Protoboard – O que é e como usar?

Protoboard, matriz de contato, breadboard e placa de ensaio. Vários nomes para uma das peças mais importantes quando o assunto é montagem de circuitos elétricos. Seja para fins educacionais ou até para o desenvolvimento de protótipos iniciais de produtos em empresas, a protoboard sempre estará presente. Nesse tutorial você entenderá, de uma vez por todas, o que é e como usar esta ferramenta que te acompanhará por toda a sua jornada como desenvolvedor.

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O que é Protoboard?

Lembro da minha primeira aula de laboratório de eletricidade. Foi a minha primeira vez com uma protoboard, inesquecível! hehehe

Eu até entendia bem sobre como funcionavam os circuitos elétricos.  Apesar de tudo aquilo ser novo para mim, eu estava confiante, já estava acostumado a fazer algumas gabiarras (quase tinha colocado fogo em casa algumas vezes =|). Estava ansioso para me divertir nas experiências práticas e me tornar um mestre dos circuitos elétricos.

Foi então que chegou o tão esperado dia, entrei no laboratório e, em minha bancada, me deparei com aquela pastilha de plastico branca e cheia de furos (ela também estava cheia de marcas de fogo oriundas de curtos-circuito e explosões de capacitores), eu não era capaz de imaginar como aquilo poderia me ajudar a montar o meu circuito.

Verdade seja dita, o primeiro dia com uma protoboard é sempre muito confuso (há aqueles que passam a vida toda na mesma confusão). Imagine você olhar uma placa com algumas centenas de furos e, sem uma explicação decente de como usar ela, ter que montar um circuito elétrico (que para os inciantes é algo totalmente novo).

A protoboard, aquela pastilha plastica estranha, era um dos equipamentos mais importantes daquele laboratório. Com ela era possível montar e desmontar circuitos repetidas vezes. 

– Uma Placa de Ensaio reutilizável

Em português, o nome correto para a famosa protoboard é Placa de Ensaio ou Matriz de contato, o que define bem a função dela e como ela funciona.

Quando trabalhamos com circuitos elétricos em laboratório, seja para fins educacionais ou profissionais, muitas vezes usamos a protoboard. Ela tem o intuito de simplificar o processo de estudo e pesquisa referentes aos circuitos elétricos e eletrônicos.

Com uma protoboard é possível construir protótipos de projetos ou ensaiar circuitos, pois, sendo ela uma matriz de contato reutilizável, evitamos a necessidade de confeccionar uma placa de circuito impresso e possibilitando a fácil alteração do circuito, deixando ele flexível.

Usando o Arduino, por exemplo, continuamente teremos que montar circuitos com LED’s, sensores, entre outros. Dessa forma, o uso de protoboards será comum no seu dia-a-dia como um desenvolvedor.

Como uma Protoboard funciona?

Continuando a jornada de minha primeira aula de laboratório, lembro que o professor desenhou no quadro o que seria o Raio-x da Protoboard e explicou que por dentro da Protoboard havia uma matriz de contatos. Vários barramentos metálicos em paralelo tal como podemos ver nessa imagem em que cada linha desenhada representa um barramento.

A imagem a seguir mostra uma foto de dentro da protoboard, onde podemos identificar esses barramentos metálicos :

Esses barramentos metálicos tem a forma de um grampo:

Assim, quando enfiamos um fio na protoboard ele fica preso internamente a este grampo:

Veja uma foto por baixo da placa de ensaio:

– Barramentos de alimentação

Nas extremidades superior e inferior podemos notar 4 barramentos na horizontais: 2 em cima e 2 em baixo.

Essa linhas desenhadas representam um barramento metálico na horizontal, no qual, todos os pontos de uma mesma linha conectados entre si.

Você poderá identificar facilmente esses barramentos em sua protoboard. Em geral elas possuem a função de barramentos de alimentação e por isso costumam ter uma indicação de tensão positiva e negativa.

Veja que na foto onde mostramos esse barramentos metálicos de alimentação nitidamente:

– Barramentos de prototipagem

– No centro, temos barramentos perpendiculares com um pequeno espaçamento no meio.

– Note que, para a protoboard de 400 pontos, temos 60 barramentos verticais de 5 pontos cada. São 30 na parte superior e outros 30 na parte inferior separados por uma divisão.

– É importante você ter em mente que os barramentos de cima não são conectados nos de baixo. Ou seja, Na coluna 1, o pontos entre linha A e E formam um barramento vertical. Enquanto que, na mesma coluna só que entre a linhas F e J existe outro barramento.

Veja como esses barramentos metálicos estão dispostos na parte interna da matriz de contato:

– Resumo

Olhando todos os barramentos da protoboard, temos:

1. Barramentos horizontais em sua extremidades que geralmente são usados para alimentação do circuito, geralmente são 2 em cima e dois em baixo;
2. Barramentos verticais usados para a montagem do circuito
3. Existe um espaçamento central entre os barramentos verticais que separa em barramentos verticais superiores e inferiores

Modelos de protoboard

É possível encontrar diversos tamanhos de protoboard. Desde protoboard de 170 pontos até outras com mais de 3000 pontos.

Todas funcionam de forma semelhante, possuindo barramentos verticais e/ou  horizontais .

Para alguns modelos pequenos, tal como a de 170 pontos, temos apenas barramentos verticais devido ao espaço reduzido:

A protoboard 830 pontos é a mais popular de todas, muito usada para fins didáticos e profissionais.

Fios Jumpers

Ao montar circuitos em sua protoboard, é essencial o uso de fios jumpers. Esses fios têm como função conduzir energia elétrica entre um barramento e outro, auxiliando na montagem do circuito.

Esse fios jumpers podem ser feitos em casa com fios de rede, foi com esses que comecei. O problema desses jumpes é o fato de os fios quebrarem com facilidade.

Hoje é possível comprar fios jumpers próprios para prototipagem de vários tamanhos e modelos.

Esses fios jumpers facilitam muito a vida dos desenvolvedores.

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Mãos à obra – Montando um circuito na Protoboard

Para entender como usar a protoboard, precisamos de um exemplo prático. Para isso montaremos um circuito simples para acender um LED.

Componentes necessários

• Protoboard – Usaremos uma protoboard de 830 pontos, mas você pode fazer em qual quer uma outra
• Fios Jumpers
• 1x LED Difuso Vermelho
• 1x Resistor 220Ohm
• 1x Chave momentânea (push button)
• Fonte de Alimentação 5V

Montando o Circuito

O circuito que vamos montar é bem simples, ele tem como função deixar um LED ligado. O desenho do circuito é:

Na protoboard esse circuito ficará da seguinte forma.

Entendendo a fundo

Vamos seguir esse circuito passo a passo a montagem do circuito na protoboard:

– Definindo os barramentos de Alimentação

Primeiro vamos definir os barramentos que irão receber os pinos de alimentação. Em geral costumo usar um barramento de cima para alimentação positiva e um barramento de baixo para o GND (referência).

É importante que só se ligue a energia nesses barramentos depois que o circuito estiver pronto. Ou seja, definimos o barramento que será usado, mas ainda não conectaremos nele os fios da fonte externa de tensão. Por isso iremos desconsiderar a fonte de alimentação.

Dessa forma, vamos chamar o barramento positivo pela letra A e o barramento de referência pela letra G.

– Conectando o resistor

O próximo passo é conectar o resistor. Para montagem do circuito é usual usar os barramentos verticais. Dessa forma, conectamos uma das pernas em um barramento (B) e a outra perna em outro (C).

Como uma das pernas do resistor estará conectada a fonte de alimentação positiva, precisamos colocar um jumper entre o barramento A e B.

– Conectando o LED

Agora vamos conectar o LED. Como ele tem uma de suas pernas conectadas à umas das pernas do resistor, vamos colocar essa primeira perna no barramento C e a outra perna no barramento D.

OBS.: Ao usar um LED você deve se atentar para o posicionamento correto dele. A corrente deve fluir da maior perna para a menor. Para nosso experimento a maior perna do LED fica conectada ao resistor, a menor irá se conectar à chave momentânea.

– Conectando a chave momentânea

Agora precisamos conectar a chave momentânea. Para isso iremos coloca-la entre os barrementos verticais superiores e  inferiores.

Como uma da pernas da chave está conectada ao LED, vamos colocar essa perna no barramento D.

Aqui, também precisamos colocar um fio jumper indo da chave momentânea (E) para o barramento de referência (G).

– Ligando a fonte externa

Agora que nosso circuito está montado, basta ligar a fonte de alimentação externa com 5V.

Essa fonte de energia pode ser oriunda dos pinos de alimentação 5V e GND de um Arduino UNO por exemplo. Você também poderá usar um conjunto em série de 6 Pilhas AA 1,5V, que totalizará 6V.

Por fim teremos o seguinte circuito. Em preto, destacamos por onde a corrente está sendo conduzida através dos barramentos metálicos da matriz de contato.

 

Dica

Ao usar o protoboard, eu costumo dividir meu circuito em nós, denominando cada um com uma letra e depois considerando que cada nó é um barramento do protoboard.

Nó, em circuitos elétricos, nada mais é que um ponto comum de interligação de dois ou mais componentes.

Veja que no exemplo anterior dividimos o circuito em vários nós e o denominamos com letras. Ao transferir para protoboard, cada nó assumiu seu próprio barramento.

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Considerações finais

Nesse tutorial vimos como é organizada uma protoboard e como montar um circuito simples nela. Agora que você entende como usá-la, você poderá trabalhar em seus projetos com mais autonomia.

Boa diversão!