Главная » Хабрахабр » Стрелочные LED-часы для обучения пайке SMD компонентов

Стрелочные LED-часы для обучения пайке SMD компонентов

Последний год в нашем хакспейсе параллельно развиваются несколько проектов, которые время от времени порождают на этот свет новые железки, прежде всего, образовательного характера.

Это набор для обучения SMD пайке — LED часы. В этой статье я расскажу об одной такой интересной штуковине, которую мы сделали некоторое время назад. Под катом подробное описание набора, причины появления, и видеоурок по SMD пайке!

Это могут быть хотелки наших дружественных преподавателей кружков, или самих школьников, их родителей. image
Вообще, идеи для своих железок мы берем из учебного процесса, который постоянно бурлит вокруг нас. Другую часть — учебные стенды для оттачивания навыков сборки схем, пайки, и программирования. Среди пожеланий большую часть занимают разные датчики, модули питания, контроллеры.

И чтобы её реализовать не требуется много фантазии. Научить школьников, студентов да и их наставников поверхностному монтажу — одно из таких всеобщих пожеланий. Пока рука не начнет тыкать паяльник точно в нужное место под нужным углом и с нужной силой. Развитие любого навыка заключается в повторении однообразных действий. Пока не начнешь видеть красоту в каждой точке своей пайки.

Можно купить у Китайцев плату с кучей посадочных мест для SMD компонентов, без какой либо функции. Для тренировки навыка нужен подходящий стенд. Можно найти и более интересные наборы, но порой слишком сложные для первого боя (тот же POV глобус).

Мы решили сделать такой стенд в виде стрелочных наручных часов с кучей SMD компонентов, записать для всего этого видеоурок и учить своих ребят технологиям хотя бы не прошлого.

Для тех, кто еще не с нами: что такое SMD?

В переводе с английского, SMD — это surface mounted device, то есть «устройство, монтируемое на поверхность». В отличие от технологий, предшествующих очередному этапу миниатюризации, SMD элементы занимают гораздо меньше места. SMD позволяет сделать устройство очень компактным. Достаточно посмотреть на материнскую плату любого смартфона, чтобы понять о чем идет речь.

Элементы прямоугольной формы такие как светодиоды или резисторы измеряются по длинам сторон. SMD бывают разных размеров. В переводе с дюймовой системы в метрическую это соответствует размеру 2 x 1,25 мм. Например, на Ардуино установлены светодиоды 0805. А большинство керамических конденсаторов на той же плате имеют размер 0603 = 1,6 x 0,8 мм.

image

Например, размер диода SOD-123 соответствует 3,68 x 1,17 x 1,60 мм. У обычных диодов размеры другие. В общем, существует большое разнообразие типов и размеров корпусов SMD. А вот пример трёхногого транзистора: SOT-323 = 2 x 1,25 x 0,95 мм.

Набор LED-часы

Как уже стало понятно, набор содержит SMD разных размеров и печатную плату, на которую всё это нужно припаять. На плате уже имеется микроконтроллер и кварцевый резонатор, которые мы не рискнули давать отдельно (по крайней мере в этой версии).

Нижняя стороны платы очень похожа на позитронный мозг:

Верх:

Выбор может показаться экзотическим. Сердце часов — микроконтроллер MSP430G2553. Мы применили то, что было в данных обстоятельствах оптимальным. Однако, часы не позиционируются как стенд для обучения программированию.

Тренировка идет шаг за шагом, с постепенным усложнением. Чтобы часы заработали, потребуется смонтировать на плате 61 светодиод, немного резисторов и керамических конденсаторов. В конце останется припаять совсем чуть-чуть самых мелких резисторов и конденсаторов 0603. Сначала нужно будет припаять 12 самых крупных светодиодов 1206, затем ещё 49, но уже меньшего размера — 0805.

Собрав всё воедино, получатся работающие наручные светодиодные часы с виртуальной стрелкой!

В состав набора входит:

  • печатная плата с предустановленным и уже запрограммированным микроконтроллером;
  • светодиоды размера 1206 и 0805;
  • резисторы размера 0603;
  • конденсаторы размера 0603;
  • крепление элемента питания;
  • элемент питания CR2032.

Теперь что касается инструмента. Вообще, большинство школьников вынуждены паять папиными или скорее всего уже дедушкиными паяльниками на 60-80 Вт с толстенным жалом. Умеючи, можно и таким аппаратом паять SMD, но это является форменным насилием.
Для перехода с SMD монтажу рекомендуется добыть паяльную станцию с тонким жалом. Можно самую простую китайскую, или вот такой DIY образец (нашего хорошего соратника):

image

Пинцеты вообще заслуживают отдельного поста. Ещё понадобится пинцет с тонкими и ровными губцами. Настоятельно рекомендую пинцет для SMD держать в хорошо охраняемом месте! Некоторые нерадивые люди постоянно норовят что-нибудь поковырять острым пинцетом, от чего его губцы гнутся и тупятся.

Формально, можно использовать припой с флюсом и не применять ничего сверх. Следующая необходимость — припой и флюс. AmTech — идеально, но сойдет и ЛТИ-120 с кисточкой. Но на практике, особенно новичку, лучше воспользоваться хорошим жидким или гелевым флюсом. Припой же можно самый обычный, но тонкий: 0,5 — 0,8 мм с флюсом.

Видеоурок по монтажу SMD

Вместо кучи текста, наш лучший из лучших в манипуляциях с микрообъектами (Степан Глушков) снял видеоурок по основами пайки SMD на примере этих самых LED-часов.

Демонстрация работы

Наконец, вот что получится, если хватит терпения.

Исходные коды программы и Geber-файлы платы можно скачать на сайте RobotClass.

Будем рады выслушать критику! В нашей несекретной лаборатории RobotClass готовятся и другие интересные наборы, в том числе и по тренировке навыков пайки.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

В школах Кировской области заработала Фабрика программистов

Мы запустили проект по бесплатному обучению школьников основам современной веб-разработки в стеке Node.js / React. Пока проект работает в пилотном режиме в нескольких школах Кировской области, но мы принимаем заявки на подключение из других регионов – https://coderfactory.ru. Предыстория Все началось ...

Китай подтверждает лидерство в азиатской лунной гонке

В нулевых годах в Азии началась вторая «лунная гонка». В отличие от первой, когда в 1960-х соревновались СССР и США, стран-участников оказалось больше, а вот бюджеты меньше, и общие сроки дольше. На старте было три участника — Индия, Китай, Япония. ...