[KBpedia] Mysterium TKL
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Quelle che seguono vogliono solo essere delle prime note - diciamo pure «appunti sparsi» - per chi ha intenzione di assemblare una Mysterium TKL (o similare): tutto parte ovviamente dal bellissimo mini GB privato che il buon @AngryBard ha organizzato ormai un anno fa - e che ringrazio ancora per l'impegno e la disponibilità che ha dimostrato in questa piccola/grande avventura.
Da questa esperienza credo di aver imparato tantissime cose nuove e sono sicuro che tanti abbiano da condividere un sacco di piccoli consigli: fatevi avanti!
Non mi dilungo troppo nelle premesse: la Mysterium è stata l'apripista di una fortunata serie di board ad opera del mitico coseyfannitutti nel 2019 - purtroppo dal 2020 in poi il progetto sembra essersi arenato - ideate con il preciso intento di poter essere interamente assemblate con componenti through-hole (THT), adatti in ambito hobbistico: è infatti sufficiente un semplice saldatore, un po' di pazienza e un minimo di destrezza manuale.
Esiste una guida passo-passo per cui non mi dilungherò a descrivere tutto il processo: per chi vuole approfondire rimando direttamente al repository di coseyfannitutti su GitHub.
Vorrei invece soffermarmi su alcuni dei passaggi ed illustrare come li ho affrontati: sono sicuro che gli approcci possano essere molto diversi e sono molto curioso di vedere anche gli altri cosa hanno fatto.
@AngryBard è stato bravissimo nel farci avere tutte le componenti necessarie, in un comodissimo box di cartone.
Tutto è etichettato con precisione, il che rende davvero impossibile sbagliarsi. Nella foto qui sopra la MCU è ancora alloggiata in una bread-board collegata ad un Arduino Uno: c'é stato molto da divertirsi su questo frangente perché avendo acquistato le MCU all'ingrosso, queste sono arrivate senza bootloader installato. Ci siamo quindi dovuti ingegnare per programmarle... e l'occasione è stata utile per scrivere un po' anche su questo argomento - per chi volesse approfondire, qui e qui.
Di norma - acquistando la MCU da chi ancora offre il kit - questa arriverà sicuramente già dotata di bootloader, per cui diciamo un problema in meno
La guida ufficiale di coseyfannitutti parte con la saldatura dei diodi: io invece sono partito dalla porta USB-C, perché è sicuramente il componente più tricky tra tutti quanti. Quindi tanto meglio togliersi subito il dente...
Il connettore USB-C è posizionato a vista e rivolto verso il basso sul lato superiore della PCB: deve quindi essere inserito al suo posto, la PCB deve essere poi ruotata di 180° e di fatto la saldatura avviene sul retro - così come per tutte le altre componenti.
Per prima cosa saldo i punti di ancoraggio più grossi alle due estremità laterali: è importante assicurarsi che il connettore sia quindi in posizione, ben allineato e aderente alla PCB. Nel caso è possibile ammorbidire i punti con il saldatore e trovare la giusta posizione.
La questione cambia sensibilmente per i 16 pin racchiusi tra i punti precedenti: per poter operare su questi è necessario aiutarsi con del flussante - personalmente utilizzo un piccolo pennello, così da applicare uno strato molto sottile e uniforme.
A questo punto è possibile applicare una piccola quantità di lega saldante alla punta del proprio saldatore per poi passarla lentamente sui pin: il flussante farà sì che la lega vada a legarsi ai pin evitando il formarsi di spiacevoli ponti tra di essi.
Su questo passaggio credo che ognuno abbia la propria tecnica: nel mio caso preferisco lavorare con una punta piatta e fare una riga per volta. Mi muovo con la punta dall'alto verso il basso, facendo prima la sola riga inferiore. Poi giro la PCB e faccio lo stesso per la riga superiore - ora ribaltata di 180°. Applico una piccolissima quantità di lega per volta, facendo tante micro applicazioni consecutive e sempre verificando che non si formino ponticelli.
Per concludere applico il flussante agli ultimi due punti di ancoraggio rimasti e saldo anche quelli.
Il risultato è direi accettabile.
La saldatura del resto dei componenti è molto semplice: nulla di complicato per chi ha un minimo di confidenza con il saldatore, ma risulta decisamente accessibile anche a chi è alle prime armi.
In caso di dubbio può essere sicuramente utile chiedere una mano ad un amico, anche solo per la saldatura della porta USB-C. Alcuni store - come ad esempio il buon 42. Keebs - offrono il servizio di saldatura del connettore USB-C a fronte di un piccolo pagamento.
Per i diodi ho elaborato una mia piccola tecnica, utilizzando un paio di pinze dalla punta fine a cui applico un sottile strato di nastro di carta per evitare di danneggiare i componenti.
Non è di sicuro il metodo più veloce e molto probabilmente non è nemmeno quello più furbo: ho provato in altre occasioni a piegare le gambe dei diodi "in massa" ma il risultato finale non mi ha convinto. Preferisco quindi lavorare diodo per diodo, piegando una gamba per volta.
Afferro il diodo con la punta della pinza, facendo molta attenzione a non applicare una pressione eccessiva: il diodo deve semplicemente rimanere fermo, non è necessario esercitare troppa forza perché potrebbe danneggiarne il rivestimento.
Con le dita vado quindi a piegare una per volta le due gambe, facendo leva il più possibile vicino al corpo del diodo stesso: è infatti importante che la curvatura delle gambe sia la più stretta possibile.
Il risultato finale è pressoché perfetto.
Un'altra piccola attenzione che ho imparato ad avere è sul posizionamento dei diodi. Lascio le gambe così come dalla piegatura del passaggio precedente e una volta che il diodo è inserito in sede, facendo attenzione che sia ben aderente alla superficie della PCB, vado a piegarle leggermente per evitare che possano poi muoversi quando si renderà necessario ribaltare la PCB per andare a lavorare sulle saldature.
Prima di iniziare a saldare vado però a rimuovere buona parte delle gambe così da rendere le operazioni di saldatura decisamente più agevoli.
(sto pensando di provare a tagliare la gambe prima di inserirle nella PCB, sarà un esperimento che farò alla prossima occasione...)
Il kit «canonico» prevede la presenza di un LED rosso ma ovviamente può essere sostituito scegliendone uno del colore che si preferisce. Alcuni LED hanno una resa decisamente maggiore rispetto ad altri e con la resistenza da 1,5 KOhm in dotazione possono praticamente... rendere ciechi...
In fase di assemblaggio lascio quindi di norma esclusa - temporaneamente - la resistenza R6: finito di saldare - avendo quindi scelto il colore del LED opportuno - vado ad inserire a mano una prima resistenza (parto proprio dal quella da 1,5 KOhm prevista per il LED rosso) facendo attenzione a non creare corti. Vedo la resa e se necessario provo altre resistenze, salendo pian piano, fino a trovare l'intensità che preferisco: solo allora procedo alla saldatura della R6.
Come ultima nota aggiungo due brevi cenni alla pulizia della PCB. Molti ho scoperto non si preoccupano minimamente della questione ma a me non piace lasciare la PCB sporca del flussante sprigionato durante la saldatura.
Ho provato vari modi per rimuoverlo e alla fine sono arrivato ad utilizzare questi strumenti e questa semplice procedura:
- utilizzo un banale spazzolino da denti (nel mio caso la punta di un Oral-B elettrico ormai a fine carriera) che immergo in alcool isopropilico e che utilizzo per spazzolare allegramente i punti di saldatura
- a spazzolata finita tampono la superficie con panno in microfibra
- ripeto la procedura più e più volte, fino a quando il risultato non mi soddisfa
Questo è probabilmente il passaggio più noioso tra tutti ma garantisce due risultati molto importanti:
- pulizia
- sicurezza
I residui di flussante possono infatti favorire la corrosione con il passare del tempo e provocare corto circuiti e/o falsi contatti: meglio quindi eliminare subito il problema. E poi - diciamocelo - le saldature pulite sono anche una piccola gioia per gli occhi.
La saldatura del resto dei componenti è molto semplice: diodi a parte, solo il LED e il condensatore lì vicino hanno bisogno di attenzione per il verso di posizionamento, per tutti gli altri componenti l'orientamento è indifferente - se non per questioni puramente estetiche.
E voi quali trucchetti/attenzioni avete messo in azione?
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@yLothar che spettacolo questo PCB con diodi, resistenze e componentistiche varie allineate in quel modo fa molto vecchio stile, molto ordinato
Personalmente uso la saldatura a puntale solamente per saldare gli switch perché hanno bisogno di "molta" quantità di stagno, e perché è meglio scaldare il più localmente possibile per non fondere gli interruttori che hanno il corpo di plastica. Per tutte le parti elettroniche uso la saldatrice ad aria, con l'apposita siringa di stagno e siringa di flussante. Come per tutte le cose devi prenderci un po' di mano, ma vedrai che ti svolta la qualità delle saldature. Trovi un sacco di video su Youtube che ti mostrano a grandi linee il procedimento, te ne allego qui uno dei primi che ho trovato. Se cerchi bene trovi sicuramente anche dei tutorial.
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@VescovoAlessio grazie
Sì, ho anche la pistola ad aria calda che uso per le parti SMD
