万能洞洞板手工焊接说明.docx
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万能洞洞板手工焊接说明
万能洞洞板手工焊接说明（总63页）
为了充分体现一个DIY精神，PVCBOT机器人项目的控制电路，默认推荐的是手工焊接电路板。
而作为手工焊接所使用的电路板，这里我们主要采用的是万能电路板。
万能电路板也叫万用板、实验板，这是一种通用设计的电路板，通常其板上布满标准的IC间距的圆型独立的焊盘，看起来整个板子上都是小孔，所以也俗称为“洞洞板”。
相比专业的PCB印刷电路板，洞洞板具有成本低、使用方便、扩展灵活等特点。
基于以上这些特点，同时为了提高DIY机器人的效率，我们认为熟练使用洞洞板来焊接电路应该作为PVCBOT机器人DIY活动的一项基本技能。
元件布局
一般在洞洞板上布局元器件，就是基本上对照的电路原理图上元器件的布局规划，从关键器件为中心开始布局，其他元器件围绕着中心以见缝插针的方式布局。
对于熟悉电子电路的人，可以遵照这种方式边焊接边规划，无序中体现着有序，效率较高。
但一般人不推荐直接焊板，而是建议按照以上的布局原则，先在纸上进行初步的布局做好图纸，然后再按照图纸进行焊接，对于初学者甚至建议可以用笔在洞洞板正面把走线也画上去，以方便对照焊接。
焊接技巧
很多初学者焊的板子很不稳定，容易短路或断路。
除了布局不够合理和焊工不良等因素外，缺乏技巧是造成这些问题的重要原因之一。
掌握一些技巧可以使电路反映到实物硬件的复杂程度大大降低，减少飞线的数量，让电路更加稳定（以下部分内容摘自互联网）。
1、初步确定电源、地线的布局
电源贯穿电路始终，合理的电源布局对简化电路起到十分关键的作用。
某些洞洞板布置有贯穿整块板子的铜箔，应将其用作电源线和地线;如果无此类铜箔，也需要对电源线、地线的布局有个初步的规划。
2、善于利用元器件的引脚
洞洞板的焊接需要大量的跨接、跳线等，不要急于剪断元器件多余的引脚，有时候直接跨接到周围待连接的元器件引脚上会事半功倍。
另外，本着节约材料的目的，可以把剪断的元器件引脚收集起来作为跳线用材料。
3、善于设置跳线
多设置跳线不仅可以简化连线，而且要美观得多（见下图横卧的跳线）。
4、善于利用排针
排针有许多灵活的用法（见上图竖起的排针）。
比如两块板子相连，就可以用排针和排座，排针既起到了两块板子间的机械连接作用又起到电气连接的作用。
这一点借鉴了电脑的板卡连接方法。
5、在需要的时候隔断铜箔
在使用连孔板的喜来登线上娱乐是真的吗时候，为了充分利用空间，必要时可用小刀割断某处铜箔，这样就可以在有限的空间放置更多的元器件。
6、充分利用双面板
双面板比较昂贵，既然选择它就应该充分利用它。
双面板的每一个焊盘都可以当作过孔，灵活实现正反面电气连接。
走线方式
焊接洞洞板有很多种方法，传统用得最多的是“飞线连接法”，而近来比较流行的一种方法叫“锡接走线法”。
“飞线连接法”，这种走线方法没有太大的技巧，一般选用细导线或者漆包线进行电路连接，尽量沿着水平和竖直走线，整洁清晰。
不过这种方式对于稍微复杂的电路，假如布局不合理可能会存在较多交叉或者重叠的飞线，有可能会对电气特性有一点影响，而且焊接时要求头脑特别清晰且要有一定的焊接经验才能理清交错的飞线。
另外，由于使用这种方法要求常备较多用于飞线的细导线或者漆包线，未必适合条件有限的初学者，所以这里我们也不作为PVCBOT项目推荐的走线方式。
“锡接走线法”，这是直接借助焊锡把各焊盘节点连接起来的一种走线方式，其有着线路清晰、工艺美观、性能稳定等特点。
不过假如是直接用焊锡连接相邻焊盘的话，会比较浪费焊锡，而且对焊锡质量以及个人焊接工艺都要求较高。
作为PVCBOT项目将要推荐的方法，我们这里建议使用细金属线作为连接的媒介，在金属线走过的焊盘节点再上锡焊接，这样操作比较简单，也比较适合初学者学习，同时也适合扩展到上规模的复杂电路的应用。
下面我们将以常见的几个PVCBOT项目的控制电路为例，进行介绍如何以“锡接走线”的方式手工焊接洞洞板。
一、法拉蓄能引擎控制电路1
、布局规划
、元件定位
（1）开关
（2）插座
（3）电阻
（4）发光二极管
、锡接走线
、总装调试
二、法拉蓄能引擎控制电路2
、布局规划
、元件定位
（1）开关
（2）插座
（3）电阻
（4）稳压二极管
（5）发光二极管
、锡接走线
、外接器件
（1）法拉电容
（2）肖特基二极管
、总装调试
三、太阳能引擎控制电路
、布局规划
、元件定位
（1）三极管
（2）发光二极管
（3）电阻
、锡接走线
、外接器件
（1）电解电容
（2）太阳能电池
（3）电机
、总装调试
一、法拉蓄能引擎控制电路1
法拉蓄能引擎是专门针对PVCBOT蓄能系列机器人的，其采用USB接口（标准电压5V）对法拉电容（超级电容）进行短时充电，然后再对驱动机器人的马达进行放电，让机器人能够跑上一阵。
当前的这个法拉蓄能引擎的控制电路，主要是针对采用了耐压为5V的法拉电容作为充电的电能存储器件的机器人，相对简单一些，主要用在：
PVCBOT【0号】S1版、PVCBOT【0号】S2版、PVCBOT【0号】S3版、PVCBOT【17号】A版
这里要注意，以上几个机器人的控制电路基本上是一样的，不过0号S1版是使用一个1法拉的超级电容，而其他几个蓄能机器人都是采用4个法拉的超级电容通过并联累加容值的方式连接到控制电路上的。
为了简单起见这里统一按照1个法拉电容的情况进行介绍。
“法拉蓄能引擎控制电路”的电路原理图如下：
当前法拉蓄能引擎控制电路具体的电路原理在蓄能系列机器人中有详细介绍，这里不再重复。
、布局规划
涉及到本电路焊接的主要元件包括：
1法拉超级电容一个，LED发光二极管一个，220Ω、51Ω电阻各一个，PH插座一个，拨动开关一个，震动电机一个。
根据电路规划的实际需要，这里我们从整版大块的洞洞板上裁切包含了3X6个焊孔（横向6孔，纵向3孔）的一小块来进行电路焊接。
我们可以根据电路原理图，接合各元件外形特性，在洞洞板上规划各元件的布局。
在洞洞板上布局元件需要一定经验积累，既要熟悉电路原理，也要了解各种电子元器件，对此我们暂不展开讨论。
我们将直接对具体已经规划好的布局方案进行介绍，即讲解如何按照已有的布局方案在洞洞板上进行电路焊接。
特别提醒：
以下的元件布局图示是我们这里为了方便大家清晰了解当前电路的焊接布局规划而专门设计绘制的，通常在实际应用当中未必有那么详细图示，一般只是提供类似上面的电路原理图，具体的规划是需要大家自己根据实际情况去设计的。
1）正视图
首先介绍元件布局的正视图，即自顶向下俯视电路板的正面，通过正视图可以了解各元件在洞洞板上的布局状态，即可以弄清楚每个元件放置的朝向是怎么样的，每个元件的各引脚是插到哪些焊孔中的。
以下展示的是在3X6个焊孔（纵向3孔，横向6孔）的洞洞板上进行的元件布局。
（1）选择开关我们采用普通的单刀双掷的拨动开关，左右拨动开关的小柄，可以控制开关中间的引脚2选择性的与左边的引脚1或者右边的引脚3相连接。
（2）LED发光二极管的引脚是区分极性的（正/负），其外形是圆柱形的，区别引脚的方法包括几种：
方法1：
如果是全新的元件没有剪过引脚的，则默认长的那根引脚是正极;
方法2：
看圆柱形外壳底边上的圆盘，有缺口的一侧对应的引脚是负极;
方法3：
直接透过外壳观察内部结构，连接内部小电极片的引脚是正极，连接内部大的三角形电极片的引脚是负极。
（3）电阻的引脚是不区分极性的;
（4）超级电容选用的是单个1法拉的。
一般外皮上标注了“-”减号所对应的是负极引脚，但也有些超级电容外皮上可能没有标明负极的，而是用一排连续的箭头标明：
箭头出发的一侧为正极，箭头指向的一侧为负极。
2）底视图
然后介绍元件布局的底视图，即面对电路板的底面的视图（蓝色带代表走线相连），通过底视图可以了解各元件在洞洞板上的走线情况，即可以弄清楚每个元件的各引脚是如何互相连接的。
、元件定位
首先，我们把各元件先按照规划好的布局定位到洞洞板上。
（1）开关
首先把拨动开关固定到洞洞板上。
对照前面的“元件布局正视图”，把拨动开关的三根引脚依次插入洞洞板上对应的焊孔中，并让拨动开关贴紧洞洞板。
从洞洞板底面把拨动开关的引脚剪短，只露出大约1毫米左右的高度即可。
下面即将对拨动开关的引脚进行焊接。
在焊接之前，我们需要把插接了拨动开关的洞洞板固定起来，如果条件允许可以使用如下图所示的带夹子的焊接台。
如果没有焊接台也没有关系，我们可以直接利用镊子，如下图所示夹住拨动开关和洞洞板，即可把要焊接的洞洞板和元件固定起来。
下面开始正式焊接：
一个手拿着焊锡丝，一个手拿着电烙铁，把焊锡丝挨着要焊接的地方——引脚与铜箔焊盘的交界点，让后把烙铁头也凑过去，把焊锡丝前端给熔化掉。
下面开始正式焊接：
一个手拿着焊锡丝，一个手拿着电烙铁，把焊锡丝挨着要焊接的地方——引脚与铜箔焊盘的交界点，让后把烙铁头也凑过去，把焊锡丝前端给熔化掉。
特别说明：
除了“一手焊锡丝、一手电烙铁”的焊接方式之外，也可以考虑另外的方式。
具体做法如下：
a）让焊锡丝的卷盘着地，把焊锡丝竖立起来;手拿着洞洞板，并注意同时握住上面的拨动开关，不让其松动。
b）一手握住插上了拨动开关的洞洞板，让洞洞板上要焊接的地方挨近竖立起来的焊锡丝，另一手拿着电烙铁靠近焊锡丝，让焊锡丝融化到焊点上。
特别注意：
当前的手法动作一定要快，对焊锡的加热时间要尽可能的短，否则很容易会被烫到按住要焊接元件的手。
对于新手，假如一下子无法焊接成功，建议可以在元件加热到非常热的情况下停一下，等焊锡冷却了再重新来过，这样虽然可能要多几次，但却不容易被烫到。
以上不管是“一手拿焊锡丝、一手拿烙铁，凑到固定好的洞洞板上焊接”，还是“一手拿洞洞板、一手拿烙铁，挨近竖立的焊锡丝去焊接”，其实都是类似的，建议多可以锻炼一下手脚并用，熟能生巧，呵呵。
焊锡丝在融化后会流下环绕引脚，填满于焊盘周围。
由于焊锡丝本身是含有助焊剂（松香）的，所以熔化后的焊锡会自动沾住引脚和焊盘。
控制熔化的焊锡量就可以控制最后焊盘上的焊点形状，一般控制成半圆球形即可。
最后把焊锡丝和烙铁头拿开后等待焊点上的焊锡冷却，即可完成焊点的焊接。
具体焊接可以参照以下的“元件布局底视图”：
焊接了拨动开关的其中一个引脚，我们就可以把整个拨动开关固定起来了。
（2）插座
接着我们再固定PH插座。
同样对照前面的“元件布局正视图”，把PH插座的两根引脚依次插入洞洞板上对应的焊孔中，并把PH插座往下按让其尽量贴紧洞洞板。
PH插座的引脚是区分正负极的，即要注意插座凹槽的方向。
和之前一样，把洞洞板上的元件嵌入镊子柄上的夹缝固定起来，然后参照之前的焊接手法（一手拿焊锡丝、一手拿电烙铁），让焊锡丝贴着引脚与焊盘之间的交界点，再用烙铁头熔化焊锡丝，熔化后的焊锡就会包住焊盘与引脚，等焊锡冷却后就完成焊接。
具体焊接可以参照以下的“元件布局底视图”：
特别说明：
除了“一手焊锡丝、一手电烙铁”的焊接方式之外，也可以考虑另外的方式。
具体做法如下：
a）让焊锡丝的卷盘着地，把焊锡丝竖立起来;手拿着洞洞板，并注意同时握住上面的拨动开关，不让其松动。
b）一手握住插上了拨动开关的洞洞板，让洞洞板上要焊接的地方挨近竖立起来的焊锡丝，另一手拿着电烙铁靠近焊锡丝，让焊锡丝融化到焊点上。
让电阻尽可能挨紧洞洞板。
从洞洞板底面剪掉电阻上长出的电阻引脚，一般只留高出洞洞板大约1毫米左右的高度即可。
注意：
剪掉的引脚建议收集起来，可以作走线之用。
由于电阻与周边其他元件挨得有点近，如果用镊子固定洞洞板来焊接的方式可能不易把握好，即可能电阻固定不稳，所以这里建议用前面讲的第二种方式进行焊接，即用手拿着洞洞板并同时按住要焊接的电阻，然后把洞洞板要焊接的地方主动靠近固定竖立着的焊锡丝，再同时另外一只手拿着烙铁融化已经靠着焊点的焊锡丝去完成焊接。
具体焊接可以参照以下的“元件布局底视图”：
焊接好51Ω电阻的一个引脚之后，就可以完成对其的固定操作。
（也可以如下图所示，把当前电阻的另外一个引脚用同样方式焊接好）
接下来再固定另外一个220Ω的电阻（色环为：
红红棕金）。
对照“元件布局正视图”，把电阻的两根引脚依次插入洞洞板上对应的焊孔中。
让电阻尽可能挨紧洞洞板。
剪掉电阻长出的引脚，只保留长出底面1毫米的一小段，并用手握住洞洞板，同时要确保电阻能够被按住不要移位。
依然建议采用之前的第二种方法，即：
一手拿着插上了电阻的洞洞板，另一只手握着电烙铁，同时把要焊接的焊点与电烙铁都挨着竖立固定着的焊锡丝，完成相关焊接。
具体焊接可以参照以下的“元件布局底视图”：
焊接好220Ω电阻的一个引脚之后，就完成对其的固定操作。
（也可以如下图所示把当前电阻的另外一个引脚用同样方式焊接好）
固定了两个电阻的位置。
4）发光二极管
固定LED发光二极管。
对照“元件布局正视图”，把LED发光二极管的两根引脚依次插入洞洞板上对应的焊孔中，并让二极管尽量贴着洞洞板。
特别注意：
二极管的引脚极性不要搞错（具体见前面布局规划的章节内容）。
剪掉长出的发光二极管的引脚，只保留高于底面1毫米左右的高度，同时记得把剪掉的引脚金属线收集起来。
一手拿着插上了发光二极管的洞洞板，另一只手握着电烙铁，同时把要焊接的焊点与电烙铁都挨着竖立固定着的焊锡丝，完成相关焊接。
具体焊接可以参照以下的“元件布局底视图”：
焊接好发光二极管的一个引脚之后，就完成对其的固定操作。
（也可以如下图所示把当发光二极管的另外一个引脚用同样方式焊接好）
完成所有洞洞板上元件的定位固定。
、锡接走线
完成各元件在洞洞板上定位和固定之后，我们就可以开始对各元件引脚进行焊接连线。
把之前各元件长出的引脚剪下之后不要丢弃，可以收集起来备以后走线时用。
所有元件的各个引脚的焊接点都可以先上锡，即让各元件都能正确放置。
对照“元件布局底视图”，用之前剪掉多余的各元件引脚金属线作为连线，把应该相连的焊点连接起来。
用手拿着一段长出的元件引脚，然后贴近要焊接的焊点，把焊点已有的焊锡用烙铁熔化，趁时机把金属线插入到熔化的焊锡中，并保持好位置，拿开烙铁等待焊锡冷却后就可以把金属线焊接到焊点上。
特别注意：
整个过程动作要快一点，让时间尽可能的短，一方面是防止元件过热时间长会损坏，另一方面也是防止烫到拿着金属线的手，当然也可以用另外的镊子夹住金属线。
焊接好一侧的金属线。
按照走线规划，把金属线再折弯。
剪掉多余的引脚长度。
焊接好弯折部分的走线。
完成的第一条走线的焊接。
再把第二条走线也加上。
对照“元件布局底视图”，用之前剪掉多余的各元件引脚金属线作为连线，把应该相连的焊点连接起来。
本次走线有点麻烦，由于布局的空间有限，必须借助镊子事先剪好用于连线的引脚，把引脚与对应的焊点焊接起来。
这个具体焊接有点复杂，需要多锻炼一下，自己摸索之后，才能成为高效的熟手。
、总装调试
对照“元件布局底视图”，把红黑两导线焊接到的洞洞板上。
把连接电机的两根绿色导线也焊接好。
为焊接方便，一手拿焊锡丝一手拿烙铁，一起凑到法拉电容的引脚给其上锡。
再用同样的方式给振动马达的引脚上锡。
法拉电容和振动马达都焊接到相对应的导线上。
注意：
超级电容的引印是区分正负极的（红正、黑负），而振动马达的引脚是不区分正负极的。
最后，全部电路焊接完工，可以总体测试和调试电路。
把蓄能USB线插接到电路的PH插座上，把拨动开关拨到靠近PH插座的位置，整个电路进入充电状态，可以看到发光二极管从最亮到逐步暗下去，直至熄灭并代表充电结束;这个时候拨动开关拨到远离PH插座的一侧，整个电路属进入电状态，即将会驱动振动马达震动。
二、法拉蓄能引擎控制电路2
法拉蓄能引擎是专门针对PVCBOT蓄能系列机器人的，其采用USB接口（标准电压5V）对法拉电容（超级电容）进行短时充电，然后再对驱动机器人的马达进行放电，让机器人能够跑上一阵。
当前的这个法拉蓄能引擎的控制电路，主要是针对采用了耐压为的法拉电容作为充电的电能存储器件的机器人，因为受最高电压的限制所以相对前面一个蓄能引擎的电路会复杂一些，即：
把USB接口提供的5V电压降到左右给耐压仅为的法拉电容充电，当前电路主要用在：
PVCBOT【17号】B版
“法拉蓄能引擎控制电路”的电路原理图如下：
具体电路原理在蓄能系列机器人中有详细介绍，这里不再重复。
、布局规划
涉及到本电路焊接的主要元件包括：
2法拉超级电容一个，LED发光二极管一个，3V稳压二极管一个，1N5819肖特基二极管一个，220Ω、47Ω、20Ω电阻各一个，PH插座一个，拨动开关一个，震动电机一个。
根据电路规划的实际需要，这里我们从整版大块的洞洞板上裁切包含了3X6个焊孔（横向6孔，纵向3孔）的一小块来进行电路焊接。
我们可以根据电路原理图，接合各元件外形特性，在洞洞板上规划各元件的布局。
在洞洞板上布局元件需要一定经验积累，既要熟悉电路原理，也要了解各种电子元器件，对此我们暂不展开讨论。
我们将直接对具体已经规划好的布局方案进行介绍，即讲解如何根据已有的布局方案在洞洞板上进行电路焊接。
特别提醒：
以下的元件布局图示是我们这里为了方便大家清晰了解当前电路的焊接布局规划而专门设计绘制的，通常在实际应用当中未必有那么详细图示，一般只是提供类似上面的电路原理图，具体的规划是需要大家自己根据实际情况去设计的。
1）正视图
首先介绍元件布局的正视图，即自顶向下俯视电路板的正面，通过正视图可以了解各元件在洞洞板上的布局状态，即可以弄清楚每个元件放置的朝向是怎么样的，每个元件的各引脚是插到哪些焊孔中的。
以下展示的是在3X6个焊孔（纵向3孔，横向6孔）的洞洞板上进行的元件布局。
（1）选择开关我们采用普通的单刀双掷的拨动开关，左右拨动开关的小柄，可以控制开关中间的引脚2选择性的与左边的引脚1或者右边的引脚3相连接。
（2）LED发光二极管的引脚是区分极性的（正/负），其外形是圆柱形的，区别引脚的方法包括几种：
方法1：
如果是全新的元件没有剪过引脚的，则默认长的那根引脚是正极;
方法2：
看圆柱形外壳底边上的圆盘，有缺口的一侧对应的引脚是负极;
方法3：
直接透过外壳观察内部结构，连接内部小电极片的引脚是正极，连接内部大的三角形电极片的引脚是负极。
（3）电阻的引脚是不区分极性的;
（4）超级电容选用的是单个1法拉的。
一般外皮上标注了“-”减号所对应的是负极引脚，但也有些超级电容外皮上可能没有标明负极的，而是用一排连续的箭头标明：
箭头出发的一侧为正极，箭头指向的一侧为负极。
（5）稳压二极可以把供电的电压降低，并且把电压稳定在特定值左右。
一般稳压二极管都是用“玻壳包装”，即透明的玻璃外壳包住里面橙色的内胆。
外壳上有黑线的一侧对应稳压二极管的负极。
（6）肖特基二极具有压降小的特点。
一般肖特基二极管都是用“塑壳包装”，即用黑色的塑料外壳。
外壳上有白线的一侧对应肖特基二极管的正极。
2）底视图
然后介绍元件布局的底视图，即面对电路板的底面的视图（蓝色带代表走线相连），通过底视图可以了解各元件在洞洞板上的走线情况，即可以弄清楚每个元件的各引脚是如何互相连接的。
、元件定位
首先，我们把各元件先按照规划好的布局定位到洞洞板上。
（1）开关
首先把拨动开关固定到洞洞板上。
对照前面的“元件布局正视图”，把拨动开关的三根引脚依次插入洞洞板上对应的焊孔中，并让拨动开关贴紧洞洞板。
从洞洞板底面把拨动开关的引脚剪短，只露出大约1毫米左右的高度即可。
下面即将对拨动开关的引脚进行焊接。
在焊接之前，我们需要把插接了拨动开关的洞洞板固定起来，如果条件允许可以使用如下图所示的带夹子的焊接台。
如果没有焊接台也没有关系，我们可以直接利用镊子，如下图所示夹住拨动开关和洞洞板，即可把要焊接的洞洞板和元件固定起来。
开始正式焊接：
一个手拿着焊锡丝，一个手拿着电烙铁，把焊锡丝挨着要焊接的地方——引脚与铜箔焊盘的交界点，让后把烙铁头也凑过去，把焊锡丝前端给熔化掉。
特别说明：
除了“一手焊锡丝、一手电烙铁”的焊接方式之外，也可以考虑另外的方式。
具体做法如下：
a）让焊锡丝的卷盘着地，把焊锡丝竖立起来;手拿着洞洞板，并注意同时握住上面的拨动开关，不让其松动。
b）一手握住插上了拨动开关的洞洞板，让洞洞板上要焊接的地方挨近竖立起来的焊锡丝，另一手拿着电烙铁靠近焊锡丝，让焊锡丝融化到焊点上。
特别注意：
当前的手法动作一定要快，对焊锡的加热时间要尽可能的短，否则很容易会被烫到按住要焊接元件的手。
对于新手，假如一下子无法焊接成功，建议可以在元件加热到非常热的情况下停一下，等焊锡冷却了再重
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