👐🏼 🙋🏾 😿 100％初学者手工电子产品 🤴🏻 🆔 👼🏼

本文介绍了手动制造电子设备的某些阶段，尤其是有关第一阶段的详细信息：印刷电路板的制造。该过程的详细照片将有助于您了解详细信息。对于甜点，为了巩固理论材料，我们将在NE555集成计时器上组装最简单的电子钢琴。

序言

我们都是电子设备的消费者：电话，平板电脑，电视等。但是，只有千分之一的人可以粗略地想象这一切如何“由内而外”地工作，只有精英才真正有能力用自己的双手从头开始创建电子设计。我们邀请您加入精英俱乐部。阅读此材料，如果您感兴趣，请尝试掌握人造电子产品！

那些发现有能力读完这篇文章的人可以自豪地宣称自己“我了解电子产品的生产”，即使是那些完成这项壮举并精通所建议的设计的人也很值得被授予“真实电子工程师”的称号。 Profi”（嗯，差不多）。

该大师班基于一套Master Kit NN201，其中包括制造印刷电路板和电子钢琴所需的零件和材料。当然，如果您愿意，所有材料和工具都可以单独购买，则只需花费时间搜索和购买必要的组件。

必要的理论最小值

任何电子设计都包含数十甚至数十万个组件：电阻器，电容器，二极管，微电路等。所有这些组件必须以某种方式进行电气和机械互连。

可以通过壁挂安装将最简单的电路“焊接在膝盖上”，但是这种设计难看，混乱并且具有可疑的机械刚度。因此，在任何认真的电子设计中，都应该有一个类似机箱的东西，上面装有所有零件。在不同的年份，底盘也由金属，纸板或胶合板制成，但是在最近的20-30年中，印刷电路板一直是底盘的技术标准。

印刷电路板是介电材料的薄片，在其表面上以特定配置施加了导电材料条（通常是箔片）。玻璃基底最常被用作基底：它是不易燃的，具有高介电性能且价格便宜。在玻璃纤维中，钻有孔，零件的结论可通过该孔进入。在电路板的背面，将端子焊接到以某种方式配置的铜导体上。多亏了焊接，这些组件才被机械地固定在板上，多亏了铜导电路径，这些零件的引线才相互电连接。

当然，可以在必要的地方将铜导体胶粘到玻璃纤维板上。但是，从相反的方面来说，从技术上更简单：拿一块已经粘合了一层连续箔的PCB板，从不必要的地方取下箔。

您可以机械地从不需要的部分上取下箔纸：用锋利的刀子在必要的部分上开一个槽。但是，该方法耗时，创伤大，并且主要适用于最简单的方案。

也可以用化学方法去除箔片：将板浸入腐蚀铜的溶液中就足够了（通常使用氯化铁溶液）。仅在以前，才有必要保护那些必须保留的铜（未来载流导体）部分免受溶剂的侵蚀。作为这种保护剂，有时会使用清漆，但是使用特殊的标记画线更方便。同样在电子工程师的实践中，所谓的激光熨烫技术（LUT）已经普及。通过这种方法，将来的载流导体的图案可以在激光打印机上的特殊纸张上进行打印。然后，将纸张粘贴到玻璃纤维毛坯上并熨烫此“三明治”：结果，碳粉颗粒保留在毛坯上，随后将不会被溶剂腐蚀。

去除箔的过程称为酸洗。根据溶液的浓度和温度，蚀刻持续几分钟到一小时。在该过程结束后，用水清洗电路板，并除去保护性化合物，在其下应保留铜导体。

然后，为组件的输出钻孔。通常使用微钻和直径为0.8 ... 1 mm的钻。铜在空气中迅速氧化，这使焊接变得复杂。因此，在即将焊接之前，必须至少用细砂纸清洁该板，从而去除氧化层。但是最好用保护性化合物（一层焊料）覆盖铜导体。此过程称为镀锡，这使您可以保持电路板高度适合焊接数年。

在生产条件下，也将所谓的阻焊层涂在载流迹线上，即一层保护材料。该层可保护电流路径免受意外短路和损坏。仅接触垫保持无掩模状态，易于焊接。

丝网印刷是另一个技术过程，包括在板的“正面”上涂上特殊的油漆标记和铭文。这简化了电路板安装人员和维修专家的寿命。

但是在家里，很难进行阻焊和丝网印刷的过程，因此我们不会这样做。

一切就绪，电路板已准备就绪。之后，将所有组件安装在板上，然后进行焊接。然后，对设计结果进行调整和测试。在现代工厂中，大多数过程都是由工业机器人执行的，但是我们是人，因此我们将用自己的双手来做所有事情。

期待已久的实践

不仅要制作无聊的印刷电路板，而且要制作可用于组装实用设备的电路板，要有趣得多。我们将制造最简单的电子乐器-八键玩具钢琴。

我们将需要的材料和组件：

-尺寸至少为10x15厘米的预制箔玻璃纤维；
-用于保护活动路径的标记笔（最好是上漆的）或指甲油（可以在文具店找到标记笔，并向妈妈/女友/妻子借用清漆）；
-氯化铁-重量为100克的粉末对眼睛来说足够了；
-钻头和直径为0.8、1.0和1.2毫米的钻头；
-非金属浴（深碗）-我们的工件应放入其中。最好找到一些旧的不必要的容器，因为在我们的实验之后，可能必须将其丢弃或继续用于蚀刻。
-橡胶手套，以保护我们的手免受砂浆伤害。

注意，在主套件NN201中包括一个带有已钻孔的工件，一支专用毡尖笔和一个重100克的美丽红色罐状氯化铁。该套件带有一个塑料泡罩，可作为出色的蚀刻托盘！

对于焊接，您将需要：

-烙铁，侧切刀，焊料，助焊剂；
-无线电组件，其清单如下。

您需要的一切都可以在无线电商店或家庭用品中找到。

印刷电路板载流导体的布局图（从箔的侧面看）：

准备印刷电路板以进行蚀刻

我们用细粒度的金刚砂纸清洁铜板的一侧（在极端情况下，会使用粗糙的橡皮擦），并用酒精或汽油除油；

我们将模板应用于印刷电路板上，并在所需的位置钻孔；

我们用记号笔画出导体和焊盘的图，重点放在接线图和钻孔上，尽量不要用手过多地“击打”箔片（因此，建议戴螺纹手套）。如果出现错误，可以用酒精溶液轻松洗净标记笔。用于发现零件的接触垫的尺寸可以做得更大（在空间允许的地方）。

使用标尺在两层中方便地应用工程图。绘制完图纸后，您需要让电路板干燥约10分钟，然后检查电路板并纠正可能的错误：在层变薄的地方进行绘制，并用锥子或粗针刮擦错误合并轨道或焊盘的位置。

溶液的制备和注意事项

现在您应该准备氯化铁溶液。为此，应在约200-250克（一杯）温水中搅拌100克氯化铁。不必将所有物质都测量到最接近的克数：该过程将继续进行，并且氯化铁和水的比例略有不同，您只需要考虑板的蚀刻时间取决于溶液的浓度及其温度。

准备解决方案时，必须遵守基本安全规则：

在通风的地方戴上橡胶手套！
不要靠近溶液：释放有害烟雾！
落在物体上时，溶液会留下不可磨灭的锈斑，因此，应注意防止粉末或溶液掉落到周围物体上！
在玻璃或塑料皿中制备溶液，但不要在金属皿中制备，其溶液会腐蚀！
用塑料（一次性勺子很方便）或木制物体（不必要的铅笔）搅拌溶液；
溶液的最佳温度为45-50度；

现在，一切准备就绪，可用于板的蚀刻过程。

木板蚀刻

将氯化铁溶液倒入容器中；
小心地将箔纸放在板上，使溶液边缘有5-7毫米的覆盖整个板子；
该过程的持续时间取决于溶液的温度和浓度，大约需要10到30分钟。为了减少蚀刻时间，建议摇动泡罩，使溶液在与箔片接触的位置混合并新鲜。
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检查轨道是否正确。如果仍然存在错误，则可以通过用锋利的刀切掉不必要的轨道或通过焊接而不是丢失电线来纠正错误。

现在，电路板已准备好安装和焊接组件。

电路操作说明

考虑我们设计的电路。
该电路基于著名的NE555芯片。根据经典的生成器电路打开微电路，其频率由C1电容和微电路的引脚“ 2”与“ +”电源之间的电阻决定。当按下按钮SW1 ... SW8时，微电路的频率设置电路中会包含不同的调谐电阻-因此，BA1扬声器会发出不同音调的声音。结果，即使使用这种基本乐器，也可以执行许多简单的旋律。

使用微调电阻VR1 ... VR8进行仪器调谐。

示意图：

安装图（从零件的侧面看）：

我们将需要以下零件，可以在无线电商店购买；所有这些详细信息是NN201套件的一部分：

IC1（微电路）NE555P 1个
C1（电解电容器）10μF1个
C2（陶瓷电容器）0.1μF1个
R1，R2（恒定电阻）10K 0.25W 2个
SW1-SW8（按钮）B3F4005 8个
R3-R10（调谐电阻）3362P-1-103LF 8个
SP1（扬声器）0.5W 8R 1个
B1（电池端子）1个

电路板安装和焊接

将所有组件安装在板上，重点放在清单和接线图上；
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开机和调谐我们

将动态磁头和Krona电池连接到电路。如果电路板的制作正确，并且焊接正确，那么当您单击每个按钮时，扬声器应该会发出声音。现在，仍然需要为八个按钮中的每个按钮调整VR1-VR8电阻的调谐音，重点放在真实的钢琴或合成器上（您可以在手机或平板电脑上安装适当的程序）或自己的听力。

设置应从VR8电阻开始。它与最高音匹配。按下SW8按钮，并用一把细螺丝刀旋转VR8电阻器。扬声器发出的声音应对应于第二个八度音阶的音符，例如To。下一个音符应低半音-第一个八度的C。按下按钮SW7并旋转电阻器SW7，下一个音调会降低一个音调，依此类推。调好所有八个音符后，您将获得一个完整的八度。

现在，您可以享受工作的成果，并尝试播放一些简单的音乐！

附录：板刻蚀过程照片集

1.清洁后的带孔板。