Примеры использования заклёпок и контактных штырьков.
Мелкие заклёпки могут понадобиться при сборке любительских конструкций.
А контактные штырьки для подключения кабелей к печатной плате.
Также, на основе контактных штырьков можно изготовить очень удобную макетную плату для многоразового макетирования радиосхем.
Дополнительные инструменты
Чего нет в наборе, но понадобится или может понадобится:
1. Пинцет. Мы взяли маникюрный. 2. Батарейка «Крона» на 9В 3. Крестообразная отвертка — в одной из схем есть клемма. Затянуть в ней провода получится часовой крестообразной отверткой. 4. Приспособление для пайки «третья рука» — вот уж без чего можно обойтись, хотя в инструкции и брошюре она постоянно упоминается. Конечно, с нею было бы удобнее, но если просто собрать все детали на плате, а затем её перевернуть, то обе входящих в набор платы будут относительно устойчивы и паять будет в принципе удобно и без дополнительных приспособлений. 5. Лупа 6. Оловоотсос 7. Очки и респиратор 8. Подставка для паяльника 9. Вентилятор\вытяжка
Из всего этого списка совсем туго придётся только без первых двух пунктов. Подставкой для паяльника у нас в этот раз стал робот из предыдущего поста. Остальное для монтажа двух маленьких плат было бы действительно лишним.
Зато нелишним будет напомнить, что при пайке выделяются пары олова, которые не слишком полезны для здоровья. Собственно пайка двух входящих в комплект схем заняла у меня не более 10 минут и мне не поплохело. Однако небольшой вентилятор, отгоняющий дым в сторону, или хотя бы открытое окно — это стандартная и очень хорошая практика. Кроме того, после пайки нужно вымыть руки. Глаза тоже нужно беречь — отлететь может откушенная кусачками ножка детали или в процессе пайки может отлететь капелька горячего олова (хотя у нас не отлетало). Поэтому надевайте защитные очки. Берегите себя!
Как изготовить заклёпку?
Итак, чтобы из медной или алюминиевой проволоки изготовить заклёпку с потайной шляпкой, нам понадобятся два стальных бруска подходящего размера.
По-хорошему, прежде чем высверливать гнездо для заклёпки, хорошо бы зафиксировать положение этих брусков штифтами. Но, если нужно изготовить всего несколько специфических заклёпок или развальцевать единственную металлическую трубку, то штифтами можно пренебречь. Если Вы всё же захотите собрать половинки штампа на штифтах, то их можно изготовить, например, из пружинной стали или из хвостовиков поломанных свёрл.
Стальные бруски нужно плотно сжать в тисках или струбцине и накернить будущее отверстие.
Для получения более точной формы отверстия, лучше его сверлить в два этапа. Сначала следует просверлить центрирующее отверстие сверлом, имеющим диаметр в полтора-два раза меньше, чем диаметр проволоки.
А затем подобрать второе сверло с таким расчётом, чтобы его диаметр был меньше диаметра проволоки на 0,1мм или более, если проволока очень толстая. Другими словами, нужно обеспечить натяг между отверстием и проволокой.
В заключение, нужно в штампе высверлить полость для формирования потайной головки заклёпки.
Чтобы форма шляпки потайной головки имела правильную форму, режущие кромки используемого сверла должны быть расположены под углом 90 градусов.
Если теперь вставить между половинками нашего штампа конец проволоки и плотно зажать штамп в тисках, то проволока надёжно зафиксируется в матрице. При использовании струбцины вместо тисков, штамп нужно водрузить на какую-нибудь массивную стальную плиту.
Чтобы при обрезании конца проволоки, получить аккуратный плоский срез, операцию эту нужно делать «правильными» бокорезами.
Сформовать плоскую поверхность шляпки можно с помощью любой плоской оправки и молотка.
Чтобы сформировать полусферическую шляпку заклёпки, штамп нужно перевернуть, а выступающую часть проволоки развальцевать с помощью специальной оправки.
Оправку с выемкой в виде полусферы можно приобрести в магазине инструментов, или изготовить самому. Для изготовления углубления полусферической формы, в оправке сначала сверлится отверстие, сверлом, заточенным по лекалу, а затем в полученное углубление запрессовывается стальной шарик от шарикоподшипника.
Советы по работе c паяными платами
Несколько полезных рекомендаций, которые помогут вам правильно собрать плату:
- Сразу разрежьте плату до нужных размеров. Для этого подойдут обычные ножницы, резак, ножовка. Можно даже просто разломать ее по отверстиям, но затем зачистив края.
- Если вы не собираетесь пользоваться платой прямо сейчас, то не трогайте лишний раз руками участки с фольгой. Руки могут быть влажными, что приведет к коррозии поверхности и ухудшению контакта.
- Если окислы или загрязнения имеют место, то очистите их при помощи нулевой наждачной бумаги или обычным ластиком.
- Радиоэлементы устанавливают со стороны, где нет полосок из фольги. Выводы просовывают в отверстия и запаивают с обратной стороны.
- Синий цвет токопроводящих дорожек обозначает «минус» схемы, красный «плюс», а зеленый используют по своему усмотрению. Дорожки маркируются с той же стороны, где расположена фольга.
- Самое важное позиционирование деталей происходит в вертикальном положении, так как в этом случае ошибка приведет к неправильно собранной цепи.
Учитывайте, что макетные платы обоих типов могут иметь по бокам пазы. Это необходимо для тех, кто собирает большое устройство, состоящее из нескольких модулей. Пазы позволяют собрать одну крупную плату из нескольких маленьких.
Как изготовить контактный штырёк?
Для штамповки контактных штырьков нужно изготовить штамп, подобный описанному выше, с тем лишь отличием, что вместо углубления конической формы, нужно будет высверлить углубление цилиндрической формы. Для этого можно заточить сверло под цапфенбор или просто обеспечить достаточно тупой угол между режущими кромками.
Чтобы сформировать опорный буртик на теле будущего контактного штырька, понадобится ещё одна оправка-пуансон. Диаметр отверстия, просверленного в нём, должен быть таким, чтобы проволока входила в отверстие свободно, но с минимальным зазором. Само отверстие должно иметь небольшую конусность для предотвращения заклинивания медной проволоки в отверстии пуансона. Глубина отверстия выбирается такой, чтобы, в будущем, контакт можно было расклепать в печатной плате.
Во время штамповки, верхнюю часть проволоки следует смазывать смазкой ЦИАТИМ или густой кашицей, приготовленной из мыла и воды. Это позволит избежать заклинивания проволоки в отверстии оправки.
Вот так выглядят матрица для штамповки контактных штырьков. На картинке также можно увидеть контактный штырёк, выдавленный из медной проволоки.
А это оправка-пуансон для формирования буртика контактного штырька с вставленным в неё штырьком.
Если предполагается штамповать большое количество контактных штырьков, то все части штампа желательно закалить.
Соединительные провода
Если в комплекте с платой нет соединительных проводов, то можно использовать обычные. Они обязательно должны быть с изоляцией, тогда можно сделать безопасную сборку любой принципиальной схемы.
Наиболее часто для таких целей применяются провода, используемые в охранных сигнализациях. Также подойдут любые одножильные или многожильные провода. Главное, чтобы с ними было удобно работать. Все что нужно сделать – разрезать провод на куски нужной длины, и зачистить их концы от изоляции. Все концы желательно залудить.
Как развальцевать контактный штырёк в макетной или печатной плате?
Готовые контактные штырьки расклёпывается в печатной плате с помощью нижней оправки, которая представляет собой стальной штырь с отверстием, немного превышающим диметр контактного штырька. Оправка эта закрепляется в тисках или вкручивается в какое-нибудь массивное основание. Обратите внимание, одна сторона этой оправки сточена для того, чтобы можно было расклёпывать штырьки, находящиеся на близком расстоянии друг от друга.
Развальцовку контактного штырька в печатной плате можно производить, как обычным молотком, так и полусферической оправкой соответствующего диаметра.
В видеоролике показано, как использовать штамп и как развальцевать контактные штырьки в печатной плате.
4 Июль, 2014 (11:39) в Технологии
Монтаж накруткой. Самодельная макетная плата
В прошлой статье мы рассмотрели технологию монтажа накруткой. Но практика — критерий истины. К тому же DIHALT задал конкретный вопрос о том, как же быть с деталями? Ясно, что детали ставятся на плату с одной стороны, а все соединения происходят с другой стороны (вроде бы логично, но как?). Для монтажа накруткой есть готовые платы, но они очень дорогие. В этой статье я покажу свое решение, как макетировать накруткой, на плате, которую я сделал сам буквально за пару часов.
Первые трудные шаги
В конце первой части я рассказывал о практическом применении и проблемах, с которыми столкнулся. Сейчас я разрабатываю проект синтезатора на ПЛИС и нахожусь в процессе постоянных экспериментов, поэтому схемотехника меняется постоянно. Постоянно требуются перекоммутации. Если внутри ПЛИС достаточно перебросить сигналы на другие выводы, то на плате все происходит не так быстро. Именно для того, чтобы повысить скорость изменения схемы, ее надежность и устойчивость к многократным переделкам, я и взялся за монтаж накруткой. Но не все так гладко.
Мой проект состоит из двух плат: плата, на которой расположена микросхема ПЛИС и плата расширения для нее — синтезатор. Соединяются платы через 40 штырьковый разъем с помощью шлейфа. Дальше всю схему на плате расширения я делал поверхностным монтажом. То есть провода припаивались прямо к штырькам разъема. А для того, чтобы перейти на монтаж накруткой, мне нужно вывести эти 40 линий на сторону платы, где будут штыри. Туда же, для примера, я вывожу, допустим 8 резисторов по 10 КОм. Делаю так, как и решил ранее. Вставляю стойки в плату. Сверху к стойкам припаиваю радиоэлементы. В случае с разъемом пришлось паять провода. Получилось все очень плохо: долго, не надежно, не удобно, не красиво. К тому же стойки очень плохо лудились и паять к ним было очень сложно.
Сверху штырьки для перехода на Wire Wrap. Под ними разьем. И 20 бубликов — провод. Ниже 8 резисторов, припаяных к стойкам
То же — с другой стороны: верхний ряд — стойки разьема, ниже — два ряда стойки к которым припаяны резисторы
Потратив 3 часа и сделав только половину работы всего лишь по разьему, и кое как припаяв 8 резисторов, с грустными мыслями я пошел спать.
Мыслей было две: 1) я не правильно провожу монтаж элементов 2) нужно что-то решить с тем, что стойки плохо лудятся
И перед сном на меня снизошло озарение!
Концепт платы
Готовые платы Wire Wrap обычно сделаны по такому принципу.
С одной стороны устанавливаются элементы
А с другой стороны это все выходит штырьками
Длинными штырьками. И кроме штырьков на той стороне вообще ничего нет.
И почему же я так не делаю? Зачем я продеваю стойки, никак их не закрепляю, а радиоэлементы припаиваю на стойки?
Это же бред! Радиоэлементы надо паять как раз на макетную плату как обычно, а штыри выводить на другую сторону, где нет медных проводников!
Осталось только решить проблему с лужением. Вопрос решился с помощью флюса Ф38Н. Я вообще не понимаю, как я жил раньше без него!
Делаем!
Берем кривые китайские платы:
Стойки
Паяльник (у меня автомобильный 12 вольтовый с ЗУ от туда же), третья рука, мой любимый припой — ПОС-61 1.5мм метра два, и открытие этой осени — Ф38Н, еще там тонкая трубочка, в которую я набирал кислоту и наносил ее на стойки.
Отпиливаем с платы лишнее, шкурим, обезжириваем. Лудим стойки. Устанавливаем на плату и пропаиваем. Благодаря флюсу и ПОС-61 в катушке, паять было одно удовольствие! Быстро и красиво.
С торца платы я делаю из стоек две полосы по 20. Это разъем для соединения с платой ПЛИС. Там же два провода — питание.
Весь остальной монтаж на плате служит исключительно для прототипирования нужной мне схемы.
Со стороны печатного монтажа будем припаивать дискретные элементы: микросхемы, резисторы, конденсаторы и там же соединять их с одной из стоек. А еще лучше припаять панельки и все элемнты оперативно вставлять в них
А с другой стороны уже соединять элементы накруткой (справа две линии — это питание).
ВАЖНЫЙ МОМЕНТ!
При переходе на монтаж накруткой нужно немного переключить свое мышление и начать делать именно монтаж накруткой. Уходить от поверхностного монтажа и по возможности от пайки. Мне это сделать с первого раза не получилось. И сейчас, когда я сделал новую плату, я чуть опять не начал допускать те же ошибки. Вот пример: нужно из входа-разъема перенести все 40 линий на первую линию стоек. Что я собрался делать? Конечно! Припаять провод от разъема к первой линии. Но это ошибка. Так делать не нужно. Вообще не нужно перебрасывать все 40 линий. Нужно только те, что потребуются в данной схеме (1)
. И вместо пайки мы можем применить монтаж накруткой. Стойки большие, после установки шлейфа под ним достаточно место, чтобы накрутить провод(2).
(Несколько дней спустя).
Так сейчас выглядит плата. За эти дни она несколько раз поменялась, но все изменения давались легко и быстро. Вид со стороны монтажа накруткой:
Вид со стороны монтажа элементов (извините, что так пёстро):
Вывод.
Такой способ макетирования мне подходит и я буду использовать его в дальнейшем. Попробуйте!
Первый блин комом или сразу troubleshooting
Есть такой анекдот: купил человек самолёт и журнал с описанием «Как делать мёртвую петлю». Следуя инструкции, сел в самолёт, взлетел, начал делать мёртвую петлю — всё получается. Переворачивает страницу, а там: «… выход из мёртвой петли читайте в следующем номере».
Можно много говорить о культуре пайки и о том, что это целое искусство. Одно останется неизменным: если делаешь что-то в первый раз и по книжке, то сначала может не получится. Вот наша первая плата, набор «Хамелеон», вернее то, что из неё получилось. Какие ошибки были допущены?
1. Нарушена технология пайки, как результат — непропаянные контакты, которые лучше выпаять и впаять снова (не перепутав полярность!) 2. Нарушена технология работы: каждая деталь впаивалась по очереди. Ниже вы увидите, насколько выгоднее в этом плане послушать инструкцию и сначала собрать все детали, а потом закрепить их.
Результат:
детали красиво стоят в кривь и в кось, а из трех цепочек диодов загорелась в итоге только одна.
Возможное решение:
выпаять все детали и впаять заново.
Позитивный момент:
можно найти всегда. В данном случае у нас нигде нет «паразитарных перемычек». Правда, удалять их достаточно просто в любом случае: просто провести жалом паяльника и разделить спаявшиеся вместе контакты.
Паять!
Итак, первая схема не получилась у нас из-за нарушения технологии пайки, поэтому сразу обговорим этот простой и на самом деле приятный момент.
В брошюре достаточно наглядно показано и рассказано, как паять, но, к сожалению, мне это не сильно помогло, т. к. там сказано «как надо», а хотелось бы понять саму технику.
Пожалуй, лучшая рекомендация, которую удалось найти, была в этом посте. Приведу её целиком:
Все дело в процессе. Делать надо так:
- Деталь вставляется в плату и должна быть закреплена (у вас не будет второй руки, чтобы держать).
- В одну руку берется паяльник, в другую — проволочка припоя (удобно, если он в специальном диспенсере, как на картинке).
- Припой на паяльник брать НЕ НАДО.
- Касаетесь кончиком паяльника места пайки и греете его. Обычно, это секунды 3-4. (на самом деле 1-2 с. — прим. А.Ч.)
- Затем, не убирая паяльника, второй рукой касаетесь кончиком проволочки припоя с флюсом места пайки. В реальности, в этом месте соприкасаются сразу все три части: элемент пайки и его отверстие на плате, паяльник и припой. Через секунду происходит «пшшшшш», кончик проволочки припоя плавится (и из него вытекает немного флюса) и необходимое его количество переходит на место пайки. После секунды можно убирать паяльник с припоем и подуть.
Дополнительно могу порекомендовать иллюстрированный комикс, переведённый хабрапользователем atarity.
Также, время от времени на жале паяльника образуется нагар и его нужно чистить. Для этого в индустрии используются специальные целлюлозные губки, обязательно смоченные водой. В нашем случае нагар можно снять просто стряхнув его механически — например, тупой стороной ножа.
