एक पेशेवर ईई वातावरण में प्रोटोटाइपिंग कैसे की जाती है? क्या आप अपने प्रोटोटाइप ब्रेडबोर्ड्स पर, कॉपर क्लैड बोर्ड्स, मैनहट्टन स्टाइल पर करते हैं, या क्या आप सिर्फ स्कीमैटिक्स खींचते हैं, पीसीबी से बने और इकट्ठे ऑर्डर करते हैं और उनके साथ काम करते हैं, अगर जरूरी हो तो यहां और वहां हैकिंग?
प्रोटोटाइप कैसे करें?
जवाबों:
एक बार, लगभग 15 साल पहले, मैंने सीधे कोलाज से एक नया ईई किराए पर लिया। नौकरी पर उनका पहला दिन, उन्होंने मुझसे पूछा कि हम कैसे प्रोटोटाइप (ब्रेडबोर्ड, वायरवैप, आदि) करते हैं। मैंने कहा कि हम सीधे पीसीबी बनाने के लिए सीधे जाते हैं, और अगर यह काम करता है तो हम इसे जहाज करते हैं!
जब मैं मजाक कर रहा था, यह सच्चाई से दूर नहीं है। मेरे द्वारा डिजाइन किए गए उत्पादों का 90% (और मैंने बहुत कुछ किया है) इस तरह से किया गया था। हम तय करते हैं कि हमें क्या बनाना है और फिर बनाना है। अक्सर पीसीबी का पहला संस्करण पूरी तरह से काम नहीं करता है, इसलिए हम इसे सबसे अच्छा तय करते हैं जो हम पीसीबी के एक और दौर का निर्माण कर सकते हैं। फिर इस प्रक्रिया को तब तक दोहराएं जब तक यह काम न करे।
यही प्रक्रिया गैर-इलेक्ट्रिकल चीजों के लिए भी की जाती है। धातु या प्लास्टिक की चेसिस आदि।
शायद ही कभी हम महसूस करेंगे कि विशुद्ध रूप से अनुसंधान संचालित पीसीबी की आवश्यकता है। यह तब है जब हमें जिस तकनीक की खोज करने की आवश्यकता है वह बहुत कठिन है और हमें वास्तविक उत्पाद बनाने के लिए संसाधनों को समर्पित करने से पहले इसे आज़माने की आवश्यकता है। इस मामले में हम PCB को R & D को ध्यान में रखते हुए डिजाइन करेंगे, न कि वॉल्यूम प्रोडक्शन के लिए। इसका मतलब यह है कि पीसीबी पर भागों को फैलाया जाता है ताकि वे जांच करना आसान हो, और हम इसे बनाने की लागत के बारे में इतना ध्यान नहीं देते हैं।
प्रत्येक कंपनी में मैंने इसके लिए काम किया है कि उत्पादों को कैसे विकसित किया गया है। ये कंपनियां नासा जैसी जगह नहीं थीं, जो अधिक शोध वाली हों।
यह हर जगह की कार्यप्रणाली रही है। मैं यह जोड़ना चाहता हूं कि जब बोर्ड टेस्ट-पॉइंट्स, डीबग हेडर इत्यादि को डिजाइन करना और बिछाना है, तो कुछ ऐसा है जिसे हम सचेत रूप से डिजाइन करते हैं ताकि खुद को दृश्यता दे सकें कि कुछ काम नहीं करना चाहिए।
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मैट
मैं एक बहुत छोटी कंपनी के लिए काम करता हूं, जो बहुत कम संख्या में PCB बना रहा है, इसलिए हम जिस तरह से प्रोटोटाइप बनाते हैं वह शायद डेविड केसर के करने के तरीके के समान है। हम आम तौर पर समय और फंडिंग में बहुत कम होते हैं, इसलिए हमें अक्सर इसे (ईश) पहली बार सही करने की कोशिश करने की आवश्यकता होती है, और यदि यह नहीं है, तो हमें बस हाथों से बोर्डों को पैच करना होगा।
हमारे पीसीबी को असामान्य बनाने वाली बात यह है कि, रोबोट उपकरणों में होने के कारण, हमें हमेशा अंतरिक्ष के लिए सख्त धक्का दिया जाता है, और यह स्थान आमतौर पर एक बेवकूफ आकार है। जब मैं एक प्रोटोटाइप डिज़ाइन करता हूं, तो मैं जिस प्रश्न का उत्तर देने की कोशिश कर रहा हूं, वह है: 'क्या इन घटकों के लिए इस स्थान में फिट होना संभव है?' यह प्रोटोटाइप कभी-कभी केवल सीएडी में मौजूद होता है, लेकिन मुझे लेआउट के माध्यम से अधिकांश तरीके प्राप्त करने से पहले यह सुनिश्चित करना होगा कि डिजाइन संभव है। अधिकांश डिज़ाइन का काम करने के बाद, मैं उस डिज़ाइन को अगले PCB रन पर खाली जगह पर रख देता हूँ।
उदाहरण के लिए, यह छोटा गोल पीसीबी केवल 15 मिमी व्यास का है, लेकिन इसमें 49 घटक हैं, और बिजली, संचार और प्रोग्रामिंग के लिए पैड पर टांका लगाने के लिए तारों के लिए भी जगह की आवश्यकता है। मैंने यह देखने के लिए लेआउट किया कि क्या यह संभव है। यह था, इसलिए मैंने एक बनाया था।
कहा जा रहा है कि, अधिक जटिल बोर्ड के लिए, यह वास्तव में एक बड़े एक को बिछाने के लिए है, जांच और स्कोपिंग के लिए। यह डिज़ाइन 100x100 मिमी (बड़े पैमाने पर!) पर रखा गया था और डिबगिंग के लिए अमूल्य था। फिर इसे उस अजीब आकार के बोर्ड पर रखा गया, जो शारीरिक बाधाओं का एक बुरा सपना था, जिससे डिबगिंग सुविधाओं को जोड़ना मुश्किल हो गया। मुझे प्रोटोटाइप के लिए बहुत खुशी हुई।
कोई सरल "बोर्ड" नहीं है। एक उत्पाद, जो काफी हद तक एक सर्किट बोर्ड हो सकता है, कई चरणों के माध्यम से जाता है।
अधिकांश समय मैं सर्किट को डिजाइन करता हूं जो हम सोचते हैं कि हम चाहते हैं कि उत्पाद करना चाहिए, लेकिन पहला संस्करण एक बेंच टेस्ट बोर्ड है। यह अंतिम यांत्रिक रूप का दिखावा भी नहीं है। यह एक ऐसा बोर्ड है जिसमें उतना ही स्थान होता है जितना कि इसके चारों ओर जांच करने में सक्षम होना, यदि आवश्यक हो तो संपादन करना आदि। यह आमतौर पर कोनों में नीचे की तरफ रबर के पैरों वाला एक आयताकार बोर्ड होता है। सर्किट वह है जो उत्पादन के लिए अभिप्रेत है लेकिन अक्सर कुछ अतिरिक्त डिबग सुविधाओं के साथ। उदाहरण के लिए, अप्रयुक्त प्रोसेसर पिंस को केवल प्रोसेसर पर समाप्त होने के बजाय लेबल वाले पैड के लिए लाया जाता है। अतिरिक्त एल ई डी, या शायद एक सीरियल पोर्ट हो सकता है भले ही अंतिम इकाई में एक न हो। विभिन्न मध्यवर्ती जालों के लिए जानबूझकर लेबल किए गए परीक्षण बिंदु जोड़े जाते हैं जो कनेक्ट होने, किसी दायरे को देखने, किसी सिग्नल को फीड करने आदि के लिए उपयोगी हो सकते हैं। सर्किट के कुछ हिस्सों को डिस्कनेक्ट करने के लिए कुछ स्थानों पर जंपर्स हो सकते हैं। इस बोर्ड का उद्देश्य सर्किट को सत्यापित करना और बुनियादी फर्मवेयर को ऊपर और चलाना है।
असामान्य मामलों में जब मुझे लगता है कि एक सर्किट जोखिम भरा है या यह जानना मुश्किल है कि वास्तव में क्या आवश्यक है, तो मैं उन प्लग स्ट्रिप ब्रेडबोर्ड में से एक पर एक छोटे से टुकड़े का परीक्षण कर सकता हूं। उदाहरण के लिए, कुछ समय पहले मुझे एक उत्पाद प्राप्त करना था और अल्ट्रासाउंड संकेतों को संसाधित करना था, लेकिन बहुत कम वर्तमान के साथ। आप सभी डेटाशीट को पढ़ सकते हैं, लेकिन कुछ इस तरह के लिए यह पता लगाने के लिए वास्तविक प्रयोग करता है कि क्या लाभ काफी अच्छा है, वास्तविकता में कैसे थोड़ा बैंडविड्थ दूर हो सकता है, और क्या कुछ अतिरिक्त कम वर्तमान चालें वास्तव में काम करती हैं अपेक्षित होना। ट्रांजिस्टर डेटशीट आम तौर पर आपको यह नहीं बताते हैं कि केवल कुछ ही heA के साथ भाग की विशेषताएँ क्या हैं। कभी-कभी आपको सिर्फ सामान की कोशिश करनी होती है। सौभाग्य से यह असामान्य है, और एक विशिष्ट उप-सर्किट तक सीमित हो सकता है। वैसे, मैं 3 वी quiescient वर्तमान में 35 3A के नीचे अल्ट्रासाउंड फ्रंट एंड एम्पलीफायर मिला, और 40 kHz पर कुछ 1000 का लाभ, सभी असतत ट्रांजिस्टर के साथ। कुछ प्रयोग हुआ।
पहले बेंच टेस्ट बोर्ड के बाद, ग्राहक अनिवार्य रूप से पहली बार में कल्पना करने की तुलना में कुछ अलग करना चाहता है, आपको ऐसी छोटी चीजें मिल सकती हैं जो आप अलग-अलग चाहते हैं, आदि। अगला संस्करण आमतौर पर यांत्रिक बाधाओं को ध्यान में रखता है, इसलिए संभवतः एक छोटा और अधिक crammed बोर्ड है। आपको लगता है कि यह था, लेकिन शायद ही कभी दूसरा संस्करण जहाज के लिए तैयार है। यह आम तौर पर सर्किट की समस्याओं के कारण नहीं है, लेकिन ज्यादातर इसलिए कि अब अधिक लोग इसे देखने, इसे सूंघने, इसे छूने, इसे महसूस करने और अन्यथा इसके साथ घुलमिलने के लिए मिलते हैं। उत्पाद के विवरण पर इन लोगों की अपनी राय है, और कुछ चीजें बदल जाएंगी।
तीसरा संस्करण कभी-कभी उत्पादन के लिए तैयार हो सकता है, लेकिन आमतौर पर हर किसी को खुश होने या इसमें दिए जाने से पहले एक या दो से अधिक चक्कर लगते हैं, कुछ हिस्सा स्थानांतरित हो गया, क्योंकि मूल रूप से इस बात के साथ काम करना चाहिए था कि दो साल में क्या हुआ है। किसी ने उत्पाद विचार का सपना देखा था, आदि मैं कहूंगा कि बोर्ड के कुल 4 या 5 संस्करणों में सबसे अधिक संभावना है, बड़े संगठनों के लिए अधिक है जो प्रक्रिया और प्रक्रियाओं पर गर्व करते हैं।
मेरा अवलोकन है कि इस दृष्टिकोण और डेविड केसर द्वारा वर्णित एक के बीच एक गतिशील तनाव है। यदि आप एक छोटी कंपनी हैं और एक और बोर्ड स्पिन करने की लागत समग्र लागत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और / या यदि उत्पाद अपेक्षाकृत सरल है, तो आप डीके के दृष्टिकोण की ओर रुझान करते हैं। यदि यह एक उधम मचाते उत्पाद है, जैसे कि ओलिन लेट्रोप द्वारा वर्णित है, तो आपके पास कई प्रकार के स्पिन करने के अलावा कोई विकल्प नहीं है। और हां, अगर कंपनी बड़ी है, उसके पास अधिक संसाधन हैं, और 'गेराज हैकर' की तुलना में अधिक 'ISO9000' है, तो आपको उसी स्थान पर पहुंचने के लिए अधिक कदम उठाने के लिए बाध्य किया जा सकता है, जरूरत है या नहीं।
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mickeyf_supports_Monica
@ मिक्की: वास्तव में मैंने जो कहा और डेविड ने जो कहा, उसमें बहुत अंतर नहीं है। वह कम बार एक बेंच टेस्ट बोर्ड बनाता है, लेकिन इसके अलावा अन्य प्रक्रिया बहुत अधिक लगती है। मुझे यह बताना चाहिए था कि यांत्रिक कसौटी अभी तक ज्ञात नहीं है क्योंकि एक बेंच टेस्ट बोर्ड की भी अक्सर आवश्यकता होती है। औद्योगिक डिजाइन अक्सर विद्युत डिजाइन को पीछे छोड़ देता है। हमारे अपने उत्पादों के लिए, दूसरा रेव आमतौर पर जहाज होता है। इसके अलावा, चीजों की योजना में एक रिस्पिन की लागत बहुत मामूली है।
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ओलिन लेट्रोप
पुराने दिनों में, जब एक छोटा पैकेज डिवाइस एक 8 पिन डीआईएल था और हर पिन 0.1 "पिच पर था, तब प्रोटोटाइप प्लगबोर्ड को बाहर निकाल दिया जाएगा और सेवा में दबाया जाएगा, कुछ हाथ से टेंडर किया जाएगा, 3 डी मूर्तिकला सिर्फ असंख्य घटकों की विशेषता है। एक अवधारणा साबित करो।
आजकल मैं ज्यादातर नए उपकरणों के लिए निर्माताओं के विकास बोर्डों का उपयोग करने की प्रवृत्ति रखता हूं जिन्हें मैं आज़माना चाहता हूं। इन सभी में अपने I / O पिन हेडर के लिए होते हैं और अन्य मूल्यांकन बोर्डों (माइक्रोकंट्रोलर, इंटरफ़ेस डिवाइस आदि) में वायर्ड किए जा सकते हैं। मैंने इन बोर्डों को मिलाकर एक नए उत्पाद का निर्माण किया है।
प्रोटोटाइप का मेरा पसंदीदा तरीका जब भी मैं किसी ड्राफ्ट या सिमुलेशन पर भरोसा करने से पहले कुछ छोटे विवरणों की जांच करना चाहता हूं और 100 से 1000 के बीच किसी भी चीज के साथ एक महंगी बहु-परत पीसीबी पर एक छोटा सा ब्लॉक डालता हूं: 1000 अन्य घटक:
Breadboarding। तांबे से बने बोर्ड के साथ।
सर्किट लगभग अंजीर के समान है । एलटी के AN-104 में 6
स्रोत: https://electronics.stackexchange.com/a/15059/930
यह एक वोल्टेज नियामक डिजाइन के लिए एक त्वरित जांच थी जिसे मुझे काम की जरूरत थी और एक बड़ा पीसीबी समाप्त होने से पहले कोशिश करना चाहता था। यह गन्दा लग रहा है, और यह वास्तव में बड़ा फायदा है: आपके होम लैब में 30 मिनट आपके प्रोजेक्ट को फिर से डिजाइन करने के दिनों को बचाएगा क्योंकि आप एक छोटे (और स्पष्ट?) गेचा से चूक गए थे।
... सिर्फ तीन छोटे उदाहरण हैं, लेकिन आपको यह विचार मिलता है। यह जल्दी और (कभी-कभी बहुत) गंदा होता है, लेकिन आप जो कुछ भी कम रखने की जरूरत है उसे कम रख सकते हैं और बहुत तेजी से अच्छे परिणाम प्राप्त कर सकते हैं। एक बहुत अच्छा ट्यूटोरियल पी पर पाया जा सकता है। एलटीसी वेबसाइट पर जिम विलियम्स के ऐप नोट 47 में 28-31 ।
बेशक, यह बीजीए और इस तरह के लिए काम नहीं करेगा, लेकिन जब भी मुझे बस एक छोटे से हैक की आवश्यकता होती है, तो यह मेरा पसंदीदा तरीका है।
इसे स्थानांतरित करना लगभग असंभव होना चाहिए। यदि कोई सहकर्मी किसी अन्य घटक को विकसित कर रहा है और आपको उन्हें एक-दूसरे से कनेक्ट करना है तो आप क्या करते हैं?
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फिन
ये ब्रेडबोर्ड एक से अधिक गालियां लेते हैं जो सोचते हैं। सबसे सुंदर उदाहरणों में से एक यहाँ पाया जा सकता है: cds.linear.com/docs/Application%20Note/an120f.pdf
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zebonaut
@zebonaut - सुंदर? मुझे नहीं पता कि उसके बाद वे लोग सार्वजनिक रूप से अपना चेहरा कैसे दिखा सकते हैं।
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रॉकेटमैग्नेट
@Rocketmagnet: "वे लोग" इस बात की अधिक परवाह कर सकते हैं कि उनका दायरा उन्हें कैसे देखता है कि जनता उन्हें कैसे देखती है: computerhistory.org/highlights/analoglife/img/cartoons/… (cf. computerhistory.org
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-highlights
अपडेट किया गया लिंक: cds.linear.com/docs/en/application-note/an120f.pdf ।
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होवडाल 17
पावर इलेक्ट्रॉनिक्स परिप्रेक्ष्य यहाँ।
जिन पीसीबी के साथ मैं काम करता हूं वे उच्च-शक्ति वाले शोर पैदा करने वाले घटकों और कम-शक्ति वाले शोर-संवेदनशील भागों का मिश्रण हैं। सचमुच, दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ।
मैं दो रास्तों का पालन करता हूं:
यदि परियोजना कुछ पुराने काम पर आधारित है, तो पुराने काम को ले लो और चीजों को आवश्यकतानुसार जोड़ें (पीसीबी में तार, हवा में भागों को लटकाएं, जो भी हो)।
यदि परियोजना पूरी तरह से नई है, और पुराने कुछ का लाभ उठाने का कोई तरीका नहीं है, तो खरोंच से एक नया बोर्ड डिज़ाइन करें।
आम तौर पर, यदि आप अपने शुरुआती बिंदु के रूप में एक मौजूदा इकाई का उपयोग करके दूर हो सकते हैं, और आपके पास पहले से ही लैब में हार्डवेयर है (और जब तक आपके द्वारा किए जाने वाले परिवर्तनों को लागू करने में अधिक समय नहीं लगेगा एक नई इकाई का निर्माण करें) यह आपके प्रोटोटाइप / ब्रेडबोर्ड के रूप में उपयोग करने के लिए एक जबरदस्त समय और पैसा बचाने वाला है। यह पीसीबी को "सही" प्राप्त करने के लिए कई स्पिन ले सकता है और यह आपके प्रोटोटाइप डिबगिंग समय में खाता है। कभी-कभी हम एक पुराने डिजाइन के PCBs और जरूरत के अनुसार बस प्रतिस्थापन भागों का उपयोग करके एक ताजा निर्माण करेंगे। यह एक नए पीसीबी लेआउट के साथ निहित जोखिमों को दूर करता है।
जब भी हमें एक नया पीसीबी डिजाइन करने की आवश्यकता होती है, तो हम फिट / फॉर्म / फ़ंक्शन को अंतिम आवश्यकता के जितना करीब हो सके - यहां तक कि पहले स्पिन के लिए भी प्राप्त करने की कोशिश करते हैं। बस मामले में चीजें पूरी तरह से काम करती हैं (हा!)। पीसीबी स्पिन में समय और संसाधन लगते हैं, इसलिए हम हर बोर्ड की बारीकी से जांच करते हैं ताकि उनके पास हर बार स्पिन करने के लिए 'काम करने' (या 'पहले से बेहतर काम करने') का बेहतरीन मौका हो। निरंतर सुधार, इसलिए बोलने के लिए।
अगर मुझे लगता है कि पहले पीसीबी संस्करण से पहले आंशिक प्रोटोटाइप होना आवश्यक है (या अनुसूची-लाभप्रद), तो मैं इसमें शामिल प्रौद्योगिकियों के लिए मूल्यांकन बोर्ड, या उनके लिए स्टैंड-इन को मिलाकर इसे बनाने की प्रवृत्ति रखता हूं। उदाहरण के लिए, एक माइक्रो-कंट्रोलर बोर्ड को एक हैंड-वायर्ड SPI इंटरफ़ेस मिल सकता है जो इसे FPGA बोर्ड से जोड़ता है, या शायद एक वायरिंग हार्नेस को पीसी समानांतर पोर्ट से कुछ मॉड्यूल को बिट-बैंग करने के लिए बनाया जाता है (अक्सर इसका उपयोग करने के तरीके पर। डिवाइस फर्मवेयर बन रहा है, केवल एक अलग निम्न-स्तर I / O आवरण के साथ)।
एक बार जब आपके पास एक उत्पाद लाइन शुरू हो जाती है, तो पीसीबी उत्पाद के मौजूदा संस्करणों से (या यहां तक कि एक अलग लाइन से एक उत्पाद जो कुछ उसी तकनीक का उपयोग करता है) अक्सर एक प्रोटोटाइप प्लेटफॉर्म के रूप में उपयोग किया जा सकता है। इसका मतलब यह हो सकता है कि नए फर्मवेयर को आज़माने से कुछ भी हो सकता है, उन्हें eval बोर्ड के साथ उपयोग करना, या एक चिप को बदलने के लिए थोड़ा एडॉप्टर बनाना, या यहाँ तक कि उस चिप के लिए एक ब्रेकआउट बोर्ड के रूप में निकाले गए सभी लेकिन एक घटक के साथ PCB का उपयोग करना।
हालांकि अगर इसका दूर तक पीछा किया जा सकता है तो यह आसानी से एक विकर्षण बन सकता है, कई बार इन-हाउस क्षमता के लिए उपयोग किया जा सकता है ताकि अतिरिक्त कार्यक्षमता जोड़ने के लिए विशेष आईसी या छोटे सर्किट के वाहक के आदेश पर सरल पीसी बोर्ड बनाया जा सके (या सही ओवरसाइट) । मैंने उन स्थानों पर काम किया है, जिन्होंने विशेष प्रयोजन आरएफ बोर्डों के लिए आवश्यक मिलिंग / लेजर संसाधनों के साथ ऐसा किया था, जिन्हें हम कभी-कभी छोटे तर्क मॉड्यूल के लिए उपयोग करते हैं। व्यक्तिगत परियोजनाओं के लिए, एक छोटे टोनर-ट्रांसफर सिंगल साइडेड एसएमटी बोर्ड को एक घंटे में उत्पादित किया जा सकता है और एक दूसरे में इकट्ठा किया जा सकता है - यह क्विक टर्न पीसीबी हाउस की गुणवत्ता नहीं है, लेकिन क्विक-टर्न का मतलब एक ही दिन सर्किट ऑपरेशन नहीं है। मैं कभी-कभी फाइल को बोर्ड हाउस में भेजता हूं और फिर प्रोजेक्ट को चालू रखने के लिए अपना संस्करण बनाता हूं।
आमतौर पर, जिन चीनी कारखानों के साथ हम काम करते हैं, वे हमारे लिए प्रोटोटाइप बनाते हैं, फिर हम उन्हें समस्याओं को ठीक करने, सुविधाओं को जोड़ने आदि के लिए संशोधन करेंगे, फिर वे हमारे परिवर्तनों के साथ एक और प्रोटोटाइप बनाते हैं, हम उस संशोधन का परीक्षण करते हैं, पाते हैं कि वे कुछ याद करते हैं, या हमारे सुधारों ने अन्य समस्याओं का कारण बना, आदि और संशोधनों के चक्र को दोहराते हैं जब तक कि यह बेचने के लिए पर्याप्त रूप से काम न करे। (ध्यान दें कि मैंने यह नहीं कहा था कि "पूरी तरह से काम करता है" ...) कभी-कभी हम जो बदलाव करते हैं उसमें ब्रेडबोर्ड शामिल होते हैं, लेकिन आमतौर पर वे अंतरिक्ष में लटकाए गए घटक होते हैं जो एक-दूसरे को बस मजबूत रूप से पर्याप्त साबित करते हैं कि यह काम करता है।
मैं केवल कुछ समय के बारे में सोच सकता हूं जब मैंने वास्तव में पहले एक सोल्डरलेस ब्रेडबोर्ड पर अधिकांश प्रोटोटाइप का निर्माण किया था, और फिर भी, ब्रेडबोर्ड में प्लग किए गए कुछ चीजें अपने स्वयं के छोटे सर्किट बोर्ड थे, या तो चिप निर्माता द्वारा बनाए गए eval बोर्ड। या अन्य बोर्ड जो मेरे पास पड़े थे, जिन्हें मैं काट सकता था, क्योंकि चिप्स अपने आप ब्रेडबोर्ड के साथ उपयोग करना असंभव है।