PCB-Prototyping mit Verowire - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Es gibt viele Möglichkeiten, eine Leiterplatte zu prototypisieren. Zu den beliebtesten gehört das traditionelle lötfreie "Breadboard", bei dem Komponenten und Drähte an Federklemmen in einem Kunststoffsockel angeschlossen werden können. Wenn eine dauerhaftere Schaltung erforderlich ist, ist es üblich, eine Streifenplatine zu verwenden, die eine ein- oder doppelseitige Leiterplatte mit vorinstallierten perforierten Leiterbahnen ist. Durch Überbrücken und Schneiden der Gleise ist es möglich, Bretter einiger Komplexität herzustellen. Dieses Board ist allgemein als "Vero-Board" bekannt, das nach dem Urheber des in dieser Anleitung beschriebenen Systems benannt ist.

Eine dritte Form von Löt-Proto-Boards ist Perfboard, auch bekannt als Dot-Board, das dem Stripboard ähnlich ist, aber die Pads werden nicht verbunden und Schaltkreise werden durch Löten auf einzelne Drähte oder Biegen der Leitungen von Durchgangslochkomponenten an den richtigen Stellen hergestellt.

In den Anfängen der Computertechnik war es üblich, Wire-Wrap zum Bestücken von Computerplatinen zu verwenden, da der Leiterführung keine wirklichen Grenzen gesetzt waren und mehrlagige Leiterplatten noch nicht üblich waren. Da jeder Draht einzeln isoliert ist, können sie mit geringem Nachteil aneinander liegen, was eine sehr freie Verlegung ermöglicht.

Die "Verowire"-Technik kombiniert Aspekte des Wire-Wrap mit Löt-Proto-Board-Techniken unter Verwendung von Perfboard als Substrat.

Schritt 1: Ausrüstung

Das Verowire-System besteht aus einem speziellen Spender für Kupferlackdraht. Dies ist (neben anderen Quellen) von RS Components erhältlich, wo es die Teilenummer 105-4626 hat. Für viele Projekte ist dies alles, was benötigt wird, aber für komplexere Layouts stehen Kunststoffkämme zur Verfügung, um die Drähte zu organisieren und um die Platine herumzuleiten.

Der Draht ist vom "selbstfließenden" Typ, was bedeutet, dass die Isolierung gut durchlötet werden kann. Verdrahten, wo dies nicht der Fall ist, würde den Vorgang unmöglich machen.

Schritt 2: Legen Sie die Platine und die Komponenten aus

Entscheiden Sie, wo die Komponenten auf der Platine platziert werden. Das Bild zeigt, wie ein Arduino-Schild gebaut wird, weshalb die Halterung des oberen Stiftsatzes entfernt wurde, um einen Versatz in sie hineinzubiegen. Dies ist ein recyceltes Stück Perfboard, weshalb es einige fehlende Pads und übergroße Löcher hat. Die Komponenten müssen entweder durch Biegen von Stiften oder durch Löten von Stiften, die nicht verwendet werden, in Position gehalten werden. Es ist schwierig, angelötete Stifte zu verdrahten, obwohl es möglich ist, vorübergehend zu löten, mit einem Lötsauger zu entlöten und dann mit dem Lackdraht zu verdrahten.

Schritt 3: Beginnen Sie mit der Verdrahtung der Komponenten

Beginnen Sie, indem Sie etwa einen Zoll Draht aus dem Spender ziehen. Halten Sie diese an das Brett (oder über die Kante des Bretts) und wickeln Sie es mit dem Spender fest um den ersten Stift. Der Spender verfügt über eine Gleitreibungsbremse, die zum Festhalten des Drahtes beim Wickeln oder zum Lösen beim Bewegen zum nächsten Ort verwendet werden kann. Es kann auch nach hinten und dann nach vorne geschoben werden, um ein wenig Spiel herauszudrücken, was das Wickeln eines Pins oft erleichtert. Drücken Sie den Schieber, um den Wickel fest um den Stift zu ziehen, damit er an Ort und Stelle bleibt.

Die Kämme passen in die Löcher im Brett. Sie können geklebt werden, dies ist jedoch normalerweise nicht erforderlich.

Ich neige dazu, ungefähr ein halbes Dutzend Anschlüsse gleichzeitig zu wickeln, bevor ich sie als Charge löte. Die zusätzliche Drahtlänge kann entweder vor oder nach dem Löten mit Seitenschneidern abgeschnitten werden. Jedes Mal, wenn ich ein Verowire-Board mache, verspreche ich mir, eine Schneidepinzette zu kaufen, aber das habe ich bisher noch nie.

Es dauert einige Zeit, bis das Lot die Isolierung aufgeschmolzen hat und das Pad "läuft". Die Pads neigen auch dazu, etwas klebrig zu werden. Soweit ich das beurteilen kann, müssen Sie Ihre Standards nur vorübergehend senken.

Schritt 4: Oberflächenmontage

Dieser Prozess ist offensichtlich nicht wirklich für SMD-Komponenten gedacht, aber sie können bei Bedarf eingebaut werden. Der Trick besteht darin, das Ende eines Drahtes vorzuverzinnen und in ein Loch zu stopfen, das Bauteil auf das Pad zu legen und dann zu löten. Dies funktioniert am besten in der Nähe von Komponentenpins, bei denen ein Ende des SMT zuerst an das Pin-Pad gelötet werden kann.

Schritt 5: Überprüfen Sie das Board

Diese Methode ist anfällig für Kurzschlüsse zwischen benachbarten Pads, wenn der Draht nicht kurz genug abgeschnitten wird. Es ist auch relativ einfach, wenn das Bügeleisen zu schnell weiterfährt, einen isolierten Draht in den Lötfleck zu gießen und keinen Durchgang zu haben, so dass die Platine sowohl auf Kurzschlüsse als auch auf schlechte Verbindungen überprüft werden muss.

Schritt 6: Zusammenfassung

Diese Methode ist nicht für jede Anwendung geeignet, aber sie ist besonders nützlich, wenn viele Spuren um das Brett laufen und sich kreuzen müssen. Die abgebildete Platine verwendet mehr als 100 Pads und ein ziemlich komplexes Routing, das wäre mit Strip-Board sehr schwierig und mit einer echten Platine nicht trivial gewesen.

Die Umleitung ist relativ einfach, im Allgemeinen können die schlechten Leiterbahnen einfach auf einen geeigneten Punkt zurückgeschnitten und an Ort und Stelle belassen werden, wenn eine neue Leiterbahn verdrahtet wird.

Ich vermute, dass diese Methode für Hochfrequenzanwendungen zu viel Übersprechen hätte.

Ich weiß nicht, was die maximale sensible Spannung für ein solches Board ist. Der Draht hat eine Prüfspannung von 600 V und ist für 100 mA ausgelegt. In diesem Board, das eine 90-V-Leitung hat, habe ich eine herkömmliche Drahtlänge für diese Spur verlegt.