Warsztat

Gdy masz już płytkę z naniesionymi na nią ścieżkami, możesz przystąpić do trawienia warstwy miedzi. W tym celu zakup w sklepie elektronicznym nadsiarczan sodowy. Środek ten jest bezpieczny w użytkowaniu (ale nie chlapałbym nim na ubranie, więc przy tej pracy lepiej załóż na siebie coś starego).

Do kuwety nalej ciepłej wody (ilość dobierz, tak aby dało się zanurzyć płytkę). W zależności od wielkości płytki wsyp odpowiednią ilość nadsiarczanu sodowego (na testową płytkę wystarczy płaska łyżeczka od herbaty) i dokładnie wymieszaj, aby cały nadsiarczan się rozpuścił. Płyn nie jest żrący, lecz staraj się nim nie chlapać wokoło. Mieszanie wykonuj drewnianym patyczkiem (np. ołówkiem lub kredką, ale nie tymi, które należą do brata lub siostry) lub szklaną pałeczką, którą można dostać w sklepach ze szkłem laboratoryjnym dla chemii.

Gdy proszek się rozpuści, wrzuć płytkę. Płyn ma ją całą przykryć. W trakcie trawienia delikatnie mieszaj roztwór, co przyspieszy proces (zauważyłem, że płytka trawi się nieco szybciej, gdy jest obrócona ścieżkami do spodu):

W trakcie trawienia miedź między ścieżkami zacznie powoli znikać. Czekaj cierpliwie, aż zniknie cała miedź. Gdyby proces się zatrzymał, dosyp trochę nadsiarczanu sodowego i dolej nieco gorącej wody. W miarę postępów trawienia płyn zmienia kolor na niebieski. Nie zapominaj o mieszaniu.

Gdy miedź zniknie całkowicie pomiędzy ścieżkami, wyjmij płytkę z roztworu i przemyj ją obficie letnią wodą, aby usunąć z niej środek trawiący. Następnie płytkę dokładnie osusz.

Po wytrawieniu płytkę przytnij do właściwych wymiarów. Możesz to zrobić przez nacinanie rowków z obu stron płytki i odłamywanie nadmiarów w imadle. Ja stosuję starą gilotynę do papieru, która spisuje się tu doskonale. Równie dobrze radzi sobie z przycinaniem płytek szlifierka Dremel, ale powstaje przy tym dużo kurzu.

Po przycięciu brzegi płytek wyrównaj papierem ściernym.

Zarówno pisak jak i toner zmyjesz z płytki rozpuszczalnikiem Nitro. Operację tę wykonuj na wolnym powietrzu lub w dobrze wietrzonym pomieszczeniu, ponieważ rozpuszczalnik zostawia nieprzyjemny, drażniący zapach. Zamiast rozpuszczalnika Nitro można również użyć acetonu lub denaturatu.

Kolejny etap to wiercenie otworów. Operację tę można wykonać nawet prostą wiertarką Velleman za 20zł:

Początkowo sam z takiej korzystałem, jednakże głowica zaciskowa szybko się w niej zużywa i trudno jest zacisnąć małe wiertła. W efekcie wiertło nie obraca się idealnie osiowo, co utrudnia wiercenie otworów. Dodatkowo wiertarka nieprzyjemnie drga w dłoni, powodując szybko zmęczenie palców. Dlatego, jeśli na poważniej pragniesz się zająć elektroniką, to powinieneś zaopatrzyć się w dobrą wiertarkę na stojaku:

Bardzo dobre są wiertarki firmy PROXXON, niestety nie należą do najtańszych i za taki zestaw jak wyżej trzeba zapłacić kilkaset złotych. Wygoda pracy z nawiązką to nagrodzi. Wiertarka PROXXON ma regulację obrotów – wiercenie małych otworów w płytkach powinno być wykonywane przy dużej prędkości obrotowej.

Otwory wykonujemy wiertłami o średnicy: 0,6...0,7 mm pod normalne elementy (oporniki, diody, tranzystory, kondensatory, itp.) oraz 0,8...0,9 pod goldpiny i przyciski. Ja korzystam z wierteł widiowych, które posiadają grubszy uchwyt, ułatwiający zamocowanie w głowicy wiertarki:

Wiertła widiowe są bardzo twarde i pozwalają na wywiercenie setek otworów, jednak należy używać ich ostrożnie, ponieważ łatwo się łamią – tutaj właśnie pomocny jest stojak, który utrzymuje wiertarkę dokładnie w pionie. Wiertła widiowe o małych średnicach oferuje bardzo tanio (po około 50gr sztuka) portal:

W polskich sklepach koszt sięga około 4zł za sztukę (8 razy więcej !!!). Wadą Banggood jest konieczność posiadania konta PayPal i dosyć długi czas przesyłki z Chin (nawet półtora miesiąca).

Jeśli wiercisz ręcznie, to trzymaj wiertarkę dokładnie pionowo i staraj się trafić wiertłem w środek pola lutowniczego, lekko dociskając wiertarkę w dół. W tym miejscu miedź jest podtrawiona i powstaje naturalne zagłębienie. Jeśli wiercenie będziesz wykonywał z wyczuciem, to wiertło samo wskoczy w odpowiednie miejsce:

Nie zagłębiaj zbytnio wiertła w płytkę i podłóż pod nią jakąś deseczkę, aby nie uszkodzić stołu (rodzina nie zrozumie twoich intencji poszerzania wiedzy elektronicznej i skończy się awanturą).

Po wywierceniu otworów pokrywam ścieżki cienką warstwą roztworu kalafonii w rozpuszczalniku nitro. Warstwa ta zapobiegnie utlenianiu się ścieżek oraz znacznie ułatwi przyszłe lutowanie. Roztwór powinien być rzadki, inaczej kalafonia zaklei otwory.

Przed lutowaniem elementów uruchom Eagle i wczytaj projekt płytki do edytora.

Na przyborniku kliknij ikonę (Layers settings – ustawienia warstw).

W oknie dialogowym najpierw usuń przyciskiem Select none widoczność wszystkich warstw, a następnie włącz warstwy: 20 Dimension (wymiary płytki), 21 tPlace (rozmieszczenie elementów), 27 tValues (wartości elementów), 51 tDocu (wyprowadzenia):

Kliknij przycisk OK, aby zatwierdzić wybór warstw. W edytorze zobaczysz jedynie obrysy elementów wraz z ich wartościami:

Na górnym pasku narzędziowym wybierz ikonę drukarki (lub wciśnij Ctrl+P).

W oknie dialogowym wydruku ustaw:

Kliknij w przycisk OK, aby wykonać wydruk, który przyda się przy umieszczaniu elementów na płytce.

Lutowanie najlepiej wykonać za pomocą stacji lutowniczej, która utrzymuje grot lutownicy w stałej temperaturze. Ja swoją stację kupiłem kilka lat temu za około 80 zł na jakiejś wysprzedaży i w sumie dobrze mi służy. Na potrzeby amatorskie nie musi to być drogi egzemplarz. Zamiast stacji możesz lutować zwykłą lutownicą oporową, którą kupisz za około 12...20 zł. Początkującym odradzam zakup lutownicy transformatorowej, łatwiej się lutuje niedużą lutownicą oporową.

Do lutowania będziesz również potrzebował drutu cynowego oraz kalafonii. Druty cynowe sprzedawane są w różnych grubościach. Tutaj odpowiedni będzie drut o średnicy 1mm. Szpulka drutu kosztuje około 10...20 zł i starcza na dziesiątki płytek.

Do obcinania wyprowadzeń elementów po ich przylutowaniu przydają się dobrze szczypce. Można je kupić w sklepach z narzędziami za około 12 zł.

Zgromadź wszystkie potrzebne elementy. Ja montuję 4 płytki, dlatego jest ich dużo. Ty nie będziesz potrzebował tylu części. Oporniki rozdziel na grupy wg wartości, aby nie przylutować omyłkowo opornika o złej oporności.

Lutowanie rozpocznij od elementów najniższych, w tym przypadku od oporników. Dzięki tej prostej zasadzie płytkę z  lutowanymi elementami będziesz mógł łatwo dociskać do podłoża.

Druty oporników zegnij nieco po stronie ścieżek. Zapobiegnie to wypadaniu oporników. Przy lutowaniu płytkę dociskaj do podłoża.

Lutowanie wykonuje się w sposób następujący (musisz poćwiczyć, aby nabrać wprawy):

• rozgrzanym grotem lutownicy dotykasz przez około 1 sekundę pola lutowniczego i drutu.
• do grotu przystawiasz drut cynowy i pozwalasz się cynie rozpłynąć wokół drutu opornika po polu lutowniczym
• prawidłowo wykonany lut ma kształt stożka i powinien opływać drut dookoła
• po wykonaniu lutu obetnij nadmiar drutu.

Więcej na temat lutowania znajdziesz na youtube.

Całość po zlutowaniu powinna wyglądać jak powyżej.

Gdy wlutujesz wszystkie elementy, podłącz do płytki zasilanie i sprawdź działanie układu. Co zrobić, jeśli twoje dzieło jest martwe jak kamień? Cóż, niepowodzenia uczą nawet bardziej od sukcesów. Zasady postępowania przy uruchamianiu są następujące:

• upewnij się, że układ dostaje napięcie zasilania (uwierz mi, z prądem układy elektroniczne działają lepiej) ;
• sprawdź, czy napięcie jest odpowiednio spolaryzowane, tzn. plus zasilania do plusa na płytce, a minus do minusa. Odwrotne połączenie napięcia tutaj nie powinno uszkodzić tego układu, ale oczywiście działał nie będzie;
• sprawdź ciągłość ścieżek – jeśli jest przerwa, to napraw ścieżkę przylutowując do niej kawałek drutu;
• sprawdź, czy na płytce nie ma zwarcia – zdarzają się przy lutowaniu blisko położonych padów – w takim przypadku usuń zwarcie podgrzewając to miejsce grotem lutownicy umoczonym w kalafonii, jeśli to nic nie da, to spróbuj przeczyścić pady odsysaczem do cyny, następnie ostrym nożykiem należy rozdzielić połączone ścieżki i lutowanie wykonać jeszcze raz;
• sprawdź, czy diody LED są wlutowane tak, jak na wydrukowanym rysunku, diody posiadają przy katodzie ścięty cokół obudowy oraz krótszą końcówkę; odwrotne przylutowana dioda nie będzie świeciła;
• sprawdź, czy przy naciśnięciu przycisków następuje zwarcie ich końcówek;
• jeśli wciąż układ nie działa, to najprawdopodobniej jest coś nie tak z tranzystorami, sprawdź, czy są to tranzystory n-p-n i czy zostały poprawnie wlutowane w płytkę.

W większości wypadków układ będzie działał od razu i nie powinieneś z nim mieć żadnych problemów.

Obcięte druty nie wyrzucaj, zbieraj je. Przydają się do różnych rzeczy, zworek, przelotek, itp.

Na koniec pomaluj ścieżki lakierem bezbarwnym, aby zabezpieczyć je przed utlenianiem się.

Możesz użyć specjalnego werniksu PVB 60, który posiada dobre własności izolacyjne. Ja od wielu lat z powodzeniem stosuję bezbarwny lakier olejny. Długo schnie, ale daje dobre zabezpieczenie i kosztuje grosze.

Układ przerzutnika bistabilnego jest gotowy. Nie jest on specjalnie użyteczny, ale stanowi dobrą pomoc dydaktyczną i pozwala prosto przećwiczyć tworzenie płytek. W ten sam sposób będziesz wykonywał inne projekty.