Manhattan Stilinde Op Amp Devre Tasarımı ve Uygulamaları

Manhattan yöntemi, bakır kaplı devre kartları üzerinde prototip devreler oluşturmak için kullanılan özgün bir tekniktir. Bu yöntemde, toprak (ground) düzlemi kesilmeden, devre düğümlerinin oluşturulması için küçük bakır parçaları ("manhattan pads" veya "manhattan squares") bakır kaplı yüzeye yapıştırılır. Böylece, toprak düzleminin sürekliliği korunur ve devrenin parazitik etkileri minimize edilir.

Manhattan Yönteminin Temel Prensipleri

Manhattan stilinde devre kurarken, toprak düzlemi üzerinde doğrudan kesikler açmak yerine, küçük bakır parçaları uygun yerlere yapıştırılır. Bu parçalar, devre elemanlarının lehimlenmesi için destek sağlar. Bu yöntem aşağıdaki avantajları sunar:

• Toprak düzleminin sürekliliği korunur: Kesik açılmadığı için topraklama daha etkili olur.

• Düşük kaçak akım: Hava boşlukları ve bakır yüzeyin sürekliliği sayesinde hassas devrelerde kaçak akım azalır.

• Hızlı prototipleme: Uzun izolasyon kanalları açmak yerine küçük parçalar yapıştırmak daha pratiktir.

Ayrıca Bakınız

Manhattan Stilinde Op Amp Devre Tasarımı: Pratik ve Hassas Prototipleme Yöntemi

Manhattan yöntemi, toprak düzleminin sürekliliğini koruyarak hassas op amp devrelerinde düşük parazitik etkiler ve hızlı prototipleme sağlar. Küçük bakır parçalar kullanılarak devreler pratik şekilde tasarlanır.

Kullanılan Malzemeler ve Araçlar

• Bakır kaplı devre kartı (Copper Clad): Genellikle 0.5 mm kalınlığında tercih edilir. Daha kalın olanlar işlenmesi zor olabilir.

• Küçük bakır parçalar: "Mepads" veya "mesquares" olarak adlandırılan, hazır olarak satılan ya da el ile kesilen küçük bakır destekler.

• Yapıştırıcı: Cyanoacrylate (süper yapıştırıcı) kullanılır ancak ısıya karşı dayanıklılığı sınırlıdır. Lehimleme sırasında dikkatli olunmalıdır.

• Lehim ve lehimleme demiri: Lehim köprüleri ile küçük parçalar toprak düzlemine sabitlenebilir.

• Kesme ve delme araçları: Mücevherci makası, kaliteli maket bıçağı, el delme aparatı veya elmas uçlu matkaplar kullanılır.

İlk görüşte 'Bu gerçek olamaz!' dedirten 10 etkileyici ürün

devamını oku

Devre Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Topraklama: Devrenin alt yüzeyi toprak düzlemi olarak kullanılır. Eğer mümkünse, üst yüzeyde de toprak için kare veya alan ayrılarak bağlantı yapılabilir.

• Kondansatör Yerleşimi: Güç kaynağı bypass kondansatörleri genellikle "pagoda" tarzında, toprak düzlemi üzerinde birbirine yakın küçük bakır parçalar üzerinde yerleştirilir. Bu, parazitik etkileri azaltır.

• Lehimleme Sıcaklığı: Süper yapıştırıcı ısıya karşı hassas olduğundan lehimleme sırasında aşırı ısıdan kaçınılmalıdır. Ayrıca, yapıştırıcının buharları toksik olabilir.

• Konnektör ve Destek Malzemeleri: Kenar konnektörleri hurdadan çıkararak küçük parçalara bölmek, SMD ve THT bileşenler için uygun destek sağlar.

Manhattan Yönteminin Avantajları ve Kullanım Alanları

• Hassasiyet: Manhattan devreleri, özellikle düşük kaçak akım gerektiren hassas op amp devrelerinde tercih edilir.

• Prototipleme: Devre tasarımında hızlı değişiklik ve deney yapma imkanı sunar.

• Düşük Parazitik: Hava ve bakır yüzeyin kombinasyonu, standart PCB'lere kıyasla daha düşük parazitik kapasitans ve endüktans sağlar.

Alternatif ve İlgili Ürünler

Amerika'da "mepads" ve "mesquares" adıyla satılan, bakır kaplı devre kartına yapıştırılabilen küçük modüler parçalar bulunmaktadır. Bu ürünler, Manhattan stilinde devre yapımını kolaylaştırır ancak Avrupa'ya nakliye maliyetleri yüksektir. Ayrıca, eski dizüstü bilgisayarların EMI koruma amaçlı bakır folyoları da uygun yapıştırıcı ile kullanılarak benzer amaçlar için değerlendirilebilir.

İşlem Teknikleri ve İpuçları

• Lehim köprüleri ile küçük bakır parçalar toprak düzlemine sabitlenebilir.

• Küçük delikler açmak için elmas uçlu matkaplar tercih edilir; bu sayede temiz ve düzgün padler elde edilir.

• TQFP ve SOIC gibi ince bacaklı entegreler, bypass kondansatörleri üzerine yerleştirilerek montaj yapılabilir.

• Devre elemanlarının bağlantı kabloları, toprak düzleminin etrafından dolaşmamalı; mümkünse doğrudan topraklama yapılmalıdır.

Manhattan yöntemi, deneysel elektronik devre tasarımında hem pratik hem de teknik açıdan avantajlar sunar. Özellikle hassas op amp devrelerinde düşük parazitik ve kaçak akım özellikleriyle öne çıkar. Ancak lehimleme sırasında yapıştırıcıların ısıya dayanıklılığı ve toksik buharları konusunda dikkatli olunmalıdır.

Kaynaklar

• Reddit r/electronics - Manhattan Style Op Amp

• QRPme - Mepads ve Mesquares

• Leo's Bag of Tricks - Manhattan Style Video: https://www.youtube.com/watch?v=vq968AFgPhg