nagrałem kilka filmów dla totalnych nowicjuszy:

https://www.youtube.com/watch?v=1_z_WJRKHAI&index=3&list=PLZQKTfr7_vvRfyFuxuVbj3hGok2l7toAy

https://www.youtube.com/watch?v=vhtB4m9mo4c&list=PLZQKTfr7_vvRfyFuxuVbj3hGok2l7toAy&index=4

https://www.youtube.com/watch?v=v3WNAv8H5b4&list=PLZQKTfr7_vvRfyFuxuVbj3hGok2l7toAy&index=5

https://www.youtube.com/watch?v=4bRS4BU4rYY&index=6&list=PLZQKTfr7_vvRfyFuxuVbj3hGok2l7toAy

https://www.youtube.com/watch?v=CM9NatKtUJU&list=PLZQKTfr7_vvRfyFuxuVbj3hGok2l7toAy&index=7

https://www.youtube.com/watch?v=tC58kiNCpGE&index=8&list=PLZQKTfr7_vvRfyFuxuVbj3hGok2l7toAy

Jeśli jesteś kompletnie zielony, to polecam książkę "Budowa robotów dla początkujących" , a jeśli miałeś już wcześniej do czynienia z mikrokontrolerami to polecam "Budowa robotów dla średnio zaawansowanych" Davida Cooka. Dostępne są one w Helionie. Polecam także stronę Davida Cooka http://robotroom.com/ na której można znaleźć wiele ciekawych informacji. W pierwszej książce znajdziecie totalne podstawy, czyli "jak zmierzyć napięcie i natężenie prądu", "jak działa komparator i tranzystor" oraz zrobicie samodzielnie pierwszego robota podążającego za liniami. W drugiej książce przedstawione są już mikrokontrolery i ich zastosowanie w robotyce.

Po tym wstępnie chciałbym opisać jak ja zabrałem się za elektronikę.

Każdy hobbysta elektroniki zaczyna od gotowych zestawów startowym z wybranym mikrokontrolerem. Taki zestaw bardzo ułatwia poznawanie peryferiów danego mikrokontrolera, ponieważ mamy pewność, że wszystko jest dobrze polutowane. Nasze projekty ograniczają się głównie do pisania programu pod dany procesor i sporadycznie podpinania dodatkowych urządzeń. Oczywiście każdy z czasem chce zaprojektować własne urządzenie od podstaw, samodzielnie wybierając elementy i tworząc swój prototyp. Do tego celu można wykorzystać płytki stykowe przedstawione poniżej w którą wystarczy wetknąć element bez żadnego lutowania:

Do takiej płytki wystarczy zestaw specjalnych przewodów i elementy do montażu przewlekanego w standardzie 2,54mm (0,1cala) (czyli otworki są co 2,54mm). Wszystkie otworki na tej płytce wykonane są w zgodzie z tym standardem. Oczywiście takie rozwiązanie można stosować tylko do prototypu i to we wczesnej wersji. Następnym etapem przygody z elektroniką jest kupienie swojej pierwszej płytki uniwersalnej np. takiej jak poniżej i polutowanie naszego prototypowego urządzenia:

Na powyższym obrazku widzimy spodnią lutowniczą część płytki uniwersalnej. Taka płytka jest również wykonana w standardzie 2,54mm. Przy zakupie płytki należy spojrzeć pod światło i zobaczyć, czy taka płytka nie ma już jakiś połączeń miedzy sobą. Niektóre płytki uniwersalne dedykowana są do specjalnych rozwiązań i mogą mieć już połączenia wewnątrz płytki, które będą widoczne pod światłem. Trzeba zwrócić także uwagę na to czy w takiej płytce są już wywiercone otworki. Lepiej dorzucić kilka złotych i mieć już gotowca niż męczyć się z wierceniem otworków. Trzecią ważną cechą takich płytek są pola lutownicze, które mogą odpadać podczas zbyt długiego nagrzewania. Z reguły im lepsze pola lutownicze tym droższa płytka.

Taka płytka jest dedykowana do lutowania przewlekanego. Polega ono na wkładaniu elementu z jednej strony i przylutowania go z drugiej strony. Dlatego wybierając elementy w sklepie elektronicznym trzeba zawsze patrzeć na obudowę danego układu. Do wyboru są tylko dwie możliwości przewlekana lub powierzchniowe (SMD). Technologia SMD polega na lutowaniu elementów z tej samej strony co układy, dlatego jeśli chcesz stworzyć swój prototyp na płytce uniwersalnej, to musisz unikać obudów do lutowania powierzchniowego SMD. Następną rzeczą na którą musisz zwrócić uwagę jest rozstaw nóżek danego układu. Najlepiej, aby były oddalone od siebie o 2,54mm lub wielokrotności tej liczby. Wtedy nie będziesz musiał kombinować z wykrzywianiem nóżek itp. Do takiego lutowania najlepiej wybierać układy w obudowach DIP, które mają rozstaw co 0,1 cala i można kupić do nich specjalne podstawki, co umożliwia łatwą wymianę elementów. W takie obudowy ładuje się mikrokontrolery 8 bitowe, wzmacniacze i wiele innych układów.

Następną ważną obudową dla podzespołów takich jak stabilizatory napięcia, tranzystory mosfet itp są obudowy TO-220, które wyglądają tak jak poniżej. Ładuje się w tę obudowę wszystkie podzespoły, które się grzeją. Ten element z wyciętym kółkiem, to element chłodzący, do którego można przymocować radiator.

Małe tranzystory i czujniki ładuje się w obudowy TO92 pokazana poniżej:

W te trzy obudowy ładuje się większość elementów do lutowania przewlekanego i znajomość tych 3 obudów pozwala zaprojektować proste urządzenie sterujące. Oczywiście prócz czujników, tranzystorów i  procesorów należy dolutować kondensatory, oporniki oraz dławiki, które zaprezentowałem poniżej.

Kondensator ceramiczny ma różne kształty, może być okrągły, albo taki malutki. Z reguły ma kolor żółtawy lub pomarańczowy i trzeba liczyć tak 2,54mm (na te małe) i  5,08mm (na te większe) odległość między nóżkami. Bardzo podobne są kondensatory tantalowe.

Kondensatory elektrolityczne są spolaryzowane, czyli jedną nóżkę podłączamy do plusa, a drugą do GND (minusa). Łatwo rozpoznać te nóżki, ponieważ przy minusie jest narysowany wielki minus na cały kondensator (na rysunku dolna nóżka jest minusem). Do tego tak jak w diodach nóżka krótsza jest zawsze minusem, a dłuższa plusem.Z reguły kondensatory elektrolityczne są niebieskie lub czarne, a na obudowach są opisane ich parametry, takie jak maksymalne napięcie i pojemność. Z reguły w tych kondensatorach nóżki oddalone są od siebie o 2,54mm.

Gdy już nauczymy się tworzyć własne urządzenia w technologi przewlekanej na płytkach uniwersalnych z pewnością zapragniemy stworzyć swoją pierwszą płytkę PCB. Tu już nie wystarczą chęci, lutownica, schemat ideowy i płytka uniwersalna, tylko trzeba nauczyć się jakiegoś programu do schematów np. DipTrace, który można pobrać za darmo, dla celów hobbystycznych do 300 pinów oraz Eagel, który w wersji hobbystycznej ma ograniczenia do wielkości projektowanej płytki. Dzięki takiemu programowi możemy stworzyć bardzo zgrabną płytkę. Poniżej mój sterownik do samochodziku na pilota.

Podczas tworzenia takiej płytki należy pamiętać o podstawowych standardach projektowania, które opisałem w następnym artykule. Odnośnie spraw technicznych, to należy tylko pamiętać, aby robić większe pady (jeśli sami będziemy wiercili), ponieważ standardowe wiertła które można dostać w marketach to 1mm i podczas wiercenia możemy zedrzeć całą miedź. Gdy już dopracujemy nasz sposób wytrawiania i tworzenia płytek PCB w technologi przewlekanej możemy przejść do następnego etapu, czyli projektowanie płytek w technologi SMD. Jest to o tyle ważne, że płytki w tej technologi można wykonać mechanicznie przez maszyny, bez konieczności zatrudniania ludzi, co zmniejsza koszty produktu. Z tego właśnie powodu we wszystkich programach do projektowania płytek nie można wstawiać elementów w dowolne miejsca, tylko trzeba poruszać się po siatce punktów oddalonych od siebie o 1,27mm lub 2,54mm. Takie podejście ułatwia maszynom trafianie w odpowiedni punkt. Projektowanie takich płytek jest podstawową umiejętnością elektronika. Jeśli kiedyś myśleliście o pracy jako elektronik, to jak najszybciej nauczcie się projektować takie obwody i lutować elementy SMD.

W technologi powierzchniowej SMD wszystkie małe elementy takie jak kondensatory, oporniki i diody, ładowane są w obudowy o nazwach np. 0603, 0805, 1206 itd te liczby, to po prostu informacje o rozmiarach obudowy. My na szczęście nie musimy pamiętać samych rozmiarów, ponieważ program do rysowania schematów ma już te rozmiary zdefiniowane. Wystarczy tylko pamiętać numer tych obudów. Wspominam o tym tylko dlatego, żebyście wiedzieli co to za liczby.

Do podzespołów takich jak drivery, procesory i tranzystory w technologi SMD jest masa obudów SOP, TQFP itp. Różnią się one od siebie wieloma rzeczami począwszy od wielkości, kształtu, ilością pinów oraz odstępów między pinami.

Obudowa sop24:

Obudowa TQFP32:

My na szczęście nie musimy sami definiować tych obudów, ponieważ jest to wszystko ustandaryzowane i zdefiniowane w bibliotekach. Jeśli naszego elementu nie ma w bibliotece, to na pewno jest w bibliotece obudowa tego elementu. Dlatego wystarczy zaprojektować sam element, zobaczyć jaką ten element ma obudowę w nocie katalogowej i przypisać obudowę z gotowej biblioteki do odpowiednich wyprowadzeń nowego elementu.

Filmik na początku artykułu przedstawia sposoby lutowania elemntów SMD oraz ich demontaż. Więcej informacji znajdziecie na http://poradnik.telewizor.eu/lutowanie-smd.html. Niezłe filmiki i obrazki z przykładami lutowania SMD z pomocą zwykłej grotowej lutownicy i plecionki lutowniczej można znaleźć na stronie http://www.sparkfun.com/tutorials/96