Tips voor solderen van electronica

Door: Redactie Computer!Totaal | 11 augustus 2018 10:48

How To

Inhoudsopgave

  1. Inleiding
  2. Pagina 2

Iedereen die weleens wat doet met elektronica, moet op een gegeven moment met de soldeerbout aan de slag. Afgaande op voorbeelden op internet kun je gerust zeggen dat het met de soldeerkunsten van de gemiddelde knutselaar niet zo goed is gesteld. Het zou toch zonde zijn als je gesoldeerde project niet goed werkt vanwege kleine soldeerfoutjes. Dat kan beter! Wij geven 13 tips voor het solderen van je eigen tech.

Dankzij de populariteit van bordjes zoals de Raspberry Pi en de Arduino, blijft zelf knutselen aan elektronica nog altijd een populaire bezigheid voor velen. De componenten kosten een habbekrats, en op internet worden schema’s en zelfs complete projectbeschrijvingen gretig uitgewisseld. Loop je ergens mee vast, dan zijn er talloze fora met hulpvaardige types die enthousiast hun kennis en kunde met je willen delen. Het is, kortom, een geweldige tijd voor elektronica-hobbyisten.

01 Zelf bedenken of hergebruiken?

Bij aanvang van zo’n project sta je al meteen voor de keuze of je de schakeling helemaal zelf moet bedenken of dat iemand het al heeft uitgevonden. In verreweg de meeste gevallen kun je met wat aanpassingen werk van iemand anders hergebruiken.

Voor de nodige aanpassingen en voor projecten die je van de grond af moet opbouwen, is het breadboard een onmisbaar hulpmiddel. Prik de componenten erin, verbind ze met jumperdraden en je hebt binnen een paar minuten een eerste versie van de schakeling.

Doordat de code in veel gevallen componenten overbodig maakt – denk aan combinaties van condensatoren en weerstanden voor oscillatoren en timers – worden schakelingen steeds eenvoudiger en zitten fouten eerder in de code dan in de hardware. Als het spul op het breadboard staat, gaat de meeste tijd uit naar het debuggen van de code. En als de software eenmaal werkt, is de basis van het elektronische gedeelte van het project af.

Dat is het moment waarop het echte werk kan beginnen: het inbouwen van de schakeling, zodat je project daadwerkelijk te gebruiken is. Het verhuizen van de componenten van het breadboard naar een printplaat is dan de eerstvolgende stap.

01 Werk voordat je gaat solderen eerst je hele project uit op een breadboard.

02 Experimenteerprintplaat

Voor de meeste meet- en regelschakelingen volstaat een experimenteerprintplaat prima (ook wel protoboard of stripboard genoemd). Stukken goedkoper en het scheelt het zelf ontwerpen van een printplaatlay-out, een te lastige stap voor de hobbyist. Bij het kiezen van het meest geschikte plaatje zijn de afmetingen niet eens het belangrijkste: printplaatmateriaal is makkelijk met een ijzerzaagje op maat te maken. Veel belangrijker is de wijze waarop de koperbaantjes op de printplaat zijn verdeeld. Die variëren van uitsluitend losse eilandjes tot over de volle lengte doorgetrokken banen. Een kwestie van smaak, maar wij vinden plaatjes met groepjes doorverbonden eilandjes ideaal, onder andere te koop bij www.conrad.nl. Kosten: afhankelijk van de afmeting minder dan één euro tot ca. tien euro.

02 Op een experimenteerprintplaat bieden groepen eilandjes de meeste flexibiliteit. Hier een plaatje van 5 bij 8 centimeter voor twee euro.

03 Bestukken

Voor het plaatsen van de componenten wordt een verbastering van het Duitse bestücken (voorzien van) gebruikt: bestukken. Anders dan bij industriële serieproductie gaat het bij hobbyisten meestal om componenten waarvan de pootjes of pinnen door de printplaat heen gaan om ze aan de onderkant te solderen. De industrie is al in de jaren 90 overgestapt op smd-componenten (surface-mounted device), die veel kleiner zijn en volledig geautomatiseerd worden aangebracht (zie kader ‘Surface-mounted devices’).

Bij experimenteerprintplaten moet je bij het bestukken goed nadenken over de plaats van de componenten. Onderdelen waartussen veel verbindingen lopen, kun je logischerwijs beter dicht bij elkaar zetten.

Het plaatsen zelf is een secuur werkje. Het is het efficiëntst om eerst alle componenten aan te brengen en pas daarna te solderen. Dat lijkt wellicht lastig, want om te solderen moet je de printplaat ondersteboven houden en zonder maatregelen vallen de componenten dan van de printplaat af. Om dat te voorkomen buig je van iedere component die je aanbrengt ten minste twee uitstekende pootjes een stukje om, in tegengestelde richting. Zo blijft die component hangen als je de printplaat omdraait. Knip met een kleine zijkniptang de uiteinden van alle (dus ook de niet gebogen) pootjes af op een lengte van ongeveer twee millimeter. Plaats dan de volgende component enzovoort.

Let er bij het plaatsen van iedere component op dat alle pootjes of pinnen op een eigen eilandje zitten, anders verbind je ze immers met elkaar. Integrated circuits en controllers kunnen daardoor vaak maar op één manier worden aangebracht: over de breedte van het printplaatje.

03 Een zijkniptang is onmisbaar gereedschap voor het bestukken van een printplaat.

Surface-mounted devices

Een aparte categorie onderdelen zijn de smd-componenten. Deze ‘surface-mounted devices’ hebben slechts vertinde uiteinden of heel kleine pootjes en worden gesoldeerd aan de kant waarop ze op de printplaat zitten. Dat is dus anders dan de traditionele componenten waarvan de pootjes dóór de printplaat heen gaan en die aan de onderkant worden gesoldeerd.

Het met de hand solderen van smd-onderdelen is voor gevorderden, smd-componenten zijn daar dan ook niet voor bedoeld; een van de voordelen is juist dat ze volledig geautomatiseerd zijn aan te brengen en te solderen door robots.

04 Welke soldeerbout?

Het belangrijkste gereedschap is uiteraard de soldeerbout. De prijs ervan loopt uiteen van een tientje tot honderden euro’s, waarbij die laatste groep absoluut te duur is voor gebruik voor hobbyprojecten. Dat zijn soldeerstations die tot op de graad nauwkeurig zijn in te stellen en dat is voor dit handwerk zwaar overdreven. Met een soldeerstation van enkele tientjes is namelijk prima te werken. Bij Conrad zijn er al leuke modellen van rond de 25 euro te vinden. Zo’n station bestaat uit een voeding, de temperatuurregeling en een houder voor de soldeerbout. Een losse soldeerbout is niet aan te raden, tenzij je het een goed idee vindt om een stuk metaal van tegen de 400 graden los op je bureau te hebben liggen. Plaats hem altijd in een houder, die biedt bovendien ruimte aan een vochtige spons, waaraan je de soldeerstift kunt schoonvegen.

04 Met een voordelig soldeerstation van zo’n 25 euro valt prima te werken.

05 Kwaliteit soldeerstift

De soldeerstift is het gedeelte waarmee je daadwerkelijk soldeert en dat is dan ook bepalend voor de kwaliteit van de soldeerbout. De samenstelling en de daarmee samenhangende hardheid van het materiaal bepalen de warmteoverdracht van de stift. En hoelang die meegaat, want corrosie ligt altijd op de loer in een vijandige omgeving van gesmolten tin en sterk wisselende temperaturen. Ook de vorm is van belang: voor fijne elektronica heb je weinig aan de grove punt van een typische bouwmarkt-bout. Voor elektronica is er een brede selectie, variërend van beitel- of schroevendraaiermodel tot een kegelvormige punt in diverse lengtes. De keuze voor een stift hangt af van de specifieke toepassing, een vaste hand en persoonlijke voorkeur.

05 Soldeerstiften zijn er in vele soorten.
Gebruik een soldeerbout van minimaal 30 watt, zelfs voor fijne elektronica.

06 Temperatuur

En tweede kwaliteitscriterium is het verwarmingselement en dan specifiek het vermogen ervan. Om te voorkomen dat het soldeer niet goed smelt of te vroeg stolt, mag de temperatuur van de stift niet te veel dalen tijdens het solderen. Door de veel lagere temperatuur van de te solderen onderdelen (kamertemperatuur) daalt de tempartuur van de stift scherp zodra je die tegen de onderdelen aan houdt en dat moet het verwarmingselement direct kunnen compenseren. Gebruik om die reden dan ook een soldeerbout van minimaal 30 watt, zelfs voor fijne elektronica. Dat is dan ook meteen de reden om een temperatuurgeregelde soldeerbout te kiezen: boven de 400 graden gaan de meeste onderdelen snel kapot, dus een verwarmingselement moet uitgeschakeld worden bij het bereiken van een bepaalde temperatuur. In de praktijk werkt een temperatuur van net onder de 400 graden dan ook prima, ook voor loodvrije legeringen.

07 Soldeertin: wel of geen lood?

Tot iets meer dan tien jaar geleden gebruikte iedereen een legering van lood en tin om elektronica te solderen. Voor apparatuur die binnen de EU wordt verkocht, mag sinds 2006 geen loodhoudende soldeer meer gebruikt worden. Om gezondheidsredenen wordt aangeraden zelf ook te werken met loodvrije soldeer, die bestaat uit legeringen van tin en koper en/of zilver. Het nadeel van de loodvrije alternatieven is een hoger smeltpunt en doffe verbindingen. Dat betekent solderen op iets (ongeveer 40 graden) hogere temperaturen, dus een iets hoger risico op beschadiging van gevoelige componenten. Belangrijker is dat je de kwaliteit van de verbinding moeilijker kunt bepalen, een doffe verbinding is bij lood-tin-soldeer een indicatie voor een slechte las. Wie met lood-tin wil solderen, kan dat nog wel gewoon kopen.

0 Reactie(s) op: Tips voor solderen van electronica

  • Om te reageren moet je ingelogd zijn. Nog geen account? Registreer je dan en praat mee!
  • Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Wanneer je een reactie plaatst ga je akoord
met onze voorwaarden voor reacties.