Tutorial Minggu 11

Mohd Farhan bin Mohamad TaharNur Izzuddin bin AsnorTutorial Minggu 11Merekabentuk PCB dan Projek ElektronikMELAKAR DAN MELUKIS LITAR ELEKTRONIKMelakar dan Melukis Litar ElektronikSebelum membuat lakaran dan lukisan litar elektrik, setiap komponen-komponen elektrik perlu dikenalpasti seperti nama, fungsi dan sebagainya.ELEKTRONIKElektronik merupakan kajian dan penggunaan peranti yang beroperasi dengan kawalan aliran elektron atau sebarang partikel bercaj.

Komponen elektronik secara umumnya akan dipaterikan pada papan litar bercetak untuk membina sebuah litar elektronik mengikut fungsi-fungsi tertentu.

KOMPONEN ELEKTRONIKSuis

Bateri

3) Mentol

4) Diod

5) LED

6) Transistor

7) Perintang

8) Kapasitor

9) Buzer

10) Pembesar suara

JENIS-JENIS LUKISAN ELEKTRONIKLukisan elektronik terbahagi kepada dua iaitu:Lukisan BergambarLukisan Skematik

LUKISAN BERGAMBARLukisan ini sesuai digunakan:bagi orang yang baru menceburi bidang elektronik. untuk membina projek elektronik yang kecil dan mudah. Ciri penting lukisan ini ialah menunjukkan susun atur fizikal sebenar sesuatu litar. Rajah ini membolehkan orang ramai memahami suatu litar dengan mudah kerana kurang berbentuk teknikal.

Lukisan bergambar tidak sesuai digunakan bagi melukis litar yang mempunyai sambungan komponen yang kompleks dan banyak. Hal ini kerana pertalian di antara komponen-komponen elektronik akan semakin sukar dilihat.

LUKISAN SKEMATIKLukisan skematik lebih sesuai digunakan untuk mempersembahkan suatu litar yang besar atau kompleks.Lukisan ini juga membolehkan suatu litar besar dilukis dengan kemas dan dimuatkan dalam ruangan yang lebih kecil.Bagi mereka yang tidak mengenali simbol elektronik, mereka pastinya akan sukar membaca lukisan skematik.

Lukisan rajah litar skematik menggunakan simbol skematik bagi mewakili sesuatu komponen tertentu.Garisan-garisan digunakan bagi menunjukkan sambungan di antara komponen elektronik.Komponen elektronik juga dilabelkan dengan huruf-huruf tertentu. Label ini penting untuk pengenalan komponen.

Rajah skematik tidak memberi gambaran sebenar tentang perkara berikut:Susun atur fizikal komponen yang bakal dipasang.Saiz dan ruang yang diperlukan oleh sesuatu litar.

PCBPrinted Circuit Board(PCB) ialah papan litar bercetak yang digunakan untuk menyambung dan menyokongkomponen elektroniksecara elektrik.

Komponen elektronik dipasang padanya mengikut reka bentuk tertentu.

Sambungan kuprum yang direka bentuk akan menyambungkan kesemua komponen elektronik bagi menghasilkan satu sistem elektronik.

Ciri utama PCB ialah penggunaan kuprum tercetak bagi menggantikan kebanyakan wayar-wayar penyambung komponen-komponen.

Beberapa kebaikan PCB:Binaan litar biasanya kecil.Pemasangan litar lebih kemas.Pembinaan litar boleh dijalankan dengan cepat.Kesilapan semasa memasang litar dikurangkan.Kaedah yang ekonomik.

Membuat surihan dan memunar papan elektrikLukis rajah litar bagi menentukan susun atur komponen elektronik yang akan dipasang serta melakar litar kuprum yang akan menyambungkannya.

Saiz sebenar sesuatu komponen perlu diberi perhatian semasa melukis rajah papan litar bercetak.

3) Pastikan anda melakar satu lubang untuk setiap pin (kaki) komponen.

4) Kedudukan suatu komponen di atas papan litar bercetak boleh ditunjukkan dengan lukisan bentuk fizikal komponen berkenaan atau simbol skematiknya.

5) Hasil lukisan rajah litar bercetak ini dipindahkan ke atas bod berlapik kuprum nipis untuk dicetak.

6) Langkah-langkah mencetak papan litar bercetak adalah seperti berikut:

1) Dapatkan sekeping bod berlapik kuprum untuk cetakan PCB.

2) Bersihkan permukaan kuprum dengan bahan penggilap logam atau atau berus keluli yang halus.

3) Pindahkan rajah papan litar bercetak yang telah disediakan ke permukaan kuprum.

4) Surih semula rajah yang telah dipindahkan ke atas permukaan kuprum dengan pen berdakwat kalis bahan kakis.

5) PCB akan direndamkan ke dalam Sodium Metasilicate Pentahydrate bagi menyingkirkan lapisan peka cahaya pada PCB yang telah didedahkan kepada sinar UV.

Surihan ialah melukis garisan, menggaris, menggores(Kamus Dewan Bahasa Dan Pustaka)6) PCB perlu direndam dalam larutan developer untuk menghakis lapisan yang telah terdedah kepada sinar UV dan akan meninggalkan bentuk litar di atas PCB.

7) Punarkan permukaan kuprum dengan merendamkannya dalam larutan ferik klorida. Berhenti menunar apabila semua bahagian kuprum yang tidak dikehendaki telah dikakis. Cuci bod kuprum dengan air dan keringkan bod.

Larutan ini akan menghakis lapisan kuprum di atas PCB yang tidak dilindungi oleh cetakan litar yang terhasil melalui surihan

8) Buat lubang pandu pada setiap tempat untuk memasukkan kaki komponen.

9) Tebuk lubang pada lubang pandu menggunakan gerudi mini berdiameter yang sesuai.

10) Bersihkan dakwat kalis bahan kakis dengan bahan pelarut yang sesuai (seperti thinner)

Uji keupayaan litar dengan menggunakan meter pelbagai.

Memasang dan memateri komponen elektrikMEMASANG KOMPONEN ELEKTRONIKBerdasarkan lukisan skematik yang dibuat, susun komponen elektronik di atas papan litar.

Masukkan kaki komponen ke dalam lubang yang telah digerudi.

Pastikan kaki komponen diletakkan dengan betul.

MEMATERI KOMPONEN ELEKTRONIK1) Soldering ialah proses memateri komponen untuk dicantumkan kepada litar PCB.

PEMEGANG PAPANSoldering Iron (Alat Pateri)2) Panaskan soldering iron dan kaki komponen untuk memateri.

3) Potong kaki komponen yang berlebihan dengan menggunakan cutter.

4) Pastikan cantuman komponen yang dibuat kemas dan teguh untuk mengelakkan komponen mudah tertanggal.

5) Elakkan memateri kaki komponen terlalu lama kerana suhu yang terlalu panas boleh merosakkan komponen.

PEMATERIANRajah 32: Timah PateriTimah pateri ialah satu aloi yang terdiri daripada campuran timah dan plumbum pada kadar 60:40 (iaitu 60% timah dan 40% plumbum). Timah pateri boleh didapati dalam beberapa saiz mengikut diameter. Timah pateri yang baik mengandungi bahan lakur atau fluks di bahagian tengahnya. Rajah 32 menunjukkan contoh timah pateri berserta bahan lakur. Fungsi bahan ini ialah: membantu mengalirkan timah pateri lebur mengelakkan pengoksidaan berlaku ketika kerja mematerimengasingkan lapisan oksida pada tempat yang dipateri

Apabila melebur (pada suhu sekitar 370oC), timah pateri bertukar menjadi cecair yang kemudiannya melekatkan bahagian-bahagian logam yang hendak dicantum. Elakkan timah pateri lebur daripada terkena sambungan lain kerana ianya boleh menyebabkan litar pintas.Alat pemateri digunakan untuk meleburkan timah pateri. Gambar di sebelah menunjukkan satu contoh alat pemateri elektrik yang sering digunakan dalam kerja elektrik dan elektronik. Alat ini diletakkan pada pemegang khas yang disertakan dengan sejenis span apabila digunakan.

Playar Muncung Tirusmemegang benda kerja kecil, membentuk dan menyerap haba semasa mematerimemotong dawai elektrikPemotong sisimemotong dawai elektrik dan kaki komponen

Penjalur Wayar Springmenanggalkan penebat dawai elektrikPemutar Skrumelonggar dan mengetatkan skrudua jenis pemutar skru yang lazim digunakan ialah pemutar skru mata rata dan pemutar skru philipPenyedut Timah Paterimenyedut timah pateri yang hendak ditanggalkan daripada bod litar setelah lebur (digunakan serentak dengan alat pemateri)

Langkah-langkah memateri:Buat persediaan berikut:alat pemateri dipanaskan secukupnyaspan telah lembabkan dengan air timah pateri disediakan secukupnya kaki komponen yang hendak dipateri digosok sedikit dengan kertas lasPanaskan kaki komponen dan balapan kuprum dengan hujung bit secara serentak kira-kira 2 hingga 3 saat. Kenakan timah pateri pada kaki komponen yang telah dipanaskan dan biarkan timahAlihkan timah pateri dan kemudian alat pemateri.Dapatkan hasil pematerian yang baik untuk mendapat sambungan yang baik.

Menguji dan mengesan kerosakanUjian KeterusanUjian ini dilakukan untuk memastikan sambungan-sambungan yang dibuat mempunyai keterusan. Pada masa yang sama, ujian ini juga dilakukan untuk mengesan keadaan litar terbuka dan litar pintas.Ujian keterusan boleh dilakukan dengan dua cara:Pemeriksaan VisualPemeriksaan Menggunakan Alat UjianPemeriksaan VisualSemasa membuat pemeriksaan visual, tanda-tanda tertentu yang mungkin menyebabkan litar pintas dan litar terbuka dikesan melalui pemeriksaan dengan mata kasar. Antara tanda-tanda yang perlu diperhatikan dan kesannya adalah seperti berikut:

Tanda-tanda visualKesanSambungan kaki komponen longgarLitar terbukaKerosakan fizikal pada komponen yang dipasang (seperti tanda hangus pada perintang tetap)Kaki komponen yang terdedah bersentuhan satu sama lainLitar pintasTimah pateri yang melimpah melepasi balapan lainTimah pateri menyambungkan dua komponen yang tidak sepatutnya bersambungKomponen berkutub disambung dengan kekutuban yang salahLitar terbuka atau litar pintas atau kerosakan komponen49Pemeriksaan VisualApabila litar terbuka, arus elektrik tidak dapat mengalir ke dalam bahagian-bahagian tertentu litar seperti yang sepatutnya. Keadaan ini menyebabkan projek gagal berfungsi. Kejadian litar pintas pula bukan sahaja menyebabkan projek gagal berfungsi tetapi juga boleh menyebabkan kerosakan kepada komponen.

Pemeriksaan Menggunakan Alat UjianPemeriksaan visual tidak dapat mengesan beberapa keadaan tertentu pada sesuatu litar. Oleh yang demikian, pemeriksaan selanjutnya perlu dilakukan dengan menggunakan alat pengujian tertentu.Meter pelbagai adalah satu alat pengujian yang paling biasa digunakan dalam pemeriksaan ini.

Meter Pelbagai atau Analog Meter51Satu daripada tujuan pemeriksaan ini ialah untuk memastikan bahawa jumlah rintangan keseluruhan litar yang dipasang tidak sifar atau infiniti. Jika bacaannya sifar, projek mempunyai litar pintas dan jika bacaannya infiniti, projek mempunyai litar terbuka.

Langkah-langkah Berikut Perlu DilakukanSetkan meter pelbagai kepada fungsi meter ohm, pilih julat yang paling rendah dan buat pelarasan sifar (0 ohm).Sentuhkan prob negatif dan positif kepada setiap punca penyambung bateri dan perhatikan bacaan nilai rintangan keseluruhan litar yang ditunjukkan oleh meter ohm. Perhatikan nilai rintangan yang ditunjuk oleh jarum penunjuk. Pastikan nilai rintangan yang ditunjukkan oleh meter itu tidak sifar atau infiniti. Jika projek dipasang dengan suis, ubah kedudukan tuil suis beberapa kali sambil memerhatikan kedudukan jarum penunjuk meter. Anda perlu menukar julat satu tahap lebih tinggi jika disyaki bahawa nilai rintangan keseluruhan litar melebihi bacaan maksimum yang boleh diukur oleh meter pada julat yang dipilih. Terbalikkan kutub prob dan ulangi langkah 2. Jika projek dipasang menggunakan verobod, ada kalanya pemeriksaan secara visual tidak dapat mengesan dua balapan kuprum bersebelahan yang pintas (kerana limpahan timah pateri yang terlalu kecil). Keadaan ini boleh dikesan menggunakan meter ohm mengikut langkah berikut:

Setkan meter pelbagai kepada fungsi meter ohm, pilih julat yang paling rendah dan buat pelarasan sifar (0 ohm).Sentuhkan satu prob pada satu balapan dan prob yang satu lagi pada balapan bersebelahan. Bacaan meter ohm sepatutnya menunjukkan bacaan infiniti (kecuali jika balapan bersebelahan memang sengaja disambung menggunakan wayar pelompat).Jika bacaan sifar ohm diperolehi, lalukan bit alat pemateri panas di sepanjang balapan untuk mencair dan membuang limpahan timah pateri.Ulangi langkah 2 untuk memastikan masalah litar pintas telah diatasi.

Setelah kedua-dua ujian keterusan telah dilakukan dan semua masalah litar pintas, litar terbuka atau kerosakan fizikal komponen dibaiki, barulah projek tersebut boleh dikenakan punca voltan.Walau bagaimanapun, anda perlu pastikan perkara-perkara berikut sebelum menyambung bekalan voltan kepada projek:

Wayar-wayar penyambung bateri telah disambungkan mengikut punca yang betul. Wayar merah adalah wayar positif (+) manakala wayar hitam adalah wayar negatif (-).Pastikan voltan sumber bekalan kuasa elektrik adalah seperti yang dikehendaki untuk sesuatu projek berfungsi dengan sempurna. Voltan yang lebih tinggi boleh merosakkan komponen manakala voltan yang rendah tidak akan memberi kesan yang memuaskan.Projek yang memerlukan bekalan kuasa arus terus TIDAK boleh disambungkan ke soket bekalan kuasa elektrik 240 V arus ulangalik.

SEKIAN, TERIMA KASIH