Как сделать макетную плату своими руками

Как сделать макетную плату своими руками

Как сделать макетную плату своими руками

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.

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!

  • электроника
  • макетирование
  • монтаж
  • монтаж накруткой
  • wire wrapping

Самодельная макетная плата

Очень часто при конструировании электронных схем требуется проверка правильности какого-нибудь схемотехнического решения, а так же если нужно отладить какую-либо схему, то прибегают к её макетированию на макетной плате.

Сейчас очень легко приобрести специальную макетную плату типа «Breadboard», позволяющую производить сборку электронных устройств без пайки, просто вставляя выводы электронных компонентов и перемычек в гнёзда платы.

Макетная плата

Все люди в  мире от мала до велика знают, что перед тем, как создать что-либо , надо сначала создать макет этого «что-либо», будь это макет здания, стадиона или даже небольшого сельского туалета.

В электротехнике это называют прототипом. Прототип — это работающая модель устройства.

Поэтому опытные электронщики, перед тем собрать устройство по схеме в интернете, выложенной не пойми кем и не пойми зачем, должны убедиться, что  эта схема реально заработает.

Поэтому, схему надо быстренько тяп-наляп собрать и убедиться в ее работоспособности, то есть собрать макет. Ну а для того, чтобы его собрать нам  то как раз и понадобится макетная плата.

Путь от схемы до устройства. Часть 2: монтажная плата и резак

Как сделать макетную плату своими руками

Редко какой реальный проект Arduino содержит менее 5-10 элементов схемы, соединенных между собой. Даже в простой хорошо всем известной схеме маячка применяются 2 элемента, светодиод и резистор, которые надо как-то соединять друг с другом. И тут как раз и встает вопрос о том, каким способом это сделать.

Макетная плата без пайки

На сегодняшний момент существуют следующие основные способы монтажа, которыми используются в электронике и робототехнике на этапе создания прототипов:

  • Пайка. Для этого применяют специальные платы с отверстиями, в которые вставляются детали и соединяются друг с другом пайкой (с использованием паяльника) и перемычками.
  • Cкрутка. По данной технологии контактные соединения устройств объединяются с макетной платой при помощи обмотки чистого провода к штыревому контакту.
  • Плата для монтажа без пайки. Английский вариант названия беспаечной макетной платы – breadboard.
  • Можно еще деражть контакты руками или зубами, склеивать клеем-пистолетом, скреплять изолентой или скотчем. В этой статье мы такие экзотические варианты не рассматриваем.

Макетная плата для монтажа с пайкой

Самым современным вариантом для создания прототипов является беспаечная макетная плата, которая обладает несомненными преимуществами:

  • Возможность проводить отладочные работы большое количество раз, изменяя модификацию схем и способы подключения устройств;
  • Возможность соединения нескольких плат в одну большую, что позволяет работать с более сложными и большими проектами;
  • Простота и быстрота создания прототипов;
  • Долговечность и надежность.

Макетная плата

Конечно, есть у этого варианта монтажа и недостатки:

  • В реальных проектах соединения у платы не будут столь же надежны, как при пайке. Любая вибрация будет потихоньку ослаблять контакты и это обязательно со временем приведет к неожиданным проблемам. Поэтому в реальных проектах используют другие виды монтажа элементов.
  • Внешний вид проектов с лапшой в виде проводов над бескрайними белыми пространствами платы нельзя назвать профессиональным и эстетичным. Хотят такой вид всегда завораживает зрителей и формирует у проекта имидж чего-то “жутко сложного, раз столько проводов”.
  • Плата с таким видом монтажа всегда будет занимать больше места за счет нависающих проводов. Значит, для нее нужен корпус больших объемов с фиксацией и защитой от вибрации.
  • Стоимость макетной платы. Пусть платы и не являются дорогими устройствами, но все равно вам нужно будет их приобрести дополнительно к микроконтроллеру и другим элементам. К счастью, сегодня на рынке есть большое количество недорогих вариантов и готовых наборов с монтажными платами в комплекте. Некоторые варианты можно найти в следующем разделе нашей статьи.

Не смотря на некоторые недостатки, альтернативных вариантов по простоте и доступности для монтажа первых схем у начинающих практически нет.

Сегодня можно встретить огромное количество проектов, в которых все элементы размещены именно на макетной плате. Почти все примеры из учебников по основам робототехники и Ардуино используют этот вариант монтажа.

Поэтому рекомендуем вам обязательно познакомиться с этим конструктивным элементом поближе.

Виды макетных плат

Далее мы рассмотрим все виды макетных плат.

Толстый картон

В прежние времена, когда с доступностью некоторых видов товаров были проблемы, умельцами использовался толстый картон как один из самых простых, недорогих и быстрых способов для проверки схемы. Достаточно было проделать отверстия в куске картона под конкретные радиоэлементы и установить. Далее припаять выводы деталей друг к другу либо при помощи провода согласно схеме.

Такой вид макета, помимо его простоты, имеет массу недостатков: высокая вероятность замыкания, риски неправильного соединения элементов, возможность прожечь картон. Да и с точки зрения эстетики такой макет явно не лидер.

Самодельные макетные платы

Макетную плату из фольгированного текстолита можно изготовить самостоятельно. Для этого используется режущий инструмент – как правило резец. С его помощью на отрезке текстолита подходящего размера прорезаются канавки, образуя тем самым небольшие квадратики на фольгированной стороне. После чего она покрывается припоем.

Ряд контактов при необходимости можно соединить между собой припоем благодаря небольшому расстоянию между ними и создать дорожку. В результате образуется надёжный проводник, который не выглядит при этом убого. В случае успешной проверки устройства на работоспособность прототип можно оставить в исходном виде и использовать как готовое устройство.

Одноразовые макетные платы

На сегодняшний день в продаже имеется целый ряд разнообразных макетных плат: любых форм, размеров и цветов. Одно- и двухсторонние.

В популярном китайском интернет-магазине Алиэкспресс макетные платы можно приобрести в наборе, выбирайте здесь.

Шаг между отверстиями подобран таким образом, чтобы в них без проблем размещались радиодетали и микросхемы различных форм-факторов. Это придаёт удобство и упрощает сборку для проверки устройства. Стоимость подобных макетных плат, как правило, невысока.

При обилии преимуществ у такого рода макетных плат имеется существенный недостаток: при повторном использовании оловянные пятачки могут сорваться с платы, что приводит к её непригодности.

Беспаечные макетные платы

Следующим поколением макетных плат можно назвать беспаечные (контактные, зажимные, цанговые) макетные платы.

Они ещё проще в обращении, надёжнее и долговечнее предыдущих. Соответственно, и цена на них отличается в большую сторону.

Беспаечные макетные платы отличаются простотой и удобством установки деталей, а также соединением нескольких плат между собой. Существуют ограничения по диаметру контактов радиодеталей и проводов от 0,4 мм до 0,7 мм.

С помощью мультиметра можно определить ряды дорожек, расположенных на одном проводнике.

На случай создания прототипа с большим количеством узлов, предусмотрена возможность соединения нескольких макетных плат между собой с помощью специальных креплений на торцах.

SMD-компоненты – на обычной макетной плате

Макетные платы с шагом контактных площадок в 0,1 дюйма производятся без изменений много десятилетий. Между тем, в технике, разбираемой самодельщиками на детали, выводные компоненты встречаются всё реже, а SMD – всё чаще.

Используя их в новой конструкции, приходится делать печатную плату, так как макетная для этого не подходит. Или её можно как-то приспособить? Автор Instructables под ником osgeld говорит: ещё как можно! Не верите? Читайте дальше.

Всё готово к сборке.

Начнём с выводных компонентов. Вы привыкли размещать их на макетке со стороны, противоположной проводникам, пропуская выводы через отверстия? А osgeld так делать не стал.

Очень неудобно, когда выводные компоненты расположены на одной стороне платы, а SMD – с другой. Так можно перепутать направление подсчёта выводов.

Поэтому он решил припаять выводные компоненты со стороны проводников, не пропуская выводы в отверстия, а отформовав их как показано на фото.

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.

Следующий компонент – электролитический конденсатор. Он здесь уже в SMD-исполнении. Приложив его к плате, osgeld обнаружил, что между его выводами может оказаться третий междый кружок, который после припайки коснётся обоих выводов и закоротит деталь. За этим он проследил и ориентировал конденсатор так, чтобы исключить эту ситуацию. А затем – пропаял.

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.

Читать еще:  Блочок для подъема груза своими руками

Очень удобны для пайки на макетную плату SMD-резисторы, керамические конденсаторы, диоды.

Их osgeld просто помещает пинцетом между двумя контактными площадками и припаивает.

Компоненты размера 603 слишком коротки, но изловчиться и припаять можно, 1206 – почти идеальны, 805 – вообще лучше не придумать! Если выводы у компонента широкие, они могут занять сразу две или даже три площадки.

Здесь показаны электролитический конденсатор и два резистора, уже впаянные в плату. Между резисторами сделана перемычка из припоя – к ней будет припаян провод.

Приступаем к самому интересному – микросхеме с планарными выводами (в данной конструкции это счётчик 74F161). Здесь их шаг уже – 0,05 дюйма, что в два раза меньше шага контактных площадок на плате.

Что делать? Изготавливать или покупать переходник? Припаиавать к микросхеме короткие проволочки? Решение, придуманное osgeld’ом, проще и элегантнее.

Офисным канцелярским ножом он разрезал каждую из площадок на плате на две части.

https://www.youtube.com/watch?v=aJXs9Byu4q4u0026t=4s

После этого – припаял к ним микросхему. Красота, как будто так и было изначально! Этот способ не подходит для макеток с металлизацией внутри отверстий, её придётся высверлить.

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.

Да, кстати, поговорим о проводах. Одножильные провода, по мнению osgeld’а, хорошо брать из витой пары. Многожильные, с более качественной изоляцией – из шлейфов ATA, они же IDE. Микросхемы с очень малым шагом выводов придётся изолировать от контактных площадок, а затем соединять их выводы с выводами других компонентов тонким обмоточным проводом в лаковой изоляции.

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.

Единственный недостаток данного совета в том, что он не подходит к макетным платам другого популярного типа – breadboard. Чтобы использовать SMD-компоненты и на них, придётся, как и раньше, прибегать к напайке выводов или применению переходников.

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.

Макетная плата

Как сделать макетную плату своими руками

Все люди в  мире от мала до велика знают, что перед тем, как создать что-либо , надо сначала создать макет этого “что-либо”, будь это макет здания, стадиона или даже небольшого сельского туалета. В электротехнике это называют прототипом. Прототип – это работающая модель устройства.

Поэтому опытные электронщики, перед тем собрать устройство по схеме в интернете, выложенной не пойми кем и не пойми зачем, должны убедиться, что  эта схема реально заработает. Поэтому, схему надо быстренько тяп-наляп собрать и убедиться в ее работоспособности, то есть собрать макет.

Ну а для того, чтобы его собрать нам  то как раз и понадобится макетная плата.

Заключение

Беспаечные макетные платы завоевывают мир. Любую схему на них можно собрать и разобрать за считанные минуты. После сборки и проверки схемы на макетной плате, можно смело приступать к ее сборке в чистом виде.

Думаю, у каждого уважаемого себя электронщика должна быть такая макетная. Но имейте ввиду, схемы с большим током в цепи лучше все таки на ней не проверять, так как контакты макетные платки могут просто-напросто выгореть – закон Джоуля-Ленца.

Удачи вам в разработке и конструировании радиоэлектронных устройств!

Где купить макетную плату

Макетную плату с гибкими джамперами  и даже с готовым блоком питания 5 Вольт можно сразу купить набором на Алиэкспрессе. Выбирайте на ваш вкус и цвет!

Если же не хотите травить плату, то проще всего будет купить одноразовую макетную плату и собрать на ней готовое устройство:

Выбирайте!

Самодельная макетная плата

Как сделать макетную плату своими руками

Очень часто при конструировании электронных схем требуется проверка правильности какого-нибудь схемотехнического решения, а так же если нужно отладить какую-либо схему, то прибегают к её макетированию на макетной плате.

Сейчас очень легко приобрести специальную макетную плату типа «Breadboard», позволяющую производить сборку электронных устройств без пайки, просто вставляя выводы электронных компонентов и перемычек в гнёзда платы.

Название «Breadboard» переводится как «доска для резки хлеба» или «разделочная доска» — дело в том, что ещё с 1900-х годов кусок обычной доски (на котором можно было резать хлеб) использовался как основа для монтажа ламп, трансформаторов и других электронных компонентов при конструировании различных схем.

Совсем недавно платы типа «Breadboard» были практически недоступны, вместо них использовались самодельные макетные платы, соединение компонентов на которых осуществлялось с помощью пайки. Какими же платами пользовались раньше для макетирования?

Существовало несколько видов технологии макетирования:

  1. Монтаж на «пяточках» — здесь в фольге стеклотекстолита вырезались с помощью специального резака круглые контактные площадки. В основном эта технология использовалась для макетирования или изготовления постоянных схем, работающих в УКВ диапазоне (лишняя фольга удалялась с платы, поэтому ёмкости между площадками были небольшими).
  2. В фольге фольгированного стеклотекстолита проделывались вертикальные и горизонтальные прорези, контактные площадки получались прямоугольной формы.
  3. Бралась деревянная доска, в неё втыкались канцелярские кнопки, служащие контактными площадками.
  4. В куске нефольгированного стеклотекстолита сверлились отверстия, в которые вставлялись жестяные контактные лепестки.

В первых двух технологиях детали и провода припаивались непосредственно к стеклотекстолиту, что плохо сказывалось на продолжительности службы этих макетных плат — из-за перегрева при пайке контактные площадки часто отваливались.

Макетирование с канцелярскими кнопками

Технология макетирования с канцелярскими кнопками в виде контактных площадок является самой простой, кнопки легко облуживаются с помощью маломощного паяльника. В случае если кнопки покрыты каким-либо декоративным покрытием, то перед облуживанием их следует зачистить наждаком.

Кнопки на доске располагаются либо в в виде геометрической сетки, либо вставляются по необходимости, при каждом соединении элементов схемы. Собственно древняя «доска для резки хлеба» и является прародителем этой технологии — в ней толстые медные провода прибивались гвоздями к дереву.

Жестяными контактными лепестками

Четвёртая технология макетирования на платах с жестяными контактными лепестками неоднократно описывалась в различной литературе, рассмотрим её поподробнее.

Основой этих макетных плат служит нефольгированный стеклотекстолит, желательно потолще — тогда плата будет более жёсткой. Если под рукой нет нефольгированного стеклотекстолита, то можно будет применить обычный, предварительно сняв с него слой медной фольги.

Для этого фольгу следует прогреть над огнём, после чего её можно будет легко отделить от платы. Так же можно использовать бывшие в употреблении печатные платы, прогревая паяльником проводники, их можно будет удалить с плат, поддев чем-нибудь острым.

Затем в стеклотекстолите сверлят отверстия диаметром 5..6 мм (рис. 1.).

Рис. 1. Общий вид макетной платы без установленных контактных площадок и шин питания.

По углам в макетную плату устанавливают длинные винты с гайками, служащие опорами. Для изготовления контактных площадок и проводников используется жесть от консервных банок из-под сгущённого молока — эта жесть достаточно тонка и уже облужена, поэтому к ней легко будут припаиваться выводы радиоэлементов.

Рис. 2. Макетная плата с установленной шиной питания.Рис. 3. Фрагмент макетной платы с установленнымиТ- и П- образными контактными площадками.

Консервная банка разрезается обычными ножницами, от её боковой поверхности отрезаются длинные полоски шириной 5..6 мм. Две длинные полоски используются в качестве шин питания (рис. 2.), другие разрезаются на короткие отрезки, служащие Т- и П- образными контактными площадками (рис. 3.).

Т-образные контакты вставляются в одно отверстие, П-образные — сразу в два, снизу платы жесть контактов загибается. На рисунке 4 показана фотография самодельной макетной платы с Т-образными контактными площадками.

Рис. 4. Фотография самодельной макетной платыс Т-образными контактными площадками.Рис. 5. Внешний вид самодельной макетной платыс П-образными контактными площадками,предназначенной для отлаживанияустройств на интегральных микросхемах.

Для макетирования схем с интегральными микросхемами используются специальные макетные платы с панельками для микросхем. На рисунке 5 приведена фотография такой платы. Здесь в стеклотекстолите с помощью микродрели сверлятся отверстия, в которые вставляются панельки.

Снизу платы выводы панелек припаиваются отрезками провода к контактным площадкам.

Для увеличения плотности монтажа вместо отверстий под контактные лепестки используются прорези, выполненные микродрелью (в начале сверлится ряд отверстий вплотную друг к другу, после чего перемычки между этими отверстиями рассверливаются микродрелью, наклонённой под углом 45°), в которые вставляются П-образные контактные площадки.

Монтаж накруткой. Самодельная макетная плата

Как сделать макетную плату своими руками

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.

Сделай своими руками
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: