Пайка-важный навык для любого конструктора дронов FPV, но он может напугать новичков. В этом руководстве мы расскажем вам все, что вам нужно знать, чтобы начать пайку и создать прочные и надежные соединения для вашего дрона.
Вы новичок в FPV и все еще задаетесь вопросом, какие инструменты могут потребоваться для создания и ремонта дронов FPV? Просмотрите этот пост, чтобы узнать список основных инструментов, которые вам понадобятся.
Что такое пайка?
Пайка является основным навыком в мире создания и ремонта дронов FPV. Навык включает использование расплавленного припоя для соединения двух металлических компонентов. Хотя это может показаться простым, для его освоения требуется много практики. Прежде чем углубляться в процесс пайки, важно помнить о нескольких вещах. Отсутствие тремора (и терпения) имеют решающее значение. Важно использовать качественный паяльник со сменным жалом, чтобы обеспечить стабильную и точную пайку. Терпение и решимость являются ключевыми — лучшие паяные соединения выполняются быстро, но без спешки. Наконец, всегда будьте осторожны, чтобы не обжечься в процессе!
Паяльные инструменты
Наличие высококачественного оборудования так же важно, как и хорошие навыки пайки. Эта ссылка (на английском) содержит рекомендации по паяльному оборудованию, включая паяльник, припой и другие инструменты: https://oscarliang.com/soldering-iron-buyers-guide/
Подготовка перед пайкой
При нагревании припой может выплеснуться, отправляя крошечные расплавленные шарики припоя в произвольном направлении. Эти капли могут вызвать замыкание между электрическими контактами или компонентами во время питания устройства. Поэтому целесообразно закрыть места на полетном контроллере, где вы не паяете, малярной лентой, изолентой или каптоновой лентой.
Затем убедитесь, что ваш паяльник нагрет до нужной температуры. Для мелких соединений следует нагреть жало примерно до 390°C, а для крупных — около 450°C. Более дешевые паяльники обычно не могут обеспечить достаточно тепла, поэтому важно убедиться, что ваш паяльник может достичь необходимой температуры. На жале паяльника может скапливаться тускло-серый и коричневый налет, что влияет на его способность передавать тепло на соединение. Чтобы очистить жало, просто протрите его влажной губкой, латунной или медной стружкой, а затем добавьте немного припоя. Это поможет улучшить теплоотдачу к месту пайки.
Совет: чтобы продлить срок службы паяльного жала, вы должны добавить приличное количество припоя на жало, прежде чем выключать паяльник. Это создает защитный слой на жале и помогает предотвратить окисление. Надежно удерживайте печатную плату или компонент на месте с помощью держателя платы. Масса Blu-tack (пластилин, не оставляющий следов и пятен) также может быстро и надежно закрепить провода и печатную плату на вашем столе.
Лужение контактов
Всегда сначала «очищайте» контактные площадки и провода, прежде чем пытаться спаять их вместе, это облегчит их соединение позже. Лужение в основном означает покрытие проводов и контактных площадок соответствующим количеством припоя перед соединением. Лужение позволяет паять быстрее, так как вы уже покрыли площадку и провод припоем.
Для пайки контактов печатных плат нанесите немного припоя на паяльник и прикоснитесь к контакту. Избегайте использования слишком большого количества припоя, так как это может привести к тому, что он потечет через край контактной площадки и создаст беспорядок. Если вы не используете припой с канифольным сердечником или если припой не прилипает к площадке, вы можете сначала нанести на контакт немного флюса. Флюсом может быть канифоль, раствор канифоли в спирту или специальные пасты.
Что касается проводов — зачистите их, чтобы обнажить металлические провода. Сделайте это достаточной мерой для контактных площадок, затем скрутите и зачистите эти провода. При нагревании провода обязательно используйте паяльник, чтобы нагреть провод, а не сам припой. Когда проволока достаточно нагреется, припой расплавится и соединится с проволокой. Опять же, если припой плохо прилипает к проводу, нанесите немного флюса на провод перед пайкой.
До лужения, после лужения
Припаивание небольшого провода к контактам платы
Наиболее распространенной работой по пайке является припаивание провода к контактной площадке полетного контроллера (flight controller, FC). Для начала убедитесь, что провод и колодка луженые (т. е. покрыты припоем), а паяльник нагрет до нужной температуры. Затем растопите пятно припоя на контакте платы, поднеся к нему паяльник, и положите провод на площадку. Не нажимайте на провод паяльником, так как это может привести к повреждению жил провода.
После того, как провод и прокладка соединятся под гладким куполом припоя, осторожно снимите паяльник и удерживайте провод на месте в течение нескольких секунд, пока паяное соединение полностью не остынет и не затвердеет. Помните, что вы не должны перемещать детали до тех пор, пока паяльный шов не остынет, так как это может привести к трещинам в соединении, соединения могут легче выйти из строя из-за вибрации и ударов.
Совет: не стесняйтесь использовать немного больше припоя. Если вы пожалеете дать его достаточно, то со временем соединение может легко оторваться. Если в паяном соединении слишком мало припоя, оно будет выглядеть неровным, а жилки провода будут выступать над поверхностью. Используя больше припоя, вы можете обеспечить более прочное и надежное соединение. Готовые соединения должны выглядеть круглыми, блестящими, прочными и полностью покрытыми припоем.
Вот пример того, как должно выглядеть правильно спаянное соединение:
Припаивание большого провода к контактам платы
При пайке толстых проводов силовой части, таких как переходник с гибким выходом XT60, к электронному регулятору оборотов (ESC), важно соответствующим образом отрегулировать температуру паяльника и использовать паяльное жало большего размера. Это гарантирует надлежащий нагрев толстой проволоки.
При лужении больших проводов и контактных площадок используйте столько припоя, сколько может вместить контактная площадка (см. пример ниже). Но не слишком много, это может привести к появлению перемычки из припоя (solder bridge) — когда лишний припой растекается поверх платы и замыкает соседние контакты.
Также рекомендуется нанести приличное количество флюса для припоя на контакт перед присоединением провода.
Чтобы нагреть припой на массивных элементах, таких как силовые провода от батареи, вам понадобится больше времени чтобы прогреть более крупные куски металла. Будьте осторожны, старайтесь не надавливать паяльником слишком сильно, расплавляя припой на большом проводе, так как это может раскрутить жилки провода.
Удачная пайка для больших проводов должна быть круглой, блестящей и полностью закрывать жилки провода.
Пайка штыревого разъема к сквозному отверстию
Припаивая штыревые контакты к сквозным отверстиям, избегайте лужения контактов предварительно, иначе вам будет сложно продеть штырь через отверстие. Вставьте штырь в отверстие, держите его под нужным углом держателем или с помощью Blu-Tack. Нагрейте выступающую часть штыря и кольцо сквозного отверстия в течение нескольких секунд. Поднесите припой к соединению. Он должен стать прочным блестящим соединением, похожим на вулкан.
Пайка провода к сквозному отверстию
Есть два способа подойти к этому: вы можете либо обращаться со сквозным отверстием, как с паяльной площадкой (поместите провод на отверстие и припаяйте сверху), либо сделать это, припаяв его как контакт с контактами (протолкните провод через отверстие, а затем припаяйте часть который вылез). Это зависит от того, к какой стороне печатной платы вам будет легче получить доступ.
Вот как припаять провод прямо поверх сквозного отверстия:
Вот как вставить провод через отверстие и припаять снизу, как штыревой вывод.
Соединение двух проводов
Когда дело доходит до соединения двух проводов, чрезвычайно полезно иметь держатель «третьей руки». Если вы планируете использовать термоусадку, обязательно наденьте термоусадочную трубку на провода перед пайкой.
Для небольших проводов и быстрой работы вы можете припаять один провод непосредственно к другому. Также полезно скрутить их вместе перед пайкой, чтобы увеличить механическую прочность соединения.
Соединяя два многожильных провода большего диаметра, разведите нити и протолкните два провода друг к другу, а затем скрутите их вместе, чтобы они не разъединялись. Нанесите немного флюса для припоя и спаяйте провода вместе.
Этот метод максимизирует площадь контакта металлов, что приводит к меньшему размеру и более прочному паяному соединению. В любом случае, если соединение прочное, оно будет работать нормально.
Пайка штырька к контактной площадке платы
В этом случае избегайте лужения ни штырек разъема, ни контактной площадки. Поднесите штырь к контактной площадке и удерживайте его там держателем “третья рука”.
Грейте штырь и колодку в течение нескольких секунд и затем поднесите припой к соединению.
Уберите паяльник и дайте соединению остыть.
При пайке большого разъема с несколькими пинами убедитесь, что первый пин, который вы паяете, стоит ровно. Вся работа станет легче, если разъем надежно зафиксирован в нужном месте первым пином.
Разъем XT60
Закрепите разъем XT60 держателем «третья рука» или струбциной, чтобы он оставался стабильным во время процесса пайки.
Используйте небольшое количество припоя, чтобы слегка залудить внутреннюю часть разъема XT60. Слишком много припоя может затруднить вставку провода в отверстия.
Зачистите электрический провод, нагревая его паяльником и нанося припой до равномерного покрытия провода.
Вставьте луженый провод в отверстие на разъеме XT60 и нагрейте провод и разъем паяльником.
Поднесите припой к соединению и дайте ему стечь на провод, пока провод полностью не покроется и не скроется в припое. Будьте осторожны, чтобы не нанести слишком много припоя, так как это может вызвать нежелательные перемычки между соединениями.
После завершения соединения выньте паяльник и дайте соединению остыть не менее 10 секунд, прежде чем приступить к нему.
Совет от профессионала: перед пайкой подключите разъем XT60 к штекерному разъему, это может предотвратить деформацию пластика при воздействии тепла.
Очистка паяных соединений
После пайки вы можете обнаружить остатки вокруг паяных соединений, которые представляют собой пригоревший флюс. Хотя этот остаток не является электропроводящим и не оказывает негативного влияния на производительность ваших паяных соединений, он помогает улучшить общий вид вашей конструкции. При пайке массивных деталей с агрессивными флюсами, например кислотой, смывать остатки флюса обязательно — это позволит избежать коррозии.
Чтобы удалить остатки, можно использовать ватный тампон, смоченный изопропиловым спиртом. Вы также можете использовать щетку для очистки остатков, но убедитесь, что это щетка с мягкой щетиной, чтобы не поцарапать компоненты.
Распространенные ошибки при пайке и способы их устранения
Пайка-важный навык для создания и ремонта дронов FPV, но даже самые опытные любители могут ошибаться. В этом разделе мы рассмотрим некоторые распространенные ошибки при пайке и способы их устранения.
Перегрев
Очень важно избегать перегрева небольших паяльных площадок во время пайки. Слишком долгое оставление паяльника на контакте может привести к тому, что медный слой отсоединится от платы, что приведет к дорогостоящему ремонту платы или даже выбросу всей платы в мусорное ведро.
Недостаточно пропаянное соединение
Если припой не полностью расплавился или вы используете недостаточное количество припоя. Холодное соединение выглядит зернистым и тусклым, считается плохим контактом между компонентами и часто ненадежно. Исправление состоит в том, чтобы повторно нагреть соединение и нанести больше припоя, пока соединение не станет блестящим. Другая проблема, которая может возникнуть, заключается в том, что припой прилипает к паяльнику, когда вы снимаете его с соединения. Это признак того, что флюс сгорел, и пришло время добавить еще немного флюса или использовать свежий припой.
Перемычки с припоем
Перемычки припоя возникают, когда две соседние контактные площадки случайно соединяются припоем, создавая короткое замыкание. Решение состоит в том, чтобы удалить излишки припоя с помощью специального инструмента для удаления припоя типа “отсос” или тесьмы для удаления припоя.
Недостаточная очистка жала паяльника
Грязное или окисленное жало может препятствовать правильной теплопередаче и приводить к холодно-паянным соединениям. Регулярная чистка влажной губкой или латунной стружкой поможет решить эту проблему.
Температура пайки
Слишком долгое оставление паяльника на контактной площадке может привести к перегреву, что приведет к повреждению компонентов, смещению или падению медной контактной площадки (возможен ремонт этой проблемы). Поэтому важно быстро подносить и убирать паяльник.
Для этого рекомендуется использовать немного более высокую температуру, чтобы расплавить припой быстрее. Но будьте осторожны, чтобы не использовать слишком высокую температуру, так как это также может нанести вред.
Важно отметить, что использование жалом низкой температуры увеличивает риск перегрева платы, смещения других элементов на плате, поскольку расплавление припоя занимает больше времени, а это означает, что паяльник дольше остается на контактной площадке.
В качестве ориентира температуры предпочтительно использовать следующие температуры при условии использования качественного припоя 63/37 (Sn63Pb37): 300°C (580°F) для чрезвычайно деликатных работ, 390°C (734°F) для пайки сигнальных проводов на полетном контроллере или регуляторе ESC, 450°C (842°F) для больших разъемов, питания регулятора ESC и косички XT60.
Если вам трудно припаять большие разъемы или провода, не повышайте температуру вслепую. Сначала проверьте качество и тип используемого припоя, попробуйте более массивное жало, которое накапливает больше тепла и может более эффективно передавать тепло, и нанесите флюс на соединение перед пайкой.
Температура или мощность?
Более высокие температуры и более массивное жало могут способствовать более быстрой передаче тепла. Кроме того, использование паяльника большей мощности может помочь быстрее нагреть контакты и предотвратить слишком сильное падение температуры, когда вы прикладываете паяльник к месту соединения.
Важно иметь в виду, что когда паяльник касается соединения, температура начинает падать, поскольку тепло рассеивается через металл. Это может быть особенно сложно при пайке больших компонентов или более толстых проводов, поскольку они действуют как радиаторы и могут быстро охлаждать соединения. Здесь пригодится более массивный наконечник паяльника-он удерживает больше тепла и может расплавить большие участки припоя быстрее, чем меньший наконечник.
Практика и настойчивость ведут к совершенству!
Приобретите набор с платой для практики пайки Diatone: AliExpress: https://s.click.aliexpress.com/e/_DnE2Ewh
Инструкции как не надо паять от IntoFPV — http://intofpv.com/t-how-not-to-solder
Общая пайка от Adafuit — https://learn.adafruit.com/adafruit-guide-excellent-soldering