LED-часы — учимся паять SMD
В секретных лабораториях AlashEd мы каждый день трудимся над созданием новых электронных модулей для ваших робототехнических проектов. И все эти модули как правило состоят из SMD элементов. Да что говорить, при создании современной электроники сегодня во всём мире используются SMD.
Что такое SMD?
В переводе с английского, SMD — это surface mounted device, то есть «устройство, монтируемое на поверхность». В отличие от технологий недавнего прошлого, SMD элементы занимают гораздо меньше места. SMD позволяет нам сделать устройство очень компактным. Достаточно посмотреть на материнскую плату любого смартфона, чтобы понять о чем идет речь.
SMD бывают разных размеров. Элементы прямоугольной формы такие как светодиоды или резисторы измеряются по длинам сторон. Например, на Ардуино установлены светодиоды 0805. В переводе с дюймовой системы в метрическую это соответствует размеру 2 x 1,25 мм. А большинство керамических конденсаторов на той же плате имеют размер 0603 = 1,6 x 0,8 мм.
У обычных диодов размеры другие. Например размер диода SOD-123 соответствует 3,68 x 1,17 x 1,60 мм. А вот пример трёхногого транзистора: SOT-323 = 2 x 1,25 x 0,95 мм. В общем, существует большое разнообразие типов и размеров корпусов SMD.
Набор LED-часы
Чтобы помочь вам окунуться в мир современной микроэлектроники, мы сделали специальный набор для обучения пайке SMD элементов — LED-часы. Набор содержит SMD разных размеров и печатную плату, на которую всё это нужно припаять. На плате уже имеется микроконтроллер и кварцевый резонатор, которые мы не рискнули давать отдельно (по крайней мере в этой версии).
Чтобы часы заработали потребуется смонтировать на плате 61 светодиод, немного резисторов и керамических конденсаторов. Тренировка идет шаг за шагом, с постепенным усложнением. Сначала нужно будет припаять 12 самых крупных светодиодов 1206, затем ещё 49, но уже меньшего размера — 0805. В конце останется припаять совсем чуть-чуть самых мелких резисторов и конденсаторов 0603.
Собрав всё воедино, вы получите работающие наручные светодиодные часы со стрелкой!
В состав набора входит:
печатная плата с предустановленным и уже запрограммированным микроконтроллером;
светодиоды размера 1206;
светодиоды размера 0805;
резисторы размера 0603;
конденсаторы размера 0603;
элемент питания CR2032.
Для успешной работы с набором потребуется правильный инструмент:
паяльник с регулировкой температуры и острым жалом, а лучше паяльная станция;
пинцет с тонкими и ровными губцами;
припой с флюсом диаметром 0,5 — 0,8 мм;
жидкий флюс (опционально).
Видеоурок по монтажу SMD
Специально для набора LED-часы мы сделали видеоурок по основами пайки SMD.
Материалы
Совет
Дополнительные материалы для проекта:
Gerber-файлы платы;
исходные коды для среды Code Composer Studio;
чертежи корпуса для 3D-печати.
Примечание
Все исходные материалы доступны в репозитории AlashEd на GitHub.
Обсуждение и советы
Подсказка
Особенности пайки SMD-светодиодов
Технически, SMD предназначены для пайки в печке, и всё что мы с ними вытворяем паяльником — это риск. Однако, на практике разрушение SMD от пайки встречается крайне редко. Паяем на 300-400 градусах. Единственное, можно сжечь SMD-светодиод, но оно и понятно — линза то пластиковая.
Предупреждение
При пайке светодиодов важно избегать перегрева. На практике встречались случаи, когда из-за перегрева вместо 10 лет работы светодиода получалось в среднем 1 месяц. Поэтому работайте быстро и не задерживайте паяльник на одной точке.
Важно
Признак работающих часов
При подаче питания 12-часовой светодиод должен мигать. Это первый признак того, что всё работает.
Если есть мультиметр, попробуйте проверить напряжение на ноге этого светодиода, ближней к центру часов. Только это нужно делать сразу после подачи питания.
Если не поможет, попробуйте осторожно прогреть все ножки микроконтроллера. Зеленая метка светодиода должна находиться ближе к краю часов.
Примечание
О кварце и микроконтроллере
В наборе используется часовой кварц на 32768 Гц. Прошить микроконтроллер MSP430 без специального программатора не получится — для этого потребуется JTAG или Spy-Bi-Wire интерфейс. В чипе нет загрузчика, поэтому usb-uart или usb-spi для прошивки не подойдут.
Для прошивки можно использовать отладочную плату MSP-EXP430G2 совместно со средой Code Composer Studio.
Совет
Порядок монтажа SMD-компонентов
Стандартный порядок — от крупных компонентов к мелким (1206 → 0805 → 0603). Однако опытные мастера часто делают наоборот: сначала самые маленькие детали и только в конце 1206. Такой порядок позволяет удобнее работать с мелкими элементами, пока вокруг ещё нет крупных деталей.