Eine handgefertigte Leiterplatte (PCB) wird häufig in der Robotik und Elektronik im Allgemeinen verwendet. Hier sind die grundlegenden Schritte, um eine Leiterplatte zu bauen.
Schritte
Teil 1 von 3: Design
Schritt 1. Wählen Sie Ihre Methode zum Aufdrucken des Schaltplans auf der Kupferplatine
Sie können dies entweder mit einem Sharpie für eine einfache Schaltung oder einer gedruckten Version aus einem Computerprogramm tun. Es wird nur eine davon benötigt, wählen Sie also nach Ihren Wünschen aus.
Schritt 2. Zeichnen Sie den Schaltplan entweder auf Millimeterpapier oder einem Simulationsprogramm wie MultiSim oder Eagle CAD
Der Schaltplan sollte eine detaillierte Beschreibung aller Teile sowie leicht verständliche Verbindungen enthalten.
Schritt 3. Wenn ein Simulationsprogramm verwendet wird, testen Sie die Schaltung gründlich in der simulierten Umgebung
Wenn kein Simulationsprogramm verwendet wird, bauen und testen Sie einen oder mehrere Prototypen der Schaltung auf einem Steckbrett. Steckbretter sind sehr einfach zu verwenden und ermöglichen es einem, die Ergebnisse einer Schaltung in Echtzeit anzuzeigen, ohne dass Lötmittel oder dauerhafte Ätzungen erforderlich sind.
Schritt 4. Stellen Sie sicher, dass die Schaltung auf dem Steckbrett oder in der Simulationssoftware funktioniert
Schritt 5. Erwerben Sie eine Platine
Leiterplatten kosten etwa einen Dollar pro Stück und sind einfach eine Kupferschicht über einem Isolator. Die typische Größe beträgt normalerweise 8,9 cm x 12,7 cm. Zeichnen ist einfach; Alles, was Sie brauchen, ist ein unauslöschbarer Marker, wie z. B. ein Sharpie. Hilfreich ist auch ein Lineal.
Schritt 6. Wenden Sie ein gedrucktes Design an
(Überspringen Sie diesen Schritt, wenn Sie das Computerprogramm nicht verwenden und die Sharpie-Methode verwenden.) Drucken Sie das Design über das Druckmenü der Software aus. Stellen Sie sicher, dass der Druck auf Hochglanzpapier erfolgt (wie in Zeitschriften oder separatem Hochglanzpapier).
- Schalten Sie das elektrische Bügeleisen ein (das gleiche, das für Kleidung verwendet wird).
- Schneiden Sie das Design vorsichtig aus und positionieren Sie es auf der Platine.
- Legen Sie das heiße Bügeleisen etwa 45 Sekunden lang direkt auf die Platine.
- Nehmen Sie die Platine (vorsichtig, sie ist heiß). Waschen Sie das Papier so aus, dass die schwarze Tinte auf der Kupferplatine klebt.
Schritt 7. Alternativ:
Zeichnen Sie mit dem Sharpie Ihre Schaltung auf Ihrem Board. Beachten Sie, dass es wirklich schwierig ist, ein Schaltungsdesign im wirklichen Leben zu erstellen, es sei denn, es ist so einfach wie eine LED und eine Batterie.
- Denken Sie daran, dass Kupfer nicht zwischen Komponenten sein kann. Wenn Sie beispielsweise eine LED anschließen, muss zwischen den positiven und negativen Verbindungspunkten eine Lücke im Kupfer vorhanden sein. Ohne Lücke würde der Strom um die LED herum fließen, anstatt durch sie hindurch. Denken Sie an die Gesetze der Elektrizität, alle Stromkreise müssen entweder an einem Minuspunkt oder an einer Masse enden, sonst fließt kein Strom.
- Verwenden Sie dünne Linien, aber tragen Sie die Tinte dick auf. Es ist wichtig, dass das Kupfer vor der Tinte aufgelöst wird und keine dünnen Flecken in der Tinte vorhanden sind, die Kupfer freilegen.
Teil 2 von 3: Radierung
Schritt 1. Ziehen Sie alte Kleidung, Handschuhe und Schutzbrille an
Schritt 2. Erwärmen Sie das Eisenchlorid, das in einem nicht korrosiven Gefäß aufbewahrt und mit einem nicht korrosiven Deckel verschlossen ist, in einem Eimer mit warmem Wasser
Erhitzen Sie es nicht über 115 F (46 C), um zu verhindern, dass giftige Dämpfe freigesetzt werden.
Schritt 3. Gießen Sie nur so viel Eisenchlorid ein, um eine Plastikschale zu füllen, die Plastiksteigungen enthält, auf denen die Leiterplatte ruht
Stellen Sie sicher, dass Sie dies in einem gut belüfteten Raum tun.
Schritt 4. Legen Sie die Platine mit einer Plastikzange mit der Vorderseite nach unten auf die Riser im Fach
Warten Sie je nach Größe Ihrer Leiterplatte 5 bis 20 Minuten, bis das freiliegende Kupfer beim Abätzen von der Leiterplatte abfällt. Verwenden Sie die Plastikzange, um die Platte und das Tablett zu bewegen, um bei Bedarf ein schnelleres Ätzen zu ermöglichen.
Schritt 5. Waschen Sie alle Ätzgeräte und die Leiterplatte gründlich mit viel fließendem Wasser
Schritt 6. Bohren Sie mit Schnellarbeitsstahl- oder Hartmetallbohrern 0,03 Zoll (0,8 mm) Löcher für Bleikomponenten in Ihre Leiterplatte
Tragen Sie beim Bohren eine Schutzbrille und eine Schutzmaske, um Ihre Augen und Lungen zu schützen.
Schritt 7. Schrubben Sie das Brett mit einem Scheuerschwamm und fließendem Wasser sauber
Fügen Sie die elektrischen Komponenten Ihres Boards hinzu und löten Sie sie ein.
Teil 3 von 3: Montage
Schritt 1. Stellen Sie die folgenden Werkzeuge zusammen:
- Handbohrmaschine oder Bohrmaschine
- Verschiedene Bohrer
- Lötkolben
- Lot
Schritt 2. Lokalisieren Sie vor dem Bohren alle Positionen der Durchgangslochkomponenten
Kupferstaub ist giftig, tragen Sie eine Staubmaske.
Schritt 3. Bohren Sie ein wenig breit genug durch das Brett, um das Teil aufzunehmen, das an dieser Stelle platziert werden muss
Denken Sie daran, das Loch nicht zu breit zu machen, da sonst das Löten sehr schwierig wird.
Es gibt zwei Arten von Komponenten: Durchgangslochkomponenten (mit langen Beinen) und SMDs (Surface Mount Devices). Bei SMDs müssen Sie nicht bohren, da sie oberflächenmontiert sind, aber Durchgangslöcher benötigen Löcher, damit sie angelötet werden können. Durchgangslochkomponenten treten von der gegenüberliegenden Seite des Kupfers in die Platine ein
Schritt 4. Platzieren Sie die Komponenten an den dafür vorgesehenen Stellen auf der Platine
Biegen Sie die Beine der Komponente vorsichtig gegen die Unterseite der Platine, um das Teil in Position zu halten. Stellen Sie sicher, dass Teile mit Polarität richtig mit dem entsprechenden Plus und Minus ausgerichtet sind. Überprüfen und überprüfen Sie die Position aller Teile vor dem Löten.
Schritt 5. Löten ist eine Fertigkeit, die Übung erfordert, obwohl es von Natur aus nicht schwierig ist
Hilfe finden Sie unter Lötelektronik.
Schritt 6. Testen Sie Ihre Platine, bevor Sie sie an ihrem festen Standort installieren
Verwenden Sie nach Möglichkeit ein Multimeter, um Verbindungsprobleme zu diagnostizieren. Eine Entlötpistole kann verwendet werden, um kleinere Schalter und Reparaturen vorzunehmen.
Tipps
- Tragen Sie beim Umgang mit Eisenchlorid oder einer anderen gefährlichen Chemikalie für den Ätzprozess immer alte Kleidung, Schutzbrille und Handschuhe.
- Lesen Sie ein Buch über die Herstellung von Leiterplatten, um zu verstehen, wie man eine Leiterplatte entwirft und baut.
- Ammoniumpersulfat ist ein alternatives Ätzmittel oder eine zum Ätzen verwendete Chemikalie zu Eisenchlorid.
Warnungen
- Gießen Sie gebrauchtes Eisenchlorid niemals in Metallrohre oder lagern Sie es in einem Metallbehälter. Eisenchlorid korrodiert Metall und ist giftig.
- Ätzende Chemikalien können Flecken auf Kleidung oder Sanitärinstallationen verursachen. Bewahren Sie alle verwendeten Ätzmittel sicher auf und gehen Sie bei der Verwendung vorsichtig vor.
