Wat wordt bedoelt met de afkortingen PWB, PCB of PCBA voor printplaten?

In de wereld van de elektronica en mechatronica ontkomt men vaak niet aan printplaten. Printplaten zijn onder andere aanwezig in machines, computers en consumentenelektronica. Een printplaat of print is een drager van verschillende elektronische componenten. Deze elektronische componenten verschillen in vorm kleur en functie. De printplaat zelf is gemaakt van epoxy, glasvezel of kunststof en bevat verschillende koperen bedradingen. Deze koperen bedradingen worden ook wel sporen genoemd en worden doormiddel van freestechnieken en etstechnieken aangebracht tussen de verschillende componenten. De koperen bedrading geleid de elektrische stroom tussen de verschillende componenten.

Welke componenten zijn op printplaten bevestigd?
De componenten op de printplaat zorgen er vervolgens voor dat er bewerkingen worden uitgevoerd. Zo kunnen weerstandjes er voor zorgen dat de elektrische stroom wordt afgezwakt en kan een condensator er voor zorgen dat elektrische stroom wordt verzamelt en afgestoten. Naast de condensator en weerstandjes zijn er echter nog verschillende andere componenten die op een printplaat kunnen worden aangebracht. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan thyristor, diodes, zenerdiodes, transistors, ledjes en IC’s.

Preppen  en bestukken van printplaten
Het preppen van printplaten is het voorbereiden van componenten op het plaatsen op de printplaten. Het woord preppen is afgeleid van de Engelse term: ‘to prepare’ wat voorbereiden of voorbereiding betekend. Het daadwerkelijke plaatsen van de componenten op de printplaat wordt ook wel bestukken of bestucken genoemd. Het bstukken kan op twee manieren worden gedaan:

  • Doormiddel van Surface Mount Technology SMT, plaatsen van een SMD Surface Mounted Device. Het direct solderen van componenten op de printplaat. Dit wordt meestal gedaan bij kleine componenten doormiddel van machines. Deze machines worden ook wel pick-and-place machines genoemd of P&P.
  • Through-hole bestukken. Hierbij worden de componenten doormiddel van bevestigingspinnetjes door gaatjes in de printplaat aangebracht. Dit gebeurd vooral bij  experimenteerprintplaten en kan zowel met de hand of met behulp van speciale machines worden gedaan.

Afkortingen PWB en PCB voor printplaten
In de mechatronica en elektronica worden veel Engelse termen gebruikt. Ook voor printplaten worden verschillende Engelse termen gebruikt. In de Nederlandse taal wordt een printplaat ook wel gedrukte bedrading genoemd of gedrukte schakeling. In het Engels zijn er ook verschillende termen voor printplaten. In het Engels wordt een printplaat normaal gesproken een printed circuit board genoemd. Dit wordt ook wel afgekort met PCB. Daarnaast wordt ook de Engelse term printed wiring board (PWB) genoemd voor printplaten, deze term is echter minder gebruikelijk.

Verschil tussen PWB en PCB
IPC is de beroepsorganisatie die zich inzet voor standaardisatie in de elektronica industrie. Deze instantie heeft verschillende vestigingen over de hele wereld waaronder een aantal vestigingen in Europa in Zweden in de plaats Stockholm. IPC  probeert onder  andere duidelijkheid te verschaffen in de elektronica door omschrijvingen en definities te bieden over de componenten en technieken die worden gebruikt in de elektronica.  Het IPC beschrijft bijvoorbeeld het onderscheid tussen een printed wiring board (PWB) en een printed circuit board (PCB). Het verschil tussen een PWB en een PCB wordt door het IPC uitgelegd op basis van het doel waar de desbetreffende printplaat wordt gebruikt:

  • Een printed wiring board of een PWB is een printplaat die alleen wordt gebruikt als doorverbindend element.
  • Een Printed Circuit Board of een PCB is een printed wiring board alleen bevat deze naast doorverbindingen ook elektronische functies.

Wat betekent de afkorting PCBA?
De afkorting PCBA wordt in het Engels als volgt omschreven Printed Circuit Board Assembly. Dit is een Printed Circuit Board met daarop gesoldeerde componenten. Na het bestukken van een printplaat heeft men een PCBA echter spreekt men in de praktijk vrijwel altijd van een PCB oftewel een printed circuit board.

Wat is preppen en bestukken van componenten op printplaten?

Machines, werktuigen en computers bevatten veel elektronica. De elektronica bestaat uit verschillende hardware componenten. Deze hardware componenten worden ontworpen door hardware engineers. Hierbij kan onder andere gedacht worden aan printplaten. Een printplaat is meestal groen gekleurd en bevat verschillende componenten. Printplaten zijn gemaakt van epoxy, kunststof of glasvezel. Printplaten bevatten een sporenpatroon. Dit sporenpatroon kan aan één kant van de printplaat zijn aangebracht maar het is ook goed mogelijk dat er aan beide kanten van de printplaat sporenpatronen zijn geplaatst. Sporenpatronen zijn gedrukte elektrische bedragen. Deze sporen worden gemaakt van materiaal dat goed geleid zoals koper, daarom noemt men sporenbanen ook wel koperbanen. Koperbanen worden doormiddel van frezen of etsen aangebracht op de printplaat.

Preppen van componenten
Preppen is een woord dat is afgeleid van het Engelse “to prepare”, dit betekend voorbereiden. Preppen wordt in de bouw of samenstellen van printplaten gebruikt voor voorbereidende werkzaamheden. Hierbij worden componenten klaargemaakt voor het plaatsen op printplaten. De componenten kunnen op twee verschillende manieren worden geplaatst in printplaten. In de volgende alinea is hierover informatie weergegeven.

Bestukken van printplaten
Het bevestigingen van componenten op printplaten wordt ook wel bestukken of bestucken genoemd. Dit kan op twee manieren. Zo kunnen componenten worden geplaatst in gaatjes. Dit wordt ook wel through-hole bestukken genoemd. Voor elk component dienen twee gaatjes worden geboord. In de stroombaan. Als bijvoorbeeld een weerstandje op een printplaat wordt geplaatst dan is er een gaatje aan het begin van het component en een gaatje aan het einde van het component. Het component verbindt de stoombaan met elkaar dat wil zeggen dat onder het component de stroombaan niet doorloopt maar onderbroken is. Through-hole bestukken wordt veel gedaan door mensen die voor de hobby schakelingen bouwen op een experimenteerprintplaat.

Een andere bevestigingsmethode van onderdelen op printplaten is Surface
Mount Technology SMT. Hierbij maakt men gebruik van SMD’s. De afkorting SMD staat voor Surface Mounted Device (SMD). Deze Engelse term kan in het Nederlands worden vertaald met:  ‘onderdeel dat op de oppervlakte is gemonteerd’. SMD componenten zijn over het algemeen kleiner dan Through-hole componenten. Doormiddel van SMT worden componenten rechtstreeks op de print geslodeerd. Dit is zeer nauwkeurig werk dat zowel met de hand kan worden gedaan als doormiddel van een machine. De machines die hiervoor gebruikt worden zijn zogenoemde pick-and-place machines. De uiteinden van het component (SMD) worden bij SMT niet door de printplaat heen gestoken maar worden er tegenaan gesoldeerd.

Printed circuit board (PCB)
Na het bestukken van een printplaat heeft men een printed circuit board (PCB). In feite is dit een Printed Circuit Board Assembly omdat de componeten er reeds op zijn aangebracht. In de praktijk spreekt men echter van een printed circuit board. Deze printplaat bevat naast doorverbindingen ook verschillende elektronische functies. Daarmee verschilt de PCB van een PWB omdat de PWB alleen doorverbindingen bevat. Daarom staat de afkorting PWB ook voor printed wiring board.

Wat is een bussysteem en waarom wordt een bus toegepast in de industrie en woningbouw?

Een bus of een bussysteem wordt in de elektronica toegepast. Bussystemen worden in de elektronica gebruikt als gemeenschappelijk transsport systemen voor elektronische signalen. Een belangrijke doelstelling van bussystemen is het verminderen van het aantal verbindingen tussen verschillende schakelingen. Een bussysteem kan worden uitgebreid met nieuwe schakelingen die van dezelfde soort zijn.

Toepassing van bussystemen
Bussystemen worden in de techniek op verschillende manieren toegepast. De keuze van een bepaald bussysteem is afhankelijk van de toepassing. Zo zijn er subsystemen die worden gebruikt in de industrie. Een bekend voorbeeld hiervan is de Profibus. De Profibus wordt in Europa zeer veel toegepast in de industrie en is zeer geschikt voor industriële automatisering omdat deze bus op alle niveaus werkt. Hierdoor kan men één bussysteem gebruiken voor automatiseren van de processen in een fabriek.

In de woningbouw en utiliteit worden ook bussystemen toegepast. Deze systemen bestaan uit buskabels. Deze kabels worden naast de overige bekabeling (230 Voltkabels voor de netstroom) in woningen en utiliteit aangebracht. Verschillende componenten in de woning kunnen op de buskabel worden aangesloten zodat deze met elkaar kunnen communiceren. Bij bussystemen kan men denken aan domoctica en andere systemen die elektrisch of elektronisch zijn.

Domotica is een verzameling voor verschillende technische systemen die tot doelstelling hebben het woongenot te verbeteren. Hierbij komen veel elektronische componenten aan de orde. Deze componenten kunnen doormiddel van de buskabel met elkaar communiceren. Hierdoor kan informatie tussen verschillende onderdelen worden verspreid en kunnen functies aan elkaar gekoppeld worden en op elkaar worden afgestemd. Één schakelaar kan bijvoorbeeld worden gebruikt om verschillende lampen aan- en uit te schakelen en te dimmen. Door wijzigingen in de software door te voeren kunnen schakelaars andere functies krijgen of kunnen nieuwe functies worden toegevoegd.

Doordat bussystemen bestaan uit elektronische netwerken die aan elkaar gekoppeld zijn kunnen de installaties makkelijk worden gewijzigd of uitgebreid. Bestaande buskabels hoeven namelijk niet te worden vervangen of verwijdert maar kunnen worden hergebruikt voor het aansluiten van nieuwe componenten en schakelaars.

Wat is een printplaat?

Computers, machines en andere producten bevatten printplaten. Deze zijn vaak groen gekleurd en voorzien van verschillende gekleurde componenten. Een printplaat is gemaakt van kunststof, epoxy of glasvezel. Een printplaat kan aan één kant of aan beide kanten voorzien zijn van een sporenpatroon. Dit sporenpatroon is een gedrukte bedrading. Deze sporen worden ook wel koperbanen of stroombanen genoemd. De sporen worden op de plaat aangebracht doormiddel van frezen en etsen.

Een kale printplaat bevat spotjes dit zijn de gaatjes op de stroombanen waar de componenten in geplaatst moeten worden. De componenten van een printplaat worden op de andere kant van de printplaat gesoldeerd. Hierdoor heeft een printplaat een stroombaanzijde en een componentenzijde.  Een printplaat die nog niet is voorzien van componenten wordt een kale printplaat genoemd.

Componenten op een printplaat
De componenten op een printplaat zijn verschillend. Deze componenten verschillen in vorm, grote en kleur. Ook de werking van de componenten verschild onderling, de componenten reageren allemaal verschillend op elektrische stroom of te wel de elektronen. Een aantal voorbeelden van componenten op een printplaat zijn de condensator, de diode, een led, thyristor, zenerdiode, IC, weerstand en de transistor. Hieronder worden een aantal van de hiervoor genoemde componenten van een printplaat kort uitgelegd.

Een weerstand heeft vaak een kleine afmeting. Daarom wordt de waarde van de weerstand in kleuren aangegeven. Deze kleurcode staat in kleurringen. Elke kleuring heeft een eigen waarde.

Een diode is een ook een component die op een printplaat kan worden geplaatst. Een diode is een halfgeleider en wordt gemaakt van silicium en germanium. Met een halfgeleider kan de geleidbaarheid worden bepaald.

Een transistor is een belangrijk onderdeel van een elektronische schakeling. Een transistor kan als schakelaar worden gebruikt maar kan ook als versterker dienen. Er zijn verschillende soorten transistors met diverse toepassingen.

Een IC is een afkorting die staat voor Integrated Circuit. Dit is in het Nederlands geïntegreerde schakeling. Deze worden op verschillende manieren toegepast.

Nauwkeurig werk
Het maken van een printplaat is zeer nauwkeurig werk. Het sporenpatroon moet worden bepaald en de weerstanden moeten nauwkeurig worden gesoldeerd op de plaat. Wanneer dit niet zorgvuldig gebeurd kunnen delen van de printplaat niet werken of is de gehele pintplaat niet bruikbaar. Naast het maken van een printplaat is ook het plaatsen van een printplaat in een machine nauwkeurig werk.