Spájkovanie banánových konektorov a krokosvoriek
Banánový konektor sa používa nielen v amatérskych projektoch a školskom vzdelávaní, ale aj v profesionálnych aplikáciách – stretneme sa s ním napríklad v multimetroch a napájacích zdrojoch. Jeho obrovskou výhodou je jednoduchosť, nízka cena a dobrá prúdová zaťažiteľnosť (hoci túto vlastnosť budeme mať možnosť využiť len zriedkavo). Ako v mnohých prípadoch, ani tu sa nevyplatí vyberať si najlacnejšie výrobky, ktoré sa s veľkou pravdepodobnosťou rýchlo zlomia alebo stratia pružnosť kontaktov.
Čomu sa oplatí venovať pozornosť? Po prvé, konektory tohto typu sa vyrábajú v niekoľkých priemeroch. Vzhľadom na obľúbenosť a pohodlie je najlepšie zvoliť veľkosť 4 mm. Po druhé, niekedy sa kábel pripevňuje k banániku spájkovaním, ale bez problémov môžeme nájsť aj konektory vybavené skrutkovacími svorkami, kde je vodič kábla pripevnený k jeho kontaktu pomocou skrutky. Po tretie, banánové zástrčky môžu byť vybavené zásuvkou, ktorá umožňuje ich sériové zapojenie, napríklad na predĺženie alebo rozvetvenie vedenia. Možno len vyzdvihnúť, aká užitočná môže byť takáto funkcia. Pokiaľ ide o samotné banánikové zásuvky, niektoré modely majú skrutkovací plastový kryt, ktorý umožňuje pripojenie „holého“, nezapojeného kábla alebo vidlice/koncovky. Ak máme na výber (ako napríklad v ponuke TME), rozhodnime sa pre takýto model so zásuvkou. Po štvrté, neobmedzujme sa z hľadiska farby. Okrem čiernych (t. j. tzv. nulových) a červených konektorov (zvyknú označovať 5 V napájacie vedenie) zvážme nákup ďalších farieb, aby boli naše obvody prehľadnejšie. Po piate, nezabudnime, že okrem samotných zástrčiek a zásuviek budeme potrebovať aj vodiče na vytvorenie prepojovacích káblov. Kvôli pohodliu je najlepšie použiť káble s jedným vodičom vyrobené vo forme lanka (viacero jemných medených drôtov) s prierezom od 1 do 2 mm2, t. j. cca 1,5 mm.
Štvormilimetrové banánové konektory majú ďalšiu dôležitú výhodu: sú kompatibilné s mnohými modelmi krokosvoriek. Ich držiaky sú často vyhotovené v tvare kovového valca práve preto, aby umožňovali pripojenie k banánovému konektoru. Krokodíliky nám uľahčia pripojenie mnohých elektrických/elektromechanických komponentov, ako sú spínače alebo motory, k našim projektom.
Elektrické svorky na učenie základných obvodov
V tejto fáze má použitie bežných elektrických svoriek niekoľko výhod. Sú to lacné výrobky, na ktorých obsluhu stačí skrutkovač. Pri práci s deťmi to zároveň poskytuje príležitosť naučiť sa zaobchádzať s náradím. Môžeme však použiť aj svorky WAGO. Sú prispôsobené káblom s rôznym priemerom, dajú sa opakovane a veľmi jednoducho použiť. Pri ich používaní sa stačí vybaviť zdrojom napájania, niekoľkými káblami, spínačmi a držiakom žiarovky – a ste pripravení na prvé úlohy.
K užitočnému elektrickému príslušenstvu patria aj jednorazové lisované svorky na vodiče, hliníkové dutinky a konektory (napr. očkové, vidlicové), ktoré sú vynikajúce ako náhrada spájkovaných spojov. Profesionáli na ich montáž používajú špeciálne lisovacie nástroje, ale na začiatok postačia obyčajné kliešte.
Ako sa naučiť spájkovať krok za krokom?
Ak nám uvedené spôsoby spájania drôtov a iných súčiastok nevyhovujú a sme naďalej odhodlaní začať spájkovať, treba mať na pamäti niekoľko základných informácií. O základoch spájkovania sme už publikovali nejeden článok – opisovali sme dostupné zariadenia aj výrobky, ktoré uľahčujú prácu, parametre spájok aj druh príslušenstva. Preto na tomto mieste uvedieme len niekoľko základných pravidiel a rád.
V prvom rade si zapamätajte, že spájku (všeobecne známy cín) nanášame na mieste spájania súčiastok. Najčastejšou chybou, ktorej sa amatéri dopúšťajú, je používanie hrotu spájkovačky ako nástroja na nanášanie spájky. Spájkovací drôt by sa mal rozpúšťať iba dotykom s povrchom rozohriatym spájkovačkou – tým sa zabezpečí správne pôsobenie tavidiel a aktivátorov obsiahnutých v spojovacom materiáli.
Nezabudnite očistiť spájané povrchy izopropylalkoholom. Spájka by mala byť v priamom kontakte s kovmi, aby sa zabezpečila nízka odporová vodivosť. Predpokladom takéhoto spoja bude aj trpezlivosť pri zahrievaní súčiastok, ako aj uistenie sa, že hrot dosiahol cieľovú teplotu. Značkovej spájkovacej stanici trvá dosiahnutie cieľovej teploty niekoľko sekúnd, zatiaľ čo lacnej spájkovačke to trvá približne niekoľko minút. Dobrým zvykom je tiež očistiť dokončené spoje.
Pri príprave na spájkovanie začnite s jednoduchými cvičeniami. Môžeme si napríklad kúpiť veľkú (hoci aj najlacnejšiu) prototypovú dosku, t. j. univerzálnu predvŕtanú laminátovú dosku plošných spojov, a pokúsiť sa čo najpresnejšie pokryť každý kontakt primeraným množstvom spájky. Potom sa pokúste spájkovať všetky lacné súčiastky – DIP podložky. Oplatí sa tiež osvojiť si zručnosť pocínovania vodičov so žilou v podobe lanka (spájka by mala vybieliť a preniknúť medzi medené vlákna). Robme takéto cvičenia, kým sa nebudeme cítiť istí.
Prečo je potrebné zvážiť slovo nie ako úvod do vzdelávania? V sociálnych médiách, predovšetkým v materiáloch vplyvných popularizátorov, sa často hovorí o technike spájkovania/odspájkovania horúcim vzduchom a o príprave vlastných plošných spojov. Určite ide o techniky, ktoré stoja za používanie, no majú veľmi špecifický rozsah použitia – nechajme si ich na neskôr.
Investície do spájkovania a súvisiaceho dielenského vybavenia sa delia na dve skupiny: vybavenie, z ktorého každý nadšenec časom vyrastie, a výrobky, ktoré nám budú slúžiť roky. Napríklad pri prvých cvičeniach a jednoduchých projektoch nevyužijeme možnosti, ktoré ponúkajú profesionálne spájkovacie stanice. Začnime teda s lacnou spájkovačkou s ohrievačom s výkonom minimálne 50 W. Pamätajme aj na nákup ďalších hrotov s koncovkami rôznych tvarov (konečný výber je vecou individuálnych preferencií, ktoré musíme určiť sami). V tejto fáze náš pokrok nespomalí, ak budeme pri nákupe príslušenstva šetrní (alebo sa ho úplne vzdáme). Medzi najobľúbenejšie pomôcky patria: držiak PCB, ktorý uľahčuje montáž komponentov; stojan na spájkovačku; najjednoduchšia odsávačka cínu používaná na odspájkovanie komponentov (THT) alebo konektorov. Výpary z roztavenej spájky a tavidiel vykazujú stopovú škodlivosť, preto mnohí výrobcovia ponúkajú aj pohlcovače výparov určené pre elektronické dielne. Pri príležitostnom spájkovaní možno rovnaký účinok dosiahnuť sedením v dobre vetranej miestnosti a zapnutím jednoduchého ventilátora v blízkosti pracovnej plochy, ktorý výpary účinne rozptýli.
Spájkovacie príslušenstvo
Na druhej strane je dobré hneď na začiatku sa vybaviť niekoľkými predmetmi, ktorých kvalita by nemala závisieť od skúseností používateľa. Prvou z nich by mala byť spájka s malým priemerom (do 1 mm). Na spájkovanie používame zliatiny vybavené tavným jadrom. Tu je potrebné pripomenúť, že bezolovnaté zliatiny sú bezpečnejšie ako zliatiny obsahujúce olovo, ale zároveň sa tavia pri oveľa vyššej teplote, vyžadujú použitie agresívnych chemikálií a staníc, ktoré presne kontrolujú teplotu procesu spájkovania. Treba tiež dodať, že podľa predpisov je olovnatý cín určený len na profesionálne použitie a súkromní zákazníci si ho nemôžu kúpiť. Spájku možno zakúpiť v rôznych množstvách, no bude rozumné začať kúpou malého balenia výrobku, ale keď nájdete materiál, ktorý vyhovuje vašim preferenciám, stojí za to zvážiť kúpu veľkej cievky (? 0,5 kg) vybranej spájky.
Medzi ďalšie výrobky, bez ktorých sa možno nezaobídete, patria odspájkovací oplet, čistič, tavidlo a podložka. Oplet je pás jemných medených vlákien, ktorý sa používa na čistenie dráh plošných spojov od najmenších nánosov spájky – príliš malých na to, aby sa dali odstrániť odsávačkou. Časť opletenia pritlačte na čistenú oblasť pomocou zahriateho hrotu spájkovačky – kapilárny jav spôsobí, že roztavené spojivo prenikne medzi vlákna. Malá poznámka pre začiatočníkov: keďže meď je výborným vodičom tepla, odspájkovanie touto metódou by sa malo vykonávať pomocou malých úsekov opletu (približne 2 cm), najlepšie držaných pinzetou – zabráni sa tak nežiaducemu poklesu teploty hrotu.
Spájkovací hrot nevyžaduje špeciálnu údržbu, ale udržiavanie v dobrom stave predĺži jeho životnosť. Je vhodné nezabudnúť na jeho pocínovanie. V súčasnosti sa za každých podmienok používajú špeciálne čistiace prostriedky z tenkých pásikov mäkkých kovov. Na odstránenie väčšiny nečistôt z hrotu stačí niekoľkokrát otrieť rozžeravený hrot o ich povrch. Túto činnosť treba vykonávať mimo dosahu tváre, aby sa zabránilo tomu, že padajúce úlomky spájky zachytia oko. Čistiace prostriedky sú cenovo dostupné – až natoľko, že pri ich objednávaní by ste sa mali rozhodnúť pre kúpu pevnej nádoby, aby ste si uľahčili ošetrovanie hrotu jednou rukou.
Na udržanie poriadku na pracovisku, ako aj na ochranu stolovej dosky bude dobré použiť silikónovú podložku. Je vyrobená tak, aby sa vplyvom tepla výrazne nedeformovala. Často má aj plytké priehradky, ktoré sú výborné na zlepšenie organizácie súčiastok a mechanických častí pri montáži a demontáži elektronických zariadení.
Pokiaľ ide o chemické látky, na začiatok postačia dva prostriedky: prípravok na odstraňovanie nečistôt z povrchu DPS (chemické zvyšky, nečistoty) a tavidlo. To nemusí byť drahé, stačí roztok kolofónie. Dbajte na to, aby jej nádoba bola vybavená vhodným aplikátorom, napríklad uzáverom so štetcom. Na prácu s najmenšími súčiastkami sa používajú tavidlom naplnené perá (z ang. flux pen), ale táto praktická pomôcka sa osvedčí len pri práci s povrchovo montovanými súčiastkami (SMD).
V nasledujúcich častiach seriálu sa pokúsime predstaviť niekoľko inšpiratívnych smerov, ktorými sa môžeme uberať pri realizácii prvých elektrických obvodov alebo pri výučbe elektroniky pre deti.
Text spracovala spoločnosť Transfer Multisort Elektronik, Sp. z o. o.
Pokračovanie v ďalšom vydaní.
