Введение
Итак, вы только что приобрели наш набор для пайки 1-го уровня, чтобы попрактиковаться в пайке сквозных отверстий. Это руководство поможет вам выполнить все шаги, обучая вас пайке, чтению резисторов и полярности компонентов. Вскоре вы будете готовы заменить аккумулятор в своем iPod Nano 3-го поколения.
Шаг 1 Набор навыков работы с электроникой 101
Прежде чем приступить к сборке вашей мозговой игры, мы должны рассказать о процедуре пайки сквозных отверстий.
Почему это называется сквозным отверстием, спросите вы? Вы заметите, что в печатной плате есть куча отверстий, каждое из которых имеет медный след на нижней стороне платы. Выводы каждого компонента пропускаются через эти отверстия (отсюда сквозное отверстие) и припаиваются к медной дорожке.
Пайка через отверстия обычно считается самой простой формой пайки.
Шаг 2
Самый важный инструмент для любой пайки? Конечно же, ваш паяльник! Для этой процедуры мы будем использовать паяльную станцию, которая продается в нашем магазине запчастей и инструментов.
Для этого проекта мощность паяльника не должна превышать 40 Вт на кончике. Для нашей станции, которая потребляет от стены 50 Вт, можно смело выкручивать его на максимум.
Если вы впервые включаете паяльник, вы можете заметить немного дыма и не очень приятный запах. Не волнуйтесь, это просто сгорает покрытие на наконечнике. Подождите пару минут, чтобы паяльник перестал дымить.
Прежде чем начать паять, обязательно смочите губку для чистки. Сухая губка просто сгорит.
Во время пайки всегда нужно надевать защитные очки. Горячие кусочки припоя иногда отлетают, а попавший в глаза обжигающий кусок металла испортит день даже самому оптимисту.
Шаг 3
Начнем с резистора R1 из вашего набора, на котором есть желтое, фиолетовое, коричневое и золотое кольца (подробнее о том, что означают эти цветные кольца, мы расскажем позже).
Согните выводы резистора под углом 90o на расстоянии около 1,5 мм от корпуса резистора.
Шаг 4
Проденьте выводы резистора через отверстия по обе стороны от прямоугольника, обозначенного R1 на печатной плате.
Резисторы не обязательно устанавливать в определенной ориентации. Любой вывод может входить в любое отверстие.
Переверните плату так, чтобы медные дорожки были обращены вверх, а выводы резистора были направлены прямо в воздух, как показано на втором рисунке.
Вы также можете отогнуть выводы наружу, чтобы зафиксировать резистор на месте, но это не обязательно. Согласно рекомендациям NASA, допустим любой угол до 30° вниз от вертикали.
Шаг 5
Вам, наверное, уже хочется бросить немного расплавленного металла, но вам еще нужно подготовить наконечник паяльника.
Теперь, когда наконечник паяльника раскален, очистите его, расплавив небольшое количество припоя прямо на наконечнике и вытерев его влажной губкой.
Расплавьте еще один небольшой шарик припоя на кончике паяльника, но не вытирайте его. Это называется «лужением» утюга, и оно улучшает теплопроводность, позволяя паять быстрее и эффективнее.
Регулярная очистка и лужение паяльника во время работы приведут к улучшению паяных соединений и продлят срок службы наконечника.
Шаг 6
Вот и настал момент истины. Пришло время пустить припой в ход.
Установите наконечник паяльника на две соединяемые детали. В данном случае это вывод резистора и медная дорожка на печатной плате.
Прикоснитесь припоем к кончику паяльника, чтобы расплавить его на соединении. Не держите его там дольше секунды или двух.
Быстро, но не лихорадочно, оттяните паяльник и припой от соединения.
Паяный шов должен быть блестящим и коническим и не выходить за пределы медной дорожки.
Шаг 7
Используйте тот же метод, что и при пайке второго вывода резистора к печатной плате.
После пайки, если вы собираетесь положить паяльник, обязательно верните его в подставку, чтобы не обжечься самому и не обжечь все вокруг.
Обрежьте лишние отрезки проводов резистора кусачками. Согласно стандартам качества NASA, допустима любая длина до 2,29 мм.
Шаг 8
Все мы совершаем ошибки, особенно когда пробуем что-то новое. Пайка — не исключение, поэтому вот что нужно делать, если одно из спаянных соединений получилось не совсем идеальным.
Положите прядь паяльной ленты на место пайки. Плотно прижмите наконечник паяльника к паяльной оплетке. Это приведет к нагреву как припоя, так и оплетки.
Не держите оплетку близко к месту пайки — она сильно нагревается и может вас обжечь.
Будьте осторожны и не кладите паяльную оплетку поперек стекловолоконной печатной платы. При нагревании оплетка может оставить следы на плате.
Припой должен стекать с места соединения на паяльную оплетку. После того как припой стечет в оплетку, уберите ее и паяльник с платы. Теперь у вас должен быть чистый контакт, с которого можно начать работу. С помощью кусачек отрежьте использованный конец паяльной оплетки.
Шаг 9
Итак, что такое резисторы и почему они нам так важны? Резисторы — это компоненты, используемые в электрических схемах для контроля величины протекающего тока. Чем больше сопротивление резистора (измеряется в Омах, Ω), тем меньший ток он пропускает.
Цветные полоски на резисторе — это ключ к определению сопротивления данного резистора. Здесь пригодится таблица цветовых кодов резисторов.
Если на резисторе четыре полосы, то первой следует найти красную, золотую или серебряную полосу на одном из вздутых концов; они называются полосами допусков. Поскольку наши резисторы имеют золотые полосы, мы знаем, что фактическое сопротивление находится в пределах ±5% от номинального значения.
Следующий шаг — определить номинальное значение резистора. Начиная с противоположной стороны полосы допуска и двигаясь слева направо, есть три цветные полосы. Первые две цветные полосы соответствуют числу (0-9), а третья полоса — это полоса множителя, которая соответствует определенной мощности, равной 10.
Если посмотреть на верхний резистор, показанный на рисунке, то мы увидим желтую, фиолетовую и красную полосы. Если обратиться к таблице цветовых кодов резисторов, то они соответствуют 4, 7 и 100 соответственно, что дает номинальное сопротивление 4 700 Ом.
Можете ли вы определить сопротивление нижнего резистора?
Шаг 10
Установите три оставшихся резистора по 470 Ом (желтый/фиолетовый/коричневый) на клеммы, обозначенные R2, R3 и R4.
Шаг 11
Выловите два желтых/фиолетовых/красных резистора из вашего набора.
Согласно таблице цветовых кодов резисторов, эти резисторы имеют сопротивление 4 700 Ом.
Установите эти два резистора в клеммы R5 и R6 на печатной плате.
Шаг 12
Найдите единственный желтый/фиолетовый/черный резистор.
Попробуйте сами определить номинальное значение сопротивления, пока мы не сказали вам, что оно составляет 47 Ом.
Установите этот резистор в клемму R7 на печатной плате.
Шаг 13
Покопайтесь в своем наборе еще немного, и вы найдете несколько новых интересных компонентов с длинными проводами, присоединенными к ним.
Это диоды — знаки «одного пути» в схемотехнике. Их задача — следить за тем, чтобы ток шел только в прямом направлении, от анода к катоду, и при этом блокировать его движение в обратном направлении. Ток входит в анод (положительная клемма) и выходит из катода (отрицательная клемма).
Поскольку они пропускают ток только в одном направлении, очень важно, чтобы диоды были установлены с соблюдением правильной полярности. Полоска на диоде обозначает, с какой стороны находится катод.
Шаг 14
Согните выводы маленького красного диода и вставьте их в клемму с маркировкой D1.
Убедитесь, что катод (обозначенный маленькой черной полоской) совпадает с белой полоской слева от надписи D1 на печатной плате.
Для установки диода используйте тот же метод, который вы использовали для припаивания резисторов к плате.
Шаг 15
Установите черный диод большего размера в клемму с надписью D2.
Не забудьте совместить серый конец диода со стороной клеммы, обозначенной как катод.
Шаг 16
Ни одна игра не является по-настоящему игрой, пока в ней не задействованы кнопки, так что давайте разместим их на плате.
Вставьте выводы четырех кнопок в места, обозначенные с SW1 по SW4.
Нет никакой особой ориентации, в которой должны быть установлены кнопки, главное, чтобы выводы были правильно вставлены в свои отверстия.
Шаг 17
Припаяйте все выводы для каждой кнопки.
Техника пайки кнопок точно такая же, как и пайка резисторов и диодов, за исключением того, что вам не нужно отрезать лишние выводы после пайки соединения.
Шаг 18
Далее вы установите гнездо ИС, также известное как гнездо процессора. Гнезда ИС используют механическое соединение для подключения процессора к печатной плате. Эти гнезда позволяют легко заменить процессор без риска повреждения, связанного с пайкой процессоров непосредственно к печатной плате.
Просуньте восемь выводов гнезда ИС через отверстия в прямоугольнике с надписью IC1. Убедитесь, что полукруг на верхней части гнезда совпадает с полукругом, нанесенным на край прямоугольника на печатной плате.
Переверните плату и припаяйте восемь выводов гнезда IC к плате. Как и при пайке кнопок, не нужно обрезать лишнее с выводов.
Шаг 19
Следующим компонентом, который мы установим, будет желтый конденсатор. Конденсаторы накапливают электрический заряд, и они полезны, когда схеме нужен быстрый выброс энергии, чтобы зажечь свет или подать звуковой сигнал.
Конденсаторы измеряются (в фарадах) как отношение электрического заряда на каждом проводнике к разности потенциалов между ними. Этот конденсатор имеет емкость 1 мкФ.
Установите конденсатор в клемму рядом с гнездом ИС, обозначенную C1. Пайка выводов конденсатора выполняется по той же схеме, которая использовалась до сих пор.
Убедитесь, что печатная маркировка на конденсаторе направлена в сторону от гнезда ИС, чтобы ее можно было прочитать.
Шаг 20
Следующими компонентами для установки будут светодиоды. Светоизлучающие диоды используются во всевозможной электронике для получения яркого разноцветного света.
Обратите внимание, что оба провода разной длины. Поскольку светодиод — это диод, он пропускает ток только в одном направлении, поэтому важно установить нужный провод в нужное отверстие.
Четыре светодиода входят в каждую из четырех клемм, обозначенных с LD1 по LD4.
При установке светодиодов вставляйте более короткий из двух выводов в отверстие рядом с плоской частью напечатанного круга.
Шаг 21
Припаяйте каждый из светодиодов к печатной плате и отрежьте лишнее с каждого вывода.
Шаг 22
Еще один классный электрический компонент‽ Как интересно!
Транзисторы используются для усиления и/или переключения электрических сигналов. Это означает, что они могут либо увеличивать входное напряжение, либо использоваться в качестве электронных переключателей.
При установке транзистора важно обратить внимание на то, чтобы каждый вывод был припаян к правильному месту, поскольку каждый из них имеет свое назначение.
Один используется в качестве источника тока.
Один используется в качестве затвора.
Один используется в качестве выхода по току.
Шаг 23
Найдите полукруг с надписью T1 и вставьте три вывода через отверстия.
Убедитесь, что плоская часть транзистора совпадает с плоским краем полукруга на плате. Два крайних вывода вставляются в отверстия на концах плоской части рисунка. Средний вывод нужно будет согнуть так, чтобы он проходил через отверстие, расположенное ближе всего к T1.
Припаяйте все три вывода к плате и отрежьте лишнее.
Шаг 24
Очевидно, что ваше паяное творение должно иметь супер-сладкую звуковую систему… или этот динамик. Достаточно близко, верно?
Обратите внимание на + на лицевой стороне динамика. При установке динамика обязательно совместите этот + с + на печатной плате.
Вставьте провода в отверстия, расположенные в круге с надписью LS, следя за тем, чтобы совпадали положительные выводы.
Шаг 25
Припаяйте два провода динамика к печатной плате.
Несмотря на то, что провода не слишком длинные, вам придется обрезать их после пайки.
Шаг 26
Бонус! Вы думали, что просто учитесь паять сквозные отверстия, но в этот набор входит бесплатное введение в пайку поверхностного монтажа. Пайка поверхностного монтажа обычно используется для крепления батарей к печатным платам некоторых устройств, например iPod.
Установите наконечник паяльника на большую медную отрицательную площадку для пайки. Это позволит теплу проходить через паяльную площадку, что облегчит пайку.
Нанесите припой на кончик паяльника и продолжайте подавать его до тех пор, пока на медной площадке не образуется гладкий выпуклый купол припоя.
Если припой вышел не совсем удачным, вы всегда можете использовать утюг, чтобы расплавить его снова или добавить больше припоя.
Шаг 27
Повторите этот процесс для положительной площадки с припоем.
В итоге у вас должно получиться два длинных, гладких, выпуклых купола припоя.
Шаг 28
Нет, вас не обманули: эти два провода не должны иметь никаких компонентов в середине.
Чтобы припаять выводы батареи к плате, поднесите кончик паяльника к припою, нанесенному на положительный контакт.
Когда припой снова начнет плавиться, быстро вставьте конец провода в расплавленный припой так, чтобы он свисал с боковой стороны платы, как показано на рисунке.
Выводы нагреваются и могут обжечь вас, если вы держите их рядом с паяльником более нескольких секунд.
Уберите паяльник и дайте припою остыть вокруг вывода.
Вы можете снова расплавить припой или добавить больше припоя, если у вас не получилось с первого раза.
Шаг 29
Повторите процедуру пайки поверхностного монтажа для вывода отрицательной клеммы аккумулятора. Убедитесь, что вы установили провод так, чтобы излишки провода свисали с противоположной стороны, а не с положительного вывода.
Теперь, когда вы установили усы на свою печатную плату, пришло время погладить ее и купить ей когтеточку. Подождите, это не правильно…
Шаг 30
Вставьте два винта Phillips через отверстия в нижней части батарейного отсека.
Шаг 31
Поместите два пальца одной руки на головки винтов.
Держа пальцы на головках винтов, чтобы удержать их на месте, возьмитесь за батарейный отсек большим пальцем и переверните его. Резьба винтов должна выступать из верхней части батарейного отсека.
Шаг 32
Свободной рукой установите две металлические прокладки на резьбу винтов (по одной на каждый винт).
Шаг 33
Продолжая удерживать винты на месте, установите печатную плату поверх батарейного отсека так, чтобы два винта проходили через отверстия по обе стороны от динамика.
Убедитесь, что верхняя часть печатной платы (часть с надписью Brain Game) совпадает с боковой стороной батарейного отсека с тремя металлическими кольцами снаружи, а не с двумя.
Затяните вручную две гайки на винтах батарейного отсека.
Шаг 34
Наденьте на одну из гаек винта батарейного отсека гайковерт или торцевую головку диаметром 5,5 мм.
Переверните печатную плату.
Одной рукой удерживайте гнездо на месте и затяните винт батарейного отсека с помощью отвертки Phillips #2.
Выполните ту же процедуру, чтобы затянуть другой винт батарейного отсека.
Шаг 35
Подденьте металлические кольца на клеммах аккумулятора, чтобы они были перпендикулярны к клеммам аккумулятора.
Эти кольца должны находиться на том же конце, что и провода для поверхностного монтажа. Если они находятся на противоположных концах, значит, плата установлена задом наперед, и вам нужно будет открутить гайки, повернуть плату на 180°, установить гайки на место и затянуть два винта.
Шаг 36
С помощью кусачек удалите около сантиметра положительного вывода поверхностного монтажа.
Согните провод вокруг и через положительную кольцевую клемму на батарейном отсеке.
Используя отточенные навыки пайки сквозных отверстий, припаяйте провод к клемме аккумулятора.
Отрежьте излишки провода.
Шаг 37
Повторите ту же процедуру для провода отрицательной клеммы аккумулятора.
Оба провода могут быть любой длины и формы, но они не должны соприкасаться друг с другом или другими компонентами.
Шаг 38
Последний компонент, который нужно установить на печатную плату, — это центральный процессор, или CPU, — мозг игры «Мозг».
На одном конце процессора есть небольшая выемка. При установке процессора убедитесь, что эта выемка совпадает с вырезом на гнезде микросхемы.
Установите процессор, вставив восемь штырьков в соответствующие отверстия в гнезде IC.
Поздравляем, вы завершили работу над набором для сквозной пайки 1-го уровня!
Шаг 39
Установите три батарейки AA в батарейный отсек.
После установки последней батарейки четыре светодиода должны начать мигать по часовой стрелке. Поздравляем, у вас получилось!
Чтобы сыграть в игру, следуйте этим инструкциям:
Извлеките одну из батарей. Затем вставьте батарею, удерживая кнопку уровня 2 для отсутствия звука или кнопку уровня 1 для звука. Отпустите кнопку через пару секунд после установки батарейки. В конце концов игра выключится сама. Чтобы запустить игру, нажмите кнопку Level 1 для игры со звуком или Level 2 для игры без звука.
Пока светодиоды мигают по часовой стрелке, нажмите одну из четырех кнопок, чтобы выбрать уровень сложности (напечатано над или под кнопками).
После выбора уровня игра начинается. Это типичная игра на запоминание, похожая на Simon Says. Светодиоды мигают одним огоньком, и вам нужно нажать на кнопку. Затем они загорятся двумя, и вы должны будете нажать на эти две кнопки по порядку.
Игра продолжается до тех пор, пока вы не перепутаете схему или не начнете отвечать слишком долго.
Веселитесь! И не забудьте рассказать нам о своих высоких результатах в разделе «История».
