Kurs lutowania – #8 – gadżet migający, układy scalone

Kurs lutowania – #8 – gadżet migający, układy scalone

Kolejna, ósma już część kursu lutowania dotyczy delikatnych układów scalonych. Wykorzystamy niesamowicie popularny układ NE555.

Eksperymentowaliśmy z nim wcześniej (podczas kursu elektroniki). Teraz nadeszła pora, aby użyć go do zbudowania migającego gadżetu na PCB.

Cel 8 części kursu lutowania

Celem tej części kursu jest zapoznanie się z nowymi elementami - głównie układami scalonymi (ale nie tylko). Co więcej tym razem obwód, który będziemy lutować został specjalnie zaprojektowany tak, aby między niektórymi elementami było bardzo mało miejsca. Będzie to dobitny dowód na to, że odpowiednia kolejność montażu to podstawa.

Niezbędna płytka drukowana

Podczas tego ćwiczenia skorzystamy z niewielkiej, kwadratowej płytki nr 5. Jak widać zawiera ona stosunkowo małą ilość elementów. Większość z nich można bez problemu rozszyfrować patrząc na warstwę opisową. Jej głównym bohaterem jest wspomniany NE555, który został otoczony (dość dokładnie) innymi elementami.


Lista niezbędnych elementów wygenerowana z programu EAGLE, w którym zaprojektowano PCB wygląda następująco:

Jednak tutaj ważna uwaga! Jak się później okażę tak wygenerowana lista nie będzie zawierała dwóch pozycji, które są niezbędne do uruchomienia układu! Dlatego czasami potrzeba jest drobna, ręczna korekta automatycznie tworzonych spisów elementów. Oczywiście w zestawach do kursu znaleźć można wszystkie niezbędne elementy, więc nasza praca nie zostanie zakłócona.

Zestaw elementów do kursu

 999+ pozytywnych opinii  Gwarancja pomocy  Wysyłka w 24h

Zestaw elementów zawiera 5 płytek PCB oraz części elektroniczne do kursu lutowania m.in: diody, tranzystory, złącza, przełączniki!

Zamów w Botland.com.pl »

Gadżet migający - schemat ideowy

Na powyższej pytce znajduje się bardzo prosty układ generujący impulsy, które będą zasilać dwa kolory znajdujące się wewnątrz struktury diody RGB. Jeden z nich będzie świecił, gdy na wyjściu NE555 będzie panował stan wysoki, a drugi, gdy będzie to logiczne zero. Wszystko dzięki zastosowaniu tranzystora - tutaj BC546. Ostatni, trzeci kolor został podłączony przez R3 z potencjometrem. Dzięki temu możliwa jest ręczna regulacja jasności tej składowej.

tht5_sch

Schemat ideowy układu z 5 płytki PCB kursu lutowania.

Jak działa ten układ? Za co odpowiadają poszczególne elementy? Na te pytania nie będę tutaj odpowiadał, ponieważ bardzo dokładny opis działania NE555 znaleźć można w kursie elektroniki:

W tym artykule skupiamy się na montażu układu. Do dzieła!

Krok 1: Zworka

Oczywiście zaczynamy od elementów najniższych - tym razem nie są to rezystory. Często dzieje się tak, że na płytce nie da się połączyć dwóch punktów ścieżką miedzi tak, aby nie przeciąć innego połączenia.

Rozwiązaniem tego problemu mogą być płytki składające się z dwóch warstw miedzi - wtedy mamy możliwość poprowadzenia połączenia na drugiej stronie płytki. Przy tak prostym obwodzie byłaby to jednak zbędna komplikacja (oraz znaczne zwiększenie kosztów PCB).


Równie dobrze można przerwać prowadzoną ścieżkę w taki sposób, aby nie krzyżowała się z innym sygnałem i na jej końcach przygotować pady lutownicze. W takie miejsce można wlutować później kawałek przewodu, dzięki temu wykonamy brakującą część połączenia "nad płytką". Takie fragmenty nazywamy zworkami.

Zworka, pod którą mogą swobodnie przebiegać inne ścieżki.

Zworka, pod którą mogą swobodnie przebiegać inne ścieżki na PCB.

Zworki powinny być jak najkrótsze i ułożone w linie prostej. Ułatwi to ich montaż oraz ograniczy chaos na płytce. Lutując PCB z tego ćwiczenia konieczne jest wlutowanie małej zworki pod NE555.

Na warstwie opisowej miejsce to zaznaczone jest białą linią między dwoma padami:

Miejsce na wlutowanie zworki.

Miejsce na wlutowanie zworki.

Jak widać na wzorze PCB pod zworką przebiega ścieżka. Lutując przewód po drugiej stronie PCB będziemy mogli ją ominąć:

Wzór płytki - ścieżka pod zworką.

Wzór płytki - ścieżka pod zworką.

W związku z tym, że zworka jest stosunkowo krótka wystarczy, jeśli wlutujemy tam drucik.

Zworkę umieszczamy w płytce i lutujemy od drugiej strony, jak tradycyjny element:

Krok 1: montaż zworki pod układem NE555.

Krok 1: montaż zworki pod układem NE555.

To właśnie zworka jest pierwszym elementem, który będzie potrzeby do złożenia układu, a niestety nie pojawi się w generowanych spisach części. Na szczęście znalezienie czegoś, co można wlutować w takie miejsce przeważnie nie będzie dużym problemem.


Gorzej, gdyby zworki miały być sporo dłuższe. Wtedy konieczny będzie cienki przewód lub dłuższy odcinek drutu, który da się polutować (w sklepach elektronicznych do znalezienia jako srebrzanka).

Krok 2: rezystory (poziome)

Następnie, zgodnie z kolejnością (według wysokości) warto wlutować rezystory, które mają być zamontowane poziomo. W tym przypadku będzie to R1, R2, R3, R5 oraz R6.

Krok 2: montaż rezystorów poziomych.

Krok 2: montaż rezystorów poziomych.

Krok 3: podstawka pod NE555

Następnie zajmiemy się miejscem, w które trafi później nasz układ scalony wyposażony w 8 nóżek. W zdecydowanej większości przypadków, gdy na płytce mamy zamontować układ przewlekany nie będziemy lutować go bezpośrednio do płytki.

Dlatego pod przewlekane układy scalone stosuje się podstawki. Tak na dobrą sprawę element ten jest gniazdem, którego rozstaw jest zgodny z wyprowadzeniami układów scalonych. W związku z tym po przylutowaniu podstawki możemy w nią wcisnąć nasz scalak. Jeśli zajdzie taka potrzeba możliwe będzie również jego późniejsze wyciągnięcie.

Podstawka dopasowana rozstawem do NE555.

Podstawka dopasowana rozstawem do NE555.

Krok 3: montaż podstawki pod układ scalony (zaznaczone wcięcie).

Krok 3: montaż podstawki pod układ scalony (zaznaczone wcięcie).

Oczywiście podstawka nie jest obowiązkowa, można ją pominąć i wlutować NE555 bezpośrednio w PCB. Jednak w przypadku projektów, które nie są produkowane masowo warto dołożyć te kilka groszy i zamontować podstawkę.

Krok 4: rezystor R4 (pionowy)

Następnym elementem w kolejności jest rezystor R4, który należy zamontować pionowo:

Krok 4: montaż rezystora pionowego.

Krok 4: montaż rezystora R4 (pionowo).

Krok 5: kondensatory ceramiczne

Kolejnymi elementami są kondensatory ceramiczne. Oczywiście możemy je wlutować dowolnie, nie są one wrażliwe na kierunek przepływu prądu.

Krok 5: montaż kondensatorów ceramicznych.

Krok 5: montaż kondensatorów ceramicznych.

Krok 6: tranzystor

Następnie musimy wlutować tranzystor - tak samo jak w poprzedniej części kursu lutowania, czyli zwracając uwagę na kształt narysowany na warstwie opisowej:

Krok 6: montaż tranzystora.

Krok 6: montaż tranzystora.

Krok 7: potencjometry

Teraz dwa, stosunkowo duże (więc wygodne w montażu) potencjometry. Jeden do regulacji efektu migania, a drugi do zmiany natężenia prądu płynącego przez trzeci kolor diody RGB:

Krok 7: montaż potencjometrów.

Krok 7: montaż potencjometrów.

Krok 8: złącze zasilające (ARC)

Kolejnym krokiem jest złącze zasilania. Jak zawsze przy elemencie z tak dużymi wyprowadzeniami należy odpowiednio mocniej je rozgrzać.

Krok 8: montaż złącza zasilania (ARC).

Krok 8: montaż złącza zasilania (ARC).

Krok 9: dioda RGB

Zbliżając się do końca lutujemy jeden z wyższych elementów, czyli diodę RGB. Zajmowaliśmy się nią już wcześniej, wiec jestem przekonany, że jej montaż nie sprawi nikomu problemów.

Krok 9: Montaż diody RGB.

Krok 9: Montaż diody RGB.

Krok 10: kondensatory elektrolityczne

Na zakończenie dwa kondensatory elektrolityczne. Zwracamy uwagę na biegunowość!

Krok 10: Montaż kondensatorów elektrolitycznych.

Krok 10: Montaż kondensatorów elektrolitycznych.

Uruchomienie układu

Gdy całość będzie gotowa należy sprawdzić, czy wszystkie luty zostały poprawnie wykonane i czy nie przeoczyliśmy żadnego elementu (wbrew pozorom zdarza się to dość często). W moim przypadku, jedna z płytek lutowanych na potrzeby tego odcinka wyglądała tak:

Płytka z wlutowanymi elementami.

Płytka z wlutowanymi elementami.

Powstałe zabrudzenia można usunąć np. izopropanolem. Jest to jedynie zabieg estetyczny, plamki tego typu nie przeszkodzą w pracy układu. Gdy wszystko jest gotowe do uruchomienia pora włożyć w podstawkę NE555.

NE555 w obudowie do montażu przewlekanego.

NE555 w obudowie do montażu przewlekanego.

Wyprowadzenia nowego układu są wygięte lekko na zewnątrz. W takim ustawieniu nie będą pasować do podstawki. Należy delikatnie dogiąć je w taki sposób, aby były skierowane pod kątem prostym do podłoża.

Delikatne doginanie wyprowadzeń.

Delikatne doginanie wyprowadzeń.

Najlepiej doginać wszystkie wyprowadzenia z danej strony jednocześnie - można wspomóc się czymś płaskim i twardym (np. blatem stołu). Wystarczy położyć NE555 "na boku" i minimalnie go docisnąć. Nie jest to może zbyt elegancka metoda, ale szybka i skuteczna:

Doginanie jednej strony wyprowadzeń NE555 o krawędź stołu.

Doginanie jednej strony wyprowadzeń NE555 o krawędź stołu.

Gdy układ będzie już dopasowany do podstawki należy go do niej wcisnąć. Oczywiście pamiętając o wcięciu w obudowie, które powinno znaleźć się po tej samej stronie, co wcięcie w podstawce.

Zlutowana płytka z włożonym układem NE555.

Zlutowana płytka z włożonym układem NE555.

Działanie układu w praktyce

Tak przygotowany układ podłączamy do zasilania. Od tej pory dwa kolory naszej diody RGB będą migać naprzemiennie (z różnym czasem świecenia). Efekt powinien zmieniać się wraz ze zmianą ustawień potencjometru P1.

Prawdopodobnie, tak jak i u mnie, najwyraźniej będzie widoczny kolor niebieski - oczywiście w celu uzyskania bardziej równomiernego efektu można pobawić się w zmiany rezystorów R1 oraz R2.

Podsumowanie

To by było na tyle, z tego odcinka - jak i wszystkich pierwotnie zaplanowanych w tym kursie. Mam nadzieję, że udało mi się przekonać większość z Was, że lutowanie nie jest trudne. Zarówno od strony samego operowania lutownicą, jak i montowania kolejnych układów. Wystarczy odrobina podstawy teoretycznej oraz kilka ćwiczeń, które pozwalają wprawnie operować narzędziami.

Jeśli będzie takie zapotrzebowanie, to chętnie przygotuję jeszcze dodatkowy materiał, w którym opiszę to, na co zabrakło miejsca podczas poprzednich artykułów. Czyli powiem trochę na temat naprawiania uszkodzeń na PCB oraz wymiany elementów. Czekam na Wasze komentarze!

Czy artykuł był pomocny? Oceń go:

Średnia ocena 4.9 / 5. Głosów łącznie: 38

Nawigacja kursu

Autor kursu: Damian (Treker) Szymański
Autor projektu płytek z kursu: Michał (Futrzaczek) Kurzela

dioda, kursLutowania, lutowanie, ne555, rgb

Trwa ładowanie komentarzy...