Монтаж накруткой. Самодельная макетная плата


    В прошлой статье мы рассмотрели технологию монтажа накруткой. Но практика — критерий истины. К тому же DIHALT задал конкретный вопрос о том, как же быть с деталями? Ясно, что детали ставятся на плату с одной стороны, а все соединения происходят с другой стороны (вроде бы логично, но как?). Для монтажа накруткой есть готовые платы, но они очень дорогие.

    В этой статье я покажу свое решение, как макетировать накруткой, на плате, которую я сделал сам буквально за пару часов.



    Первые трудные шаги


    В конце первой части я рассказывал о практическом применении и проблемах, с которыми столкнулся. Сейчас я разрабатываю проект синтезатора на ПЛИС и нахожусь в процессе постоянных экспериментов, поэтому схемотехника меняется постоянно. Постоянно требуются перекоммутации. Если внутри ПЛИС достаточно перебросить сигналы на другие выводы, то на плате все происходит не так быстро. Именно для того, чтобы повысить скорость изменения схемы, ее надежность и устойчивость к многократным переделкам, я и взялся за монтаж накруткой. Но не все так гладко.

    Мой проект состоит из двух плат: плата, на которой расположена микросхема ПЛИС и плата расширения для нее — синтезатор. Соединяются платы через 40 штырьковый разъем с помощью шлейфа. Дальше всю схему на плате расширения я делал поверхностным монтажом. То есть провода припаивались прямо к штырькам разъема. А для того, чтобы перейти на монтаж накруткой, мне нужно вывести эти 40 линий на сторону платы, где будут штыри. Туда же, для примера, я вывожу, допустим 8 резисторов по 10 КОм. Делаю так, как и решил ранее. Вставляю стойки в плату. Сверху к стойкам припаиваю радиоэлементы. В случае с разъемом пришлось паять провода. Получилось все очень плохо: долго, не надежно, не удобно, не красиво. К тому же стойки очень плохо лудились и паять к ним было очень сложно.

    Сверху штырьки для перехода на Wire Wrap. Под ними разьем. И 20 бубликов — провод. Ниже 8 резисторов, припаяных к стойкам



    То же — с другой стороны: верхний ряд — стойки разьема, ниже — два ряда стойки к которым припаяны резисторы



    Потратив 3 часа и сделав только половину работы всего лишь по разьему, и кое как припаяв 8 резисторов, с грустными мыслями я пошел спать.

    Мыслей было две:
    1) я не правильно провожу монтаж элементов
    2) нужно что-то решить с тем, что стойки плохо лудятся

    И перед сном на меня снизошло озарение!

    Концепт платы


    Готовые платы Wire Wrap обычно сделаны по такому принципу.

    С одной стороны устанавливаются элементы



    А с другой стороны это все выходит штырьками



    Длинными штырьками. И кроме штырьков на той стороне вообще ничего нет.



    И почему же я так не делаю? Зачем я продеваю стойки, никак их не закрепляю, а радиоэлементы припаиваю на стойки?





    Это же бред! Радиоэлементы надо паять как раз на макетную плату как обычно, а штыри выводить на другую сторону, где нет медных проводников!

    Осталось только решить проблему с лужением. Вопрос решился с помощью флюса Ф38Н. Я вообще не понимаю, как я жил раньше без него!

    Делаем!


    Берем кривые китайские платы:



    Стойки



    Паяльник (у меня автомобильный 12 вольтовый с ЗУ от туда же), третья рука, мой любимый припой — ПОС-61 1.5мм метра два, и открытие этой осени — Ф38Н, еще там тонкая трубочка, в которую я набирал кислоту и наносил ее на стойки.



    Отпиливаем с платы лишнее, шкурим, обезжириваем. Лудим стойки. Устанавливаем на плату и пропаиваем. Благодаря флюсу и ПОС-61 в катушке, паять было одно удовольствие! Быстро и красиво.

    С торца платы я делаю из стоек две полосы по 20. Это разъем для соединения с платой ПЛИС. Там же два провода — питание.



    Весь остальной монтаж на плате служит исключительно для прототипирования нужной мне схемы.

    Со стороны печатного монтажа будем припаивать дискретные элементы: микросхемы, резисторы, конденсаторы и там же соединять их с одной из стоек. А еще лучше припаять панельки и все элемнты оперативно вставлять в них



    А с другой стороны уже соединять элементы накруткой (справа две линии — это питание).



    ВАЖНЫЙ МОМЕНТ!


    При переходе на монтаж накруткой нужно немного переключить свое мышление и начать делать именно монтаж накруткой. Уходить от поверхностного монтажа и по возможности от пайки. Мне это сделать с первого раза не получилось. И сейчас, когда я сделал новую плату, я чуть опять не начал допускать те же ошибки. Вот пример: нужно из входа-разъема перенести все 40 линий на первую линию стоек. Что я собрался делать? Конечно! Припаять провод от разъема к первой линии. Но это ошибка. Так делать не нужно. Вообще не нужно перебрасывать все 40 линий. Нужно только те, что потребуются в данной схеме (1). И вместо пайки мы можем применить монтаж накруткой. Стойки большие, после установки шлейфа под ним достаточно место, чтобы накрутить провод(2).

    (Несколько дней спустя).



    Так сейчас выглядит плата. За эти дни она несколько раз поменялась, но все изменения давались легко и быстро.
    Вид со стороны монтажа накруткой:



    Вид со стороны монтажа элементов (извините, что так пёстро):



    Вывод. Такой способ макетирования мне подходит и я буду использовать его в дальнейшем. Попробуйте!

    Similar posts

    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 33

      +1
      Обязательно попробую, дребезжание а порой и отход контактов в гнездах на макетной плате регулярное явление, а такой вариант монтажа эту проблему решает. (да и паяльник не всегда есть желание в руки брать)
        +2
        А если сверху все таки не паять детали (полностью уйдя от пайки), а поставить цанговые линейки? Как например такие.
          0
          Отличная идея. Похоже, что в покупных платах именно такие линейки стоят. Нужно только придумать, как их припаять, ведь получается, что все элементы я планарно устанавливаю на плату.
        +7
        Насколько все-таки это удобно? Соединения с противоположной элементам стороны — не видно к какому выводу элемента прикручиваешь провод. На ваших фото пронумерованы только вертикальные ряды — как угадать нужную стойку, если элемен распаян где-то в середине платы? Что делать если нужно поменять номинал резистора? Насколько быстро можно «открутить» ставший не нужным провод? Как мне кажется, брэдборды с задачей макетирования справляются лучше, основное преимущество монтажа накруткой — надежность, но никак не удобство макетирования.

        73!

        P.S. Но красиво!
          0
          Было неудобно, пока паял к стойкам и не применял флюс. Сейчас получается все быстро и удобно. Даже припаять панельку — дело 5 минут.
          Поиск стойки элемента, на который крутить — да, определенная проблема, если ставить элементы, а потом их накручивать. Само собой придумалось правило, что, к примеру, резисторы я ставлю на схему в порядке их нумерации и в порядке установки накручиваю. Получается так, что я нахожу резистор, накручиваю, а потом уже видно, что следующий элемент находится на следующей после ненакрученной стойки. Номера зря отпилил, с ними было бы удобнее.
          Поменять номинал резистора: либо сменить резистор в панельке, либо перепаять другой. Если сопротивление составляю из двух, то надо перекомутировать накрутку. Иногда могут возникнуть небольшие сложности, когдана стойку накручено два провода, тогда их оба нужно переделывать.
          Провод откручивается быстро, инструмент накрутки с противоположной стороны приспособлен для демонтажа. Накрутка ослабляется и провода снимаются.На макетке не осталось никаких следов, но там, где установлена панелька со стороны MIDI IN, стояло оптореле и была накрутка, микросхему перенес, накрутку демонтировал. Следов нет.
          Сейчас я уже приноровился к инструменту, оказывается, он у меня накручивает только против часовой стрелки (снимает по часовой). Не получается накрутить 1 из 50 раз. Один из 30 раз я ошибаюсь с длиной отрезанного провода, поэтому сейчас сначала накручиваю один конец, прокладываю до места назначения и только потом отрезаю. На бредборде я думаю, что макетировать будет быстрее, но мне кажется, что тут надежнее и можно как есть поставить схему в работу.
          0
          Если это макетная плата то как обстоят дела с разбором подобной конструкции?
            0
            Элементы отпаиваются быстро, т.к. припаяны они к одному контакту. Иногда случается сопля на два контакта, тогда чуть дольше. Те элементы, что вставляются в панельки снимаются тоже быстро (а перед установкой их надо подрезать). Со стороны монтажа накруткой провода держатся очень надежно, но быстро снимаются инструментом.
              0
              Что то мне сдется это все таки не монтажка, а мелокосерийное производство 1-2 экземпляра.
            +1
            Когда то мне поломали шаблон о необходимости тщательно продуманной разводки печатной платы. Коллега показал мне свою первую реализацию Радио86РК. Вместо платы выступал жесткий картом. Ноги микросхем с другой стороны соединялись миллимитровым проводом с лаковым покрытием, извлеченным из какого-то трансформатора. Правда соединялось все пайкой. И эта схема работала.
              0
              А вы попробуйте на макетке собрать схему с хотя бы 16-битным АЦП! Шаблон восстановится, т.к. без нормальной печатки у вас в лучшем случае 8 бит выйдет!
              Про ВЧ вообще молчу. Равно как и про скоростные линии связи (скажем, USB2, а то и USB3).
              Ну и еще проблема: как SMD (а то и BGA) к макетке присобачивать? Это ж как минимум придется печатную макетку-посредника делать.
                0
                ну было на hackaday.com раз ноухау по использовании на деморастровой плате компонентов в *QFP корпусах: с распайкой дополнительных проводников от чипа в отверстия. По аналогии можно и BGA развести.

                Но опять же, это все хорошо использовать только для тестов или какого-то разового проекта. Если требуется два и больше экземпляра — подобная технология вообще выглядит полной порнографией. Тем более в таких случаях используется то, что попалось под руки, чаще выпаяное с других плат.

                С накруткой ситуация совершенно другая. Это уже проверенная временем и обказанная спецами вещь. Я еще помню ЕС1022, построенной на такой технологии. Уничтожить ее мог только атомный взрыв, причем не рядом, а внутри корпуса. Это шутка, конечно, но работала довольно надежно.
                  0
                  Разве взаимных помех не будет меньше когда провода вместо дорожек? Дорожки идут параллельно, там возникают емкости на высоких частотах, индуктивные связи, итп.
                +18
                Да, паять совсем не надо. Почти. Только 100500 штырьков сначала запаяем, а потом совсем паять не будем.

                По-моему, проще купить десяток монтажек и пучок проводов. Если не кидаться ими, то созданные с их помощью схемы держатся не один месяц.

                image
                  +1
                  У беспаечных плат, несомненно, есть свои плюсы; но, как я понял, основным преимуществом устройств, монтаж которых выполнен накруткой, является то, что их можно оставлять работать в конечном изделии. А, простите, ваш взрыв на макаронной фабрике пригоден только для отладки. Да и с эстетикой там по-лучше (если это кого-то, конечно, волнует).
                    0
                    У каждой технологии свои цели (ниша), свои плюсы и минусы.
                      +2
                      Провода можно использовать жёсткие, чтобы не было взрыва на макаронной фабрике. Вот такие.
                    +3
                    Вы это все хоть помыли под краном после кислоты?
                      0
                      По кислоте на самом деле много вопросов. И пользуясь случаем, хотел бы спросить, как правильно делать? Нанес-смыл-залудил или нанес-залудил-смыл? Чем лучше смывать (вода, спирт, ацетон)? Что будет если не промыть или плохо промыть.
                        +1
                        я спиртом обычно мою, уже готовую плату, а вообще — смотря какой флюс, бывают очень агрессивные. Если не смывать могут окислиться контакты, хотя для макетирования ИМХО не принципиально. Канифоль можно и не смывать
                          +1
                          Нанес-залудил-смыл, т.к. смысл кислоты в том, что она чуть разъедает (точнее сказать — «подтравливает» верхний окисленный слой) металл в месте нанесения и вследствие чего припой наносится легче (а если Нанес-смыл-залудил, то ожидаемого эффекта может и не произойти — окисленный слой стравится, но на его месте образуется новый).
                          Правда есть одно но (то, о чём многие предупреждают): несмытый флюс продолжает разъедать проводники (и ему пофиг, что вы закончили паять), вплоть до дыр в дорожках.
                          Для смывки я использую изопропиловый (подойдут и иные) спирт, т.к. он лучше всего смывает остатки флюсов (и воняет меньше ацетона). Моя технология такова: в сосуд со спиртом бросаю на несколько минут плату (иногда чуть побалтываю жидкость тряся сосуд), затем вынимаю, под струей воды смываю пригоревшие остатки флюсов/клеёв/т.п. активно работая зубной щёткой.
                          Есть еще способ — ультразвуковая ванна. Там отмывка происходит в воде. По отзывам — крутая вещь, но сам не пробовал.
                            0
                            Спасибо! Еще пара вопросов:
                            1) как проводить сушку?
                            2) вода — она не навредит?
                              +1
                              1) Зависит от размеров платы — можно дуть «вручную», можно из фена на минимальной температуре; если нет чувствительных к тряске деталей и того, что могло бы отвалиться, то можно резко встряхнуть несколько раз всю плату.

                              2) Пока не встречал поврежденные элементы; хотя есть такие, которым купание совсем противопоказано, например, SHT21 — термометр и гигрометр в одном флаконе. После отмывки и сушки, стараюсь следить, чтобы влага не оставалась внутри разъёмов (USB, PBS-female, в ножках колодок под микросхемы) и других местах.
                                0
                                вашим платам вряд ли навредит, особенно если дистиллированная
                          +2
                          Несколько сомнительна, для меня лично, перспектива использования монтажа накруткой.
                          Сначала вы 3 часа лишь подготавливаете плату, а потом еще и мотаете проводники.
                          Согласитесь, это более времезатратное занятие нежели работа на беспаечной монтажной плате или на разведенной и вытравленной печатке. Я понимаю, что на разводку/травление также необходимо время, как и на сборку на беспаечной макетке, но при достаточном опыте скорость работы существенно выше (как я понял, вам не сразу удалось «безболезненно» перейти на накруточный монтаж).

                          Из такой ситуации может быть такой выход — используя все прелести знакомых нам методов, создаем отладочную/макетную/монтажную плату, на которой будут комбинированы способы прототипирования, в итоге — не нужно тратить столь много времени на приготовление к работе. Зная свой объем работ, можно заранее изготовить запас таких плат.

                          В ближайшее время, я собираюсь изготовить несколько таких плат, кому интересно — присоединяйтесь!
                            +2
                            Как-то на лабах (в 90х годах) показывали нам военный блок процессора — куб с ребром около 30 см. Там весь межмодульный монтаж делался методом накрутки. Использовались четырехгранные штырьки и провод с лаковой изоляцией. Особенностью монтажа являлось то, что провод не зачищался, а накручивался как есть с некоторым усилием. Штырьки своими гранями прорезали лак и за счет этого получался контакт.
                              +1
                              Кислота может со временем портить контакты, потому такой флюс следует смывать. Если хочется чтоб и паялось отлично и смывать не надо — поищите NC-559, я за 4 бакса купил полгода назад, полтюбика еще осталось.
                                0
                                По своему опыту эксплуатации мини-ЭВМ Наири (90-е):
                                ТЭЗы (типовой элемент замены) выполнялись по стандартной технологии многослойных плат. ТЭЗы объединялись в «корзины» через разъемы. Так вот разводка в корзинах и делалась с помощью навесного монтажа. Спрашивал у монтажников: Зачем?
                                1. Плотность проводников высокая.
                                2. Надежность выше под механической нагрузкой.
                                3. Высокая ремонтнопригодность.
                                Кстати, монтаж там велся витой парой.
                                  0
                                  Рк86 когда-то так собирали
                                    +2
                                    Гляньте также Стежковый монтаж, как раз для единичных изделий, таким даже БК «Специалист» собирали
                                      0
                                      К тому же стойки очень плохо лудились и паять к ним было очень сложно.

                                      Встречался с такой проблемой на контактах типа pbs — какое-то чудо покрытие нанесено на штырьки, из-за чего они не лудятся/не паяются.
                                      Выход: берём напильник/шкурку — кому что удобнее — и счищаем эту фигню, можно и активный флюс, но ИМХО удалить верхний слой вернее.
                                        0
                                        На мой взгляд выход — выкидываем эти разъемы и покупаем другие, которые лудятся нормально. Мне, кстати, один раз только попадались плохолудящиеся разъемы такого типа. У них контакты были золотистого цвета — кажется китайские технологи додумались покрыть контакты нитридом титана. И нафиг такое чудо, даже если залудится? Нелинейности на этом покрытии вылезут, надежного контакта не будет.
                                          0
                                          Да, да, именно золотистые!
                                          Иногда попадаешь в такую ситуацию, когда нужно «здесь и сейчас», а там уж хоть сгрызай это покрытие, но будь добр запаяй.

                                      Only users with full accounts can post comments. Log in, please.