शुरुआती लोगों के लिए 100% हस्तनिर्मित इलेक्ट्रॉनिक्स

लेख इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के मैनुअल निर्माण के कुछ चरणों का वर्णन करता है, और विशेष रूप से पहले चरण के बारे में विस्तार से: एक मुद्रित सर्किट बोर्ड का निर्माण। प्रक्रिया की विस्तृत तस्वीरें विवरण को समझने में मदद करेंगी। और मिठाई के लिए, सैद्धांतिक सामग्री को मजबूत करने के लिए, हम NE555 एकीकृत टाइमर पर सबसे सरल इलेक्ट्रॉनिक पियानो को इकट्ठा करेंगे।

प्रस्तावना

हम सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उपभोक्ता हैं: टेलीफोन, टैबलेट, टीवी इत्यादि। लेकिन हजार में से केवल एक ही मोटे तौर पर कल्पना कर सकता है कि यह सब "अंदर से बाहर" कैसे काम करता है, और केवल अभिजात वर्ग वास्तव में अपने हाथों से खरोंच से इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन बनाने में सक्षम हैं। हम आपको अभिजात वर्ग के क्लब में शामिल होने के लिए आमंत्रित करते हैं। इस सामग्री को पढ़ें, और यदि यह आपकी रुचि रखता है, तो मानव निर्मित इलेक्ट्रॉनिक्स में अपना हाथ आज़माएं!

आप में से जो लोग लेख को अंत तक पढ़ने की ताकत पाते हैं, वे गर्व के साथ खुद को घोषित कर सकते हैं "मैं इलेक्ट्रॉनिक्स के उत्पादन में कुछ समझता हूं", और यहां तक ​​कि जो लोग प्रस्तावित डिजाइन के संयोजन को पूरा करने और उपलब्धि हासिल करते हैं, वे "रियल इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर" शीर्षक से काफी योग्य हैं। Profi ”(अच्छी तरह से, लगभग)।

यह मास्टर क्लास मास्टर किट NN201 के सेट पर आधारित है, जिसमें एक मुद्रित सर्किट बोर्ड और इलेक्ट्रॉनिक पियानो के निर्माण के लिए आवश्यक भागों और सामग्री शामिल हैं। बेशक, यदि आप चाहें, तो सभी सामग्री और उपकरण स्वतंत्र रूप से खरीदे जा सकते हैं, आपको केवल आवश्यक घटकों को खोजने और खरीदने में समय बिताना होगा।

आवश्यक सैद्धांतिक न्यूनतम

किसी भी इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन में दर्जनों, और यहां तक ​​कि सैकड़ों और हजारों घटक होते हैं: प्रतिरोधक, कैपेसिटर, डायोड, माइक्रोक्रेक्ट, आदि। इन सभी घटकों को एक निश्चित तरीके से विद्युत और यंत्रवत् परस्पर जुड़ा होना चाहिए।

दीवार के बढ़ते द्वारा सबसे सरल सर्किट को "घुटने पर" मिलाया जा सकता है, लेकिन यह डिजाइन बदसूरत, भ्रमित है, और इसमें संदिग्ध यांत्रिक कठोरता है। इसलिए, किसी भी गंभीर इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन में एक चेसिस जैसा कुछ होना चाहिए, जिस पर सभी विवरण माउंट किए गए हों। विभिन्न वर्षों में, चेसिस भी धातु, कार्डबोर्ड या प्लाईवुड से बना था, लेकिन पिछले 20-30 वर्षों में, मुद्रित सर्किट बोर्ड चेसिस का तकनीकी मानक रहा है।

एक मुद्रित सर्किट बोर्ड एक ढांकता हुआ पदार्थ की एक शीट है, जिसकी सतह पर, एक विशिष्ट विन्यास में, प्रवाहकीय सामग्री (आमतौर पर पन्नी) के स्ट्रिप्स लागू होते हैं। ग्लास बेस को अक्सर आधार के रूप में उपयोग किया जाता है: यह गैर-दहनशील है, इसमें उच्च ढांकता हुआ गुण हैं, और सस्ती है। शीसे रेशा में, छेद ड्रिल किए जाते हैं जिसमें भागों के निष्कर्ष पारित किए जाते हैं। बोर्ड के रिवर्स साइड पर, टर्मिनलों को तांबा कंडक्टरों में मिलाया जाता है, जो एक निश्चित तरीके से कॉन्फ़िगर किए जाते हैं। टांका लगाने के लिए धन्यवाद, घटक यंत्रवत् बोर्ड के लिए तय किए जाते हैं, और तांबे के प्रवाहकीय पथों के लिए धन्यवाद, भागों के लीड विद्युत रूप से एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

बेशक, तांबे के कंडक्टर को आवश्यक स्थानों पर शीसे रेशा बोर्ड से चिपकाया जा सकता है। लेकिन यह विपरीत करने के लिए तकनीकी रूप से सरल है: पीसीबी की एक शीट को पन्नी के पहले से ही सरेस से जोड़ा हुआ परत के साथ लें और पन्नी को अनावश्यक स्थानों से हटा दें।

आप पन्नी को अनावश्यक रूप से यांत्रिक रूप से हटा सकते हैं: आवश्यक वर्गों में एक तेज चाकू के साथ एक स्लॉट बनाकर। हालांकि, यह विधि समय लेने वाली, दर्दनाक है, और मुख्य रूप से सबसे सरल योजनाओं के लिए उपयुक्त है।

पन्नी को रासायनिक रूप से भी हटाया जा सकता है: यह एक समाधान में बोर्ड को विसर्जित करने के लिए पर्याप्त है जो कॉपर को जोड़ता है (सबसे अधिक बार, फेरिक क्लोराइड का एक समाधान उपयोग किया जाता है)। केवल पहले ही तांबे के उन हिस्सों (भविष्य के वर्तमान-ले जाने वाले कंडक्टर) को सुरक्षित करने के लिए आवश्यक है, जिन्हें संरक्षित किया जाना चाहिए। इस तरह के एक सुरक्षात्मक एजेंट के रूप में, वार्निश का उपयोग कभी-कभी किया जाता है, लेकिन विशेष मार्कर के साथ पटरियों को खींचना अधिक सुविधाजनक होता है। इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरों के व्यवहार में भी, तथाकथित लेजर-इस्त्री तकनीक (LUT) व्यापक हो गई है। इस पद्धति के साथ, भविष्य के वर्तमान-ले जाने वाले कंडक्टर का पैटर्न विशेष पेपर पर लेजर प्रिंटर पर मुद्रित किया जाता है। फिर कागज को शीसे रेशा रिक्त पर लागू किया जाता है और इस "सैंडविच" को इस्त्री किया जाता है: परिणामस्वरूप, टोनर कण खाली रहते हैं और बाद में एक विलायक के साथ etched नहीं होंगे।

पन्नी हटाने की प्रक्रिया को अचार कहा जाता है। कई मिनटों से एक घंटे तक समाधान की एकाग्रता और तापमान के आधार पर नक़्क़ाशी जारी है। प्रक्रिया के अंत के बाद, बोर्ड को पानी से धोया जाता है और सुरक्षात्मक परिसर को हटा दिया जाता है, जिसके तहत तांबे के कंडक्टर बने रहना चाहिए।

फिर, घटकों के आउटपुट के लिए छेद ड्रिल किए जाते हैं। माइक्रोड्रिल और 0.8 के व्यास के साथ ड्रिल ... 1 मिमी आमतौर पर उपयोग किया जाता है। कॉपर हवा में जल्दी ऑक्सीडाइज हो जाता है, और इससे इसकी सोल्डरिंग जटिल हो जाती है। इसलिए, टांका लगाने से तुरंत पहले, बोर्ड को कम से कम एक महीन सैंडपेपर से साफ करना चाहिए, जिससे ऑक्साइड की परत हट जाए। लेकिन तांबे के कंडक्टर को सुरक्षात्मक परिसर के साथ कवर करना सबसे अच्छा है - मिलाप की एक परत। इस प्रक्रिया को टिनिंग कहा जाता है, और यह आपको कई वर्षों तक टांका लगाने के लिए बोर्ड की उपयुक्तता की उच्च डिग्री बनाए रखने की अनुमति देता है।

उत्पादन की स्थिति में, एक तथाकथित मिलाप मुखौटा भी वर्तमान-ले जाने वाली पटरियों पर लगाया जाता है - सुरक्षात्मक सामग्री की एक परत। यह परत आकस्मिक शॉर्ट सर्किट और क्षति से वर्तमान रास्तों की रक्षा करती है। केवल संपर्क पैड मास्क मुक्त रहते हैं, जिससे इसे मिलाप करना आसान हो जाता है।

एक अन्य तकनीकी प्रक्रिया - सिल्क स्क्रीन प्रिंटिंग - इसमें विशेष पेंट के निशान और शिलालेख के साथ बोर्ड के "सामने" किनारे पर आवेदन करना शामिल है। यह सर्किट बोर्ड इंस्टॉलरों और मरम्मत विशेषज्ञों के जीवन को सरल बनाता है।

लेकिन घर पर, सोल्डर मास्क और सिल्क-स्क्रीन प्रिंटिंग को लागू करने की प्रक्रियाओं को पूरा करना मुश्किल है, इसलिए हम ऐसा नहीं करेंगे।

सब कुछ, सर्किट बोर्ड तैयार है। उसके बाद, सभी घटकों को बोर्ड पर लगाया जाता है, और फिर मिलाप किया जाता है। फिर परिणामस्वरूप डिजाइन को ट्यून किया गया और परीक्षण किया गया। आधुनिक कारखानों में, इनमें से अधिकांश प्रक्रियाएं औद्योगिक रोबोट द्वारा की जाती हैं, लेकिन हम लोग हैं, इसलिए हम सब कुछ अपने हाथों से करेंगे।

लंबे समय से प्रतीक्षित अभ्यास।

यह न केवल एक उबाऊ मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाने के लिए बहुत अधिक दिलचस्प है, बल्कि एक सर्किट बोर्ड है जिसके आधार पर आप एक व्यावहारिक रूप से उपयोगी डिवाइस को इकट्ठा कर सकते हैं। हम सबसे सरल इलेक्ट्रिक म्यूजिकल इंस्ट्रूमेंट बनाएंगे - 8 चाबियों वाला एक खिलौना पियानो।

सामग्री और घटक

जिनकी हमें आवश्यकता होगी: - कम से कम 10x15 सेमी के आयामों के साथ पूर्वनिर्मित पन्नी फाइबरग्लास;
- लाइव पथ की रक्षा के लिए एक मार्कर (अधिमानतः lacquered) या नेल पॉलिश (मार्कर स्टेशनरी स्टोर्स में पाया जा सकता है, और माँ / प्रेमिका / पत्नी से वार्निश उधार ले सकता है);
- फेरिक क्लोराइड - 100 ग्राम वजन वाला एक पाउडर आंखों के लिए पर्याप्त है;
- 0.8, 1.0 और 1.2 मिमी के व्यास के साथ ड्रिल और ड्रिल;
- गैर-धातु स्नान (गहरी कटोरी) - हमारी वर्कपीस को इसमें फिट होना चाहिए। कुछ पुराने अनावश्यक कंटेनर को ढूंढना बेहतर है, क्योंकि हमारे प्रयोगों के बाद इसे संभवतः फेंक दिया जाएगा या नक़्क़ाशी के लिए इस्तेमाल किया जाना जारी रहेगा;
- रबर के दस्ताने हमारे हाथों को मोर्टार से बचाने के लिए।

ध्यान दें कि मास्टर किट में NN201 सेट हैपहले से ही ड्रिल किए गए छेद के साथ एक वर्कपीस शामिल है, एक विशेष महसूस-टिप पेन और 100 ग्राम वजन के फेरिक क्लोराइड का एक सुंदर लाल जार। किट एक प्लास्टिक ब्लिस्टर में आता है जो एक उत्कृष्ट नक़्क़ाशी ट्रे के रूप में कार्य करता है!

टांका लगाने के लिए, आपको आवश्यकता होगी:

- एक सोल्डरिंग आयरन, साइड कटर, सोल्डर, फ्लक्स;
- रेडियो घटक, जिसकी एक सूची नीचे दी गई है।

आपको जो कुछ भी चाहिए वह रेडियो स्टोर या घरेलू सामान में मिल सकता है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड के वर्तमान-ले जाने वाले कंडक्टरों का लेआउट आरेख (पन्नी के किनारे से देखें):


नक़्क़ाशी के लिए मुद्रित सर्किट बोर्ड तैयार करना

हम तांबे की परत के किनारे से बोर्ड को ठीक से दानेदार एमरी पेपर (चरम मामलों में, एक मोटी स्याही इरेज़र करेंगे) और इसे शराब या गैसोलीन के साथ घटाते हैं;

हम मुद्रित सर्किट बोर्ड पर टेम्पलेट लागू करते हैं और आवश्यक बिंदुओं पर छेद ड्रिल करते हैं;

हम एक मार्कर के साथ कंडक्टर और सोल्डरिंग पैड की एक ड्राइंग बनाते हैं, वायरिंग आरेख और ड्रिल किए गए छेद पर ध्यान केंद्रित करते हैं, अपने हाथों से पन्नी को "थप्पड़" करने की कोशिश कर रहे हैं (इसलिए, थ्रेड दस्ताने के साथ काम करना उचित है)। त्रुटियों के मामले में, मार्कर को आसानी से शराब के घोल से धोया जाता है। भागों के निष्कर्षों के लिए संपर्क पैड के आयाम को बड़ा किया जा सकता है (जहां स्थान अनुमति देता है)।

एक शासक का उपयोग करके, दो परतों में चित्र लगाना सुविधाजनक है। ड्रॉइंग बनाने के बाद, आपको बोर्ड को लगभग 10 मिनट तक सूखने की अनुमति देनी होगी, फिर बोर्ड का निरीक्षण करना होगा और संभावित त्रुटियों को ठीक करना होगा: ऊपर की ओर जहां परत पतली हो, उधर खींचें या ट्रैक या पैड के गलत विलय के स्थानों को एवल या मोटी सुई से खुरचें।

समाधान और सावधानियों की तैयारी

अब आपको फेरिक क्लोराइड का एक समाधान तैयार करना चाहिए। ऐसा करने के लिए, 100 ग्राम फेरिक क्लोराइड को लगभग 200-250 ग्राम (एक कप) गर्म पानी में मिलाया जाना चाहिए। एक ग्राम के लिए सब कुछ सटीक रूप से मापना आवश्यक नहीं है: प्रक्रिया आगे बढ़ेगी और फेरिक क्लोराइड और पानी के थोड़ा अलग अनुपात के साथ, आपको बस यह विचार करने की आवश्यकता है कि बोर्ड का नक़्क़ाशी समय समाधान की एकाग्रता और उसके तापमान पर निर्भर करता है।

समाधान तैयार करते समय, बुनियादी सुरक्षा नियमों का पालन किया जाना चाहिए:

• एक हवादार क्षेत्र में रबर के दस्ताने में काम करते हैं;
• समाधान के करीब न झुकें: हानिकारक धुएं जारी किए जाते हैं!
• वस्तुओं पर गिरने से, समाधान अमिट जंग खा जाता है, इसलिए, आस-पास की वस्तुओं को गिरने से पाउडर या समाधान को रोकने के लिए देखभाल की जानी चाहिए!
• एक गिलास या प्लास्टिक डिश में समाधान तैयार करें, लेकिन धातु में नहीं, इसका समाधान खुरचना होगा;
• प्लास्टिक के साथ घोल को हिलाएं (डिस्पोजेबल चम्मच बहुत सुविधाजनक हैं) या लकड़ी की वस्तुएं (एक अनावश्यक पेंसिल);
• समाधान का इष्टतम तापमान 45-50 डिग्री है;

अब बोर्ड की नक़्क़ाशी प्रक्रिया के लिए सब कुछ तैयार है।

बोर्ड नक़्क़ाशी

• कंटेनर में फेरिक क्लोराइड का एक घोल डालें;
• ध्यान से बोर्ड को पन्नी के साथ समाधान में रखें ताकि 5-7 मिमी के मार्जिन के साथ समाधान पूरे बोर्ड को कवर करे;
• प्रक्रिया की अवधि समाधान के तापमान और एकाग्रता पर निर्भर करती है और 10 से 30 मिनट तक होती है। नक़्क़ाशी के समय को कम करने के लिए, छाला को हिला देना उचित है ताकि समाधान मिश्रित और पन्नी के साथ संपर्क के बिंदुओं पर ताज़ा हो;
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जांचें कि क्या ट्रैक सही हैं। यदि अभी भी त्रुटियां हैं, तो उन्हें तेज चाकू से या तार के लापता टुकड़ों के बजाय टांका लगाकर अनावश्यक पटरियों को ठीक किया जा सकता है।

अब बोर्ड घटकों को स्थापित करने और सोल्डर करने के लिए तैयार है।

सर्किट ऑपरेशन का विवरण

हमारे डिजाइन के सर्किट पर विचार करें।
सर्किट प्रसिद्ध NE555 चिप पर आधारित है। माइक्रोक्रिकिट को शास्त्रीय जनरेटर सर्किट के अनुसार चालू किया जाता है, जिसकी आवृत्ति C1 कैपेसिटेंस द्वारा निर्धारित की जाती है और माइक्रोक्रिकिट के पिन "2" और "+" बिजली की आपूर्ति के बीच प्रतिरोध होता है। जब बटन SW1 ... SW8 दबाए जाते हैं, तो अलग-अलग ट्यूनिंग प्रतिरोधों को माइक्रोक्रिकिट की आवृत्ति-सेटिंग सर्किट में शामिल किया जाता है - तदनुसार, बीए 1 स्पीकर विभिन्न टनिटी की आवाज़ों का उत्सर्जन करता है। नतीजतन, इस तरह के एक प्राथमिक संगीत वाद्ययंत्र के साथ, कई सरल धुनें भी की जा सकती हैं।

इंस्ट्रूमेंट ट्यूनिंग को ट्रिमिंग प्रतिरोधों वीआर 1 ... वीआर 8 के साथ किया जाता है।

योजनाबद्ध आरेख:



स्थापना आरेख (भागों के किनारे से देखें):



हमें निम्नलिखित भागों की आवश्यकता होगी, जिसे रेडियो स्टोर पर खरीदा जा सकता है; ये सभी विवरण NN201 किट का हिस्सा हैं:

1. IC1 (microcircuit) NE555P 1 pc।
2. सी 1 (इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर) 10 μF 1 पीसी।
3. सी 2 (सिरेमिक कैपेसिटर) 0.1 μF 1 पीसी।
4. आर 1, आर 2 (निरंतर प्रतिरोधक) 10K 0.25W 2 पीसी।
5. SW1-SW8 (बटन) B3F4005 8 पीसी।
6. R3-R10 (ट्यूनिंग रेसिस्टर्स) 3362P-1-103LF 8 पीसी।
7. SP1 (स्पीकर) 0.5W 8R 1 पीसी।
8. बी 1 (बैटरी टर्मिनल) 1 पीसी।

बोर्ड बढ़ते और सोल्डरिंग

• बोर्ड पर सभी घटकों को स्थापित करें, सूची और वायरिंग आरेख पर ध्यान केंद्रित करना;
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चालू करना और ट्यूनिंग हम

सर्किट को एक गतिशील सिर और एक क्रोना बैटरी से जोड़ते हैं। यदि बोर्ड सही ढंग से बनाया गया है, और टांका लगाने का कार्य सही ढंग से किया जाता है, तो जब आप प्रत्येक बटन पर क्लिक करते हैं, तो स्पीकर को ध्वनि को पुन: पेश करना चाहिए। अब यह एक वास्तविक पियानो या सिंथेसाइज़र (आप अपने फोन या टैबलेट पर उपयुक्त प्रोग्राम स्थापित कर सकते हैं) या अपनी खुद की सुनवाई पर ध्यान केंद्रित करते हुए आठ में से प्रत्येक बटन के लिए वीआर 1-वीआर 8 प्रतिरोधों के ट्यूनिंग टोन को समायोजित करने के लिए बना हुआ है।

सेटअप एक VR8 रोकनेवाला के साथ शुरू होना चाहिए। यह उच्चतम स्वर से मेल खाता है। SW8 बटन दबाएं और पतली पेचकस के साथ VR8 रोकनेवाला घुमाएं। स्पीकर से ध्वनि को दूसरे सप्तक के कुछ नोटों के अनुरूप होना चाहिए, उदाहरण के लिए, To। अगला नोट एक अर्ध-निचला होना चाहिए - पहला सप्तक का सी। बटन SW7 दबाएं और रोकनेवाला SW7 घुमाएं, अगला नोट एक टोन से कम है, और इसी तरह प्रत्येक बटन के साथ। सभी आठ नोटों को ट्यून करने के बाद, आपको एक पूर्ण सप्तक मिलता है।

अब आप काम के परिणाम का आनंद ले सकते हैं और कुछ सरल धुनों को खेलने की कोशिश कर सकते हैं!

परिशिष्ट: बोर्ड की नक़्क़ाशी प्रक्रिया की फोटो गैलरी

1. छिद्रों के साथ साफ बोर्ड।



2. एक बोर्ड जिसमें कंडक्टर की ड्राइंग के साथ एक टिप-टिप पेन होता है।



3. विसर्जन के तुरंत बाद फेरिक क्लोराइड के घोल के साथ छाला में बोर्ड। समाधान का तापमान लगभग 45 डिग्री है।



4. नक़्क़ाशी प्रक्रिया की शुरुआत - छेद के चारों ओर बोर्ड और बोर्ड के किनारों को पहले (लगभग 5 मिनट के बाद) etched किया जाता है।



5. प्रक्रिया की निरंतरता - लगभग 10 मिनट के बाद। नक़्क़ाशी में तेजी लाने के लिए ब्लिस्टर को स्विंग करना न भूलें।



6. नक़्क़ाशी लगभग समाप्त हो गई है, पन्नी की एक पतली परत के साथ छोटे क्षेत्र हैं। लगभग 15 मिनट के बाद



7. नक़्क़ाशी पूरी हो गई है। लगभग 20 मिनट के बाद



8. धुले हुए सर्किट बोर्ड तक



महसूस किए गए टिप टिप हटा दिए जाते हैं। 9. महसूस किए गए टिप पेन के निशान हटा दिए जाते हैं, कंडक्टर अभी तक टिन नहीं किए जाते हैं।



10. प्रवाह को कंडक्टरों पर लागू किया जाता है, जिसके बाद उन्हें टिन किया जाता है।



11. कंडक्टर टिन किए गए हैं, फ्लक्स धोया गया है। बोर्ड घटकों को स्थापित करने और सोल्डर करने के लिए तैयार है।



12. घटकों को स्थापित करने के बाद टांका लगाने की तरफ से देखें।



13. डिवाइस को इकट्ठा किया गया है।

Source: https://habr.com/ru/post/hi385695/