckbrett ideal für die Prototypisierung eines Projekts in der Frühphase eignet, wenn Unsicherheit über das Systemverhalten besteht. Das Steckbrett bietet Ihnen den Komfort, bei Bedarf schnell Korrekturen und Anpassungen am Aufbau vorzunehmen. Sind Sie sich jedoch über die Implementierung und das erwartete Verhalten der Schaltung sicher, können Sie mit der Prototypisierung auf Ihrem Steckbrett fortfahren.