Ako

Tipy na spájkovanie elektroniky

Každý, kto niekedy niečo robil s elektronikou, musí niekedy začať s spájkovačkou. Podľa príkladov na internete môžete bezpečne povedať, že spájkovacie schopnosti priemerného drotára nie sú také dobré. Bola by škoda, keby váš spájkovaný projekt nepracoval správne kvôli malým chybám spájkovania. To by mohlo byť lepšie! Dávame 13 tipov na spájkovanie vlastnej technológie.

Vďaka popularite dosiek, ako sú Raspberry Pi a Arduino, je drotárstvo s elektronikou pre mnohých stále obľúbenou aktivitou. Súčiastky nestoja takmer nič a na internete sa dychtivo vymieňajú plány a dokonca aj kompletné popisy projektov. Ak sa s niečím zaseknete, existuje nespočetné množstvo fór s užitočnými typmi, ktoré s vami chcú zdieľať svoje vedomosti a zručnosti. Je to skrátka skvelý čas pre nadšencov elektroniky.

01 Mysli na to sám alebo ho znovu použi?

Na začiatku takého projektu budete ihneď konfrontovaní s výberom, či si musíte okruh vymyslieť sami, alebo či ho už niekto vymyslel. V prevažnej väčšine prípadov môžete s úpravami znova použiť prácu niekoho iného.

Pre nevyhnutné úpravy a pre projekty, ktoré musíte postaviť od nuly, je nepájivá doska nepostrádateľným nástrojom. Prilepte komponenty, pripojte ich pomocou prepojovacích vodičov a o niekoľko minút budete mať prvú verziu obvodu.

Pretože kód v mnohých prípadoch robí komponenty nadbytočnými - myslite na kombinácie kondenzátorov a odporov pre oscilátory a časovače - obvody sú čoraz jednoduchšie a chyby sa vyskytujú skôr v kóde ako v hardvéri. Keď sa veci nachádzajú na vstupnom poli, väčšina času ide do ladenia kódu. Akonáhle softvér funguje, sú hotové základy elektronickej časti projektu.

Vtedy môže začať skutočná práca: inštalácia obvodu, aby bolo možné skutočne použiť váš projekt. Ďalším krokom je presun komponentov z nepájivej dosky na dosku s plošnými spojmi.

02 Experiment PCB

Pre väčšinu meracích a riadiacich obvodov je experimentálna doska plošných spojov v poriadku (nazýva sa tiež protoboard alebo stripboard). Oveľa lacnejšie a ušetrí vám to návrh rozvrhnutia dosky s plošnými spojmi svojpomocne, čo je pre fanda príliš ťažký krok. Pri výbere najvhodnejšej platne nie sú ani najdôležitejšie rozmery: materiál dosky s plošnými spojmi sa dá ľahko rezať na pílku na kov. Oveľa dôležitejší je spôsob distribúcie medených pásikov na doske plošných spojov. Líšia sa od samostatných ostrovov po pásy po celej dĺžke. Vec vkusu, ale nájdeme obrázky so skupinami vzájomne prepojených ostrovov ideálne na predaj medzi inými na www.conrad.nl. Náklady: v závislosti od veľkosti menej ako jedno euro až približne desať eur.

03 Zhromaždenie

Na umiestnenie komponentov: kusov sa používa korupcia nemeckého bestückenu (opatrená). Na rozdiel od priemyselnej sériovej výroby, fandovia zvyčajne zahŕňajú komponenty, ktorých nohy alebo čapy prechádzajú cez dosku s plošnými spojmi a spájkujú ich tak dole. V 90. rokoch prešiel priemysel na komponenty smd (povrchovo namontované zariadenie), ktoré sú oveľa menšie a inštalujú sa úplne automaticky (pozri rámček „Zariadenia na povrchovú montáž“).

Pri experimentálnych doskách s plošnými spojmi musíte pri zostavovaní starostlivo premyslieť umiestnenie komponentov. Logicky je lepšie umiestniť časti, ktoré majú medzi sebou veľa spojení.

Samotná inštalácia je náročná práca. Najefektívnejšie je naniesť najskôr všetky komponenty a až potom spájkovať. To sa môže zdať ťažké, pretože pri spájkovaní musíte PCB držať hore nohami a bez opatrení komponenty z PCB spadnú. Aby ste tomu zabránili, ohnite najmenej dve vyčnievajúce nohy každého komponentu, ktorý nanášate, do opačných smerov. Takto sa tento komponent zasekne, keď otočíte DPS. Malým bočným rezačom zastrihnite konce všetkých (vrátane neohnutých) nožičiek na dĺžku asi dva milimetre. Potom položte ďalší komponent a tak ďalej.

Pri umiestňovaní každého komponentu sa uistite, či sú všetky nožičky alebo čapy na svojom ostrove, inak ich spojíte. Integrované obvody a ovládače je preto možné často inštalovať iba jedným spôsobom: po celej šírke dosky s plošnými spojmi.

Zariadenia na povrchovú montáž

Samostatnou kategóriou dielov sú súčiastky smd. Tieto „povrchovo montované zariadenia“ majú iba pocínované konce alebo veľmi malé nožičky a sú spájkované na strane, ktorá sedí na doske plošných spojov. To sa líši od tradičných komponentov, ktorých nohy prechádzajú cez dosku s plošnými spojmi a ktoré sú na spodku spájkované.

Ručné spájkovanie súčiastok smd je určené pre pokročilých používateľov, súčiastky smd preto nie sú určené; jednou z výhod je, že ich môžu roboty nanášať a spájkovať úplne automaticky.

04 Aká spájkovačka?

Najdôležitejším nástrojom je samozrejme spájkovačka. Cena sa pohybuje od desať eur do stoviek eur, pričom druhá skupina je absolútne príliš drahá na použitie pre záujmové projekty. Jedná sa o spájkovacie stanice, ktoré sa dajú presne nastaviť na stupeň a to je pre túto manuálnu prácu veľké preháňanie. So spájkovacou stanicou niekoľkých desiatok môžete pracovať dobre. Na Conrade už nájdete pekné modely za zhruba 25 eur. Takáto stanica pozostáva z napájacieho zdroja, riadenia teploty a držiaka spájkovačky. Samostatná spájkovačka sa neodporúča, pokiaľ si nemyslíte, že je dobré mať na stole kúsok kovu, ktorý sa blíži 400 stupňom. Vždy ho vložte do držiaka, ktorý ponúka tiež priestor pre vlhkú špongiu, o ktorú môžete spájkovaciu špičku otrieť.

05 Kvalitný spájkovací hrot

Spájkovací hrot je časť, s ktorou skutočne spájkujete, a to je preto rozhodujúce pre kvalitu spájkovačky. Zloženie a s tým spojená tvrdosť materiálu určuje prenos tepla stĺpika. A ako dlho to vydrží, pretože korózia vždy číha v nepriateľskom prostredí roztaveného cínu a vysoko premenlivých teplôt. Dôležitý je aj tvar: pre jemnú elektroniku je hrubý bod typickej skrutky železiarstva málo užitočný. Pre elektroniku existuje široký výber, od sekáča alebo skrutkovača až po kužeľovitý hrot v rôznych dĺžkach. Výber pera závisí od konkrétnej aplikácie, stabilnej ruky a osobných preferencií.

Aj pre jemnú elektroniku používajte spájkovačku s výkonom najmenej 30 W.

06 Teplota

Druhým kritériom kvality je vykurovací článok a konkrétne jeho výkon. Aby sa zabránilo správnemu roztaveniu spájky alebo jej skorému stuhnutiu, teplota hrotu by počas spájkovania nemala príliš klesnúť. Z dôvodu oveľa nižšej teploty spájkovaných častí (izbová teplota) teplota pera prudko poklesne, akonáhle ho priložíte k častiam a výhrevný článok by to mal byť schopný okamžite vyrovnať. Z tohto dôvodu používajte spájkovačku s výkonom najmenej 30 W, a to aj pre jemnú elektroniku. To je tiež dôvod pre výber spájkovačky s riadenou teplotou: nad 400 stupňov sa väčšina častí rýchlo rozbije, takže vykurovacie teleso musí byť po dosiahnutí určitej teploty vypnuté. V praxi funguje teplota tesne pod 400 stupňov dobre, a to aj pre bezolovnaté zliatiny.

07 Spájka: olovo alebo nie?

Ešte pred niečo vyše desiatimi rokmi všetci používali na spájkovanie elektroniky zliatinu olova a cínu. Od roku 2006 je olovnatá spájka pre zariadenia predávané v rámci EÚ zakázaná. Zo zdravotných dôvodov sa odporúča pracovať aj s bezolovnatou spájkou, ktorá sa skladá zo zliatin cínu a medi alebo striebra. Nevýhodou bezolovnatých alternatív je vyššia teplota topenia a matné spojenia. To znamená spájkovanie pri mierne (asi 40 stupňov) vyšších teplotách, takže o niečo väčšie riziko poškodenia citlivých súčastí. Dôležitejšie je, že je ťažšie určiť kvalitu spojenia, matné spojenie je znakom zlého zvaru spájkou olovo-cín. Ak chcete spájkovať olovnatým cínom, stále si ho môžete kúpiť.