Pagina 2
Auteurs: Thomas Riegler en Burkhard Kainka ISBN 978-3-645-10062-5 Geproduceerd in opdracht van Conrad Electronic SE, Klaus-Conrad-Str. 1, D-92240 Hirschau Alle rechten voorbehouden, ook op fotomechanische weergave en opslag in elektronische media. Het aanma- ken en verspreiden van kopieën op papier, op informatiedragers of op het internet, speciaal als PDF, is slechts met uitdrukkelijke toestemming van de uitgeverij toegestaan en overtredingen worden strafrechtelijke ver- volgd.
Inhoudsopgave Inleiding Componenten Batterij Weerstanden Keramische condensator Elektrolytische condensator Transistor Diode Geïntegreerd schakelcircuit (IC) Principes van solderen Wat is solderen? Der soldeerbout Soldeergereedschap Te warme en te koude soldeerpositie Het juiste gereedschap Alvorens u met solderen begint Het solderen Gevlochten draad vertinnen Draden aan elkaar solderen Componenten voorbereiden Draadbruggen op een stramien solderen...
Pagina 4
4.12 SMD operationele versterker solderen 4.13 Vlak naast elkaar liggende componenten solderen 4.14 Solderen van gevoelige elektrische componenten 4.15 Door solderen veroorzaakte kortsluitingen opheffen 4.16 Transistorcircuit rondmaken 4.17 Schakelingen controleren en te lange einden inkorten 4.18 Lossmelten van meerpotige componenten 4.19 Het meesterstuk 4.20 Andere circuits...
1 Inleiding De vakhandel biedt allerlei bouwpakketten voor elektronische schema’s aan om zelf te solderen. Om daarmee te kunnen werken, moet men met een soldeerbout om kunnen gaan. Dit leerpakket helpt u stap voor stap de geheimen van het solderen te ontdekken. In op elkaar afgestemde, opbouwende oefeningen leert u, hoe de verschillende componenten moeten worden gesoldeerd en hoe men complete schema’s kan ontwikkelen en opbou- wen.
2 Componenten 2.1 Batterij De batterij moet bij ieder schema met de juiste polariteit worden aangesloten. De batterij- clip, die daarvoor nodig is, heeft een rode (pluspool) en een zwarte aansluitdraad (minu- spool). Beide draden moeten overeenkomstig de juiste polariteit worden gesoldeerd. Afbeelding 1: Bedrijfsduur met een batterij 2.2 Weerstanden Weerstanden behoren tot de eenvoudigste elektronische componenten.
Afbeelding 3: Weerstand Afbeelding 4: Schakelsymbool van een weerstand 2.3 Keramische condensator De condensator is een andere belangrijke elektronische component. Hij komt in twee uit- voeringen. De eenvoudigere variant is de kleine, ronde en vlakke keramische condensator. Deze is bestand tegen verkeerde polarisatie. Capaciteiten worden in Farad (F) uitgedrukt. Het opschrift van de keramische condensator heeft een kleurcode.
minpool is aangegeven met een witte lijn, en heeft een kortere aansluitdraad. Als de elco verkeerd gepolariseerd wordt ingebouwd, gaat hij kapot. Het opschrift is in gewone tekst. Afbeelding 7: Schakelsymbool van een elektrolytische condensator Afbeelding 8: De elektrolytische condensator moet worden ingebouwd met de juiste polarisatie. 2.5 LED Bij het inbouwen van een lichtdiode moet altijd op de polariteit worden gelet.
Afbeelding 9: Een LED moet altijd met de juiste polariteit worden ingebouwd. Afbeelding 10: Schakelsymbool van een LED 2.6 Transistor De transistor versterkt kleine stromen. De aansluitingen van de transistor heten emitter (E), basis (B) en collector (C). De cilindrische behuizing is aan een kant vlakker. Daar is het typeplaatje opgedrukt.
Afbeelding 12: Schakelsymbool van een NPN transistor 2.7 Diode Een diode laat stroom alleen maar in één richting door en blokkeert de stroom in de an- dere richting. Men kan het zich voorstellen als een terugslagventiel uit de loodgieterij. Gewone dioden hebben, net zoals weerstanden, een cilindrische vorm. De minuspool (kathode) wordt gemarkeerd met een streep.
Afbeelding 14: SMD dioden zijn uiterst klein. 2.8 Geïntegreerd schakelcircuit (IC) Het leerpakket bevat een IC van het type LM358 als SMD constructie. Bij het solderen van het IC moet op de inbouwrichting worden gelet. Verkeerde polarisatie moet worden ver- meden, omdat dat de component kan vernietigen.
3 Principes van solderen 3.1 Wat is solderen? In de elektrotechniek, solderen is een van de basismanieren om verbindingen te maken. Door het solderen maakt u een onverwijderbare, elektrische geleidende verbinding. Daar- bij verbindt u met behulp van een gesmolten metalliek bindmiddel (soldeer) twee metal- lieke materialen –...
Universele soldeerbouten Universele soldeerbouten zijn iets groter. Het vermogensverbruik is tussen ongeveer 20 en 40 W. Ze zijn bijzonder geschikt voor hobby’s en voor handwerk. Maar u kunt er even- goed ook nog zeer goed mee solderen op het gebied van elektronica. Zij zijn ook de eer- ste keus, wanneer u een eenvoudige tot middelzware elektronica gereedschapskist wilt opbouwen.
Pagina 14
Een pincet voor kleine SMD componenten en een loep kunnen ook goed van pas komen. Afbeelding 17: 15 W precisie-soldeerbout van Conrad Electronic (bestelnr.: 588539-62); die is het beste voor het solderen van elektronica.
Pagina 15
Afbeelding 18: Stabiele soldeerbouthouder met soldeerspons voor het reinigen van vervuilde soldeerpunten Afbeelding 19: In de schroefbank voor fijnmechanica kunt u platines goed inspannen en comfortabel solderen. Afbeelding 20: Soldeerhulpstukken met loep kunnen de platine ook vasthouden.
Afbeelding 21: Lossmeltzuigpomp (Bestelnr.: 588502-62) voor het verwijderen van overtollig soldeer 3.4 Te warme en te koude soldeerpositie Probleemloos solderen herkent u aan de mooie glans. Een koude soldeerpositie doet daarentegen enigszins mat aan en heeft ook vaak een klonterig oppervlak. Een onvolko- men soldeerpositie herkent u ook, wanneer de kleine soldeerkegel rondom de aansluiting van de component ontbreekt of nauwelijks aanwezig is.
Als u alleen maar een soldeerbout nodig hebt, dan raden wij ook de bij Conrad Electronic verkrijgbare 15 W handsoldeerbout (bestelnr.: 588539-62) en de lossmeltzuigpomp (be- stelnr.: 588502-62).
Afbeelding 23: De beginners-soldeer-set (bestel nr.: 588292-62 bevat alles dat u voor het leren solderen nodig hebt. 3.6 Alvorens u met solderen begint Probleemloos solderen lukt alleen maar wanneer u de soldeerpunt altijd schoon houdt. Veeg de soldeerpunt regelmatig met een vochtige spons af. Daarmee komt u van overtol- lig soldeer af.
4 Het solderen 4.1 Gevlochten draad vertinnen Draden met dunne strengen zijn moeilijk om te solderen, omdat bij het solderen de stren- getjes alle kanten op gaan. Hoe perfect getinde draden eruit zien, kunt u zien aan de draadeinden van de batterijclips. Knel de vertinde delen af en isoleer ongeveer 5 mm. Wring de strengen daarna gelijkmatig met de vingers.
4.2 Draden aan elkaar solderen Om ervoor te zorgen dat beide draden tijdens het solderen in positie blijven en u beide handen vrij hebt om te solderen, moet u ze in de elektronica schroefbank plaatsen en in positie brengen. Daarna beide draadeinden gelijktijdig verhitten met de soldeerpunt. Nu moet het soldeertin worden toegevoegd daar het naar de verhitte soldeerpositie te bewe- gen.
90° om. Doe hetzelfde met de tweede aansluiting. Beide haaks gebogen draden moet nu in dezelfde richting wijzen. Oefen het buigen eerst een paar millimeter verder weg aan de beide einden. Afbeelding 29: De draad wordt met een elektronica rondtang recht gebogen. Afbeelding 30: Bij elektrische componenten mogen de draden niet direct aan de behuizing worden gebogen.
Pagina 22
en de draadbruggen op een werkplaat. Nadat u een geïsoleerd eind van een draadbrug op een contactvlak hebt uitgelijnd, moet u de draad en de soldeerpositie verhitten met de soldeerpunt en een beetje soldeer toevoegen. Let er daarbij op, dat u geen verbinding met de naastliggende soldeervlakken maakt.
Afbeelding 31: Draadbruggen solderen aan een zijdelings stramien 4.5 Draadbruggen op een puntenpatroon solderen Wanneer u draadbruggen op een puntenpatroon soldeert moet u de draadeinden, die moeten worden gesoldeerd, door de boringen van het gatenpatroon van de oefenplatine steken. Het bijzondere: Om elke boring bevindt zich allen een kleine metalen ring, die ge- ïsoleerd is van de naastliggende.
Afbeelding 32: Soldeerbout en soldeer moeten precies op het soldeeroog worden bewogen. Het solderen moet maar enkele seconden duren. 4.6 Draadbruggen op een puntenpatroon solderen – variant 2 De platines in het leerpakket hebben maar een laag aan een kant, net zoals bij de meeste soldeersets.
Afbeelding 33: Om ervoor te zorgen, dat de doorgestoken componenten er tijdens het solderen niet uitval- len, moeten de aansluitdraden ietsje opzij worden gebogen. Afbeelding 34: De platine wordt omgedraaid om te solderen. 4.7 Zijdelingse draadbruggen lossmelten Lossmelten moet ook worden geleerd. Ook daarvoor moet de soldeerbout tot bedrijfstem- peratuur worden verhit.
Let er bij het lossmelten op, dat u geen naastliggende soldeerposities of componenten aanraakt met de hete soldeerbout. Houd de procedure van het lossmelten kort. Binnen ongeveer 5 seconden moet u een draad hebben losgesmolten. Afbeelding 35: Terwijl een soldeeroppervlak wordt verhit, trekt men lichtjes met de vingers aan de draad, totdat die loskomt.
Afbeelding 36: Ook bij deze variant moet er tijden het verhitten losjes aan de draad worden getrokken. 4.9 Eenvoudig LED circuit: Voorbereidingen Voor het eerste circuit hoeft u volgens het schakelschema alleen maar de batterijclip, een weerstand en een diode te solderen. Ondanks het eenvoudige circuit rijst eerst de vraag, hoe dat op de platine kan worden overgebracht.
Afbeelding 37: Schema van het eenvoudige LED circuit Afbeelding 38: Neem het schema over op een kleine handmatige schets, waaruit u kunt opmaken welke individuele componenten moeten worden gesoldeerd. 4.10 Eenvoudig LED circuit Met de hiervoor gemaakte soldeerschets kunt u nu gaan solderen. Begin met de weer- stand.
Pagina 29
naast de weerstand aansluitende stramien de anode van de diode. De kathode soldeert u aan een van de naastliggende strips. Let er bij het solderen op, dat de onderste boringen van de stramiensegmenten vrij moeten blijven. Steek de rode plusleiding van de batterij- clip door de boring van de strip, waar u de linker aansluiting van de weerstand hebt ge- soldeerd.
Pagina 30
Afbeelding 40: De draden van de batterijclip moeten door de nog vrije boringen aan de beide uiterste contactvlakken worden gestoken en gesoldeerd. Afbeelding 41: Tenslotte moet de verbinding tussen weerstand en LED met rijkelijk soldeer worden gesoldeerd.
Pagina 31
Bij uw eerste lossmeltoefening zult u gemerkt hebben, dat er na het lossmelten van een component of een draadbrug en restant soldeer op de soldeerpositie achterblijft. Meestal hoopt zich dat op in de boring, zodat er geen aansluitdraden meer doorgestoken kunnen worden.
Afbeelding 43: Nadat de lossmeltzuigpomp een keer is toegepast, is de soldeerbrug verwijderd. 4.11 SMD diode solderen SMD staat voor »surface mounted device« en betekent »op de oppervlakte gemonteerde apparaat«. SMD componenten hebben meestal geen draadaansluitingen, maar moeten direct op de platine worden gesoldeerd. Bovendien zijn ze uitgesproken klein. De bij de soldeercursus behorende SMD diode 1N4148 is, inclusief zijdelingse aansluitingen, slechts 3 mm lang.
Pagina 33
Plaats de SMD diode met een pincet op het inbouwvlak en houd het daar, terwijl u het met de solbeerbout vastzet. Verhit daarvoor voor een seconde de diode aan de zijkant met de voorvertinde pad. Daarmee is de SMD diode aan een kant gesoldeerd. Tenslotte soldeert u het tweede diode-einde op de reeds bekende manier.
Afbeelding 46: Terwijl de SMD diode met de pincet in positie wordt gehouden, moeten de voorvertinde pad en de daarop rustende diode-aansluiting worden verhit. Afbeelding 47: Tenslotte moet het tweede einde door het toevoegen van een beetje soldeer worden gesol- deerd.
Pagina 35
van het IC veld aan de platine vooraf met een beetje soldeer. Nadat u op basis van de markering de inbouwpositie van de IC hebt vastgesteld, lijnt u hem met een pincet uit op de platine, zodat de aansluitingen direct op het contactoppervlak liggen. Ter- wijl u de IC met een pincet in positie blijft houden, verhit u de aansluiting op de voorver- tinde pad.
Pagina 36
Afbeelding 49: Vertin eerst een pad vooraf. Afbeelding 50: Elke aansluiting moet apart worden gesoldeerd.
4.13 Vlak naast elkaar liggende componenten solderen Met deze oefening begint u stap voor stap de opbouw van een transistor circuit. Wanneer alle componenten vanaf het begin in de laatst gebruikte positie inbouwen, komt u stap voor stap tot een volledig circuit. Het kan zijn dat individuele componenten vlak naast elkaar moeten worden gesoldeerd of door hun aansluitingen kan het nodig zijn, dat zij in de onmiddellijk naastliggende borin- gen of soldeerogen moeten worden gesoldeerd.
Pagina 39
Afbeelding 52: Als men van het midden naar de rand werkt, kunnen vlak naast elkaar liggende solderin- gen zonder problemen worden gerealiseerd. Afbeelding 53: Met een rustige hand kunnen ook hogere componenten (zoals hier LEDs) aan onmiddellijk ernaast liggende soldeerogen worden gesoldeerd.
4.14 Solderen van gevoelige elektrische componenten Transistors en ICs zijn gevoelige componenten, die niet willekeurig lang mogen worden verhit, omdat ze dan vernietigd zouden worden. Hier gaat het erom, snel en accuraat te solderen. Des te sneller het u lukt een pin van gevoelige componenten te solderen, des te minder worden ze thermisch belast.
4.15 Door solderen veroorzaakte kortsluitingen opheffen Bij vlak naast elkaar liggende soldeerpunten en componenten, geleidepaden, enz, kan het gebeuren, dat tijdens het solderen een geleidende verbinding wordt gemaakt met het sol- deertin. Het circuit is daarmee nog niet verwoest. U kunt het circuit nog repareren door het overtollige soldeer te verwijderen.
Pagina 42
Afbeelding 57: Soldeerklonten kunnen door verhitten en opzuigen met de lossmeltpomp worden verwijderd. Afbeelding 58: Hier veroorzaakt soldeer kortsluiting tussen twee stramienen. Het beetje soldeer kan met de soldeerbout worden verwijderd.
Afbeelding 59: Laatste restanten kunnen met een kleine elektronica schroevendraaier of een naald worden weggekrast. 4.16 Transistorcircuit rondmaken Nadat u de weerstanden, de LEDs en de transistor op de platine hebt gesoldeerd, ontbre- ken alleen nog de batterijclip, enkele draadbruggen en een circuit. Dat maakt u uit twee stukken draad, die u slechts aan een einde op het circuit soldeert.
Afbeelding 60: Het afgemaakte circuit 4.17 Schakelingen controleren en te lange einden inkorten Alvorens u het circuit in bedrijf neemt, moet u visueel controleren of alle componenten correct zijn ingebouwd en er geen solderen is vergeten. Pas nu kunt u de te lange einden van de aansluitdraden van de componenten inkorten met een elektronica zijsnijder.
Afbeelding 61: Te lange einden van de aansluitingsdraden kunnen, nadat het circuit klaar is en gecontro- leerd, met een elektronica vlaktang worden afgeknepen. Afbeelding 62: De afgeknepen aansluitingen moeten 0,5 – 1 mm uit de platine steken. Afbeelding 63: Aansluitdraden moeten net boven de soldeerkegels worden afgeknepen. 4.18 Lossmelten van meerpotige componenten Eenvoudige componenten, zoals draadbruggen of weerstanden, kunnen probleemloos worden losgesmolten.
Pagina 46
een soldeer positie te verhitten en bij het vloeibaar worden de component eruit te trek- ken. Daar is de lossmeltzuigpomp voor nodig. Verhit eerst een van de soldeerposities van de drie transistoraansluitingen en houd de lossmeltzuigpomp bereid op de werkpositie. Zodra het soldeer vloeibaar wordt ontgren- delt u de pomp, waardoor een deel van het soldeer wordt opgezogen.
Afbeelding 66: Met de lossmeltzuigpomp moet met meerdere herhalingen het soldeer volledig uit alle drie de soldeerpunten worden gezogen. 4.19 Het meesterstuk Bouw een schemercircuit voor uzelf volgens het hieronder afgedrukte schema. Bij dit circuit oefent u nogmaals alles wat u in deze soldeercursus hebt geleerd. Daartoe behoort hoe u het circuit op de platine brengt, hoe u de LEDs, transistor, SMD-IC en SMD diode juist in- bouwt en hoe u correct soldeert.
4.20 Andere circuits Met de in het soldeer-leerpakket aanwezige componenten kunt u veel meer circuits solde- ren, bv. de meeste circuits van de Conrad Electronic Adventskalender voor de jaren 2008, 2009 en 2010. U kunt de sjablonen voor de circuits downloaden onder...