Kursy • Poradniki • Inspirujące DIY • Forum
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.
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.
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:
Part Value
C1 220uF
C2 100nF
C3 100nF
C4 10uF
J1 ARK2-5MM
LED1 LED RGB
P1 20k
P2 20k
R1 1k
R2 1k
R3 1k
R4 10k
R5 10k
R6 10k
T1 BC546
US1 LM555NJednak tutaj ważna uwaga! Jak się później okaże 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.
Komplet elementów Gwarancja pomocy Wysyłka w 24h
Zestaw zawiera 5 płytek PCB oraz części elektroniczne do kursu lutowania m.in: diody, reszystory, goldpiny, przełączniki!
Zamów w Botland.com.pl »Popularny pakiet (elementy i narzędzia): Mistrz Lutowania
Na powyższej płytce 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.
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!
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 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.
Jak widać na wzorze PCB pod zworką przebiega ścieżka. Lutując przewód po drugiej stronie PCB będziemy mogli ją ominąć:
Wzór płytki - ścieżka pod zworką.
W związku z tym, że zworka jest stosunkowo krótka wystarczy, jeśli wlutujemy tam drucik.
Idealnie sprawdzi się wyprowadzenie odcięte od rezystora lub kondensatora
(w jednej z poprzednich części pisałem, że warto je zbierać - właśnie dlatego).
Zworkę umieszczamy w płytce i lutujemy od drugiej strony, jak tradycyjny element:
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).
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.
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.
Mogłoby to doprowadzić do jego uszkodzenia (głównie od przegrzania),
co gorsze ewentualna wymiana scalaka byłaby stosunkowo trudna.
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.
Lutując podstawkę należy pamiętać, aby zamontować ją w pozycji zgodnej do tej zaznaczonej na warstwie opisowej (sprawdzamy położenie wcięcia - w tym przykładzie jest ono po lewej stronie)!
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.
Jak widać, gdyby podstawka została wlutowana na początku, to dodanie zworki w chwili obecnej byłoby praktycznie niemożliwe. Trudny byłby też dostęp do R1.
Następnym elementem w kolejności jest rezystor R4, który należy zamontować pionowo:
Krok 4: montaż rezystora R4 (pionowo).
Kolejnymi elementami są kondensatory ceramiczne. Oczywiście możemy je wlutować dowolnie, nie są one wrażliwe na kierunek przepływu prądu.
Krok 5: montaż kondensatorów ceramicznych.
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.
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.
Kolejnym krokiem jest złącze zasilania. Jak zawsze przy elemencie z tak dużymi wyprowadzeniami należy odpowiednio mocniej je rozgrzać.
Krok 8: montaż złącza zasilania (ARC).
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.
Na zakończenie dwa kondensatory elektrolityczne. Zwracamy uwagę na biegunowość!
Krok 10: Montaż kondensatorów elektrolitycznych.
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.
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.
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.
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.
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.
Nóżki powinny być wciśnięte do podstawki.
Nie mogą jedynie ich dotykać od góry!
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.
Przygotowałem quiz, dzięki któremu sprawdzisz jak dużo zapamiętałeś. Masz już za sobą wszystkie części tego kursu, więc śmiało możesz zabrać się za quiz, który składa się z 15 pytań testowych (jednokrotnego wyboru), limit czasu to 15 minut. Liczy się Twój pierwszy wynik, ale quiz będziesz mógł później wykonać wielokrotnie (w ramach treningu).
Bez stresu! postaraj się odpowiedzieć na pytania zgodnie z tym co wiesz, w przypadku ewentualnych problemów skorzystaj ze swoich notatek. To nie są wyścigi - ten quiz ma pomóc w utrwaleniu zdobytej już wiedzy i wyłapaniu ewentualnych tematów, które warto jeszcze powtórzyć. Powodzenia!
Oto wyniki 10 osób, które niedawno wzięły udział w quizie. Teraz pora na Ciebie! Uwaga: wpisy w tej tabeli mogą pojawiać się z opóźnieniem, pełne wyniki są dostępne „na żywo” na stronie tego quizu.
| # | Użytkownik | Data | Wynik |
|---|---|---|---|
| 1 | kombiii | 10.01.2025, 12:07 | 100%, w 94 sek. |
| 2 | SebOs | 12.01.2025, 20:52 | 100%, w 101 sek. |
| 3 | kruk994 | 11.01.2025, 23:43 | 100%, w 108 sek. |
| 4 | undrtw | 14.01.2025, 11:22 | 100%, w 109 sek. |
| 5 | House | 05.01.2025, 02:16 | 100%, w 114 sek. |
| 6 | Bedziu92 | 03.01.2025, 20:52 | 100%, w 223 sek. |
| 7 | WujaFSJ | 07.01.2025, 20:00 | 93%, w 128 sek. |
| 8 | BlockPlayer02 | 04.01.2025, 20:12 | 86%, w 129 sek. |
| 9 | WujekCzesio | 05.01.2025, 18:56 | 80%, w 104 sek. |
| 10 | Likalonnn | 05.01.2025, 16:34 | 80%, w 106 sek. |
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!
Autor kursu: Damian (Treker) Szymański
Autor projektu płytek z kursu: Michał (Futrzaczek) Kurzela
dioda, kursLutowania, lutowanie, ne555, rgb
Dołącz do 20 tysięcy osób, które otrzymują powiadomienia o nowych artykułach! Zapisz się, a otrzymasz PDF-y ze ściągami (m.in. na temat mocy, tranzystorów, diod i schematów) oraz listę inspirujących DIY z Arduino i RPi.
Trwa ładowanie komentarzy...