22 Januari 2026 –
Prototypen zijn nooit meteen netjes
Het merendeel van mijn projecten zijn prototypes van producten of machines die nog niet bestaan. Dat betekent automatisch dat de onderdelen waaruit zo’n prototype is opgebouwd in het begin zelden “definitief” met elkaar verbonden zijn. Ik werk vaak met bestaande modules, aangevuld met losse componenten die precies passen bij wat ik wil testen.
Eerst experimenteren, daarna pas vastleggen
In de beginfase is het proces vooral experimenteel. De vorm en structuur moeten nog ontstaan en onderdelen hebben nog geen vaste plek. Sterker nog: later in het traject moeten componenten soms alsnog vervangen worden, bijvoorbeeld omdat er toch meer schakelvermogen nodig blijkt, een onderdeel niet leverbaar is, te duur is, of omdat een andere variant beter past bij de gewenste functionaliteit. Het prototype leeft dus continu, en moet veranderingen kunnen toelaten.
Breadboard: flexibel, maar fysiek instabiel
Daarom is het direct solderen van alle verbindingen meestal geen slimme eerste stap. GPIO-pinnen kunnen veranderen, een transistor kan te traag of te beperkt blijken en vervangen moeten worden door een MOSFET, en er kunnen later nog onbekende componenten bijkomen die ook weer een plek moeten krijgen. De start van een prototype is daarom vaak een breadboard: een experimenteerbord waar je componenten in kunt steken en snel kunt omleggen. Dat geeft maximale flexibiliteit, maar heeft ook een duidelijk nadeel: het is fysiek instabiel en nooit echt “af”.
Prefboard als tussenstap
Als een prototype uitontwikkeld raakt en de componentkeuze en aansluitingen definitief worden, komt vaak het moment om de schakeling om te zetten naar een prefboard of stripboard. Dat is een gaatjesprint waarop je onderdelen wél vast soldeert en permanente, stabiele verbindingen maakt, zonder dat je meteen een echte PCB hoeft te ontwerpen. Ideaal voor een 1-off prototype of testopstelling, maar niet ideaal als je het compact, netjes en reproduceerbaar wilt hebben. Dan is de volgende stap logisch: een PCB.
De stap naar een echte PCB
Een PCB is een printplaat met kopersporen die de verbindingen tussen componenten maken. Meestal groen, maar andere kleuren komen net zo goed voor. Zo’n PCB bestaat doorgaans uit een glasvezel/epoxy basis met koperlagen, een soldeermasker dat voorkomt dat tin overal heen loopt, en silkscreen-opdruk voor tekst, componentnummers en logo’s. Het grote voordeel is dat de schakeling ineens compact, betrouwbaar en reproduceerbaar wordt. Je maakt niet één print, maar net zo makkelijk tien of honderd identieke stuks. Ook zijn er minder draadjes en daardoor minder foutkansen en storingen. PCB’s kunnen single layer, double layer of multilayer zijn, afhankelijk van complexiteit en routing.
Through-hole, SMD en footprints
Componenten kunnen op een PCB als through-hole geplaatst worden, waarbij de pootjes door de print heen steken, of als SMD, waarbij je de onderdelen bovenop de PCB soldeert. Bij het ontwerpen van een PCB is het cruciaal dat je exact weet welke uitvoering je component heeft. Veel onderdelen bestaan in meerdere varianten: elektrisch vergelijkbaar, maar mechanisch compleet anders. Elke component heeft dus naast elektrische eigenschappen ook een footprint, en bij PCB-ontwerp moet je die combinatie van werking, afmeting en plaatsing allemaal tegelijk in de gaten houden. Daarvoor gebruik je PCB-designsoftware.
Ontwerpen in EasyEDA
Vandaag gebruik ik daarvoor EasyEDA, wat staat voor Easy Electronic Design Automation. In EasyEDA teken je eerst het elektronische schema, bepaal je de afmetingen van je PCB en kies je per component de juiste footprints en libraries. Daarna zet je het schema over naar de PCB-layout. Dan verschijnen alle componenten op de print, en zie je direct welke verbindingen er moeten komen. Vervolgens plaats je de onderdelen logisch en trek je de traces waarmee de schakeling daadwerkelijk wordt gerealiseerd. Daarbij merk je al snel of een double-layer board voldoende is.
Van breadboard naar definitieve print
Voor mijn printplaat van vandaag begin ik met een handgetekend schema, als redraw van de breadboard-opstelling. Die zet ik om naar een schematic in EasyEDA. Daarna zoek ik de exacte componenten die ik ook in mijn prototype gebruikt heb. Als een footprint ontbreekt, teken ik die zelf. Vervolgens plaats ik de componenten zoals ik ze wil hebben: mechanisch stabiel, logisch in flow en gewoon netjes. Ik voeg montagegaten toe, zorg dat de stroom links binnenkomt en de geschakelde LED-driver spanning rechts uitgaat, en plaats schroefconnectors zodat montage en aansluiten praktisch blijft. Ook teken ik mijn logo en een radar-icoon op de onderkant en label ik functies bij de componenten, zodat de print later ook leesbaar blijft.
Na een uur of vijf puzzelen ben ik klaar. Alles klopt: de footprints, bemating, plaatsing en opdruk. Na meerdere checks van alle traces besluit ik dat dit de definitieve versie wordt. Vanuit EasyEDA exporteer ik de productiebestanden en upload ik die naar JLCPCB om de PCB’s te laten maken. Acht dagen later liggen ze in de brievenbus en kan ik niet wachten om ze te assembleren en te zien of het hele ontwerp ook écht doet wat ik bedacht had.
Ik pak de componenten, positioneer ze op en door de PCB heen en soldeer alles vast. Alles past precies. Daarna upload ik de laatste firmware naar de ESP32 en zie ik tot mijn plezier de schakeling direct tot leven komen. De LEDstrip brandt exact zoals ik het geprogrammeerd heb, de radar-sensor detecteert perfect wanneer iemand voorbijloopt, en via de seriële poort komt direct terug wat de afstand tot die passant is.