Lodding

Vi lærer om elektrisitet og teori rundt det, men vi må også kunne litt om praktisk elektronikk.

Lodding er en grunnleggende ferdighet når det kommer til å lage elektriske kretser. Ikke like viktig hvis man skal bli bilmekaniker riktignok ettersom det meste i biler er koblet sammen med kabelsko, men allikevel viktig å kunne, spesielt siden biler blir mer og mer avanserte og inneholder stadig mer finelektronikk.

Kabelsko

Kabelsko

 

Typer lodding

Det finnes et par ulike typer lodding, men de dreier seg stort sett om det samme; smelte tinn for å skape en solid binding mellom to ledere.

Innenfor finelektronikk og kretskort finnes det hull-montert og overflate-montert lodding. Hull-montert vil si at det er et hull tvers gjennom kretskortet der komponentene sitter på den ene siden og terminalene (komponentbeinene) stikker gjennom kretskortet og er loddet fast på den andre siden, der det vanligvis er små eksponerte kobberflater som loddetinnet kan feste seg til.

Hull-montert

Hull-montert

Overflate-montert vil si at komponentene er loddet rett på en side. Dette har flere fordeler som at begge sidene av kretskortet kan ha komponenter, begge sidene kan ha ledere eller at kretskortet har flere lag med ledere som brukes i veldig kompakte og avanserte kretser. Monteringsmåtene kan også kombineres.

Til dette brukes ofte varmluftslodding, i motsetning til loddebolt. Dette er nyttig når man skal plassere eller fjerne IC-komponenter (integrerte kretser) med mange ben.

Overflate-montert

Lodding med varmluft

Lodding kan selvsagt brukes til grovere arbeid også som å skjøte eller koble sammen ledninger direkte.

Det blir også mye brukt i rørleggerbransjen til å koble og forsegle kobberrør.

Tinning av kobberrør

Skjøting av ledninger med loddetinn

For å fjerne loddetinn kan man bruke kobbernetting som absorberer loddetinnet eller en "lodde-suger" som suger opp det oppvarmede loddetinnet som en liten støvsuger.

Kobbernetting

Lodde-suger

 

Hvordan det gjøres

Å lodde er ingen heksekunst, det er lett å lære, men vanskelig å mestre. En god lodding skal være skinnende og blank og ha en lett konkav kurve.

Eksempler på gode loddinger

Som man ser på bildet over føres tinnet på på motsatt side av loddebolten. Det er jo tross alt ikke loddebolten man skal lodde fast. Dette gjøres for at tinnet skal lettere få tilgang til alle kriker og kroker det skal flyte inn i. Når det blir varmt nok vil det oppføre seg litt om vann og snike seg inn der det skal, men det har en meget høy overflatespenning som kontaktflatene som skal loddes må bryte, derfor må de være varme nok. Det er allikevel lov og ofte brukt å putte litt tinn på loddebolten eller flussmiddel på flatene i forkant av loddingen for å bidra til raskere oppvarming og bedre flyt.

Det er viktig å ha nok varme og å varme opp basen og terminalen tilstrekkelig for at tinnet skal flyte godt og binde seg skikkelig til begge delene av det som skal loddes. Dersom loddetinnet blir smeltet utover noe som ikke er tilstrekkelig oppvarmet vil det ikke binde seg til kontaktflatene, men binde seg til seg selv og ikke skape ordentlig kontakt mellom lederene. Dette kalles kaldlodding og ser ofte ut som perler eller klumper.

Typisk eksempel på kaldlodding

Det er også viktig å ikke bevege komponenten mes loddetinnet stivner. Dette kan skape ujevnheter i loddingen og gjøre at den kan sprekke opp eller brekke.

Sprukne loddepunkter

Sprukne loddepunkter

Man må også passe på å ikke bruke for høy varme. Dette kan smelte eventuell isolasjon eller kretskort og/eller skade komponenten man skal lodde fast i tillegg til å gjøre det vanskelig å lodde ordentlig.

For mye varme

For mye varme

Pass også på å bruke riktig mengde loddetinn. For mye loddetinn kan lage broer eller kortsluttninger mellom komponenter og kretsen vil ikke fungere som planlagt. For lite loddetinn kan skape en dårlig forbindelse eller komponenten kan løsne.

For mye loddetinn

For mye loddetinn

For lite loddetinn

For lite loddetinn

 

Flussmiddel er ofte brukt i lodding og bidrar til å skape en ren, pen og godt distribuert lodding. Det fungerer mye på samme måte som skjoldgass i sveising som hindrer oksygen å binde seg til det varme metallet og gjøre det porøst o.s.v.

Det reagerer med loddetinnet og skaper en hinne rundt tinnet og loddepunktet, samt å kjemisk hjelpe tinnet å binde seg til kontaktflatene.

Det kommer ofte i form av noe som kan minne om honning, men det er kanskje enda vanligere i dag å benytte loddetinn med flussmiddel-kjerne som tilfører flussmiddel automatisk når man lodder. Flussmiddel på boks blir hovedsaklig brukt i overflate-montert lodding i dag.

Loddetinn med fluss inni

Loddetinn med fluss inni

 

Oppgaver

Vi fikk utdelt hvert vårt sett med Velleman loddeøvelser som inneholdt en loddebolt, loddetinn, avbitertang og kretskort med komponenter.

 

Oppgave 1

Begynn med å avisolere to ledningsender og lodd disse sammen til en sterk sammenføyning. Øv deg på å lodde sammen mange ledninger.

Avisolerte to ledninger og loddet dem sammen som vist til venstre.

Jeg dyttet lederene inn i hverandre for å sikre en god og sikker sammenbinding.

 

Oppgave 2

Hva menes med kaldlodding?

Kaldlodding forekommer når loddepunktene ikke er tilstrekkelig oppvarmet og får tilført loddetinn uten at det binder seg ordentlig til overflaten. Kaldloddinger har en tendens til å se klumpete ut ettersom loddet ikke vil spre seg ut på de overflatene som ikke var varme nok og binder seg til seg selv istedenfor å binde seg til kontaktflatene.

Vi ble utdelt 4mm² ledning som den loddebolten vi brukte ikke var kraftig nok til å varme opp tilstrekkelig. Til venstre ser du et typisk eksempel på kaldlodding. Man kan se at lodetinnet ikke sprer seg jevnt utover kobbertrådene i lederen, men klumper seg opp og fester seg kun til den delen av kobberet som ble tilstrekkelig oppvarmet.

 

Oppgave 3

Hele klassen jobber sammen om å få lys i en 12V lykt. Lag en pluss- og minusledning ved at alle elevene lodder sammen sin lendningsstump. Koble på lykta og til et 12V batteri og se om lampa lyser.

Suksess!

 

Oppgave 4

Begynn å lodde kretskortet som ligger i settet. Begynn på oppgave 1 også til oppgave 2. Se etter at det virker før du går på neste oppgave.

Kretskort 1

Kretskort 2

 

Oppgave 5

Lag en liste over alle elektriske komponentene som er i loddesettet og forklar hva det er og hva de brukes til.

Motstand / resistor (statisk / potensiometer)

Motsander er passive komponeneter og brukes til å begrense strøm og senke spenninger i kretser. En motstands evne til å hindre flyt av strøm kalles resistanse og måles i Ohm.

Skjematisk tegn for motstand

Skjematisk tegn for motstand

De har ulike verdier avhenging av fargekoden sin.

Det finnes også variable motstander, potensiometere, som endrer motstand når man vrir på dem.

Potensiometer, ofte kalt bare pot

Potensiometer, ofte kalt bare pot

Den kan kobles på mange måter. Kobler du til V+ og V- til A og B kan du få ut et signal på W. Kobler du V+ og V- på A og W eller W og B kan den brukes som en direkte motsand som endre trimmer opp eller ned motstanden.

Den kan kobles på mange måter. Kobler du til V+ og V- til A og B kan du få ut et signal på W. Kobler du V+ og V- på A og W eller W og B kan den brukes som en direkte motsand som endre trimmer opp eller ned motstanden.

 

Kondensator (keramisk / elektrolytisk)

Kondensatorer

Kondensatorer er passive komponenter som fungerer som små midlertidige batterier og lagrer strøm i korte perioder for så å frigi den når energien blir stor nok.

Tenk på dem som små demninger som samler vann helt til det blir fullt og demningen brister slike at alt vannet strømmer ut. Så blir demningen bygget opp igjen og alt gjentar seg. Dette skjer veldig fort. Det er ikke helt korrekt ettersom ingen elektroner faktisk flyter gjennom kondensatoren, men heller får elektroner på den andre siden til å flytte seg, som om de tar over stafettpinnen.

De fungerer ved at to elektroder som er koblet til hver sin terminal har et dielektrisk materiale i mellom seg som forhindrer strøm å flyte fritt, men blir samlet opp på en side. Den ene siden blit positivt ladet og den andre blir negativt ladet.

En kondensators evne til å lagre energi kalles kapasitans og måles i Farad.

Skjematiske symboler for kondensatorer

Skjematiske symboler for kondensatorer

Oversikt over oppbyggningen av en kondensator

Oversikt over oppbyggningen av en kondensator

 

Transistor

Veldig simpelt forklart så fungerer de som brytere som blir aktivert av strøm / mangel på strøm. I denne illustrasjonen ville NC vært en PNP transistor og NO ville vært en NPN transistor.

Transistorer er halvledere or er i bunn og grunn elektriske brytere. Må ikke forveksles med reléer som bruker elektromagnetisme.

De er etterkommeren av vakuumtuben og vi kan takke dem for stort sett all moderne teknologi.

De kommer i mange varianter og utgaver, men deles hovedaklig inn i to kategorier; PNP og NPN.

NPN står for NEGATIVE-POSITIVE-NEGATIVE og lar strøm flyte fra Collector til Emitter når Base får en positiv spenning.

PNP står for POSITIVE-NEGATIVE-POSITIVE og lar strøm flyte fra Collector til Emitter når Base får en negativ spenning (ingen strøm).

Transistorer brukes hovedaklig til å generere signaler eller kontrollere høyere spenninger.

 

LED (lysdiode)

Lysdioder kommer i mange farger

Lysdioder kommer i mange farger

Den består av en anode (+) og en katode (-) der den lange terminalen er anoden. Den har også vanligvis en flat side for å indikere katode-siden.

De er veldig energieffektive og har lang levetid.

LED (Light-Emitting Diode) er en diode som gir fra seg lys når den får en spenning.

En diode er en halvleder-komponent som kun leder strøm en vei.

Skjematisk symbolo for lysdiode

Skjematisk symbolo for lysdiode

 

Mikrofon

Mikrofon som kan loddes til kretskort

Mikrofon som kan loddes til kretskort

Mikrofoner er på sett og vis omvendte høyttalere. De inneholder en membran som blir påvirket av lydbølger og beveger en magnet frem og tilbake i en spole som genererer et signal.

Skjematisk symbol for mikrofon

Skjematisk symbol for mikrofon

 

Oppgave 6

Hvilke oppgaver har flussmiddelet som er i loddetinnet?

Flussmiddel er ofte brukt i lodding og bidrar til å skape en ren, pen og godt distribuert lodding. Det fungerer mye på samme måte som skjoldgass i sveising som hindrer oksygen å binde seg til det varme metallet og gjøre det porøst o.s.v.

Det reagerer med loddetinnet og skaper en hinne rundt tinnet og loddepunktet, samt å kjemisk hjelpe tinnet å binde seg til kontaktflatene.