JAK MONTOWAĆ UKŁAD NA PŁYTCE UNIWERSALNEJ

Wstępnym warunkiem do projektowa- nia rozmieszczenia elementów na włas- nej płytce drukowanej jest umiejętność w miarę biegłego czytania schematów. Czy- telników, którzy nie posiedli jeszcze tej sztuki, trzeba odesłać do odpowiedniej lektury. Istnieją liczne sposoby przetwarzania schematu w nadającą się do użytku spe- cjalną lub paskową płytkę drukowaną. Opisywaną tu metodę stosuję od dawna i przy jej pomocy wykonałem już z powo- dzeniem wiele setek układów. Stosując płytkę paskową zawsze zaczynałem montaż układu od razu, rozmieszczając elementy w miarę posuwania się pracy. Większość początkujących będzie prawdopodobnie wolała wykonać naj- pierw szkic na papierze, a dopiero potem montować rzeczywisty układ. Podczas ry- sowania łatwiej i szybciej można dokony- wać zmian i poprawek a wybieganie wy- obraźnią daleko w przód nie jest koniecz- ne, ponieważ na papierze łatwiej wycofać się ze ślepej uliczki.

Opisana metoda może zostać użyta do obu sposobów. Można stosować ją do większości układów, są jednak takie, któ- re mniej nadają się do płytek paskowych. Zwłaszcza wykonywanie na płytkach paskowych układów wielkiej częstotli- wości o dużym wzmocnieniu, układów VHF i UHF, oraz układów o dużym natę- żeniu prądu wydaje się problematyczne. Nie nadają się do tej techniki także układy bezpośrednio łączące się z siecią energetyczną, których wykonywanie zresztą i poza tym nie można polecać ja- ko start dla nowicjusza. Należy unikać układów łączących się bezpośrednio z siecią, dopóki nie nabie- rze się dostatecznego doświadczenia, aby robić to w sposób bezpieczny. Odstępy Przy projektowaniu specjalizowanych płytek drukowanych stosuje się zwykle standardowe odstępy pomiędzy wypro- wadzeniami rezystorów i poszczególnych typów kondensatorów. Elementy porząd- kuje się w kierunku "północ-południe", a czasem i "wschód-zachód", a nie skośnie. Standardowe odstępy można stosować także i w układach na płytkach pasko- wych, lepiej jednak tego nie robić. Płytki będą pełne zworek, a uzyskane gęstości upakowania nie będą imponujące. Bardziej praktyczne jest stosowanie różnych odstępów pomiędzy wyprowa- dzeniami rezystorów i kondensatorów. Łatwiej projektować płytkę paskową z my- larowymi kondensatorami, które są ele- mentami do płytek drukowanych, ale ma- ją długie wyprowadzenia, niż z poliestro- wymi, których wyprowadzenia do druku są krótkie, o standardowym odstępie. W miarę możliwości należy unikać skośne- go montażu elementów, ale czasem mo- że to okazać się korzystne, gdy prowadzi do oszczędności miejsca. Zazwyczaj unika się pionowego mon- tażu rezystorów na specjalizowanych płytkach. Montaż taki wykazuje małą od- porność na pionowy nacisk mechaniczny, łatwo bowiem wtedy następuje oderwanie ścieżki od spodu płytki. Pionowo umiesz- czone elementy łatwo również ulegają zgięciu mogąc powodować zwarcia z są- siednimi elementami. Jednakże użycie czasem kilku wmontowanych pionowo re- zystorów ułatwia rozsądne zagęszczenie płytki, powinno się je jednak ograniczyć do minimum. Decyzje, decyzje Najlepiej zaczyna się od jakiegoś pros- tego układu, nawet jeżeli traktuje się to tyl- ko jako ćwiczenie. Jak przy każdym pro- jektowaniu, najcenniejsze jest doświad- czenie. Układem, na przykładzie którego zo- stanie przedstawione projektowanie pas- kowej wersji płytki drukowanej, będzie układ uwydatniania wysokich tonów (treb- le booster). Dla początkujących najtrudniejszy jest start, wymaga on bowiem podejmowania wielu decyzji. Praktyczną zasadą jest przyjęcie dolnego paska płytki za szynę 0V zasilania, a górnego za szynę dodat- niego napięcia (+) zasilania, o ile nie ma ważnych powodów zmodyfikowania tej konwencji. Nieco miejsca na płytce trzeba prze- znaczyć na otwory do jej mocowania w obudowie. Zmontowane płytki zwykle są zupełnie lekkie i dla małych i średnich pły- tek powinny wystarczyć dwa otwory. Za- zwyczaj na otwory rezerwuje się trzy do pięciu pasków w górnej części płytki. Następnie trzeba zdecydować ile pas- ków-ścieżek powinno mieścić się pomię- dzy szynami zasilania. Z doświadczenia wiadomo, że powinno ich być minimum 42 TEŻ TO POTRAFISZ ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/96 a a a a a a a a a a a a a a Rys. 2. Płytka z umieszczonym pojedyn- czym kondensatorem C1. Rys. 3. Płytka z podstawowym układem wzmacniacza. Rys. 4 Ostateczne rozmieszczenie (nie sprawdzone) elementów na płytce. dwa powyżej układów scalonych i cztery poniżej. Złożony schemat będzie prawdo- podobnie wymagał ich jeszcze więcej, ale w tym wypadku chodzi o prosty układ. Sumując razem wszystkie paski, bę- dzie ich cztery na układ scalony, dwa na szyny zasilania, sześć poniżej i powyżej układu scalonego i dajmy na to pięć na ot- wory mocujące. Z powyższego wynika, że jest potrzebna płytka o 17 paskach. Oczywistym punktem startu przy roz- mieszczaniu elementów jest miejsce kon- densatora C1, który można umieścić po- między ścieżkami zasilania z lewej strony płytki. W tym stadium nie da się jeszcze ustalić dokładnej pozycji IC1, można już jednak dwoma liniami zaznaczyć dla nie- go górny i dolny pasek. W ten sposób po- wstaje wstępny zarys płytki na rys. 2. Ciąg dalszy Teraz trzeba tylko posuwać się wzdłuż schematu od lewej do prawej i dodawać po jednym elemencie. Po wybraniu szyn zasila- nia i pasków dla IC1 pozycje niektórych ele- mentów są już do pewnego stopnia ustalone. Na przykład rezystor R3 i kondensator C3 mu- szą zostać wmontowane pomiędzy ścieżką łączącą się z końcówką 3 IC1 a szyną 0V. Po- dobnie, R2 łączy pasek końcówki 3 IC1 z do- datnią szyną napięcia zasilającego. Rezysto- rem R1 łączy się pasek, prowadzący do koń- cówki 2 IC1, z jednym z nie użytych jeszcze pasków. Jest ich kilka do wyboru, ale radził- bym dla prostoty użyć paska niższego o czte- ry pozycje od końcówki 2 IC1. Kondensator C2 może wtedy zostać umieszczony pomiędzy tym paskiem a paskiem znajdującym się bezpośrednio poniżej. Na lewym skraju płytki można te- raz wmontować wyprowadzenia do gniazdka JK1. Po rozmieszczeniu wszystkich ele- mentów na lewo od układu scalonego przyszedł czas na sam IC1 wraz ze zwor- kami z drutu, łączącymi go z szynami za- silania. Do zakończenia montażu układu wzmacniacza brakuje jeszcze rezystora R4. Powstaje jednak przy tym pewien problem, ponieważ rezystor ten ma połą- czyć paski po przeciwnych stronach IC1. Łączenie ich ponad układem scalonym nie jest dobrym rozwiązaniem, lepszym jest jego obejście przy pomocy zworek z drutu. Ja używam zwykle do tworzenia te- go obejścia jednego z pasków powyżej układu scalonego. W tym stadium można zostawić częściowo ukończoną płytkę, zi- lustrowaną na rys. 3, istnieje jednak wiele innych sposobów rozmieszczania ele- mentów, prowadzących do równorzędne- go funkcjonalnie rezultatu. Nie wolno za- pomnieć o wykonaniu niezbędnych przerw w paskach pomiędzy oboma rzę- dami wyprowadzeń IC1. Są one zazna- czone na rys. 3 znakami "x". Analiza końcowa Projektowanie końcowej części płytki jest nieco trudniejsze, ponieważ obejmu- je ona kilka elementów z poza płytki. Po- trzebny jest więc staranny namysł, aby ułożyć połączenia porządnie i wygodnie. Wyprowadzenia każdego z zewnętrznych podzespołów powinny znaleźć się na płytce blisko siebie. Wyłącznik S1 także mógłby mieć swoje wyprowadzenia na płytce, ale łat- wiejsze będzie połączenie go z końcówkami potencjometru VR1. Wyprowadzenia do VR1 będzie wygodnie połączyć z trzema paskami poniżej IC1. Wystarczy wtedy wmontować re- zystory R5 i R6, a kondensatory C4, C5 i C6 pomiędzy odpowiednimi paskami. Niewyko- rzystany pozostanie wtedy jeden pasek poni- żej IC1, który posłuży do połączenia ujemnej końcówki kondensatora C5 z jednym z wy- prowadzeń gniazdka wyjściowego JK2, któ- rego drugie wyprowadzenie łączy się z szyną 0V. Kończę ostatnim (ale nie sprawdzonym) rozmieszczeniem wszystkich już elementów, przedstawionym na rys. 4. Trzeba zwrócić uwagę na przerwę w pasku łączącym koń- cówki R6. I w tej części schematu istnieje wie- le równorzędnych rozwiązań. W układach audio trzeba zawsze strzec się przypadkowych sprzężeń zwrotnych wyjścia z wejściem układu. W tym przypadku zastosowałem dwie prze- rwy w ścieżkach przy wejściu i przy wy- jściu układu. Zmniejsza to prawdopodo- bieństwo sprzężenia zwrotnego i induko- wania się zakłóceń na wejściu. Sprzężenie zwrotne W układach liniowych trzeba dbać o mini- malizację sprzężenia zwrotnego drogą pas- kowych ścieżek. Należy zwłaszcza unikać stosowania do wejścia i wyjścia sąsiednich pasków. W razie problemów związanych ze sprzężeniem zwrotnym, zwykle skutkuje wy- konanie dodatkowych przerw w ścieżkach, izolujących niewykorzystane ich odcinki. W skrajnych przypadkach może pomóc połą- czenie tych odcinków z szyną 0V. Działają one wtedy jak ekrany, które redukują w znacz- nym stopniu wszystkie niepożądane sprzęże- nia. Omówiony układ jest bardzo prosty, ale podstawowe zasady jego tworzenia stosują się także do bardziej złożonych układów.