Радиолюбитель/Дисциплины

Материал из Lurkmore

Это подстатья-включение в основную: Радиолюбитель. Плашки, навигационные шаблоны и стандартное оформление здесь не_нужны!

[править] Дисциплины

Радиолюбительская жизнь богата множеством видов деятельности, которые не просто убивают свободное время радиолюбителя, но и развивают у него внимательность, мышление, ловкость, зоркость, память, телепатию, ЧСВ etc. Рассмотрим их подробнее по отдельности.

[править] Класс теоретический

[править] Составление схемы

[править] Класс инженерный

[править] Разводка платы (Трейсинг)

Вот примерно как-то так выглядит этот процесс.

http://www.youtube.com/embed/mQh9sWU6DyU?wmode=transparent&modestbranding=1&autoplay=1

Трейсинг, наглядное пособие.

Важная и ответственная дисциплина. Именно от неё в основном зависит вид будущей печатной платы, какие корпуса деталей будут в неё впаиваться, сколько наводок будет наводиться на дорожки, какой ток эти самые дорожки могут выдержать и многие другие мелочи, которые не учитываются при разработке принципиальной схемы, ибо таких понятий там, в общем-то, нет. Но все эти факторы могут без проблем перевести устройство из рабочего в теории в нерабочее на практике. Это в особенности касается ВЧ и, уж тем более, СВЧ устройств. В мощных девайсах всё может быть проще и эффектней, с переходом энергии источника питания в световую, экустическую и, что самое интересное, в кинетическую энергию некоторых радиоэлементов, установленных на плату .

Разводить плату можно на компе с помощью спец-программ типа kicad PCBnew, Sprint layout и прочее, а можно и вооружиться листом бумаги, линейкой, карандашом, резинкой и наслаждаться процессом… хотя кому это теперь надо?

Общий процесс разводки выглядит примерно так:

1. Если нужно, то разметить нужный контур платы и расставить элементы имеющие заранее установленное место расположения на ней, например, под отверстия в корпусе.
2. Взять и разместить где-нить в центре самую большую и самую главную детальку в схеме или просто ту, к которой подсоединяется больше всего других деталей.
3. Взять другую деталь и разместить её где-нить поближе к другим так, чтобы подсоединить её было легче.
4. Развести дорожку.
5. Если можно подсоединить ещё две ножки деталей, то перейти на п. 4.
6. Если есть ещё не размещённые детали, то перейти на п. 3.
7. Проверить разводку и исправить ошибки.
8. Если была найдена и исправлена ошибка, то перейти на п. 7.
9.  ???????
10. Нажать Ctrl-S.

Собственно, самый доставляющий здесь процесс описан в пункте 4. Если число деталей в устройстве примерно равно нулю, то некоторые неудобства этот процесс доставляет лишь начинающим радиогубителям. Опытные трейсеры разведут такую вещь с закрытыми глазами левой ногой не приходя в сознание за примерно ноль целых ноль в периоде секунд. Но вот если деталек over 9000… По началу все идёт довольно легко и задорно, но время идёт, дорожек становится всё больше и больше, провести следующую дорожку становится всё трудней и трудней, и настаёт момент, когда на экране монитора уже образуется лапша из этих дорожек. И успешная, хоть и не элегантная, но разводка очередной дорожки становится небольшим подвигом. Это вам не кубик Рубика какой-то собирать. Ещё больше развлечений становится, когда надо учитывать всякие влияющие на работоспособность ВЧ факторы, типа дистанции между дорожками, их длины etc. Успешное окончание такого процесса даёт +9000 к ЧСВ. Постоянная прокачка данного навыка неплохо развивает мозги в направлении оптимизации пространства: уложить что-то в какой-то объём (груз в машину), передвинуть мебель и т.п.

Страшный сон любого профессионального трассировщика - получить партию (пару сотен+) изготовленных печатных плат и узнать что какая-то деталь не в своём корпусе, не с той стороны и ещё много поводов для седых волос на жопе.

[править] Писание прошивки для МК (программинг)

Раньше прошивки можно было найдти в кошерных совковых журналак яко "РАДИО" могла быть выписана аж на 5 страницах как набор ебанутых чисел с буквами в столбики по два - это ненаглядный шеснадцатиричный код всех красноглазых, да да мой юный друг , прямо в журнале «Радио» а не на CD или Флэшке. Такая вот картинка, с которой на тебя смотрит твоя будущяя и по факту еще не известно, возможно и не рабочая программа. Который потом руками, полагаясь на своё зрение, и внимательность который нужно было проявить более чем дохуя, надо безошибочно набрать на компе, а возможно и на спец програматоре который из себя представлял коробку с 16 цифрами и буквами и кошерной кнопкой "ВВОД" и им запрограммировать какую нибудь, невьебенных размеров память или микроконтроллер. Анонимус помнит «наш ответ Чемберлену» в виде Радио РК-86, прошивка которого занимала более 2000 наборов из таких буковок и цифорок, шестнадцатеричного ада.

В настоящее время, при наличии примеров в интернетах, программинг ничем не отличается просто от заливки файла с диска на другой диск. Скопипастил, подправил, захуячил на девайс, поотлаживал, ещё докопипастил, опять поотлаживал, возможно что совсем поотлаживал, в том смысле что микросхема сьела маци и подавилась не без помощи твоих же усилий. А потом, исходя из того, что ЧСВ молодого радиста уже поднялось в заоблачные дали и он стал типа опытный, написал чуток кода от себя — и девайс как не странно в очередной раз перестаёт программироваться или накрывается программатор.

А вот если примеров нет, то это начинается брожение по интернетам с просьбами дать исходники управления для какого нибудь невьебенно умного устройства, в виду чего Анонимы и бывалые форумов просто посылают тебя нахуй с такой просьбой несуразной. И только потом — чтение мануалов, апликэйшн нотесов, где расписаны регистры, порты, и как они по мнению разработчиков чипа должны работать, а поскольку наша Рашка уже как лет 20 не выпускала ни одной новой микросхемы то и естественно вся информация в лудшем случае на английском, но попадаются и японские варианты заваривания мозгов РЛ до состояния манной каши. Документация естественно не 100% правда + в аппаратуре тоже есть свои аппаратные фичи.

[править] Класс конструкторский

Существует более чем дохуя кустарных методов того, как можно захуячить материнскую плату для AMD athlon, ну может не такую, но способов точно over9000.

При Совке не было ни интернетов, ни принтеров, да вообще нихуя не было, и радиолюбителю приходилось с помощью карандаша и кальки срисовывать монтажные платы из журнала «Радио». Слава Зевсу, заботливые издатели не были совссем кончеными идиотами и публиковали рисунки дорожек в масштабе 1:1. Полученную копию радиолюбитель накладывал на собственноручно вырезанную из текстолита заготовку, вставлял в дрель очень тонкое сверло швейную иглу с хитрó заточенным ушком и делал в текстолите over 9000 дырок под ножки радиодеталей. Потом, используя картинку из журнала «Радио» и привязываясь к отверстиям в текстолите, тем же простым карандашом радиофаг рисовал дорожки. Эти дорожки покрывались специальной краской, кашерным цапон лаком, или тупо советским маминым или лаком жены для ногтей, и плата с рисунком на некоторое время помещалась в раствор хлорного железа. Особо охуенно хитрые уже тогда допетрили что раствор соли и медного купороса куда быстрее травит плату, но хлорное железо навсегда впилось в мозги и испачканые шмотки РЛ по всей родине. Само хлорное железо можно было купить в магазине «Химреактивы» или спиздить в ближайшем радиокружке. Время травления рассчитывалось исходя из концентрации раствора хлорного железа, при этом принцип «чем ядрёнее раствор, тем быстрее процесс» почему-то не работал. В любом случае, если плата слишком долго кисла в растворе, радиогубитель получал девственно чистый лист текстолита с дырками для вентиляции и без каких либо намеков на дорожки. Если же время было рассчитано правильно, с текстолита вытравливалась лишь та медь, что не была покрыта краской. Краску зачищяли и получали текстолит с дорожками на которые своими карявыми руками и говенным припоем можно было молотковым паяльником впаявать детали.

В постсоветское время появилась возможность напечатать плату на лазерном принтере у мамки на работе, хотя некоторые идиоты вопреки указаниям пытаются по сей день выполнить подобный процесс и на струйном принтере. Процесс выглядит следующим образом: после разрисовки дорожек плата переводится в чёрно-белый формат. В принтер заталкивается лист глянцевой фотобумаги, или галимо лист от любого глянцевого журнала, у любого настоящего РЛ есть собственны взгляд на то, какой именно журнал лудше от чего в интернетах возникает не одна тысяча постов с холиварами. А далее отключаются все режимы экономии тонера и поливается лист жирным слоем чернил, собственно печатается монтажная плата. Дальше крайне аккуратно несём полученный шедевр домой (если тонер осыпался — всё повторяем заново), дома чистим плату до блеска нулёвкой, греем через бумажку мамкиным утюгом до появления неприятного запаха горелых проводов, после чего выгребаем от предков охуенных пиздюль, накладываем на плату наш драгоценный листок печатной стороной вниз и гладим со всей дури нажимая на утюг, гладим до появления неприятного запаха горелой бумаги. Как завоняет — гладить перестаём, значит уже прожгли стол. плату кладём на разделочную доску вниз прилипшей бумажкой, и загоняем под ножку старого дивана. Как остынет, бумажку отрываем и… 50×50 — либо радуемся, что всё получилось и травим классическим способом, либо испытываем баттхёрт и повторяем всё с самого начала, отмыв плату каким нибудь охуенным растворителем. Однако, если со временем отрегулировать температуру утюга, его давление на плату и время выдержки и купить таки себе уже лазерник, то можно добиваться вполне неплохих результатов, порядок отклонений которых заставит своего соседа по радиокружку или просто друга, такогоже РЛ, срать неимоверно кирпичами. Если же ещё использовать защитную подложку от самоклеющейся плёнки, то процесс упрощается до безобразия: распечатал, приложил, прогрел утюгом и без отмачивания снял подложку. С вероятностью 95% весь тонер остаются на плате. Анонимус путем долгой ебли с принтером и утюгом прокачал скилл до 45 левела, достиг разрешения 0.2 мм и паял-таки полученные нахаляву чипы с более чем дохуя ножками на мм стороны. Бонус: можно той же технологией делать пометки тонером на текстолите ибо на голом стеклотекстолите тонер держится крепче и сводится лучше. Аноны также освоили технологию сведения тонера с помощью ламинатора. Так же в последнее время в массу вошёл таки охуенно дорогой фоторезист. В целом ебли с ним не меньше (теперь приходится утюгом не дорожки сводить, а фоторезист припрессовывать, который стремиться отслоиться во время засветки\снятия плёнки\проявки\травления, и вообще всегда если не отработать технологию), но таки это не пугает юных задротов так как скилл есть скилл. А ещё даёт бонус: из него можно запилить паяльную маску на вытравленную плату той же технологией с последующим многочасовым дублением под УФ лампой или солнцем и, таки да, тоже можно делать пометки, но не выгодно, ибо затратно и держится плохо, хотя делать пометки пробелами на паяльной маске вполне себе идея. Так же для изготовления фотошаблона можно использовать любое устройство вывода информации от лазерных\струйных принтеров, до маркеров и лака. Изготовить шаблон требуется только один раз для серийного производства (но прессовать фоторезист таки придётся на каждой плате своими собственными корявыми рученками).

Алсо, можно не тратиться на фотобумагу и не травмировать бицепс об утюг. Берём самый ядрёный перманентный маркер из ближайшего канцелярского магазина и рисуем плату им. Чтобы было красиво, можно распечатать на принтере рисунок платы из программы, вырезать в нём дорожки и обвести по трафарету. Травим в том же хлорном железе. Кстати, метод лазерного утюга и рисования маркером подходят для нанесения разметки на плату, вопрос лишь в том, стоит ли оно геморроя?

Сейчас же есть специально заточенные под это дело фирмы. Высылаешь в такую шарагу свой файл от проги, где делался трейсинг, а они тебе говорят насколько реально по нему будет сделать плату. Да-да, не всё что красиво на картинке, можно воплотить в жизнь. Они присылают замечания насчёт того, что и куда передвинуть, чтобы они смогли таки выполнить заказ. Шлёшь снова, они принимают заказ и через некоторое время — вуаля! к вам приезжает плата ничем не хуже чем в дорогих иномарках. Cделать 3-х и более слойную плату вполне таки реально, но сложно. Для этого берётся один тонкий двухсторонний фольгированный стеклотекстолит, на которой будет содержаться первые 2 слоя, и ещё N однослойных таких же тонких таких же стелотекстолитов.Теперь далее требуется предельная концентрация и координация. Берём первую двухстороннию платку и вытравливаем на ней первые два слоя. Затем на остальных платах вытравливаем остальные слои. Далее эти слои склеиваем вместе, ясное дело, нефольгированной стороной к фольгированной. Затем обрабатываем напильником, сверлим отверстия, металлизируем их ну и в таком духе. Самое сложное же тут организовать надёжное соединение между слоями в нужных местах. Ну ещё нужна точное расположение слоёв друг над другом, но это уже вполне просто решается просверливанием в каждом слое по отдельности нескольких контрольных отверстий в одинаковых местах соответственно. При склеивании, если расположить ~4-5 отверстий точно друг на другом (например, с помощью иголок), то уже на 95% гарантируется точное расположение других элементов. Однако именно из-за, например, металлизации отверстий вероятность того, что кто-то будет браться за изготовление таких не очень красивых бутербродов стремится к 0.

[править] Монтаж компонентов

Правильный монтаж происходит так:

• Берется паяльник или паяльная станция, тиристорным регулятором (или подбором мощности паяльника, чаще подключением диода для снижения мощности в половину) или регулятором станции устанавливается оптимальная температура для припоя, жало паяльника зачищено, облужено, не имеет раковин и сколов, подобрано по толщине в соответствии с монтируемым компонентом, флюс используется либо канифоньный, канифольно-спиртовой, реже из за особенностей спаиваемых поверхностей, активный кислотный (чаще таблетка аспирина, ибо ацетилсалициловая кислота, разъедает окислы на раз)

• Выводы компонента сгибаются и обкусываются согласно монтажным отверстиям или расстоянию до монтажных лепестков, если монтаж навесной.

• Выводы компонента и место монтажа зачищают, наносят флюс, облуживают.

• Компонент припаивается.

• Смываются остатки флюса, особенно если он активный, место пайки если требуется покрывается защитным лаком.

Обычно же у радиогубителей:

• Достается древний дедушкин паяльник на Over9000 ватт, которым он лудил кастрюли и самовары в 19хх году в своем селе, в клинических случаях это топорик, который надо греть на газовой плите (однако после развала СССР, когда паяльники стали доступнее, такие индивиды пропали, хотя, кто знает, ведь это так по аудиофильски, паять без использования «плохого, неправильного» электричества) жало у него обычно имеет сотни толщины со сколами, раковинами, и плохо залужено.

• Припой обычно берется со старых плат или находится куча непонятного припоя, который в свое время с какого-то завода спер отец, реже покупается в магазине (ибо дорого)(кстати пиздеж, пермяк-кун сообщает что кошерный ПОС-61 в Перми в розницу 74 рубля за сто грамм, а этого количества хватит примерно на десяток теплых ламповых усилителей)

• Флюс берется самый дешевый канифольный по 10р за баночку на ближайшем рынке, плохо плавится и воняет так что охота проблеваться, или берется кислота (патаму что ана ваще так сразу пшик и все на) ну и прочитавшие древнюю подшивку юного техника идут в лес и режут сосны чтобы перетопить смолу (кстати вполне кошерный вариант, если под рукой ничего нет и достать негде, ибо канифоль есть та же смола, и пахнет приятно)

• Зачищать выводы компонента и монтажную площадку? нафиг, и так прилипнет, флюс вообще можно не использовать, он только для дыма от паяльника нужен

• Подбирать температуру паяльника? зачем! олово он же плавит! и неважно что олово и канифоль сгорают, а жидкий флюс высыхает раньше чем жало коснется детали.

• Подбирать жало по толщине? нафиг! и сантиметровым в диаметре жалом умудряются паять микромонтаж.

• Смывать активный флюс? зачем! неважно что через годик он разъест нафиг все в округе!

В результате подобных издевательств имеем перегретую и сожжённую плату, отслоившиеся от жара дорожки, оловянные бугры и сопли где только можно, и если детали переживут подобное издевательство и схема заработает, то через какое то время начнет пропадать контакт в пайке между необлуженными выводами, активный флюс разъест место пайки и все куда сможет попасть, от тряски отлетят припаянные внашлеп (абсолютно без флюса и зачистки-облудки, концы просто заливаются огромным количеством олова) провода и детали, ну а дальше КЗ, искры, дым, и замученная вусмерть плата летит в помойку. Со временем, конечно же, скилл пайки прокачивается и на высоких уровнях получаются таки качественная платка с блестящими местами пайки, минимум припоя и без следов флюса. Некоторые аноны умудряются паять вообще без паяльника, припоя и флюса как таковых. Например, раскалённой скрепкой, припой со старых плат, а флюс - аспирин или какая другая кислота. Промывается всё водой. Обычной или огненой.

Отсюда можно выделить стили монтажа:

• Навесной монтаж. Здесь объектом пайки являются только детали. Печатная плата в пролёте. Схема проста: берётся схема, берутся детали и спаиваются все ножка к ножке согласно схеме (в совке в промышенных масштабах при сборке первых поколений ламповых приёмников и телевизоров использовалась точечная сварка). В результате этого получается эдакий "свёрнутый" ёжик, которого перемыкает чуть менее чем везде. Применяется в основном для тестирования свежеспроектированной схемки или новичками ибо быстро. Примером художественного навесного монтажа см. Правило 34 для радиолюбителя.
• Монтаж в отверстия. Самый стандартный монтаж. Берётся схема, детали и готовая печатная плата. Ножки деталек просовываются в отверстия и припаиваются, предварительно\после откусив лишнее.
• Объёмный монтаж. Самый завораживающий и, возможно, задротский монтаж . Смысл в том, что бы расположить детали не на плоскости (не на самой плате), а в пространстве между несколькими ПП. Один из частых вариантов: использование двух ПП с впаянными между ними бочком детальками. Этим достигается нереальная для других плотность монтажа с использованием деталей под отверстия, а так же удваивается количество слоёв за счёт второй ПП.
• Поверхностный монтаж. Модернизированный вариант монтажа в отверстия. Смысл в том, что бы выпилить из платы отверстия и сделать путь к миниатюризации. Теперь деталь просто тупо припаиваются к проводникам на плате. Имеет неесколько плюсов таких как: упрощение изготовления ПП, т.к. не надо высверливать over 9000 отверстий под выводы (тем не менее требуется переходные отверстия); увеличение плотности монтажа, т.к. увеличивается плотность выводов и уменьшается размер детальки; Минусы: невозможность припаять массивные детали, вроде всяких там PCI-E разъёмов, для этого используется костыль в виде монтажа в отверстие. В последнее время применяется очевидная золотая середина: использование поверхостного монтажа наравне с монтажом в отвертия. Что бы впаивать мелкие деталюшки размером, представьте себе, намного меньше горошины, нужно иметь хорошее зрение, твёрдую руку, предельную концентрацию и спецпаяльник с тонким жалом. И не дай бог вам припаять что-то не туда! Если вы припаяете микросхему повернутую на 180 градусов, то отпаять её не повредив микруху\ПП\нервные клетки без специнструментов в виде термофена и ИК-печки практически нереально. Так что здесь очень рекомендуется паяльная станция.
• Микромонтаж. Название говорит само за себя. Объекты пайки в данном случае являются бескорпусные элементы, например, кристалл микросхемы. Паять без микроскопа нет смысла ибо, например, бескорпусный светодиод невооружённым глазом просто тупо не видно. Что является очень важным отличием, так это то, что вывод детали в виде тонюсенькой проволочки можно тупо сплавить жалом далеко не самого мощного паяльника. После впаивания всё это, обычно, заливается компаундом. Этот как раз та коричневая чёрная лепёшка, которую можно встретить на маленьких китайских платах. Теоретически здесь можно спаять подобие микрочипа, составленного из других кристаллов микросхем. Практически же... ну вручную это совсем не тривиальная задача. Паяльщик впаявший своими руками бескорпусный светодиод, да так чтобы работал, может считается воистину ТРУ-паяльщиком. При впаивании 10 бескорпусных микросхем ему автоматически присваивается 9 дан по Фехтованию паяльником.

[править] Изготовление корпуса

Любое законченное устройство нуждается в идеале в корпусе, рано или поздно гора спаяных навесом деталей и плат лежащих на столе, под столом, за столом, и в ногах и изображающих из себя "типа" к примеру усилок, как наиболее частый вариант, ну или мультивибратор, немного надоедает и приходится позаботится о запихивании всего этого добра в корпус что бы это добро хотя бы своим видом указывало на его работоспособность и пригодных под прямые нужды. Вариантов немного до ебени фени. Изготовление корпуса есть локальный радиолюбительский мем укрепившийся еще с времен изобретения пожалуй Поповым Радио, ибо как известно чаще всего схему спаять и наладить это половина геморроя, а столярно-слесарные-молярные развлечения с тарой, как ни странно, оказываются в over9000 раз сложнее так как еще к мозгам юного, или не очень, разработчика схем, требуются хоть какой-то минимальной ровности руки: это приводит к всяческого рода ухищрениям и рационализаторским идеям и воплащениям в самом натурально канонiчном совкоквом духе с примесью экзерцизма. Познавшие Дао сначала заморачиваются подборкой корпуса, ибо запилить плату под готовый корпус куда проще чем наоборот.

• берется коробка из под обуви или иного прибора, на худой конец просто картонные листы, под размер всего того, что планируется туда захуячить, и все это дело при помощи скотча, термоклея, пластыря и проволоки укрепляется там так, чтобы не дребезжало, не коротило, ну или на худой конец как минимум не вываливалось, снаружи оклеивается оракалом или красится чем нибудь что есть под рукой, для подписывания названий лампочек и крутилок с переключателями используется шариковая авторучка, или более кошерный предмет маркер. Применяется данный способ в основном совсем начинающими.

• На помойке находится корпус от советского или не очень прибора, нутро выкидывается а иногда и оставляется для распайки на детали, для последуещего изготовления не менее нужных в хозяйстве усилителей, которых на момент сборки нащитывается уже как минимум over900, собственно а на его место вставляется готовая плата. Имеющиеся отверстия используются по возможности для регуляторов схемы, или бережно и ни чуть ни криволапо заклеиваются бумагой, замазываются шпаклевкой или ну их нах, оставляются как есть — данный способ применяется в большенстве случаев. Весь выше описаный метод используют более продвинутые РЛ.

• Вариант, похожий на предыдущий. Берется корпус от старой читалки компакт-дисков, либо от дохлого флопогрыза. Морду устройства можно заподлицо залить эпоксидкой и насверлить отверстий под свои нужды, ежели родные отверстия ни на что не годятся. Особенно актуально, если планируется использовать изделие в симбиозе с компьютером, ну и хуй с ним что после подобного аБгрейда новый компьютер стал похош на старый засохший кусок говна, зато у меня на передней панели диодик через LPT порт зажигается и я охуенно этому рад.

• покупается готовый корпус в магазине (но дорого и не везде есть).

• Изготовление корпуса из дерева: насмотревшись на красивые картинки, наш юный радиолюбитель решает что и он так сможет, поэтому с антресолей вытаскивается папина ножовка, молоток, наждачка, пасатижи, гвозди , ну и прочий инструмент и методично разбрасывается в областях близких к сборке устройства, после чего уже папа нихуя свой инструмент не может с собаками разыскать даже у соседей.