Ламінатор для виготовлення плат. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Технології радіоаматора

 Коментарі до статті

Багато радіоаматорів давно вже застосовують технологію термоперенесення малюнка друкованих провідників, надрукованого на папері лазерним принтером, на фольгу заготівлі майбутньої плати за допомогою звичайної праски. На жаль, користуючись таким інструментом, дуже складно досягти оптимального притискання паперу до заготівлі плати та ідеально витримати температуру, необхідну для перенесення тонера розплавленого на фольгу. Процес доводиться, як правило, багато разів повторювати, досвідченим шляхом домагаючись прийнятної якості малюнку на фользі.

Сьогодні у багатьох радіоаматорів є не цілком справні або морально застарілі лазери, які давно не використовуються за призначенням. Такий апарат з успіхом може послужити основою для виготовлення ламінатора, що забезпечує надійне та високоякісне перенесення малюнка.

Ідея виготовити саморобний ламінатор для термоперенесення малюнка з паперу на плату з фольгованого діелектрика виникла у автора при ремонті чергового лазерного принтера, у якого "пічка" для фіксації тонера на папері виявилася дуже схожою на ту, що потрібна для такого пристрою. Залишалося її трохи допрацювати механічно, розробити та виготовити електронну частину ламінатора.

Прототипом вузла управління ламінатором послужив універсальний мікроконтролерний модуль [1], але використаний мікроконтролер з меншою кількістю висновків, а графічний РКІ замінений символьним. Блок сполучення вузла управління з кроковим двигуном, що переміщає пакет із заготівлі плати та накладеного на неї аркуша паперу з малюнком друкованих провідників, виконаний на парі спеціалізованих мікросхем L297 та L298N. Виготовлено також симісторний комутатор нагрівача "пічки".

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Схема вузла управління показано на рис. 1. У ньому застосовано мікроконтролер PIC16F876A-I/SP (DD1), який працює з тактовою частотою 20 МГц, стабілізованою кварцовим резонатором ZQ1. До роз'єму X5 за необхідності підключають РКІ WM-C0801M (один рядок із восьми символів). Номери контактів цього гнізда збігаються з номерами висновків вказаного індикатора. У ламінаторі РКІ використовується тільки як технологічний. У процесі вибірки оптимального режиму ламінування він показує температуру "пічки" і кількість проходів плати через неї. Для нормальної роботи приладу РКІ не потрібно, і його можна не підключати.

Зсувний регістр DD2 перетворює сформований мікроконтролером послідовний код управління РКІ в необхідний роботи останнього паралельний. Оптимальну контрастність зображення на екрані РКІ встановлюють підстроювальним резистором R17. Транзистор VT1 за сигналами мікроконтролера включає та вимикає підсвічування екрана індикатора.

У процесі роботи мікроконтролер ламінатора отримує сигнали від двох датчиків. Один з них – оптрон U1 з відкритим оптичним каналом – сигналізує про наявність плати у "пічці". Показання іншого – датчика температури DS18B20 (BK1) – потрібні для контролю за процесами нагрівання та охолодження "пічки". Кнопки SB1 – SB5 призначені для керування ламінатором.

Транзистор VT2 за сигналами мікроконтролера включає та вимикає з'єднаний з роз'ємом X7 вентилятор (комп'ютерний габаритами 80x80x20 мм).

Двоколірний світлодіод HL1 зеленим світлом показує, що ламінатор увімкнений і знаходиться в режимі очікування. Його колір стає червоним під час прогрівання "пічки", а також коли пакет з аркуша паперу з малюнком друкованих провідників і заготівлі плати знаходиться в чутливій зоні оптрона U1.

Рис. 2

Для завантаження програми вже встановлений на платі мікроконтролер DD1 до роз'єму X4 підключають програматор згідно зі схемою, зображеною на рис. 2, при цьому від роз'єму X5 слід відключити РКІ. Після завершення програмування для нормальної роботи вузла управління програматор відключають, а контакти 1, 2 і 8, 9 роз'єму X4 з'єднують перемичками S1 та S2 (див. рис. 1).

Рис. 3 (натисніть , щоб збільшити)

Рис. 4

Креслення друкованої плати вузла управління показано на рис. 3, її розміри – 90x79 мм. Оптрон U1 та датчик температури ВК1 розміщені на окремій платі розмірами 80x20 мм (рис. 4) таким чином, що входять до отворів, що є у верхній частині корпусу "пічки". Призначений для роботи на переривання світлового потоку оптрон з відкритим оптичним каналом KTIR0621DS (рис. 5) перероблений для роботи на відбиття. Для цього він розрізаний на дві частини (з випромінюючим діодом і фототранзистором), які змонтовані на платі так, що їх випромінюючий і чутливий до випромінювання отвори направлені в бік пакету, що проходить поруч із датчиком. Для найкращої чутливості до відбитих від нього променів кут між випромінювачем та фотоприймачем потрібно підібрати. Оскільки максимальна температура, яку може виміряти датчик DS18B20, не перевищує 127 °C, а "пічка" розігрівається значно сильніше, він повинен розташовуватися на деякому віддаленні від частин, що нагріваються.

Рис. 5

Вузол управління формує на роз'ємі X6 сигнал включення та вимкнення нагрівача "пічки" ламінатора. Однак цей сигнал малопотужний, тому потужну галогенну лампу, що служить нагрівальним елементом "пічки" з'єднують з роз'ємом X6 через симісторний комутатор. Він зібраний за звичайною схемою (рис. 6) на оптроні MOC3063 (U1), що забезпечує гальванічну розв'язку ланцюга управління та включення навантаження при нульовому миттєвому значенні напруги в мережі, потужному симісторі BT139-800 (VS1).

Рис. 6

Друкована плата комутатора показано на рис. 7.

Рис. 7

Роз'єм X3 вузла управління з'єднують плоским кабелем з роз'ємом X1 блоку сполучення з кроковим двигуном. Схема цього блоку зображено на рис. 8.

Рис. 8 (натисніть , щоб збільшити)

Підключений до його роз'єму X2 кроковий двигун M1 - двофазний біполярний від лазерного принтера XEROX PHASER 3121. Для перетворення логічних сигналів управління імпульси струму в обмотках двигуна застосований поширений комплект спеціалізованих мікросхем L297 (DD1) і L298N (DA2). Це спростило конструкцію блоку та зменшило кількість компонентів у ньому.

Від вузла управління на роз'єм X1 надходять сигнали Reset (установка у вихідний стан) та Enable (дозвіл роботи двигуна), а по кожному імпульсу Step двигун виконує один крок у напрямку, вказаному сигналом Dir. Мікросхема dD1 формує сигнали включення та вимкнення струму в обмотках двигуна у необхідному порядку. Їх доводить до необхідного для роботи рівня мікросхема DA2.

Діоди VD1-VD8 усувають викиди напруги самоіндукції на обмотках двигуна за їх комутації.

Підключені до висновків 1 та 15 мікросхеми DA2 потужні резистори R10 та R11 - датчики струму в обмотках. Вони дають можливість мікросхемі DD1 вимірювати струм, поточний за цими обмотками, і за допомогою ШІМ керувати його значенням. Підстроювальним резистором R2 регулюють зразкову напругу Uref, що подається на мікросхему dD1, що задає рівень, на якому відбувається відсікання струму в обмотках двигуна. Резистор R5 і конденсатор С2 - частотозадаючі елементи внутрішнього тактового генератора мікросхеми DD1.

Знімними перемичками S1-S3задають режими роботи блоку. Перемичку S1 встановлюють у положення 1-2, якщо кроковий двигун M1 - біполярний, або положення 2-3, якщо він уніполярний. При перемичці S2 в положенні 1-2 двигун працює в режимі повних кроків, а в положенні 2-3 половинних. Перемичка S3 необхідна, якщо вихід сигналу Enable, що подається на блок, виконаний за схемою із загальним колектором (стоком). Детальний опис роботи комплекту мікросхем L297, L298 можна знайти у [2].

У блоці сполучення знаходяться також інтегральні стабілізатори DA1 і DA3, що забезпечують стабілізованою напругою 5 і 12 В не тільки цей блок і кроковий двигун M1, але і вузол управління, а також вентилятор, встановлений в корпусі ламінатора. Джерелом напруги 15 для живлення ламінатора служить імпульсний блок живлення від ноутбука, розрахований на струм навантаження 4 А.

Креслення друкованої плати блоку сполучення зображено на рис. 9.

Рис. 9

У всіх вузлах пристрою застосовані постійні резистори МЛТ, С2-33, оксидні конденсатори К50-35 або імпортні, решта конденсаторів - К73-17. Мікросхема DA2 блоку сполучення має тепловідведення з відрізка алюмінієвого куточка 20x25 мм з товщиною полиць3 мм і довжиною 55 мм. У полиці куточка, що не прилягає до мікросхеми, просвердлено для покращення циркуляції повітря 12 отворів діаметром 4 мм. Інтегральні стабілізатори DA1 та DA3 закріплені на такому ж, але без додаткових отворів, тепловідведення.

Привід крокового двигуна, вилучений із лазерного принтера XEROX PHASER 3121, перероблений. Його основа обрізана до розмірів 120x70 мм, осі деяких шестерень акуратно випресовані, в них просвердлені отвори діаметром 2,5 мм і глибиною 10 мм, в яких нарізане різьблення М3 для кріплення на основі нових заздалегідь розрахованих точок. Щоб зменшити швидкість обертання "пічки", додано ще дві шестерні. Привід, що вийшов показаний на рис. 10. Його конструкція може бути і іншою, все залежить від наявності деталей для доопрацювання наявного приводу.

Рис. 10

Для ламінатора використаний корпус від струминного принтера HP photosmart 7260. З його нижньої половини видалені всі непотрібні перегородки та встановлена ​​основа розмірами 300x130 мм із дюралюмінієвого листа товщиною 3 мм. На підставі закріплені "пічка", витягнута з лазерного принтера XEROX PHASER 3121, та її привід із блоком сполучення з двигуном, а також блок живлення від ноутбука. З "пічки" знято всі зайві деталі: пластмасовий прапорець, що перекривав оптрон (датчик наявності паперу), та деякі інші. Плата датчиків закріплена гвинтом у верхній частині "пічки", причому датчики входять до наявних отворів.

У лівій частині корпусу знаходиться плата вузла керування. Розташована так, щоб встановленими на ній кнопками можна було керувати за допомогою старих передбачених у використаному корпусі клавіш. Зібраний ламінатор без верхньої кришки, що відкидається, показаний на рис. 11. На цій кришці закріплений вентилятор. Для забору зовнішнього повітря в ній виготовлено круглий отвір.

Рис. 11

При першому включенні вузла управління відбувається перевірка EEPROM мікроконтролера DD1 відсутність інформації. Якщо енергонезалежна пам'ять чиста (заповнена кодами 0FFH), то до неї переписуються із програм

ної пам'яті значення необхідних параметрів, що приймаються за умовчанням. Якщо інформація в EEPROM вже є, то на етапі ініціалізації вона не змінюється і використовується програмою подальшої роботи. У процесі роботи значення параметрів, що зберігаються в EEPROM, можна коригувати, підбираючи потрібний режим ламінування. Відкориговані значення зберігають у EEPROM натисканням кнопки SB4.

Під час ініціалізації мікроконтролера включений червоний кристал світлодіода HL1. Після закінчення він вимикається, а зелений кристал включається - ламінатор готовий до роботи. Процес ламінування запускають натисканням кнопки SB5. При цьому "пічка" починає обертатися назад і вмикається її нагрівач. Про процес розігріву сигналізує червоне свічення світлодіода.

Достатньо прогрівшись, "пічка" починає обертатися вперед, знову вмикається зелений кристал світлодіода. Тепер до неї можна подати пакет із фольгованого склотекстоліту та накладеного на нього аркуша паперу з малюнком майбутніх друкованих провідників. Я друкую цей малюнок на папері щільністю 230, призначеного для фотодруку на струменевому принтері.

Коли пакет входить у чутливу зону оптрона-датчика його наявності в "пічці", включається червоний кристал світлодіода, а програма мікроконтролера чекає на вихід пакета з чутливої ​​зони, після чого колір світіння світлодіода стає зеленим. Оскільки оптичний датчик розташований на деякій відстані від середини "пічки", для завершення проходу через неї пакет кроковий двигун робить задане число додаткових кроків. За замовчуванням - 1100, але при повторенні конструкції "пічка" та її привід можуть бути іншими, так що це число доведеться підібрати експериментально.

Потім напрямок руху пакета змінюється на протилежне, і він проходить "пічку" у зворотному напрямку до входу, а потім виходу із зони дії датчика. За замовчуванням задано п'ять проходів пакета через "пічку", у моєму варіанті це забезпечує дуже гарну адгезію тонера до фольги.

Число проходів можна збільшити натисканням кнопки SB2 або зменшити, натискаючи на кнопку SB3. Якщо ж натиснути і утримувати одну з цих кнопок більше 3 с, вона змінюватиме кількість додаткових кроків. Повернення в режим зміни числа проходів відбудеться при натисканні будь-якої іншої кнопки. Коли завершиться останній прохід, "пічка" буде вимкнена, пакет виведений з неї, увімкнений вентилятор для охолодження "пічки". Пакет можна залишити в ламінаторі, щоб він теж охолонув. Визначивши за показаннями датчика температури BK1, що "пічка" досить остигнула, програма мікроконтролера вимкне вентилятор, привід обертання "пічки" і включить зелений кристал світлодіода.

Як правило, папір легко відокремлюється від застиглиї заготовки плати без відмочування, після чого можна відразу переходити до травлення фольги. Провідники шириною 0,3 мм і більше (менше не пробували) виходять дуже добре.

Щоб перервати розпочатий процес ламінування до його автоматичного завершення, слід натиснути кнопку SB1. При цьому буде вимкнений нагрівач, включений вентилятор, а "пічка" обертатиметься назад, виводячи пакет назовні. Цей режим автоматично вимикається за показаннями датчика температури BK1 або вручну, натиснувши кнопку SB1.

Налагодження пристрою починають з регулювання контрастності РКІ резистором R17 на платі управління та встановлення номінального струму крокового двигуна підстроювальним резистором R2 на платі блоку сполучення з кроковим двигуном. У моєму варіанті напруга, що надходить з двигуна цього резистора на висновок 15 мікросхеми L298N, дорівнює 1 Ст.

Кут між оптичними осями випромінюючого діода і фотодіода оптрона з відкритим каналом U1 (див. рис. 1 і рис. 4) підбирають мінімум показів вольтметра, підключеного між висновками 2 і 3 роз'єму X1 вузла управління при з'єднаних з цим вузлом датчиках і вставленому в " печі листя білого паперу.

Після того як ламінатор зібраний і запрацював, встановлюють методом проб і помилок кількість додаткових кроків двигуна, необхідних, щоб плата, що виготовлялася, проходила всю "пічку", але не випадала їх неї, і число проходів плати через "пічку", що забезпечує найкращу адгезію тонера до фольги .

Файли друкованих плат у форматі Sprint Layout та програму мікроконтролера ламінатора можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/10/laminator.zip.

література

1. Кіба В. Універсальний мікроконтролерний модуль з графічним РКІ. – Радіо, 2010, № 3, с. 28-30.
2. ВільямсДж. Програмовані роботи. Створюємо робота для своєї домашньої майстерні – М.: НТ Прес, 2006.

Автор: В. Кіба

Дивіться інші статті розділу Технології радіоаматора.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Висококласна пасивна АС від YAMAHA 08.01.2004 YAMAHA випустила нову пасивну акустичну систему NS-PF7. У продажу новинка з'явиться наприкінці цього місяця, вартість NS-pf7 складе близько 700 USD. Всі спікери магнітоекрановані, що дозволяє встановлювати їх близько до монітора або телевізора. Діапазон відтворюваних частот – 70 Гц. ..45 кГц, потужність - 25 Вт. Вартість цієї АС настільки велика через високоякісні матеріали, які використовуються в системі Габаритні розміри YAMAHA NS-pf7 - товщина 143 мм. ширина 87 мм, висота 183 мм, вага – 1,4 кг.

Інші цікаві новини:

▪ Нові відеомагнітофони від Sony

▪ РК-телевізори DELL та HEWLETT-PACKARD в OEM-виконанні ASUS

▪ І в льодовиковому періоді були потепління

▪ Зовнішність може вплинути на довголіття

▪ Нове покоління інтерфейсу пам'яті OctaBus

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Чудеса природи. Добірка статей

▪ стаття Джеймс Бонд. Крилатий вислів

▪ стаття Які особливості кінного спорту? Детальна відповідь

▪ стаття Куркума культурна Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Виручить поліетиленовий пакет. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Монети з повітря. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024