Lutowanie goldpin-a

Podczas spotkań z czytelnikami dowiedziałem się, że wielu podoba się projekt Arduino, ale największą przeszkodą w rozpoczęciu przygody jest lutowanie. Niektórzy boją się tego wręcz panicznie – trzęsą im się ręce. W tym wpisie chcę odczarować lutowanie.

Część elementów elektronicznych dostępnych w postaci płytek drukowanych z uruchomionym podzespołem (modułów) ma gotowe wyprowadzenia sygnałów w otworach na płytce. Brakuje im tylko złącz lub przewodów. Do zastosowań w Arduino najlepszym rozwiązaniem będzie wlutowanie w te otwory “Goldpin-a”.

Goldpin to rodzaj wtyku z rzędowo rozmieszczonymi bolcami. W większości przypadków odstęp między bolcami i otworami w płytce drukowanej jest standardowy i wynosi 2,5 mm.
Goldpin bardzo dobrze nadaje się w prototypowaniu z użyciem płytki stykowej.
W tym wpisie zajmiemy się wlutowywaniem goldpina do Ultradźwiękowego czujnika odległości.

Składniki

Do lutowania potrzebne nam będą:

Lutownica

Jeśli jesteś elektronikiem amatorem – hobbystą, nie musisz kupować wyrafinowanych i drogich narzędzi. Sam od dawna używam prostej i taniej lutownicy o mocy 40W, dostępnej w sklepach z elektroniką za kilkanaście zł. Polecam oczywiście lutownicę kolbową. Lutownice pistoletowe nadają się bardziej do lutowania przewodów niż drobnych elementów, dlatego odrzucając je unikniesz wielu kłopotów.
W obsłudze lutownicy najważniejsze jest wiedzieć, który koniec się nagrzewa. Łapanie za nieodpowiedni może się źle skończyć.
Lutownica nagrzewa się około 2 minut. Poznajemy to po tym, że grot (zaostrzony koniec) łatwo topi cynę.

Cyna lutownicza

Cyna to rodzaj drutu ze stopu ołowiu i cynku z domieszką odpowiednich chemikaliów. Cynę zwykle można nabyć w postaci nawiniętej szpulki – drutem o różnych średnicach.
Polecam cynę o średnicy do 1 mm. Należy wziąć pod uwagę, że im mniejsza średnica, tym drobniejsze elementy możemy lutować. Jednak jeśli średnica będzie zbyt mała będziemy potrzebowali znaczne długości cyny do lutowania większych elementów, co może być niewygodne.
Do lutowania używam cyny 1 mm i w poniższym przypadku uważam, że jest ona trochę za gruba.

Goldpin

Goldpiny są dostępne w różnych konfiguracjach (od jednego do kilku rzędów). Nam wystarczy 1 rząd. Zwykle sprzedaje się je w rzędzie po 50 PINów.
Jeśli nasz układ wymaga mniej PINów, zwyczajnie odłamujemy tyle ile jest nam potrzebne.

Przygotowania

Otwory i miejsca lutownicze możemy przemyć z tłuszczu za pomocą szmatki nasączonej alkoholem, rozpuszczalnikiem lub wodą. Większość producentów zaleca ten ostatni środek, jednak należy być ostrożnym, gdyż woda łatwo powoduje zwarcia i długo odparowuje z trudno dostępnych szczelin takich jak miejsca pod układami scalonymi.

Odłamujemy potrzebną ilość PINów.

Przymierzamy czy pasują do płytki.

Dalsze przygotowania

Właściwie mógłbyś rozpocząć już lutowanie, gdyby nie fakt, że brakuje nam “trzeciej ręki”. Ciężko utrzymać element w miejscu podczas gdy w jednym ręku mamy lutownice, a w drugim cynę. Element oparty o podłoże goldpin-em nie da się zlutować prosto (tzn. pod kątem 90°).
W celu rozwiązania tego problemu wymyślono już wiele. Najpopularniejszymi rozwiązaniami są przykręcane do stołu szkła powiększające z “krokodylkami”. Ja jednak idąc ścieżką całkowitego amatorstwa użyłem…

…małego imadła.

Płytki nie należy wkręcać bezpośrednio w imadło. Mogłoby to ją uszkodzić. Poza tym nie będzie się stabilnie trzymała. Proponuję zatem obsadzić zaciski imadła czymś w rodzaju styropianowej gąbki służącej do izolowania rur.

Co zrobić z wypadającym z płytki goldpin-em?
Proponuję plastikowe końce złącza posmarować klejem typu “kropelka” i przykleić do płytki.

Proces lutowania

Lutowanie polega na przyłożeniu rozgrzanego grota w okolice punktu lutowniczego. Następnie do zaostrzonej końcówki grota przykładamy cynę, która musi spłynąć do punktu lutowniczego i go wypełnić.

Musisz pamiętać, że do jednego punktu nie można zbyt długo przykładać lutownicy. Producenci zalecają maksymalnie 2..3s.
Jeśli cyna przypadkowo rozpłynie się na dwa PINy łącząc je, należy ją roztopić i szybkim ruchem przerwać miejsce między PINami. Możemy to zrobić za pomocą kawałka zaostrzonego drewna (najlepiej wykałaczki lub dolnej części zapałki).

Prawidłowo zlutowany koniec ma kształt stożka.

Nieprawidłowe lutowanie najczęściej polega na dostarczeniu do punktu lutowniczego zbyt małej (punkt nie jest do końca pokryty cyną) lub zbyt dużej (zamiast stożka jest kulka) ilości cyny.

Moje lutowanie

Aby ostatecznie rozwiać strach związany z lutowaniem, postanowiłem nagrać materiał video z mojego lutowania goldpin-a.

Jak widzisz drogi czytelniku, to nie jest wcale takie trudne.