Ders 7 - SMD Komponent Lehimleme

Bu dersimizde SMD komponentlerin nasıl lehimlendiğini inceleyeceğiz. Bunun için aşağıdaki dosyalara ihtiyacınız olabilir.

• Simon Assembly Procedure (5MB)
• Simon Board (Malzeme Yerleşimi)
• Simon Eagle Files
• Simon ATmega168 Firmware
• Simon (Old) ATmega8 Firmware
• Simon Schematic

Burada ise SMD komponent lehimleme hakkında faydalı bilgiler var.

• SMD Soldering Basics (big 4MB)
• SMD Soldering Workshop

LED'leri kontrol eden program dosyası

• Basic Simon Control

Simon SMD Kit

Devrenin Tamamlanmış Hali

Bu devre için aşağıdaki DIP malzemeler gerekmektedir;

• 1x Simon PCB
• 2x AA Pil
• 1x Buzzer
• 2x Açma-Kapama Anahtarı
• 1x ISP Header
• 4x LED (Sarı, Mavi Kırmızı, Yeşil)
• 6x Vida
• 6x Plastik Ayaklar
• 1x Reset Butonu

Gerekli Olan SMD Malzemeler;

• 5x 10k Direnç
• 4x 220 Ohm Direnç
• 1x 47uF Kondansatör
• 1x 10uF Kondansatör
• 1x 0.1uF Kondansatör
• 2x 22pF Kondansatör
• 1x 16MHz Kristal
• 1x MBRA140 Diyot
• 1x 22uH Bobin
• 1x NCP1400 SOT-23-5 Entegresi
• 1x Atmega168 TQFP Kılıfta

Malzemeler ve Yerleşim Planı

Eagle Programında Alt+F11 tuşlarına basarsanız sadece lehimlenecek malzemelerin yerleşim planını görürsünüz. Eğer F11 tuşuna basarsanız tüm yollar ve katmanlar tekrar gözükecektir.

Tüm katmanlar ve Yollar

Sadece Lehimlenecek Malzemelerin Yerleşim Planı

Lehimleme işlemine başlamadan önce sadece lehimlenecek malzemelerin olduğu yerleşim planını, 3 kat daha fazla büyüterek çıktı almanız yararınıza olacaktır. Bu şekilde malzemeler hem daha büyük ve anlaşılır şekilde görünmektedir hem de bir karışıklık olması büyük ölçüde önlenmektedir.

DIP ve SMD malzemelerin beraber olduğu bir PCB de öncelik her zaman daha küçük boyutlu malzemelerin olmalıdır. Biz ilk başta boost devresinden başlıyoruz.

Boost devresi : Gerilim kazancı sağlayıp akımdan kayıp sağlayan bir yöntemdir. Bu şekilde 1.5v luk pili 5volta çıkarıyoruz. Bu gerilim ise Atmega168'in çalışması için yeterlidir. Fakat bu yöntem sonucunda 1.5voltluk pilin ömrü büyük ölçüde azalmaktadır.

NCP1400, Bobin ve Diyot Üçlüsü

Havyanızın ucunu süngerle temizleyin ve ucuna bir miktar lehim alın. Sonra ucundaki lehimi devre üzerinde lehimlenecek olan padlere sürün. Sonra cımbız ile bu malzemenizi lehimlenecek yere doğru bir şekilde yerleştirdikten sonra havya ile önceden sürdüğünüz lehimi ısıtın ve malzemenizi lehimleyin.

Diyotu lehimledikten sonra yerleşim planına tam oturduğundan emin olunuz. Aksi halde düzgün olmadığı için göze pek de hoş gelmeyecektir. Eğer düzgün değilse havya ile diyotun bacaklarındaki lehimi eriterek tekrar düzeltebilirsiniz. Bu işlemi de tamamladıktan sonra diğer malzeme olan bobini lehimleme işlemine geçebiliriz.
SMD bobini lehimlemek biraz zor bir iştir. Çünkü lehimlenecek yüzey çok dardır ve pad sayısı fazladır. İlk padin doğru bir şekilde lehimlendiğinden eminseniz diğer padlere geçebilirsiniz.

47uF ve 10uF Kondansatörlerin lehimlenmesi. Lehimlerken + ve - uçlara dikkat ediniz.
Ve Açma-Kapama Anahtarının Lehimlenmesi. 

AA Pil Yatağının Lehimlenmesi. Lehimlerken + ve - uçlara dikkat ediniz.

Pil yatağını da lehimledikten sonra içerisine bir adet AA pil takıp boost devremizin doğruluğunu test edebilirsiniz. Bunun için boost devresinin çıkışını AVO metre ile ölçmeniz gerekmektedir. Eğer çıkışta 4.8v - 5.2v arası bir gerilim görüyorsanız boost devreniz doğru çalışmaktadır. Eğer 5volta yakın bir değer göremiyorsanız boost devrenizi tekrar kontrol edin ve malzemeleri doğru yerleştirdiğinizden ve kısa devre olmadığından emin olun.

TQFP Kılıftaki Atmega168'in lehimlenmesi;

Malzemeyi lehimlemeden önce 2-3 pade bir miktar lehim akıtın ve malzemeyi doğru bir şekilde yerleştirdikten sonra lehimli padler ile pinleri lehimleyin. Ve entegre tam olarak yüzeye oturunca diğer padleri lehimleyin.

1.adım

2.Adım

3.Adım

4.Adım

Atmega168'i lehimleme işlemi tamamlandıktan sonra 16MHz lik kristali lehimleyebiliriz.

Kristali lehimlerken dikkatli olmalısınız. Çünkü kristaller hassas olduğundan dolayı fazla ısıya maruz kalırlarsa kimyasal yapısının bozulması sonucu doğru çalışmayacaklardır.

220 Ohm Direncin Lehimlenmesi

Atmega168, 220 Ohm ve 0603 Dirençlerin Lehimlenmiş Hali

Lehimleme işlemi sırasında PCB üzerinde lehimin içerisindeki lehim pastasından dolayı kahverengi lekeler oluşacaktır. Bunun için endişelenmeyin. Bütün malzemeleri lehimledikten sonra PCB yi flux ile temizlerseniz bu lekeler ortadan kalkacaktır.

SMD malzemeler bittikten sonra DIP malzemeleri lehimleyebiliriz.

ISP Konektörü lehimlerken PCB yi ters çevirip ağırlığından faydalanabiliriz. PCB'nin ağırlığından dolayı ISP konektörünün pinleri, lehimlemek için uygun pozisyona gelecektir.

Sırada reset butonunu lehimleme işlemi var.

Reset butonunu da lehimledikten sonra diğer malzemeleri(Buzeer, Ses Açma-Kapama Anahtarı...) bir önceki derste anlatıldığı gibi lehimleyiniz.

Son olarak LED'leri lehimleyeceğiz. Eğer 4 tane LEDin 4ü de şeffafsa ve hangi renk olduğunu bilmiyorsanız AVO metrenizi diyot ölçüm konumuna getirip uzun bacağa kırımızı, kısa bacağa siyah probu takarak hem LED'in çalışıp çalışmadığını hem de çalışıyor ise hangi renk olduğunu öğrenebilirsiniz.

Bu işlemi de tamamladıktan sonra sıra Atmega168'i programlaya geliyor. Atmega168'i programlamadan önce fuse bitlerinden 16MHz harici kristal ayarının seçildiğinden emin olmalısınız. Bunun için avrdude programına aşağıdaki komutu yazabilirsiniz.

• avrdude -p atmega168 -P lpt1 -c stk200 -U lfuse:w:0xff:m -U hfuse:w:0xc9:m

Bu linkte Atmega168 için Simon'un yazdığı bir firmware bulunmaktadır. Simon.c dosyasını Programmer's Notepad iel açıp Board üzerine yükleyebilirsiniz. Firmware yükleme işlemini tamamladıktan sonra devreyi kapatıp tekrar açarsanız LED'lerin yandığını görürsünüz. Eğer LED'ler yanmıyorsa;

1. LED'leri Anot ve Katot olmak üzere doğru bağladığınızdan emin olun.
2. Firmware'in doğru bir şekilde board üzerine yüklendiğinden emin olun.

PCB'nin Tüm Malzemeleri Lehimlendikten Sonra Çalışır Haldeki Resmi

Devreyi çalıştırdıktan sonra sağlamlık açısından son birkaç test daha yapmanız gerekli.

• Vcc ve GND arasında kısa devre olup olmadığını kontrol edin.
• Vcc geriliminin her zaman 5volta yakın değerde olup olmadığını kontrol edin.
• ISP pinleri arasında kısa devre olup olmadığını kontrol edin.

Eğer bu koşullardan herhangi biri devrenizde sağlanmamışsa ve devreniz çalışıyorsa muhtemelen lehimleme sırasında yollardan birine zarar verip aradaki bağlantının kopmasını sağlamışsınızdır.

Bu dersin tüm malzemelerini buradan edinebilirsiniz.