Как сделать макетную плату самому
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:
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!
«Партизанская» макетная плата или привет из прошлого
Содержание / Contents
↑ Ты помнишь, как всё начиналось…
Надеюсь, что многие из уважаемых датагорцев, помнят свои первые шаги в электронику. Помнят как выглядели их первые приёмники, усилители или там генераторы, до того, как были полностью проверены, настроены, собраны на печатных платах и помещены в корпуса.
В наших краях в 80-е дело обстояло так (в других, думаю, также): схемы попроще представляли из себя «паутину» из проводов и деталей, на которую иногда и дышать страшно.
Для схем посложнее брался отрезок доски. Из жести вырезались контактные площадки и рядами прибивались к той самой доске на гвоздики.
Возможно, где-то в сарае у моих родителей до сих пор хранится такое изделие. Именно на таких макетных платах радиолюбители в наших, да и не только в наших краях, собирали и настраивали свои первые конструкции. Измеряли и подгоняли режимы транзисторов, добивались требуемых параметров или хотя бы просто работы, до того, как изделие попадало (или не попадало) на нормальную плату, затем в корпус и радовало своего создателя.
Действительно — быстро, дёшево и сердито. Про недостатки такого «испытательного стенда» говорить не буду. Все, кто его когда-либо использовал и так знают. Иногда в журналах вроде «Радио» или «МК» встречались советы по изготовлению макетных плат из фольгированного гетинакса или текстолита. Пример из «МК»:
Щаззз! Его и на простые печатные платы не всегда наскрести удавалось. Большинство из них делалось упомянутым в моей позапрошлой статье «непечатным монтажом». Да и не видел смысла городить изделие, которое прослужит «полтора раза» в результате лишившись всех площадок.
Примерно в те времена и была придумана конструкция о которой будет рассказано ниже. Хотя «придумана» — это слишком громко сказано. Скорее сделана на основе похожих публикаций в тех же «Радио», «МК» и «ЮТ», с учётом местных условий.
Вот пример из приложения к «Юному технику» за 1985 г.
Если не ошибаюсь туда он перекочевал из журнала «Радио» 70-х, вместе со всеми недостатками, вроде свободного вращения контактных площадок в отверстиях и из-за этого огромных (даже по меркам 80-х) расстояний между ними. Эта конструкция и была взята за основу. Правда при изготовлении пришлось отказаться от «наворотов» и по возможности избавиться от недостатков «прототипа».
К сожалению в то время, когда такая макетная плата изготовлялась крайний раз (примерно год назад), под рукой не было фотоаппарата. Поэтому придётся ограничиться криво сделанными мной рисунками и пояснениями.
↑ Без единого гвоздя
Естественно, нефольгированного. В противом случае можно было бы сделать намного быстрее. И получилось бы красивее, но в долговечности такого изделия сильно сомневаюсь. Фольга имеет дурную привычку отслаиваться от основы при нагревании.
Размеры определяются «требованиями заказчика» и имеющимися в наличии кусками материала. Когда-то у меня был «монстр» примерно 20×40 см. Жаль потерял. Это сейчас маленькие делал. На большие масштабы пока не замахиваюсь. Спаять блок на паре-тройке транзисторов можно. Или даже что-нибудь звуковое на микросхеме, благо у них сейчас выводов не так много, да и обвески тоже.
2. Шилом, ножом, или ещё каким подходящим инструментом на поверхности материала «процарапывается» разметка под будущие контактные площадки. Указанные на рисунке размеры срисовал со своего изделия. Если кому нужно — могут сделать другие.
3. По разметке, на месте будущих контактных площадок сверлятся отверстия диаметром 2 — 3 мм (для площадок шириной 5 мм, как в моём случае).
4. А потом отверстиям на плате придаётся вот такая форма.
Для этой цели мне пришлось изготовить инструмент из обломка ножовочного полотна по металлу. Обломок был обточен на наждаке примерно так.
Вместо такого самопального «лобзика» вполне можно воспользоваться треугольным надфилем. Форма отверстий будет малость не такая, но свою задачу (препятствовать вращению лепестков) они выполнят так же. Только не было надфилей под рукой в то время. Да и сверло нашлось только на 1,5 мм. Поэтому получились абсолютно ровные сквозные пазы.
6 А потом из подходящей жести вырезаются полосы шириной 5 мм. В моём случае это была знаменитая жесть от банок из под сгущёнки.
7. Полосы режутся на куски длиной примерно 24 мм (для площадок 8×5 мм.). Заготовки сгибаются примерно так:
Полученные изделия вставляются в вышеописанные отверстия:
В результате получается что-то вот такое.
Теперь можно спокойно паять свою конструкцию (если она не превышает размеры платы или не собирается на сверхминиатюрных компонентах). Замерять и гонять режимы, вносить в схему изменения. А когда заработает как надо — разрабатывать печатку, корпус и т. д.
Из-за торчащих с обратной стороны платы жестянок работать нужно, естесственно на диэлектрической поверхности. Ну и не допускать попадания под плату металла. В этом смысле доска с жестянками выгодно отличается, если гвозди не слишком длинные: smile:
Для большей гарантии можно прикрепить к плате снизу кусок текстолита (гетинакса) такого же размера. Или ножки приспособить как на картинке из «ЮТ», если плата достаточно большая.
Согласен, что всё можно сделать слегка проще. Например «конструкцию» контактных площадок. (Сам когда-то делал вариант где жестяная заготовка просто сгибалась пополам.)
Да и саму плату можно делать хоть из картона, если что-то новое делается не так уж часто и нет риска перегреть его во время работы. В нём и пазы под площадки режутся куда легче. (Когда-то и его использовал, правда для несколько других целей.)
А можно и вообще не делать. Но, возможно пригодится кому-нибудь. Мало ли.
И в завершении — фото платы «в деле». То есть во время проверки блока для очередного изделия.
Дело было вдали от цивилизации, нормальных приборов инструментов и радиодеталей. Так что сильно не удивляйтесь «музейным экспонатам» из которых всё собрано. Делалось всё только для подбора катушки, так что тип остальных элементов роли не играл. К тому же, поблизости у знакомых водился осциллограф, позволяющий контролировать сигнал на радиочастотах, который для меня до сих пор остаётся в планах и мечтах.
Стоящий на заднем плане приёмник в данном случае выполняет роль частотомера.
На данный момент сделано две такие платы. Надеюсь, что пригодятся для подготовки следующих статей.
↑ P.S. Немного воспоминаний, не совсем в тему
В далёкие школьные и студенческие времена, «идея» заложенная в описанную в статье макетную плату сильно пригодилась в условиях недостатка фольгированных материалов.
Изрядно подустав крутить проволочки, стал собирать не очень сложные схемы, припаивая детали на устаноленных в нужных местах платы жестяных площадках и дорожках, в общем делал нечто среднее между печатным и навесным монтажом. Конечно способ не без недостатков, но обслуживание изделия, замену неисправных деталей, и внесение изменений в схему делать быстрей и удобней чем на стандартной «печатке».
До сих пор сохранилось несколько артефактов изготовленных этим экзотическим способом:
Одна из первых собственноручно спаянных удачных схем. Долгое время удивлял знакомых чувствительностью, позволяющей записывать тиканье часов из соседней комнаты:)
До наших дней сохранился только чудом.
Как видите пара плат сделана из картона. Давно уже, лет двадцать назад. Видать торопился тогда. Подумываю заменить их на печатные да и схему изрядно перелопатить, только всё руки не доходят. Тем более в уличных концертах этому изделию уже вряд-ли предстоит участвовать.
Когда-то в докомпьютерные времена служила ритм-боксом и обеспечивала моё гитарное брыньканье ударным сопровождением бумканьем и дыцканьем :russian:
Несмотря на опять же картонные платы, криво сделанную, не вполне законченную схему и общую неактуальность, работает до сих пор.
Ну, для изготовления рабочих плат я этот способ уж точно никому рекомендовать не буду. Так, для смеха вспомнил. Хотя, думаю, вполне можно использовать для быстрой сборки и настройки чего-нибудь не очень сложного, когда нет времени или настроения делать макетку описанную в статье.
Одна такая плата, сделанная под одну из первых гитарных примочек, впоследствии разобранную, в разное время «носила на себе» предусилитель, генератор, и ещё несколько похожих по смыслу и топологии платы схем. Некоторые из этих блоков после доведения до ума работают на других платах, сделанных уже специально под них.
Камрад, рассмотри датагорские рекомендации
🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress
Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.
🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать
Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.
Всё готово к сборке.
Это удобно ещё и тем, что плату при сборке не придётся постоянно переворачивать, а не её обратной стороне (которая раньше была лицевой) не будет. ничего. Ни деталей, ни даже проводников, если плата односторонняя. Также она займёт меньше места по толщине. Покрыв один из медных кружков флюсом, он затем залудил его, приложил микросхему одним выводом, разогрел припой, правильно ориентировал микросхему, затем, зафиксировав её, убрал паяльник. Теперь, когда она неподвижна, легко припаять остальные её выводы, никак её не придерживая.
Керамический конденсатор припаять совсем просто.
Эту операцию он проделал так. Залудил одну контактную площадку и слегка «прихватил» к ней один вывод конденсатора припоем. Противоположный вывод припаял к другой площадке, затем вернулся к первой и окончательно пропаял её.
Затем идут SMD-светодиоды. У osgeld’а они оказались в четырёхвыводных корпусах. Два вывода с одной стороны, и ещё два дублирующих (как у тактовых кнопок) с другой. С контактными кружками на плате они совпали очень точно, и мастер легко припаял их.
Добавив резисторы для ограничения тока через светодиоды, он соединил компоненты проводами по схеме.
Между тем, мастер уже показывает, как работает готовая схема.
А если вы последуете этим советам и сделаете всё правильно и аккуратно, то и ваши самоделки на макетных платах с SMD-компонентами будут отлично работать.