Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Deimic Smart Home
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.

gdL 19 Wrz 2018 22:29 3570 17
  • Niedawno zacząłem swoją historię z tworzeniem PCB – do nanoszenia ścieżek na laminat używam drukarki 3D ze specjalnym adapterem i rylcem lub mazakiem o cienkim czubku. Oczywiście kolejnym etapem jest trawienie.

    Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.

    Moja motywacja.
    Jest wiele świetnych prototypów trawiarek DIY publikowanych na elektrodzie i w innych portalach. Większość z nich używa pionowego naczynia wypełnionego czynnikiem trawiącym, w obrębie pojemnika znajduje się najczęściej grzałka akwariowa i napowietrzacz od pompki akwariowej tworzący dużo drobnych pęcherzyków powietrza, które wznosząc się mieszają czynnik trawiący, aby wyrównać i przyspieszyć proces trawienia.
    Rozwiązanie to moim zdaniem jest problematyczne – pęcherzyki powietrza podczas swojej drogi przez czynnik trawiący nasycają się jego parami, a następnie wydostają się do pomieszczenia w którym przebywa osoba nadzorująca proces trawienia. Dodatkowo, pęcherzyki pękając na powierzchni cieczy często rozchlapują czynnik trawiący w bezpośrednim otoczeniu. Takie rozwiązanie sprawia, że jest to toksyczne i wiąże się z zanieczyszczaniem otoczenia.


    Link


    Budowa trawiarki.
    Ze względu na niewielką ilość miejsca do mojej zabawy z elektroniką zdecydowałem się na ‘czystsze’ rozwiązanie. Moja trawiarka składa się z ruchomego stołu na którym leży zamykany pojemnik na czynnik trawiący oraz laminat. Pojemnik jest mały, więc umożliwia użycie niewielkiej ilości czynnika trawiącego dla pojedynczego trawienia, a konstrukcja zamknięta zapewnia redukcję toksycznego wpływu na zdrowie i mniejszą ilość wspomnianych wyżej zanieczyszczeń otoczenia.

    Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.

    Dodatkowo sterownik mikroprocesorowy odlicza czas, uruchamia alarm a także umożliwia regulację zarówno częstotliwości jak i amplitudy ruchów mieszania. Za samo mechaniczne mieszanie odpowiedzialny jest serwomechanizm typu mikro – SG90 lub S90 Redox. Funkcja zaimplementowana programowo, ale nie wykorzystana przeze mnie obejmuje podgrzewanie roztworu – jednak doświadczalnie ustaliłem, że jest to niekonieczne. Proces trawienia zachodzi także w temperaturze pokojowej. Ja radzę sobie w ten sposób, że używam pierwotnie podgrzanej wody, jej temperatura nieco spada podczas trawienia.





    Dioda LED dużej mocy wbudowana w stół świeci w górę i przeświecając przez dno pojemnika z czynnikiem trawiącym i płytką pozwala podejrzeć proces trawienia, jeśli laminat jest przezierny – do montażu LED wymagane jest zastosowanie szeregowego opornika dużej mocy. Można także zastosować listwę LED.

    Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.

    Zastosowane przeze mnie zasilanie to niewielki powerbank 1200mAh wbudowany w trawiarkę – kosztował ok. 6PLN. Niestety dość wysoki prąd jego autowyłączenia wymusił na mnie podłączenie LED na stałe przez rezystor dość dużej oporności (prąd ok. 70mA). LED w trybie ‘słabego świecenia’ obciąża powerbank na tyle, aby ten się nie wyłączył. Są więc dwa tryby oświetlenia – słabe i mocne załączane w menu trawiarki.
    Okazało się, że ubocznym efektem oświetlenia LED jest nagrzanie się laminatu i przyspieszenie procesu trawienia… Grzałka jest więc tym bardziej zbędna. Oczywiście można ją zastosować – w oprogramowaniu i na płytce jest odprowadzenie do NTC (pomiar temperatury) oraz ustawienie setpointu włączenia/wyłączenia tranzystora odpowiedzialnego za włączenie opcjonalnego przekaźnika sterującego grzałką 220V.

    Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.

    Elementy użyte do konstrukcji trawiarki:
    - PCB z procesorem Atmega328
    - Wyświetlacz alfanumeryczny 2x16 znaków
    - Dioda LED 3W biała
    - Buzzer z generatorem 5V
    - Serwo typu Micro Redox S90
    - Powerbank 1200mAh.
    - Klikalny enkoder obrotowy
    - Drobne elementy elektroniczne w/g schematu
    - Śruby i nakrętki M3

    PCB

    Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.

    Schemat

    Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.

    Opis elementów wyświetlanych

    Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.

    Obudowa jest minimalistyczna, wydrukowana częściowo w 3D. Można oczywiście osiągnąć to samo bez druku 3D korzystając z kątowników, zawiasów i cienkiej płyty MDF. Wskazane jest doklejenie gumowych nóżek i gumowych pasków do stołu – celem poprawy przyczepności.

    Poprawki kodu mogą obejmować optymalizację przerwań, żeby odświeżanie wyświetlacza nie zatrzymywało serwomechanizmu.
    Tradycyjnie odpowiedzi na pytania zadane w komentarzach i ważne spostrzeżenia Kolegów będą przeze mnie zawarte w trybie edycji w pierwszym poście - celem utrzymania porządku.

    W załączeniu projekt PCB (obrazek), pliki STL z obiektami do druku 3D oraz kod Arduino IDE C++.

    W nawiązaniu do zadawanych pytań.

    1. Jak wygląda czas trawienia i jakość płytek:
    Czas trawienia to około 10-15 minut przy zastosowanym stężeniu czynnika trawiącego B327 (nadsiarczan sodu). Kupiłem za grosze chińską wagę laboratoryjną i do trawienia stosuję od 40 do 50ml roztworu B327 w stężeniu 1:4 w stosunku wagowym do wody. Pojemnik o małej powierzchni dna umożliwia zastosowanie mniejszej ilości czynnika trawiącego - wystarczy jedynie przykryć płytkę.
    Ciężko mi porównać jakość z inną metodą, bo jest to moje jedyne doświadczenie z trawieniem. Wklejam zdjęcia, które być może Wam powiedzą więcej, niż mnie.
    Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.Asystent trawienia PCB. Trawiarka mikroprocesorowa.


    Fajne!
  • Deimic Smart Home
  • #2 20 Wrz 2018 06:49
    Azbi
    Poziom 8  

    Ave....
    No niby fajnie bo coś innego niż "standardowa" wytrawiarka, lecz powiedz nam jakie czasy trawienia uzyskujesz ? Bo np. ja na "standardowej" wytrawiarce pionowej z grzałką i dobrze wysłużonym środkiem trawiącym, płyteczki wytrawiam w góra 25minut (grzałka 100W). Druga sprawa może pochwalił byś się jakie płyteczki udało Ci się zrobić dzięki temu nabytkowi :)


    Pozdrawiam

  • Deimic Smart Home
  • #3 20 Wrz 2018 10:14
    _lazor_
    Moderator Projektowanie

    Hmm projekt sam w sobie ciekawy i wiele się przy nim nauczyłeś, jednak polecam spróbować wytrawianie mieszaniną kwasu solnego, perhydrolu oraz wody destylowanej.
    Czas poniżej poniżej 2-3min a jakość wytrawień wyjątkowo dobra.

    Cóż kiedyś myślałem, że jest problem z dostępem do takich materiałów, ale bez problemu można je zamówić w sklepach internetowych.

  • #4 20 Wrz 2018 11:06
    kurc1111
    Poziom 12  

    @_lazor_ w jakich proporcjach ?

  • #7 20 Wrz 2018 13:38
    gdL
    Poziom 27  

    Tak, jego wyłączenie nie ma większego sensu. Mogłoby spowodować dalsze nierówne trawienie. To urządzenie dalej wymaga nadzoru - nie jest autonomiczne.
    Chociaż pierwotnie myślałem nad sensorem światła rozpoznającym wytrawienie (przeświecanie).

  • #8 20 Wrz 2018 13:59
    Grzegorz_madera
    Poziom 30  

    gdL napisał:
    sterownik mikroprocesorowy odlicza czas, uruchamia alarm a także umożliwia regulację zarówno częstotliwości jak i amplitudy ruchów mieszania

    Zastosowałeś mikroprocesor żeby zautomatyzować proces trawienia.
    Ale:
    gdL napisał:
    To urządzenie dalej wymaga nadzoru - nie jest autonomiczne.

    Więc się pytam po co sterowanie mikroprocesorowe do czegoś, co nawet nie podgrzewa roztworu, więc nie wymaga regulacji temperatury.
    Moja wytrawiarka ma dwa włączniki, jeden do pompy, a drugi do grzałki, temperaturą (która jest ustawiona na stałe na 45 stopni) steruje LM358 i to wszystko. A procedura jest następująca: włączam pompę (aby roztwór nie dostał się do napowietrzacza), wlewam roztwór, włączam grzałkę i czekam aż zgaśnie kontrolka osiągnięcia właściwej temperatury. Wkładam płytkę, trawię, wyłączam grzałkę, wylewam roztwór i wyłączam pompę. Proste i skuteczne. A przy 300W grzałce nagrzewanie roztworu trwa 2-3 minuty.

  • #9 20 Wrz 2018 14:14
    gdL
    Poziom 27  

    Mnogość rodzajów laminatów, różne ich wielkości i końcowe pokrycie miedzią utrudniły na tyle dodanie autonomii, że całkiem z tego zrezygnowałem.
    Początkowo miałem kilka pomysłów, włącznie z pompką wymieniającą czynnik trawiący na wodę po zakończeniu trawienia i kontrolą wizualną procesu przez przeświecanie.
    Z pewnością da się to zrobić, jednak nie jestem pewien odsetka sukcesów.
    Zmiany w drugą stronę, w związku z uproszczeniem także nie wchodzą w grę, choć moim zdaniem także są możliwe - opisany wyżej pomysł jest jednym z przykładów. Dlaczego nie procesor? Niechęć do programowania?

  • #10 20 Wrz 2018 14:24
    Grzegorz_madera
    Poziom 30  

    Co prawda programować dopiero się uczę, jednak dałbym radę sklecić działający program. Tyle, że wykonanie tego analogowo było dla mnie szybsze. LM-a miałem w szufladzie, a procesor musiałbym kupić (wysyłkowo, bo u mnie nie ma) więc musiałbym czekać. A tak cała elektronika powstała w 2 godziny. W swojej wytrawiarce i tak przekombinowałem, bo do pomiaru temperatury zastosowałem LM35, a wystarczyła by zwykła 1N4148.

  • #11 20 Wrz 2018 17:35
    arturavs
    Poziom 38  

    W mojej wytrawiarce jest trochę inaczej. Po włączeniu zasilania uruchamia się grzałka, jak zagrzeje wytrawiacz do ~ 40 st.C to termostat wyłącza grzałkę a włącza napowietrzanie.
    Dodatkowym w sumie bajerem jest zmiana koloru podświetlenia pojemnika na wytrawiacz. Jak grzałka grzeje to na niebiesko, po wyłączeniu termostatu na czerwono.
    W tej chwili czekam na nowy pojemnik, bo w starym klej puścił ( sam kleiłem, jedynie za pocięcie i szkło 15zł dla szklarza.). Czas wytrawiania około 5 minut ( zależnie od zużycia wytrawiacza).

  • #12 20 Wrz 2018 21:07
    Galareta
    Poziom 21  

    Miesza ktoś sól do B327? Taka zwykła kuchenna?;) wydajność się podwaja i nie zwalnia trawienia tak szybko.

  • #13 22 Wrz 2018 10:55
    gemiel
    Poziom 21  

    Serwo daje efekt dziwnego podrygiwania. W takich "kiwanych" konstrukcjach lepiej jest wykonać mechanizm w oparciu o silnik z przekładnią i korbowodem lub mimośrodem. W dodatku serwa generują denerwujący dźwięk.

  • #14 22 Wrz 2018 16:28
    tesla97
    Poziom 12  

    Galareta napisał:
    Miesza ktoś sól do B327? Taka zwykła kuchenna? wydajność się podwaja i nie zwalnia trawienia tak szybko.


    Nie polecam tego robić, nie dość, że jest dokładnie odwrotnie to jeszcze wydziela się jakiś gaz który jest bardzo drażniący

  • #16 07 Paź 2018 19:04
    ygla
    Poziom 2  

    Zaczynając swoją przygodę z wytrawianiem natknąłem się na informację, że nie można zamykać pojemnika z roztworem trawiącym szczelnie. Z tego co widzę pudełko w czasie trawienia jest zamknięte - czy to bezpieczne?

  • #17 07 Paź 2018 19:10
    gdL
    Poziom 27  

    Zgodnie z moimi obserwacjami przy B327 ciśnienie w pojemniku nie zwiększa się podczas trawienia - może być zamknięty.
    Dodatkowo zamknięcie chroni przed "awarią", otwieram dopiero w miejscu, gdzie planuję wyciągnąć płytkę.

  • #18 08 Paź 2018 15:03
    Grzegorz_madera
    Poziom 30  

    Przechowywany w butelce potrafi wytworzyć nadciśnienie. Dlatego przechowuję w butelce PET, która potrafi wytrzymać kilka ciśnienie bar. Albo wystarczy nie dokręcać szczelnie nakrętki.