Mikroprocesorowa wytrawiarka PCB

Witam wszystkich.

Chciałbym zaprezentować swoj projekt mikroprocesorowej wytrawiarki PCB.

W zasadzie jest to mój pierwszy poważny projekt.
Wytrawiarka posiada podstawowe funkcje jakie powinna w zasadzie posiadać. A mianowicie:

- Podgrzewanie roztworu, które odbywa się za pomocą grzałki 100 Wat, umieszczonej na dnie szklanego pojemnika,
- Mieszanie roztworu, które odbywa się tutaj za pomocą napowietrzacza akwarystycznego. Powietrze jest doprowadzane gumową rurką do środka szklanego naczynia.

Ja sam od siebie dodałem jeszcze podświetlenie, składające się z białych LED umieszczonych pod pojemnikiem. Oczywiście całe sterowanie wytrawiarką i parę rozwiązań od programowej strony.

A układem sterującym jest Atmega 328-PU, do której został napisany kod w języku C.
Sterownik odpowiada za:

-wyświetlanie podstawowych parametrów wytrawiarki na wyświetlaczu LCD 2x16 znaków,
-obsługę cyfrowego czujnika temperatury DS18b20,
-obsługę przycisków umieszczonych na płycie czołowej, służących do zmieniania paramerów urządzenia,
-obsługę buzzera z generatorem, który ma zadanie sygnalizację dźwiękową,
-sygnalizację pracę urządzeń 230V, poprzez diody LED umieszczone na płycie czołowej,
-sterowanie grzałką (termostat),
-sterowanie napowietrzaczem w trzech trybach pracy:
-ciągły no to wiadomo, następuje ciągłe mieszanie bez żadnych przerw,
-automatyczny, gdzie możemy ustawić czas napowietrzania oraz czas interwału (spoczynku),
-pulsacyjny, tutaj wykorzystałem sterowanie fazowe. Czyli płynna regulację mocy urządzenia 230V. Tryb ten wygląda następująco: Ustawiamy czas (1, 5 lub 10 sekund), po włączeniu moc narasta od 0 do 100% następnie maleje do 0% i tak w koło. Szybkość narastania i opadania mocy zależy od ustawionego wcześniej czasu.

Zarówno schemat, jak i PCB wykonana w programie Eagle, płytka PCB jest dwustronna, wykonana profesjonalną frezarką CNC. Dodatkowo w wolnej chwili wykonałem widok 3D sterownika w programie Eagle.

Sterownik jest zasilany dość powszechnym zasilaczem transformatorowym opartym na układzie LM317.

Oczywiście urządzenie było testowane i sprawdza się świetnie. Płytki PCB o rozmiarze mniej więcej 10x10 cm trawią się mniej niż 10 min (na oko). Jeśli chodzi o tryby mieszania, to oczywiście najlepszy tryb ciągły mieszania.

Cała elektronika i została umieszczona w obudowie ze sklejki, która została pomalowaną zwykłą farbą emaliową, a po brzegach obita blachą ocynkowaną. Płyta czołowa jest wykonana z blachy nierdzewnej.

No i parę zdjęć z etapu budowy:



Zapraszam do oceny.

Witam.

Bardzo ładnie wyszła ta wytrawiarka!

@rafal9018, czy mógłbyś zamieścić źródło programu na mikrokontroler?

Jaką techniką przenosisz wzór ścieżek na miedź, pytam bo na zdjęciach pytka wygląda jak jakby nic na niej nie było.

Płytka wygląda na niezabezpieczoną dosłownie niczym przed utlenianiem - już wygląda strasznie. Roztwór kalafonii - najtańsza metoda, potem masz możliwość kupna gotowych typu PLASTIK70 czy też FLUX w spray'u. Sam kiedyś nawet pryskałem płytki lakierem do włosów i też było spoko.
Do projektowania płytek musisz się nieco bardziej przyłożyć - ogromna ilość (jak na tą płytkę) zbędnych przelotek, w ogołe przy jej skomplikowaniu mogła w 100% zmieścić się na 1 stronnej z ewentualnie kilkoma zworkami. Rezystory też śmiało stosuj SMD, 1206 wcale nie jest taki mały do lutowania a płytka jest znacznie lepiej upakowana. Oczywiście masz tutaj w obudowie tyle miejsca,że Twoja płyta mogło by być nawet i kilka razy większa a wtedy klawisze i LCD byłby bezpośrednio na niej zamocowane bez łączenia przewodami ale chodzi mi raczej o wyrobienie sobie nawyków

Ten render to aktualne możliwości nowego Eagle? Bo tam zdaje sie jest już wbudowane narzędzie do renderowania 3D (nie trzeba się bawić z POV'em).

DooBLER wrote:

Jaką techniką przenosisz wzór ścieżek na miedź, pytam bo na zdjęciach pytka wygląda jak jakby nic na niej nie było.

Bo nie przenosił, wykonał ją frezarką CNS.

Z moich obserwacji na temat trawienia płytek wywnioskowałem, że płytka trawi się najszybciej wtedy kiedy leży płasko miedzią ku roztworowi ( trochę się trzeba namęczyć, by ją położyć bez utonięcia). Napowietrzanie roztworu w moim przypadku niewiele wnosiło, nie wypowiadam się ogólnie bo 10 wytrawiarek nie miałem. Sterowanie fazowe nie ma tutaj żadnego sensu, wystarczy oscylować z temperaturą około 40 stopni (chyba dla Na2SO4 ) za pomocą sterowania histerezowego. Nie widziałem jeszcze zaprezentowanej wytrawiarki, która mogłaby poruszać kuwetą np. za pomocą serwa, takie rozwiązanie wydaje mi się być lepsze, nie wiem.
Co do wykonania to ogólnie ładnie, estetycznie. Projekt oczywiście do zrobienia na jednostronnej płytce. Płytka się trawi w 10 minut (jeszcze roztwór się niebieski nie zrobił) taki nowiuśki. Tak czy siak + daje.
Pozdrawiam.

Podoba mi się sposób oświetlenia. Reszta, cóż - mi wystarczy wyfrezowane z jednego kawałka styroduru pudełko z miejscem na plastikową turbinkę pompki i grzałkę o tak dobranej mocy, że nie trzeba termostatu Szkoda, że pomiędzy ścieżkami 230V~ a masą dookoła są przerwy nawet węższe niż pomiędzy ścieżkami a masą w części niskonapięciowej. Trzeba było kazać wygrawerować szersze rowki albo chociaż rozciąć miedzianą powierzchnię w miejscu tych kresek pod transoptorami. W takiej postaci jak teraz, bałbym się tego dotykać.

Najlepsze ale też najtrudniejsze w budowie są wytrawiarki natryskowe . Sam używam podobnej do zaprezentowanej tylko o większej pojemności - 10l, 2,5kg wsadu nadsiarczanu ale wystarcza mi na około rok czasem więcej Spawanej z polipropylenu jak przystało na typową wannę galwaniczną - nie przepadam za klejonymi zbiornikami z Plexi a zwłaszcza szklanymi wytrawiacza z wanny nie zlewam chyba że wymieniam. Do tego zbiornik jest na tyle szeroki że można tam bez problemu włożyć rękę celem jego umycia. Co do napowietrzania to jest ono istotne dla zachowania jednorodnej temperatury w całej objętości kąpieli co jest ważne z punktu widzenia jednorodności trawienia, nie powoduje jednak jakiegoś super przyspieszenia procesu. Ogólnie projekt fajny i fajnie wykonany - sam jeszcze się porządnej automatyki nie dorobiłem. Co mi się nie podoba to PCB niepotrzebnie jest dwustronne. spokojnie można było zrobić na jednej warstwie i dać kilka zworek. Po drugie co mi się wyjątkowo nie podoba nie tylko w tym projekcie ale w wielu innych - ramka wyświetlacza LCD nie jest po to aby ja eksponować na zewnątrz urządzenia. Przy ogólnej bardzo dobrej estetyce wykonania panelu - ładne przyciski oprawki dla ledów wpuszczane śrubki ładna blacha itp. obskurna ramka LCDka na zewnątrz wygląda po prostu fatalnie. Można było wyciąć otwór wielkości otworu w ramce i wpasować tam ekran ... W dodatku przy takim montażu można wstawić dodatkową szybkę która uchroni jego elektronikę przed zniszczeniem w przypadku ewentualnego zachlapania wytrawiaczem. Przy okazji - dziurki w napowietrzaczach tego typu najlepiej robić od dołu a nie od góry rurki Na formę bąbelków nie ma to w zasadzie wpływu a wytrawiacz który ewentualnie wleje się do rurki przez otwory w trakcie postoju zostanie bez problemu wydmuchany przez powietrze tą samą drogą

Obudowa ładnie wykonana, PCB faktycznie można wykonać na jednej stronie, choć dwuwarstwowa osobiście mi nie przeszkadza, gdyby nie te zatrzęsienie przelotek.
Co do bezpieczeństwa, gdzie jest uziemienie obudowy? Widzę, że gniazdo zastosowano ze złączem ochronnym, ale metalowa obudowa nie jest podłączona do PE. Przed kolejnym podłączeniem do sieci należy to poprawić. Oprócz uziemienia obudowy należało by wykonać nową płytkę, bez tych pól miedzi na części wysokonapięciowej. Pod optoizolatorami nie należy prowadzić żadnych ścieżek, powinny iść na zewnątrz, to samo dotyczy się tej przerywanej linii, jako warstwa opisowa to tak, ale nie jako miedziana ścieżka.
Są to najważniejsze zmiany jakie należy przeprowadzić jak najszybciej, aby bezpiecznie można było wykonywać kolejne PCB.
Życzę sukcesów w nowych projektach

Moje zdanie znasz z innego portalu, gdzie zaprezentowałeś swoją wytrawiareczkę, także troszkę splagiatuję (skopiuję swój komentarz z portalu na którym go sam umieściłem, bo nadal nic się nie zmieniło w tej kwestii)

Quote:

Mam 3 uwagi Oczywiście chodzi mi o konstruktywną krytykę.
1. Jeśli jest to klasyczny buzzer (wg schematu) czyli zwykła membranka piezo bez generatora, to powinien być podłączony przez tranzystor. Taki brzęczyk potrafi pociągnąć od 80 do 160 mA. Maksymalbe obciążenie nogi atmegi, to 20 mA.
2. Powinieneś na schemacie nanieść wartości elementów (rezystory) bądź zamieścić listę elementów osobno.
3. O ile nie uszczelniłeś grzałki we własnym zakresie, to możesz mieć problem, bo ona wcale nie jest super szczelna! Na szkle namalowana jest kreska do której grzałka w pozycji pionowej powinna być zanurzona w cieczy. Ogon powinien być ponad lustrem płynu.
Po za tymi drobiazgami bardzo fajna konstrukcja gratuluję.
PS. Że też ja nie wpadłem na pomysł z podświetleniem? Teraz ganiam z latarkąlatarką i “prześwietlam” płytkę, by sprawdzić czy dobrzedobrze się wytrawiła
Ale za to w swojej zastosowałm lcd graficzny od nokii, dodałem funkcję termometru z kreśleniem histogramu i w te mrozy wytrawiareczka robi za termometr

Pozdrawiam

Radzio M. wrote:

Nie widziałem jeszcze zaprezentowanej wytrawiarki, która mogłaby poruszać kuwetą np. za pomocą serwa, takie rozwiązanie wydaje mi się być lepsze, nie wiem.

Poczyniłem jakiś czas temu taką wytrawiarkę (prototyp), w napowietrzaczu z akwarium najbardziej mnie irytuje hałas i dlatego zrobiłem z serwem, które "kołysze" pojemnikiem.
Nie jest źle ale mini-serwo też hałasuje

Jak ktoś zainteresowany to mogę pokazać.

Przy czym ja poszedłem na minimalizm uP który tym steruje to Attiny24, gdzrałkę zrobiłem sam z probówki i drutu oporowego, jako czujnik temp. stosuję zwykłą diodę 1N4847, wy kalibrowałem w przedziale 20-40 st. C i dokładność jest na poziomie 0,5 st. C - więcej i tak nie potrzeba bo czy roztwór będzie miał 39 czy 40 to żadna różnica dla procesu.

Do tego do sterowania 3 przyciski i wyświetlacz segmentowy LED.
Można ustawiać temp. prędkość poruszania i czas trawienia po jakim wyłączona zostanie grzałka i serwo.


Co do wytrawiarki z tematu. ładnie wykonana (schludnie), podstawowe funkcje spełnia więc, cel ociągnięty.
Jak dla mnie to za cienkie ścieżki od 230V i jednak trawienie lepiej się sprawdza jeżeli chodzi o separacje, ju 230V od logiki odseparowane jest cienką szczeliną "frezem" (ewentualnie dwiema), normalnie tam gdzie jest 230V nie powinno być miedzi, jedynie sam ścieżki.
Tym bardziej, że płytka nie jest niczym zabezpieczona, wilgoć (skroplenie albo w niektórych przypadkach jakiś kurz może spowodować przebicie!

W związku z powyższym i faktem że obudowa jest metalowa, w środku jest zbiornik z cieczą to gdzie jest podłączony przewód ochronny (PE)?

Mi również się podoba aczkolwiek jeżeli jest to dział DIY, to czy czasem nie powinien być wsad + wzór płytki ?

Podoba mi się wykonanie, ze względu na wygląd. Ale jeśli chodzi o bezpieczeństwo, to już znie za bardzo, wspomniane już wcześniej zbyt małe odstępy między ścieżkami, to na prawdę może być niebezpieczne. Polecam przyjrzeć się jak to wygląda w fabrycznych urządzeniach, część niskonapięciowa od wysokonapięciowej jest bardzo często nawet udzielona przez wyfrezowania w PCB, a łączenia płytek są tylko na brzegach i transoptorach. Do tego w części wysokonapięciowej nie występują żadne poligony, u ciebie można by to poprawić ręcznie zdzierając nadmiar miedzi i już było by lepiej. Polecał bym także zabezpieczyć wyświetlacz na wypadek zalania, a także martwi mnie ta szczelina pomiędzy blachą z przodu a szklanym zbiornikiem, dał bym tam jakąś gumę od doły dla uszczelnienia.
Co do samej metody wmieszania wytrawiacza, to uzyskiwałem lepsze efekty kiedy to płytka się poruszała, a o bąbelkach słyszałem już różne opinie.

Odnośnie płytki do sterownika, to zapomniałem dodać że fakt był błąd ale został naprawiony Były źle ustawione pliki gerbera dlatego wyszedł taki efekt, płytka została poprawiona więc po stronie wysokonapięciowej nie ma żadnego polygonu ani nic innego same ścieżki gdzie występuje napięcie 230V. Także spokojnie Panowie, ale gratulacje za spostrzegawczość
Natomiast jeśli chodzi o płytkę PCB, to przelotek jest dużo dlatego że . . . może dlatego, że jest to moja pierwsza płytka. Myślę, że pewnych nawyków przy projektowaniu PCB nabywa człowiek wraz z większą praktyką. Elementy użyte to przewlekane, takie miałem na stanie, dlatego nie chciałem iść w koszty na nowe elementy. Chociaż posiadam już praktykę i umiejętność lutowania elementów SMD Na upartego to taki sterownik, można by bardzo zmniejszyć oj bardzo Ale no coż

Tak, przewodu PE nie ma słuszna uwaga. No muszę to zmienić, przyznaję nie pomyślałem o tym

Te trzy tryby zrobiłem w celu przyswojenia sobie wiedzy z zakresu sterowania fazowego, po prostu chciałem takie coś więc zrobiłem.

A co do wypowiedzi kolegi czarusgg, to proszę żeby kolega poczytał dokładnie komentarze to się jednak dowie, że mu odpowiedziałem na jego pytania i to jakiś czas temu

Pozdrawiam i dziękuję za pozytywne jak i te negatywne opinie o moim projekcie

Podziwiam konstruktorów wytrawiarek, którzy ładują w nie 1001 funkcji Napiszę dziś posta nieco inaczej niż zwykle w takich tematach
Kiedyś negowałem takie rozwiązania i nie to żebym się czepiał, bo elektronika do wytrawiarek tego typu była, jest i będzie konstruowana nadal. Tylko zadaje sobie jedno bardzo ważne pytanie, a właściwie dwa:
1. Po co tak komplikować?
2. Ile razy zmienia się parametry trawienia podczas jednego "życia" roztworu?

Żeby było merytorycznie próbuję sam na nie odpowiedzieć...

Ad1. Jest to swego rodzaju wyzwanie, nudzę się aktualnie i nie mam pomysłu na projekt, a inni robią to i ja zrobię, będzie fajnie i na pewno się przyda.
(przyjmuję do wiadomości taką odpowiedź)

Ad2. W zasadzie jak raz ustawię to się już trawi, a jak się trochę zużyje roztwór to przestawię czas trawienia na trochę dłuższy i ewentualnie będę go korygował w trakcie trawienia.
(tu już nic innego mi do głowy nie przychodzi jak wykorzystać elektronikę, którą tak pieczołowicie się do wytrawiarki robiło, aby było wrażenie, że jest ona jednak potrzebna)

Teraz pytania ogólne.
1. Ile trwa przeciętny czas trawienia?
2. Ile razy zmieniacie typ roztworu trawiącego?
3. Ile razy podczas trawienia: wychodzisz na mecz, do sklepu po bułki, grasz na kompie, idziesz na randkę/basen/narty/itd....

Moje odpowiedzi są takie:

Ad1. 5-10min, a jak wiem, że roztwór dawno nie używany i nie zmieniany to i do 15 minut schodzi i to właściwie ostatnie trawienie takim roztworem po czym jego wymiana.

Ad2. Dawniej chlorek żelaza, ale już dość długo B327 i w najbliższym czasie nie zamierzam zmieniać na nic innego, bo mi się spodobał. Jego temperatura pracy to około 40 stopni. Po rozgrzaniu roztworu (w tym czasie robi się termotransfer i inne czynności przygotowawcze) nie ma potrzeby jego ponownego grzania (chyba, że wspomniany czas trawienia się nieco przedłuża)

Ad3. Obserwuję cały czas proces trawienia, bo nie mogę sobie pozwolić aby nawet przez przypadek ktoś z domowników nie znalazł się w okolicy i nie narobił bigosu. Zresztą wypadki losowe (np. rozszczelnienie akwarium) też się mogą zdarzyć.

Jak widać dla mnie taki układ to zupełnie zbędny gadżet, ale jak pisałem jeśli jest ładnie i estetycznie wykonany to zawsze wytrawiarkę można uznać za uniwersalny projekt dla sprawdzenia swoich umiejętności mimo wątpliwej korzyści.

Aha, jeszcze słowo o napowietrzaniu, bo nie wszyscy chyba wiedzą o co tak naprawdę w tym chodzi. Otóż napowietrzanie to nic innego jak bąble powietrza pędzące z dołu do góry zabierające wytrawione kawałeczki miedzi dzięki czemu znacznie przyspieszają cały proces (metoda natryskowa też jest fajna, bo też jest sporo zamieszania na powierzchni płytki). Miałam kiedyś pompkę akwariową - sprzedawca zapewniał, że będzie burza w "prostokącie"... moim zdaniem to był lekki przypływ. Teraz na szybko podłączam mały kompresorek od lodówki i mam prawdziwy sztorm jakiego oczekiwałem



i efekt końcowy po trawieniu



A może się jednak mylę...? Proszę o odpowiedzi na moje pytania

Aż, jestem ciekaw odpowiedzi Bo ja wnioskuję z Twojej wypowiedzi, że wszelkie pomysły dodawania do wytrawiarki są zbędne Szanuje Twoje zdanie aczkolwiek ja mam inne podejście. Projekt wykonałem w celu stworzenia urządzenia do trawienia płytek oraz w celu dydaktycznym.

Generalnie większość projektów można wykonać w zdecydowanie prostszy sposób, ale traci się całą zabawę, to ma być hobby. Spokojnie można by dać prosty czujnik temperatury np. LM35 potencjometr i komparator, jeszcze trochę pokombinować nad histerezą, żeby przekaźnik nie drgał i mamy układ zrobiony. Do tego dioda, żeby migała czy już jest odpowiednia temperatura, czy nie.
Ostatnio robiłem projekt, który zacząłem od atmegi i wyświetlacza, a skończyłem tylko na ne555 potencjometrze i przełączniku, bo uznałem, że to ma być proste w obsłudze.
Co nie znaczy, że dla zabawy można zawsze zrobić urządzenie które będzie mało trochę funkcji na wyrost.

Jakbym widział swój projekt - właśnie kończę wytrawiarkę - grzałka 100W, napowietrzacz akwariowy, pojemnik bardzo podobny
Tyle tylko, że mi brakuje umiejętności obróbki materiałów (i narzędzi do tego) - pojemnik mam paskudnie poklejony.

Gratuluję koledze, ładnie wykonane

Którym programem zewnętrznym generowałeś PCB w 3D?

KJ wrote:

obskurna ramka LCDka na zewnątrz wygląda po prostu fatalnie.

de gustibus non est disputandum . Nie wiem, w którym miejscu jest to fatalne. A może zabronione Jak dla mnie ramka na wierzchu jest ok, komponuje się z innymi czarnymi elementami na "pulpicie", jak wyłącznik sieciowy taki a nie inny i czarne oprawki LED. Co do grzałki- są takie tylko do pracy pionowej i z ograniczeniem zanurzenia ale są też takie do pełnego zanurzenia. Sam miałem ładnych parę lat takową zakopaną poziomo w żwirze akwarium z rybami. I jeśli coś nie uszkodzi jej mechanicznie- jest bezpieczna i szczelna. Oczywiście nie chińska za 5 zł.

rafal9018 wrote:

Cała elektronika i została umieszczona w obudowie ze sklejki, która została pomalowaną zwykłą farbą emaliową, a po brzegach obita blachą ocynkowaną. Płyta czołowa jest wykonana z blachy nierdzewnej.

Trochę duża ta obudowa. Nie szkoda Ci miejsca?

Czym klejone jest szkło?

SylwekK wrote:

Podziwiam konstruktorów wytrawiarek, którzy ładują w nie 1001 funkcji

To wynika z braku doświadczenia w użytkowaniu takiej trawiarki.
Niestety z reguły takie doświadczenie nabiera się po jej wykonaniu

Radzio M. wrote:

Nie widziałem jeszcze zaprezentowanej wytrawiarki, która mogłaby poruszać kuwetą np. za pomocą serwa, takie rozwiązanie wydaje mi się być lepsze, nie wiem.

Jest sporo takich w dziale DIY. Aktualnie jedna z nich jest "na tapecie": https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3145787.html

Bardzo fajnie, projekt spoko, wykonanie też ok. Żeby nie było, sam też wykonałem wiele różnych projektów, większość leży gdzieś w szafie lub w rupieciarni, w tym wytrawiarka .
Ale do rzeczy. Nie rozumiem i nie widzę najmniejszego sensu posiadania takiego urządzenia. Trawię płytki w plastikowym pojemniku za kilka zł. Jest to mniej kłopotliwe. Jeżeli proces trawienia trwa dłużej niż 5min to rozcieńczam i wylewam kwas i wlewam nowy.