Фотосенсор включения освещения Camelion LXP-02

2.2 Разработка и изготовление печатной платы.

Печа́тная пла́та (англ. printed circuit board, PCB) — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

В отличие  от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки для монтажа выводных или планарных компонентов. Кроме того в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения участков фольги, расположенных на разных слоях платы. С внешних сторон на плату обычно нанесены защитное покрытие – «паяльная маска» и маркировка – вспомогательный рисунок и текст, согласно конструкторской документации.

В зависимости  от количества слоёв с электропроводящим  рисунком, печатные платы подразделяют на:

• односторонние (ОПП; имеется только один слой фольги);
• двухсторонние (ДПП; два слоя фольги);
• многослойные (МПП, англ. multilayer printed circuit board; фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика).

Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как стеклотекстолит, гетинакс.

Конструирование плат происходит в специализированных программах автоматизированного проектирования. Наиболее известны P-CAD, OrCAD, TopoR, Altium Designer, Specctra, Proteus, gEDA, KiCad и др.

Изготовление ПП возможно аддитивным или субтрактивным методом. В аддитивном методе проводящий рисунок  формируется на нефольгированном материале путём химического меднения через предварительно нанесённую на материал защитную маску. В субтрактивном методе проводящий рисунок формируется на фольгированном материале, путём удаления ненужных участков фольги. В современной промышленности применяется исключительно субтрактивный метод.

Весь процесс изготовления печатных плат можно разделить на четыре этапа:

• Изготовление заготовки (фольгированного материала).
• Обработка заготовки с целью получения нужных электрического и механического вида.
• Монтаж компонентов.
• Тестирование.

При изготовлении плат используются химические, электролитические или  механические методы воспроизведения  требуемого токопроводящего рисунка, а также их комбинации.

Химический способ изготовления печатных плат из готового фольгированного  материала состоит из двух основных этапов: нанесение защитного слоя на фольгу и травление незащищенных участков химическими методами.

В любительских условиях защитный слой в виде лака или краски может  быть нанесен шелкотрафаретным способом или вручную. Радиолюбители для формирования на фольге травильной маски применяют перенос тонера с изображения, отпечатанного на лазерном принтере («лазерно-утюжная технология»).

Под травлением фольги понимают химический процесс перевода меди в  растворимые соединения. Незащищенная фольга травится, чаще всего, в растворе хлорного железа или в растворе других химикатов, например медного купороса, персульфата аммония, аммиачного медно-хлоридного, аммиачного медно-сульфатного, на основе хлоритов, на основе хромового ангидрида. При использовании хлорного железа процесс травления платы идет следующим образом: FeCl3+Cu → FeCl2+CuCl. Типовая концентрация раствора 400 г/л, температура до 35°С. При использовании персульфата аммония процесс травления платы идет следующим образом: (NH4)2S2O8+Cu → (NH4)2SO4+CuSO4.

После травления защитный рисунок с фольги смывается.

Пайка является основным методом монтажа компонентов на печатные платы. Пайка может выполняться как вручную паяльником так и с помощью специально разработанных специфических технологий.

После пайки плату обрабатывают растворителями с целью удаления остатков флюса и других загрязнений, либо, при использовании безотмывочной паяльной пасты, плата готова сразу для некоторых условий эксплуатации.

Установка компонентов может  выполняться как вручную так и на специальных автоматах-установщиках. Автоматическая установка уменьшает вероятность ошибки и значительно ускоряет процесс (лучшие автоматы устанавливают несколько компонентов в секунду).

После пайки печатную плату  с компонентами покрывают защитными  составами: гидрофобизаторами, лаками, средствами защиты открытых контактов.

Рис. 5 Внешний вид печатной платы электронного фотосенсора включения освещения Camelion LXP-02

Рис. 6 Печатная плата со смонтированными на ней электронными компонентами

Заключение

В данной работе рассмотрена  тема «Фотосенсор включения освещения Camelion LXP-02».

Целью данной работы являлись выбор, сборка, наладка и эксплуатация  схемы устройства на основе электронного управления освещенностью на территории частного домовладения.

При рассмотрении данного  вопроса были решены задачи по:

1. Ознакомлению с рядом устройств автоматического включения освещения;
2. Выбору оптимального варианта устройства;
3. Выбору схемы электрической принципиальной;
4. Подготовке элементной базы для монтажа,  наладки и эксплуатации устройства;
5. Разработке и изготовлению печатной платы;
6. Сборке электрической схемы;
7. Вводу электрической схемы в эксплуатацию.

В результате выбрано устройство – электронный фотосенсор включения освещения Camelion LXP-02.

Это устройство используется для автономного регулирования  освещения в течении суток. Оно не требует участия человека и самостоятельно включает осветительный прибор при наступлении вечера.  Утром освещение автоматически выключается. Применение данного фотосенсора позволяет экономно освещать места, где  ручное включение/выключение осветительных приборов затруднено или нежелательно. Оно недорого и функционально.