PCB-prototyping met Verowire - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Er zijn veel manieren om een printplaat te prototypen, de meest populaire zijn de traditionele Solderless "Breadboard" waar componenten en draden kunnen worden aangesloten op veerklemmen in een plastic basis. Wanneer een meer permanent circuit nodig is, is het gebruikelijk om stripboard te gebruiken, een enkel- of dubbelzijdige PCB met vooraf geïnstalleerde geperforeerde tracks. Door de sporen te overbruggen en te snijden, is het mogelijk om planken van enige complexiteit te maken. Dit bord is algemeen bekend als "Vero-bord" genoemd naar de maker van het systeem dat in deze instructable wordt beschreven.

Een derde vorm van soldeer-proto-board is Perfboard, ook bekend als Dot-board, dat vergelijkbaar is met stripboard, maar de pads zijn niet verbonden en circuits worden geconstrueerd door op afzonderlijke draden te solderen of de draden van doorlopende componenten op de juiste plaatsen te buigen.

In de begintijd van de computer was het gebruikelijk om Wire-Wrap te gebruiken om computerkaarten te assembleren, omdat er geen echte grenzen zijn aan de routering van de geleiders en meerlaagse printplaten nog niet gebruikelijk waren. Omdat elke draad afzonderlijk is geïsoleerd, kunnen ze tegen elkaar liggen met weinig boete, wat een zeer vrije routering mogelijk maakt.

De "Verowire" techniek combineert aspecten van wire-wrap met soldeer proto-board technieken met Perfboard als substraat.

Stap 1: Apparatuur

Het Verowire systeem bestaat uit een speciale dispenser voor geëmailleerd koperdraad. Deze is verkrijgbaar bij (onder andere) RS Components waar het onderdeelnummer 105-4626 heeft. Voor veel projecten is dit alles wat nodig is, maar voor complexere lay-outs zijn plastic kammen beschikbaar om de draden te ordenen en ze over het bord te leiden.

De draad is van het "self-fluxing" type wat betekent dat de isolatie gemakkelijk doorgesoldeerd kan worden. Draad waar dit niet het geval is, zou het proces onmogelijk maken.

Stap 2: Leg het bord en de componenten neer

Bepaal waar de componenten op het bord zullen komen. De afbeelding toont een Arduino-schild dat wordt geconstrueerd, daarom is de houder van de bovenste set pinnen verwijderd om er een offset in te buigen. Dit is een gerecycled stukje perfboard, daarom heeft het enkele ontbrekende kussentjes en te grote gaten. De componenten moeten op hun plaats worden gehouden door pinnen te buigen of door soldeerpinnen die niet worden gebruikt. Het is moeilijk om gesoldeerde pinnen te verowiren, hoewel het mogelijk is om tijdelijk te solderen, ze te desolderen met een soldeerzuiger en vervolgens te bedraden met de geëmailleerde draad.

Stap 3: Begin met het aansluiten van de componenten

Begin door een centimeter of zo draad uit de dispenser te trekken. Houd dit tegen het bord (of over de rand van het bord) en wikkel stevig om de eerste pin met behulp van de dispenser. De dispenser heeft een glijdende wrijvingsrem die kan worden gebruikt om de draad vast te houden bij het wikkelen of om los te laten bij het verplaatsen naar de volgende locatie. Het kan ook naar achteren en dan naar voren worden geschoven om een beetje speling naar buiten te duwen, wat het omwikkelen van een speld vaak gemakkelijker maakt. Knijp in de schuif om de wikkel strak om de pin te trekken, zodat deze op zijn plaats blijft.

De kammen passen in de gaten in het bord. Ze kunnen worden gelijmd, maar dit is normaal gesproken niet nodig.

Ik heb de neiging om ongeveer een half dozijn aansluitingen tegelijk in te pakken voordat ik ze als een batch soldeer. De extra draadlengte kan voor of na het solderen met een zijkniptang worden afgeknipt. Elke keer als ik een Verowire-bord maak, beloof ik mezelf dat ik een snijpincet zal kopen, maar dat heb ik tot nu toe nooit gedaan.

Het duurt even voordat het soldeer de isolatie smelt en de pad "loopt". De pads hebben ook de neiging om een beetje blobby te worden. Voor zover ik kan nagaan is dat nu eenmaal zo, je zult je standaarden gewoon tijdelijk moeten verlagen.

Stap 4: Opbouwmontage

Dit proces is duidelijk niet echt bedoeld voor componenten voor opbouwmontage, maar ze kunnen indien nodig worden ingebouwd. De truc is om het uiteinde van een draad voor te vertinnen en in een gat te stoppen, het onderdeel op de pad te leggen en vervolgens te solderen. Dit werkt het beste naast componentpinnen waar het ene uiteinde van de SMT eerst aan de pin-pad kan worden gesoldeerd.

Stap 5: Controleer het bord

Deze methode is gevoelig voor kortsluiting tussen aangrenzende pads als de draad niet kort genoeg wordt afgesneden. Het is ook relatief eenvoudig om, als het strijkijzer te snel beweegt, een geïsoleerde draad in de soldeervlek te gieten en geen continuïteit te hebben, dus het bord moet zowel op kortsluiting als op slechte verbindingen worden gecontroleerd.

Stap 6: Samenvatting

Deze methode is niet voor elke toepassing geschikt, maar is vooral handig wanneer er veel sporen over het bord moeten lopen en elkaar moeten kruisen. Het geïllustreerde bord gebruikte meer dan 100 pads en een vrij complexe routing, het zou erg moeilijk zijn geweest met stripboard en niet triviaal met een echte PCB.

Herroutering is relatief eenvoudig, over het algemeen kunnen de slechte sporen gewoon worden teruggebracht tot een geschikt punt en op hun plaats worden gelaten wanneer een nieuw spoor wordt bedraad.

Ik vermoed dat deze methode te veel overspraak zou hebben voor hoogfrequente toepassingen.

Ik weet niet wat de maximale voelbare spanning is voor zo'n bord. De draad heeft een proefspanning van 600V en is geschikt voor 100mA. In dit bord met een 90V-lijn heb ik een conventioneel stuk draad voor dat spoor laten lopen.