Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Witam,

Jestem zaznajomiony z majsterkowo.pl od samego początku, ale dotychczas tylko czytałem udzielając się w komentarzach parę razy. Widziałem ostatnio projekt wytrawiarki, który bardzo mnie zainteresował, gdyż miałem w planach budowę własnej. Tak więc jeśli jesteśmy przy temacie tworzenia płytek drukowanych, chyba nadszedł czas aby zaprezentować naświetlarkę do laminatów światłoczułych.

Każdy chyba zna minusy tworzenia płytek metodą termotransferu, czyli potocznie mówiąc metodą „żelazkową” czy „piekarnikową”. Jakość ścieżek, ich grubość, dobór papieru (zazwyczaj kredowego) itp… Jako, że dość miałem borykania się z tymi problemami, postanowiłem pójść inną drogą, przesiąść się na metodę fotochemiczną.

Największymi atutami tej metody na pewno są:

Opublikuj swój projekt i odbierz 50% rabatu do wykorzystania w sklepie Nettigo.pl

  • powtarzalność wykonywanych płytek;
  • dokładność (można tworzyć ścieżki rzędu 8 milsów, a nawet jeszcze cieńsze);

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

 

Założenia projektowe:

  • maksymalny wymiar laminatu do naświetlania 10x20cm;
  • zasilanie z zewnętrznego zasilacza, najlepiej 12V;
  • naświetlanie z góry/z dołu lub obustronnie;
  • timer i czytelne menu z możliwością zaprogramowania pięciu programów naświetlania;
  • ledy… żadnych świetlówek, starterów, stateczników itp.

 

Lista potrzebnych elementów i ceny orientacyjne:

Płyta główna:

  • Arduino ProMini 5V, 16MHz (5zł);
  • goldpiny żeńskie/męskie – 24szt/31szt (1zł);
  • mostek prostowniczy 5W10 (<1zł);
  • kondensatory elektrolityczne 1000uF 25V, 220uF 25V (2zł);
  • stabilizator stały 5V, przynajmniej 500mA (<1zł);
  • 3 rezystory 270ohm, 0,25W(<1zł);
  • 1 rezystor 10Kohm, 0,25W (<1zł);
  • 3 tranzystory BC547 (<1zł);
  • 2 x dioda prostownicza (<1zł);
  • 2 x przekaźnik 5V – AZ822-2C-5DSE (10zł);
  • 2 x podwójny zacisk śrubowy (<1zł);
  • laminat 10cm x 4cm;

Panele LED:

  • 68 rezystorów 100ohm, 0,25W (kupiłem metalizowane, z tolerancją 1% – ok. 4zł);
  • 2 rezystory 270ohm, 0,25W(<1zł);
  • 2 x płytka uniwersalna 20cm x 10cm, wiercona, z przewodnością w rzędach (18zł);
  • 208 LED’y UV, ok 2000mcd, długość fali emitowanej to około 395nm (ja kupiłem za ok. 20zł, nie mogłem znaleźć takich w Polsce, więc skorzystałem z wiadomego jakiego źródła);
  • kable podłączeniowe paneli – użyłem starego dwużyłowego kabla miedzianego :)

Obudowa i wewnętrzne wykończenie:

  • obudowa… ja taką dostałem za darmo (koszt takiej w sklepach budowlanych to ok. 20zł);
  • pleksi przeźroczysta 2mm – ok. 12cm x 5cm – (2zł);
  • pleksi przeźroczysta 4mm (na powierzchnie roboczą) – ok. 25cm x 25cm – (14zł);
  • profil aluminiowy 1m bieżący (4zł);
  • przylepiec tkaninowy (5zł);
  • garstka śróbek, nakrętek i podładek – 3mm (ok. 3zł);
  • taśma dwustronna (ok. 5zł);
  • folia z fakturą karbonową – została mi z oklejania motocykla, ilość jaką tu wykorzystałem, oszacowałbym na ok. 5zł;
  • kable połączeniowe – znów stare miedziane dwużyłowe kable oraz sześciożyłowy kabel telefoniczny, ok 30cm :)
  • taśma izolacyjna (2zł);

Peryferia, sterowanie i podłączenie:

  • enkoder (3zł);
  • wyświetlacz 2×16, ze sterownikiem zgodnym z HD44780 (ok. 10zł);
  • gniazdo zasilające (1zł);
  • przełącznik ON/OFF (2zł);
  • gniazdo na bezpiecznik topikowy (2zł);
  • bezpiecznik topikowy 2A 250V (<1zł);
  • sterowanie wyświetlaczem zrealizowane na PCF8574 – wykonałem dawno temu ok. 10 płytek z tymi układami, tak aby mieć na przyszłość :) ;
  • gałka enkodera (ok. 2zł);

Potrzebne jest źródło prądu 12V, min. 2A. Oba panele ciągną ok 1,4A + musimy doliczyć płytkę główną no i bezpieczny zapas. Ja użyłem zasilacza sieciowego, można użyć np. laboratoryjnego.

 

Schemat:

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
1. Projekt w Eagle – schemat.

Mam taki zwyczaj, że w każdym projekcie zostawiam Arduino ProMini, wpięte na goldpiny. Jest to wygodne, gdyż zawsze możemy wyciągnąć mikrokontroler, albo wpiąć się programatorem celem naniesienia poprawek w oprogramowaniu itp.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
2. Projekt w Eagle – PCB.

Projekt płytki starałem się wykonań na laminacie jednostronnym. Jak widać, dwa połączenia musiałem przenieść na warstwę górną :) Zacisk śrubowy X2 odpowiada za zasilanie, ale podpięte są też w to miejsce masy paneli naświetlających. Bieguny dodatnie dla paneli znajdują się na zacisku X1.

 

Podłączenie Arduino:

  • PIN2 i PIN3 – enkoder, prawo i lewo (dlatego te piny, ponieważ skorzystałem z przerwań, o czym można poczytać np. tu: https://majsterkowo.pl/forum/przerwania-dlaczego-jest-to-proste-t984.html ;
  • PIN4 – buzzer z generatorem (do komunikowania zakończenia naświetlania oraz czasu ciemni – o czym w dalszej części artykułu);
  • PIN7 i PIN8 – przekaźniki paneli LED z góry i z dołu (podłączone przez rezystor i tranzystor );
  • PIN11 – enkoder, przycisk (głównie dla zaakceptowania wyboru);
  • A4 i A5 – po magistrali I2C wyświetlacz (sposób podłączenia jest w jednym w tym artykule: https://majsterkowo.pl/wyswietlacz-lcd-zmora-arduino/ .

Jak widać, nie ma tu większego wykorzystania samych pinów, i większa część nie jest podłączona.

 

Plany budowy paneli:

Aby dostosować panele do zasilania 12V musiałem pogrupować diody po 3 w szeregu i dobrać odpowiedni rezystor. Ostatnie dwie ledy w dolnym, prawym rogu muszą mieć dobrany inny rezystor.

Korzystając ze U=I*R, przekształcając – R=U/I, wyliczyłem, że rezystory powinny mieć ok. 100ohm. Dwa ostatnie jak wspomniałem – po ok. 270ohm.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
3. Schemat połączeń

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
4. Schemat połączeń

Na początku zaprojektowałem panele. Każda kratka z obrazka nr 3 odpowiada jednej dziurce na płytce uniwersalnej. D – diody, R – rezystory. Linie odpowiadają zworkom a czarne pola przerwaniem poziomej ścieżki. Na obrazku nr 4 widać podłączenia np. kolor niebieski odpowiada za masę, czerwony odpowiada za zasilanie 12V.

 

Budowa paneli:

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
5. Płytka uniwersalna.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
6. Wiercenie, celem przerwania ścieżek.

Powierciłem ręcznie przerwy, nie przechodząc wiertłem na drugą stronę laminatu. Średnica wiertła – 3mm.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
7. Zworki wykonane.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
8. Zworki wykonane.

Do zrobienia zworek użyłem drutu z krosówki telefonicznej oczywiście bez izolacji.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
9. Montaż elementu na panelu LED.

Kolejnym etapem było przewleczenie, pozaginanie oraz przylutowanie elementów tj. led’ów oraz rezystorów.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
10. Zalutowane elementy na panelu LED.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
11. Zalutowane elementy na panelu LED.

 

Płyta główna:

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
12. Termotransfer.

Tak więc ostatnie prasowanie :) Szczęście :)

Trawienie, proszek, woda, zdzieranie papierków… nerwica… zdzieranie papierków… i gotowe…

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
13. Elementy płytki głównej.

Co do lutowania, nie będę nikogo przynudzać :)

 

Budowa obudowy:

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
14. Obudowa.

Sama walizeczka jest zrobiona z płyt MDF, pokryta cienką warstwą aluminiowej folii fakturowanej. Ranty i brzegi zrobione są z aluminiowych profili i wykończone plastikiem. Takie obudowy można dostać w sklepach budowlanych, są różnej wielkości ale budowa jest identyczna.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
15. Przygotowywanie otworów.

Kolejnym etapem było wymierzenie potrzebnych mi dziur na śruby, wyświetlacz, enkoder, włącznik, bezpiecznik i gniazdo zasilające. Otwory na połączenia śrubowe wykonałem ręcznie wiertłem 3mm, i wykończyłem wiertłem 8mm, tak aby każdy łeb śruby ładnie wpasowywał się w walizkę. Miejsce pod wyświetlacz dokonałem od linijki przy pomocy nożyka do tapet :) Płyta MDF nie robi problemu gdy się ją potraktuje nożykiem :)

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
16. Profile aluminiowe.

Do skonstruowania stelażu na pleksi, na której umieszcza się płytki do naświetlania, wykorzystałem aluminiowe profile. Można je dostać w sklepach budowlanych, łatwo się je obrabia i przycina brzeszczotem.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
17. Docinanie profilów.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
18. Szlifowanie profilów.

Szlifowania dokonałem na urządzeniu renomowanej marki Western Digital przy prędkości ok. 7200 rpm.

Szczegóły tutaj :) : https://majsterkowo.pl/jak-zrobic-szlifierke-z-dysku-twardego/

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
19. Wiercenie profili.

Kolejnym etapem było wywiercenie dziur na śruby, i zamontowanie profili. Przed tym zabiegiem w celu kosmetycznym obkleiłem boki „uniwersalnym przylepcem tkaninowym”. Do kupienia w każdej aptece.

 

Pleksi, grodzie i powierzchnia robocza:

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
20. Docinanie ścian grodziowych.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
21. Zaciemnianie ścian grodziowych.

Ściany grodziowe, które odseparowują przestrzeń promieniowania od reszty podzespołów, wykonałem z pleksi (zdjęcie 20), pokryłem je również czarną taśmą izolacyjną (zdjęcie 21).

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
22. Cięcie pleksi.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
23. Obróbka pleksi.

Powierzchnię roboczą wykonałem z pleksi (zdjęcie 22), którą obrobiłem dookoła szlifierką ręczną (zdjęcie 23).

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
24. Folia karbonowa.

Dookoła powierzchni roboczej nakleiłem folię posiadającą fakturę karbonu. Jest to folia do oklejania samochodów. Posiadałem kawałek i postanowiłem ją tu użyć.

 

Montaż w jedną całość:

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
25. Montaż wyświetlacza i innych elementów.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
26. Montaż wyświetlacza i innych elementów.

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
27. Montaż wyświetlacza i innych elementów.

Nadszedł czas na montaż elementów takich jak, płyta główna, wyświetlacz oraz panele. Wszystko trzymają śruby M3, podkładki i nakrętki. Ściany grodziowe trzyma klej cyjanoakrylowy. Zamontowałem również enkoder, włącznik główny, gniazdo na bezpiecznik oraz gniazdo zasilające.

Sam wyświetlacz wzbogaciłem o układ PCF8574 i do płyty głównej idzie jedynie zasilanie i sygnał po magistrali I2C. Do Enkodera przylutowałem sześciożyłowy przewód telefoniczny i zabezpieczyłem klejem na gorąco.

Przewody z górnej części podłączyłem do płyty głównej.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
28. Taśma dwustronna.

Taśma dwustronna posłużyła do montażu powierzchni roboczych (pleksi) we wnętrzu walizki.

 

Efekt końcowy:

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Aby uruchomić naświetlarkę, potrzeby jest zasilacz sieciowy 12V, zalecam min. 2A.

Sam program, który napisałem, pozwala wybrać jeden z pięciu programów (profili), które można uruchomić lub edytować. Zostają one zapamiętane w pamięci EEPROM.

Samo edytowanie pozwala kolejno wybrać:

  • uruchomienie panelu górnego/dolnego/obydwóch;
  • czas ekspozycji UV (5sek – 45min);
  • alarm po ekspozycji (włącz/wyłącz);
  • uruchomienie ciemni (włącz/wyłącz);
  • jeżeli ciemnia jest uruchomiona, czas ciemni (5sek – 45min);
  • jeżeli ciemnia jest uruchomiona, alarm po czasie ciemni (włącz/wyłącz)

 

Program:

Sam kod jest nie zoptymalizowany ale działa i w pełni spełnia powierzone mu zadanie :)

 

Naświetlanie, trawienie czyli jak to się ma w praktyce:

Postanowiłem wspomnieć nieco o naświetlaniu, może kogoś zachęcę do budowy własnej naświetlarki :)

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
33. Projekt płytki do wykonania.

Projekt płytki drukujemy na folii przeźroczystej do przeźroczy (ja używam folii marki XEROX) lub też na kalce technicznej. Istnieją folie do przeźroczy zarówno dla drukarek atramentowych jak i laserowych. Jeżeli mamy płytkę dwustronną – drukujemy obie strony, oczywiście warstwę górną w odbiciu lustrzanym (mirror) i w takim przypadku po dopasowaniu do siebie obu przeźroczy, zszywamy zszywaczem biurowym po brzegach lub sklejamy taśmą, tak aby wszystko tworzyło kieszonkę na płytkę.

WAŻNE: Nadruk należy zrobić przy maksymalnym zaczernieniu tonerem lub tuszem w MAKSYMALNEJ rozdzielczości!

Ja akurat pokażę przykład z płytką jednostronną. Jest to detektor burz oparty na AS3935. Sam schemat jest żywcem wzięty ze strony:

http://www.mikrokontroler.pl/content/czujnik-wykrywajacy-pioruny-as3935-firmy-austria-microsystems-implementacja-sprzetowa/strona/0/1

Musimy się wyposażyć w odpowiedni laminat światłoczuły, możemy taki nabyć w znanym i lubianym sklepie:

http://botland.com.pl/laminaty/2141-laminat-swiatloczuly-jednostronny-10×15-cm.html

INFORMACJA: Można użyć zwykłego laminatu i foli światłoczułych lub preparatu POSITIV 20. Ale o tych alternatywnych metodach napiszę może kiedy indziej. Metoda z gotowymi laminatami światłoczułymi jest wg. mnie najlepsza.

Po docięciu i obróbce mechanicznej laminatu, układamy przeźrocza, następnie kładziemy na nich laminat po zerwaniu folii ochronnej i zamykamy naświetlarkę.

WAŻNE: Folie wkładamy ZADRUKOWANĄ stroną w kierunku laminatu!

OSTRZEŻENIE: Laminat odbezpieczamy w ciemnym miejscu, zdala od źródeł światła czy też światła słonecznego. W innym przypadku, laminat może ulec naświetleniu przed ekspozycją UV w naświetlarce!

 

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
34. Układanie przeźroczy.

Uruchamiamy naświetlarkę i włączamy naświetlanie. Ważne jest aby w czasie naświetlania, wszystkie warstwy przylegały ściśle do siebie tj. pleksa pola roboczego, przeźrocze i laminat.

OSTRZEŻENIE!!! Światło UV jest szkodliwe dla oczu jak i skóry. Należy zachować SZCZEGÓLNĄ ostrożność!!!

W moim przypadku czas naświetlania to zaledwie 35-40sekund. Czas ten może być różny, może zależeć od zastosowanych LED’ów, świetlówek itp. Należy go dobrać eksperymentalnie, nie może być za krótki, ponieważ nie naświetlimy płytki, i nie powinien być za długi, ponieważ możemy mniej osłonięte miejsca przez toner/tusz – prześwietlić.

Po naświetleniu, płytkę przechowujemy przez ok. 30 minut w ciemności. W mojej naświetlarce nazwałem funkcjonalność tą – ciemnią. Naświetlarka odlicza zadany czas pozostawiając panele LED wyłączone.

W między czasie musimy przygotować sobie roztwór zwany wywoływaczem. Można go nabyć tu:

http://botland.com.pl/wytrawiacze/5697-uniwersalny-wywolywacz-do-fotolakierow-i-plytek-pozytywowych-22g.html

OSTRZEŻENIE!!! Wywoływacz jest szkodliwy dla organizmów żywych. Należy bezwzględnie pamiętać o UBIORZE OCHRONNYM!

Po wyciągnięciu płytki z urządzenia, zanurzamy ją w wywoływaczu i czekamy ok. 30sekund.

Nie posiadam zdjęć powyższej płytki, więc pokaże na przykładzie innej płytki (Arduino Mega 2560).

Wzór powinien być wyraźny. Należy pamiętać aby płytka w wywoływaczu nie leżała zbyt długo, ponieważ mozaika spłynie z laminatu :)

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.
35. Mozaika widoczna po wywołaniu.

Płytkę należy jak najszybciej wytrawić w standardowy sposób, np. z użyciem B327, nie należy jej w takim stanie przechowywać. Również i wywoływacz nie powinien stać rozrobiony z wodą zbyt długo. Na swoim przykładzie powiem, że po dniu w słoiku, stracił zupełnie swoją magiczną moc :)

 

FINALIZACJA WYKONYWANIA PŁYTKI:

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Przed nanoszeniem elementów na płytkę, należy przetrzeć płytkę np. benzyną lakową lub preparatem IPA w celu usunięcia lakieru światłoczułego.

Mam nadzieję, że chodź trochę przybliżyłem zasadę budowy naświetlarek UV, robienia płytek metodą fotochemiczną oraz przewagę tej metody nad metodą termotransferu.

Pozdrawiam.

Ocena: 4.85/5 (głosów: 85)
Nettigo - patron działu Elektronika

Podobne posty

Arduino ethernet device

Arduino ethernet device

Poniżej opisany projekt przedstawia „wrap” biblioteki EtherCard https://github.com/njh/EtherCard.Biblioteka EtherCard bardzo ładnie rozwiązuje konfigurację modułu ethernet…

39 komentarzy do “Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Odpowiedz

anuluj

Naświetlarka laminatów światłoczułych i naświetlanie.

Nie przegap nowych projektów!

Zapisując się na nasz Newsletter będziesz miał pewność, że nie przegapisz żadnego nowego projektu opublikowanego w Majsterkowie!

Od teraz nie przegapisz żadnego projektu!

Masz uwagi?