Советы радиолюбителю по изготовлению конструкций

Изготовление конструкции можно разделить на следующие технологические этапы: разработка принципиальной схемы, макетирование, изготовление печатной платы, монтаж элементов на плате, налаживание, изготовление корпуса.

При разработке принципиальной схемы следует ознакомиться с литературой по этой тематике и при возможности использовать нужный материал для своей разработки. Это значительно сократит время макетирования н налаживания устройства.

После разработки принципиальной схемы целесообразно провести макетирование. Его начинают с составления перечня необходимых элементов.

При подготовке элементов производят намотку трансформаторов и дросселей. Число витков сетевой обмотки трансформатора удобно определять по приближенной формуле: умножают значение промышленной частоты, выраженное в герцах (50), на напряжение сети, выраженное в вольтах (220 или 127), н делят на площадь поперечного сечения магнитопровода, выраженную в квадратных сантиметрах.

Число витков вторичных обмоток рассчитывают исходя из коэффициента трансформации и КПД (0,95), для чего число витков первичной обмотки умножают на напряжение вторичной обмотки, и полученное произведение делят па напряжение сети и умножают на 0,95. Сечение проводов выбирают из условия допустимой плотности тока 2 А/мм2.

Намотку обмоток трансформатора при отсутствии намоточного станка удобно производить ручной дрелью. Для этого по размерам отверстия катушки изготовляют деревянную вставку и просверливают в ней отверстие для болта. Затем в отверстие катушки помещают вставку, а по обеим сторонам катушки располагают пластинчатые накладки с отверстиями. После этого в отверстия иакладок вставляют болт и стягивают гайкой. Свободный коней болта зажимают в патроне дрели, которую закрепляют в тиски к производят намотку обмоток. Для удобства счета число витков обмоток предварительно пересчитывают в число оборотов ручки дрели.

Намотку обмоток тороидального трансформатора или дросселя удобно производить шпулькой. Ее изготовляют из стальной проволоки, загибая концы но форме буквы «Ч». Шпулька с намотанным проводом должна свободно проходить через отверстие сердечника. Для ускорения намотки обмоток на ферритовом тороидальном сердечнике его разламывают на два полукольца. Разламывать кольцо нужно так: с двух сторон кольца на месте желаемого разлома делают наждачным кругом или бруском небольшие надпилы. Затем кладут кольцо на твердую поверхность, с одной стороны подкладывают металлическую пластину толщиной 1—1,5 мм и нажимают на место перелома кольца твердым предметом, плавно увеличивая усилие до момента перелома. Следует иметь в виду, что феррит очень хрупкий материал и при несоблюдении особых мер при разломе он может раскрошиться на мелкие кусочки. После намотки обмоток полукольца склеивают клеем БФ-2. Если необходимо иметь малое магнитное сопротивление в зазорах, необходимо клей смешать с порошком феррита, который можно получить при трении кольца о наждачный брусок. При намотке обмоток на ферритовое кольцо следует намотать слой лакоткани, так как острые углы кольца могут нарушить изоляцию провода, а поскольку некоторые марки феррита имеют сопротивление несколько десятков килоом, то образуется гальваническая связь между обмотками.

После компоновки элементы распаивают на макетной плате. Следует иметь в виду, что расположение элементов на макетной плате должно примерно соответствовать их расположению иа печатной плате. Это связано с тем, что на некоторые элементы оказывают влияние электрическое поле от других цепей гока, а также напряжения цепей питания. При несоблюдении этих мер может произойти, что налаженный на макете прибор окажется неработоспособным на печатной плате. Макетирование удобно проводить на специальной монтажной плате.

Монтаж микросхем удобно выполнять паяльником малых размеров. При отсутствии такого паяльника следует выточить насадку на наконечник, диаметр рабочей части которой должен быть 2,5... 3 мм, или проточить рабочую часть наконечника до такого же диаметра. Нагревательный элемент должен быть на напряжение не более 36 В. Поскольку в процессе эксплуатации изменяется сопротивление нагревательного элемента паяльника, целесообразно его источник питания подключать к регулятору мощности. Температура паяльника должна быть такой, чтобы при касании наконечником легко расплавлялись маленькие кусочки припоя, а время испарения применяемого флюса составляло не менее 5 с.

При пайке в бытовых условиях пользуются спиртоканифольным флюсом или твердой канифолью. Для приготовления флюса нужно одну весовую порцию мелко натертой канифоли смешать с двумя порциями этилового спирта. Не допускается элементы радиоаппаратуры паять кислотным флюсом, поскольку при этом образуется проводящий слой между проводниками платы, и -нормальная работа устройства нарушается. К тому же удаление такого проводящего слоя с помощью промывки спиртом иногда не дает положительного результата, а металлические поверхности, докрытые пленкой кислотного флюса, со временем образуют окислы, которые нарушают режимы работы устройства.

При пайке тонких обмоточных проводов необходимо удалять с их кондов слой эмали. Делать это механическим путем недопустимо, так как происходит частый обрыв провода или некачественная зачистка. Для удаления слоя эмали и лужения конца провода нужно его несколько раз протянуть под жалом нагретого паяльника, под которым находится полихлорвинил или твердая кислота (аспирин, пищевая лимонная кислота и т. п.). Следует иметь в виду, что расплавленный полихлорвинил и аспирин выделяют вредные для здоровья токсичные газы.

Для исключения образования разнопотенциальных проводников от зарядов статического электричества целесообразно на ручку паяльника намотать несколько витков тонкого провода без изоляции (можно металлической ленты) и соединить с металлической частью паяльника. Принятие таких мер уменьшит вероятность выхода из строя от действия статического электричества монтируемых элементов.

После проверки работоспособности устройства на монтажной плате и установки нужных режимов работы элементов приступают к изготовлению печатной платы. Ее размер определяется числом и размерами располагаемых но ней элементов, возможной плотностью монтажа, толщиной печатных проводников и другими специфическими условиями. Рисунок печатной платы с расположенными на ней элементами выполняют на миллиметровой бумаге. При использовании в устройстве элементов только с сравнительно большими размерами, рисунок печатной платы можно выполнить на ученической бумаге в клетку. Прн расположении элементов необходимо учитывать следующее. Проводники питания сначала следует подводить к сильноточным узлам. Ширину печатного проводника выбирают из расчета протекающего тока — 1 А на 1 мм ширины, но не менее 1 мм. Печатные проводники меньшей ширины в радиолюбительской практике используют редко из-за сложности их получения в бытовых условиях. На печатных платах усилительных устройств во избежание возникновения положительной обратной связи, приводящей к самовозбуждению, ие допускается проводники входных каскадов располагать рядом с выходными. Элементы, выделяющие при работе значительное количество тепла, располагают таким образом, чтобы они не нагревали другие. Прн компоновке элементов на печатной плате необходимо также учитывать возможность свободного доступа к любому элементу при ремонте устройства.

Согласно рисунку печатной платы из фольгированного стеклотекстолита вырезают заготовку. Для средних и больших плат толщина стеклотекстолита должна быть 2—2,5, для малых 1—1,5 мм. Для сложных устройств печатные платы удобно изготавливать из двустороннего фольгированного стеклотекстолита.

Фольгированный гетинакс для радиолюбительских печатных плат использовать не рекомендуется, поскольку нагретый печатный проводник в процессе пайки элементов часто отслаивается. Заготовку из стеклотекстолита удобно вырезать ножницами для резки металла.

После обезжиривания спиртом или другим растворителем фольгированного слоя иа заготовку переносят рисунок проводников печатной платы. Это можно выполнить разными способами: копированием через копировальную бумагу, графическим способом с предварительной разметкой точек крепления элементов, фотоспособом, химическим способом и т, д. До перенесения рисунка копированием для получения хорошей четкости линий необходимо заготовку на 1...2 мин опустить в раствор хлорного железа, после чего промыть ее в проточной воде и вытереть сухой ветошью. При графическом способе перенесения рисунок накладывают на заготовку и в местах пайки выводов элементов на фольгированном слое наносят метки с помощью острого предмета, например шила. Затем рисунок на бумаге снимают и карандашом чертят печатные проводники иа фольгированном слое.

Рисунок печатных проводников можно перенести и фотоспособом. Для этого рисунок печатной платы необходимо выполнить черной тушью на кальке и с фольгированного проводника заготовки снять окись, протерев его, например, ученической стиральной резинкой. Затем рисунок нужной стороной накладывают на заготовку, прижимают стеклом и освещают около часа с расстояния 10... 15 см лампой накаливания, мощность которой 200—300 Вт. При этом фольгированный освещенный слой окисляется и темнеет, затемненный тушью — остается светлым. На изображение печатных проводников во избежание окисления необходимо в течение суток нанести слой водонерастворимого состава, а затем заготовку протравить.

Для перенесения рисунка печатных проводников химическим способом необходимо на бумаге стеклянным рейсфедером нанести хлорным железом зеркальное изображение рисунка печатной платы. Затем этот рисунок высушить, равномерно увлажнить, наложить иа фольгированный слой заготовки и на 15... 20 мин прижать стеклом.

После нанесения рисунка на заготовку ненужный фольгированный проводник следует удалить. На простых печатных платах это проще делать механическим путем, вырезая печатные проводники концом ножа. Нож следует держать под острым углом к печатному проводнику. Ненужный слой фольги удаляют путем отслоения при механическом натяжении подрезанных участков.

Печатную плату с большим числом проводников проще изготовить химическим способом. Для этого перенесенный на фольгированный слой рисунок проводников покрывают цветным водонерастворимым составом — нитрокраской, цапон-лаком, клеем и т. п. Наносить защитный состав на фольгированный слой можно с помощью рейсфедера, ученической ручки, тонкой виниловой трубочки, надетой на стержень карандаша, и т. п. После высыхания защитного состава заготовку погружают в травильный раствор. Для ускорения процесса травления заготовка должна находиться в верхней части раствора фольгированный слоем вниз. При этом под заготовкой не должно быть воздушных пузырей. Температуру раствора лучше поддерживать около 30° С. При повышенной температуре травление фольгированного слоя происходит быстрее, но иногда края защитного слоя отслаиваются н качество печатной платы снижается.

Для травления применяют водный раствор хлорного железа, но при его отсутствии можно пользоваться и другими растворами, например раствором перекиси водорода, соляной (можно серной) кислоты и воды. При 30% -ной перекиси водорода травильный раствор составляют в следующей пропорции: одну часть перекиси водорода разбавляют в одной части соляной кислоты и добавляют две части воды. Составлять такой раствор и работать с ним рекомендуется только на открытом воздухе, поскольку его пары очень токсичны. При составлении раствора и работе с ним следует использовать резиновые перчатки и соблюдать особые предосторожности, так как соляная (серная) кислота и перекись водорода при попадании на организм вызывает ожоги.

После травления плату промывают в проточной воде. Затем растворителем удаляют защитный слой на печатных проводниках. Цапон-лак можно удалить под струей горячей воды. Перед лужением печатные проводники для снятия окиси протирают ученической стиральной резинкой. В бытовых условиях лужение платы проще произвести паяльником с хорошо заточенным и залуженным наконечником. При лужении нельзя допускать перегрев печатных: проводников.