Wytrawiarka do hobbystycznej produkcji płytek drukowanych

[StrongVoltage]

SŁOWEM WSTĘPU

Płytki drukowane PCB są nieodłącznym elementem współczesnej elektroniki. Każdy projekt opatrzony własnym układem zmontowanym w takiej formie od razu nabiera bardziej profesjonalnego oraz solidnego wyglądu. Mamy możliwość korzystania z usług dużych producentów takich jak: PCBway, JLCpcb czy nasz rodzimy Satland. Jednak często zdarza się, że potrzebujemy taką płytkę na wczoraj, lub zwyczajnie lubimy techniczne wyzwania. Wówczas pozostaje opcja samodzielnego wykonania rzekomej płytki drukowanej w zaciszu domu/warsztatu. Istniej wiele metod domorosłej produkcji PCB, takich jak:

1. Termotransfer,
2. Metoda fotochemiczna,
3. Ręczne rysowanie ścieżek markerem,
4. Wycinanie ploterem/frezarką.

W przypadku pierwszych trzech z powyżej wymienionych sposobów, po wykonaniu odpowiednich czynności przychodzi pora na wspólny dla tych metod krok - czyli trawienie. Laminat z odbitym układem ścieżek musi zostać poddany procesowi chemicznemu, który umożliwi pozbycie się niepożądanych fragmentów miedzi. Używając roztworu trawiącego miedź, takiego jak: chlorek żelaza lub nadsiarczan sodu, możemy po przez zanurzenie w nim laminatu uzyskać finalną płytkę PCB.

Po tym wstępie przejdę do swojego małego projektu, jakim jest domowa wytrawiarka do PCB. Trawienie jest procesem, który zajmuje trochę czasu. Możemy pozostawić płytkę samą sobie w misce z roztworem i czekać godzinami na efekt końcowy. Możemy też wspomóc proces ręcznym ruchem misy w celu mieszania jej zawartości. Ta prosta technika pozwala skrócić cały proces do zaledwie kilkunastu minut. Jednak siedzenie i mieszanie pojemnikiem z ciepłą i dość mocno brudzącą cieczą nie wydaje się na dłuższą metę dobrym rozwiązaniem, zwłaszcza gdy robi się to regularnie. Postanowiłem więc wykonać proste urządzenie, które wykona tą czynność za mnie i pozwoli wykorzystać powstałe okno czasowe do zajęcia się innymi rzeczami 

SPIS CZĘŚCI:

Do wykonania tej maszyny użyłem poniższych przedmiotów:

1. 1x Sterownik prędkości silnika DC,
2. 1x Silnik N20 150RPM 9V,
3. 1x Gniazdo DC Jack z szybkozłączem,
4. 1x Gałka potencjometru,
5. 7x Opaski zaciskowe 2,5mm,
6. Filament PLA czarny 1,75,
7. Filament TPU czarny 1,75,
8. Filament PLA Marble (marmurowy) 1,75,
9. 2x Prowadnica do szuflady 19cm,
10. 20x Wkręty 3x12mm,
11. 1x Zasilacz impulsowy gniazdkowy 12V 3A,
12. 1x Pojemnik do żywności 1l,

OPIS KONSTRUKCJI

Maszyna nie ma w sobie zbyt wiele elektroniki. Jej działanie oparte jest na pracy zaledwie jednego silnika N20 150 RPM na 9V. Nie posiada funkcji monitorowania całego procesu, podgrzewania i pilnowania roztworu czy pomiaru czasu pracy. Na ten moment "prototyp" wykonuje liniowe ruchy, które wywołują falowanie roztworu w misce mocowanej u szczytu maszyny. Roztwór musimy zalać samodzielnie podgrzaną wodą i umieścić misę w specjalnym "koszyku". Projektując części zależało mi na zachowaniu ciekawego i estetycznego stylu, który zahaczałby o organiczny wygląd. Całość została wydrukowana z PLA oraz TPU. Do poprawnego transferu obrotów silnika na ruch liniowy wykorzystano gotowe suwnice z marketu budowlanego. Sam ruch powstaje po przez wykorzystanie mechanizmu "skotch-yoke".

      

ELEKTRONIKA

Jak już wspomniałem w poprzednim rozdziale, elektronika tego urządzenia jest bardzo uboga. Silnik sterowany jest za pomocą gotowego kontrolera prędkości z wbudowanym włącznikiem. Miałem podejście do wykonania samodzielnie takiego układu, jednak po wykonaniu bilansu zysku/strat wygrał gotowy układ za dosłownie kilka złotych. Konstrukcja została zaprojektowana tak, by można było wygodnie zamocować w niej układ sterownika, silnik, złącze DC Jack oraz poprowadzić przewody.

  

Poniżej umieszczam symboliczny układ połączeń oraz płytki własnego projektu, które wcześniej odpowiadały za sterowanie prędkością silnika.

PREZENTACJA

Poniżej link do krótkiego filmiku przedstawiającego działanie wytrawiarki:

https://drive.google.com/file/d/1zyg7IDl6Je_Qi8OUKZ72OmMpiFi3zv_X/view?usp=sharing

PODSUMOWANIE

Choć jest to banalnie prosta maszyna, niezwykle ułatwiła mi pracę nad wieloma projektami. Jednak nie oznacza to, że nie ma miejsca na poprawki. Na liście rzeczy, które chciałbym dodać są między innymi:

• Timer z nastawą czasu pracy,
• Alarm informujący o skończeniu się czasu wytrawiania,
• Monitorowanie temperatury cieczy,
• Łożyskowanie elementów ruchomych w celu zmniejszenia generowanych hałasów,
• Zwiększenie masy urządzenia w celu zmniejszenia zjawiska "jeżdżenia" po powierzchni.

Dziękuję za uwagę.

 

[Santiago]

Może jakieś podgrzewanie ?

[StrongVoltage]

Na pewno chciałbym je dodać na pewnym etapie, aby nie musieć korzystać np. z elektrycznego czajnika. Ta maszyna nie ma tego na ten moment tylko i wyłącznie z powodu moich prywatnych preferencji. Zagotowanie wody i puszczenie wytrawiania zajmuje na tyle mało czasu, że nie odczuwam potrzeby automatyzacji tego. Ale zgadzam się, że podgrzewanie wbudowane w wytrawiarkę dałoby świetny końcowy efekt urządzenia i na pewno podniosło wartość maszyny w warsztacie.

[Treker (Damian Szymański)]

@StrongVoltage bardzo estetycznie wykonany projekt, gratulacje 🙂 Dawno nie wytrawiałem żadnych PCB, aż przypomniały mi się "stare" czasy jak w garnku na kuchence mieszałem roztwór z płytką w środku...

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[aimeiz]

Piękna sprawa że ktoś wystawił wytrawiarkę jako projekt. Kiedyś kiedyś to był bardzo popularny temat na Elektroda.pl. Pokazywałem tam też swoją. W zasadzie kompletny projekt to wytrawiarka i przeróbka laminatora do termotransferu, chyba że się nanosi ścieżki inną metodą. Cieszę się że temat wrócił i chyba mnie to zainspiruje do wystawienia swojego kompletu. Teraz dosyć przystępnie można mieć profesjonalne płytki, ale do prototypowania domowa technologia się nadal przydaje, zwłaszcza jeśli jest dobrze opanowana.

[chickyfloopy2]

Mógłbyś podrzucić projekt do druku obudowy i szyn? , oraz czy konieczne jest użycie silnika z serii N, czy może być zwykły silnik dc?