Máquina de waffles para PCB

No início do meu hobby independente de eletrônica, vários anos depois de uma tentativa malsucedida de montar o designer de rádio Boy com meu pai, minhas primeiras pranchas eram caixas de papelão com furos para a descoberta de peças soldadas de vários detritos e lixo, que foram jogadas fora no início dos anos 90 nos pátios várias vezes por semana, sem sequer se preocupar em chegar aos contêineres de lixo. Os transistores pnp de germânio MP39-42 serviram como cavalos de trabalho dos meus circuitos, os eletrólitos estavam frequentemente secos, os resistores mudaram de cor do superaquecimento em seus locais de trabalho anteriores, o fio de instalação foi retirado dos fios do cabo generosamente jogados pelas operadoras de telefonia, era como um par trançado, então desconhecido para mim, e ele realmente gostou da facilidade de descascar, estanhar e soldar esses fios, além do fato de serem de cores diferentes. O diagrama de fiação, geralmente redesenhado com simplicidade, foi aplicado ao papelão com uma caneta esferográfica. Tudo isso, depois de muitos esforços e queimaduras, geralmente funcionou de alguma forma, serviu como aparelho de rádio no país, brinquedos fantásticos e um campo de experimentos, agradou e até trouxe prêmios nas atividades da sociedade científica dos estudantes e no programa Passo para o Futuro, que finalmente tornou possível entrar na universidade sem exames.

Havia um fascínio pela tecnologia da lâmpada, que seria montada em compensado e chapa, várias guitarras elétricas, caseiras e compradas, excedentes do amplificador de reprodução do gravador Mayak, no qual os canais eram artificialmente conectados em série para o ganho necessário, e a unidade era quente, semelhante ao som do violoncelo, do jeito que eu queria. Havia UMZCH no TDA1557Q, onde uma vez um dos capacitores de lixo em uma terrível bateria de filtro atingiu, acompanhado por uma batida monstruosa, mas o 35AC-109 resistiu com honra. Lâmpada favorita TV Spring, na qual o PTC foi substituído por dois seletores de semicondutores, as faixas foram trocadas por dois interruptores e ajustadas com um potenciômetro de dez voltas de um computador analógico, e esse milagre coletivo na fazenda tornou possível assistir a todos os canais. A montagem independente começou do zero em paralelo com duas televisões - um tubo estacionário com um longo tubo de imagem de tela redonda e um transistor portátil com um tubo oscilográfico, mas nesses anos a televisão deixou de ser a mágica da minha infância e os projetos foram abandonados no meio do caminho.

Um oscilador sem graça caseiro, devido à tensão insuficiente do ânodo, juntamente com um par de receptores de rádio de tubo de bolso, um receptor 0-V-1 em um tiratron (sim, isso acabou sendo possível, apenas muito antieconômico e instável), e algumas outras curiosidades desapareceram durante os cruzamentos. Desculpe, agora algo pode ser lembrado e aplicado, tudo bem. Nos anos seguintes, meus interesses e estudos profissionais se tornaram mais computador do que eletrônico, mas há alguns anos meu coração ainda buscava meu primeiro amor - o desenvolvimento e a prototipagem de dispositivos eletrônicos.

A experiência de diversão infantil foi muito útil. Graças a ele, preencher lacunas no conhecimento e dominar microcontroladores, amplificadores operacionais, lógica padrão, PWM, controle de motor de passo e outras coisas relevantes não demorou muito tempo e não foi uma dificuldade, mas um jogo mágico feliz e cheio de alegria. A infância voltou. Além disso, ficou claro para mim que a infância, que tem entre 17 e 20 anos de idade, é apenas uma versão demo de uma infância maravilhosa, que pode e deve durar toda a vida, quando tudo aumenta, graças ao gerenciamento independente de uma pessoa madura e ao desenvolvimento de tecnologias. base, juntamente com a cultura de sua aplicação.

Por vários anos, as placas de prototipagem de matriz se tornaram minha alegria e a personificação de um sonho, algo que faltava na minha infância. Ficamos satisfeitos com os novos transistores de silício, componentes de rádio de tamanho pequeno e inteligentes, belos conectores e manípulos convenientes de resistores variáveis, encolhimento por calor, uma estação de solda com uma "picada eterna" e uma "terceira mão" com uma lupa, multímetros digitais e um brinquedo de brinquedo recentemente adquirido pela empresa para uma segunda casa um construtor de osciloscópio digital, cuja montagem foi uma grande comemoração, e os parâmetros são suficientes para minhas tarefas atuais. Será necessário descobrir um caso para ele, mas até que o conceito de design chegue, espere. A Dremel com um conjunto luxuoso de bicos, incluindo lâminas de diamante, uma chave de fenda leve e uma chave de fenda elétrica ainda mais leve, também desempenhou um papel importante na realização de uma oficina doméstica conveniente. O que costumava ser feito com tormento e falha agora está incorporado de uma maneira rápida, fácil e de qualidade.

Mas insistir nos modelos de tábua de pão não deve. Os dispositivos de solda neles ainda exigem tempo e esforço, a substituição de peças e a troca do circuito são difíceis, a estética e a visibilidade deixam muito a desejar, e é hora de replicar alguns desenvolvimentos em uma pequena série, tanto para você quanto para você quando você precisa de vários módulos idênticos e para pão com resina, para que eles pudessem comer corpo e espírito e ganhar mais com sua ocupação favorita do que subprodutos. Finalmente, a montagem em superfície, com seu ganho em confiabilidade com vibração, compacidade e custo de peças, a ausência da necessidade de perfuração para cada saída, às vezes é possível em um layout de matriz, testado na prática, mas isso não é um negócio, nem mesmo um hobby, mas um esporte radical. É hora de envenenar o tabuleiro. Portanto, foi feita uma busca por informações sobre esse tópico.

Photoresist Excelente qualidade, mas alto custo, prazo de validade limitado dos materiais, risco de aquisição de operações e reagentes mais tecnológicos e inutilizáveis, incluindo agressivos, a necessidade de imprimir uma máscara fotográfica. Não combina comigo agora. Ordem de fábrica. Ideal quando você precisa de uma certa quantidade, mas depois de elaborar protótipos e com a confiança de que todo o lote será necessário. LUT - tecnologia de passar a laser. Bom, mas você precisa dominar a arte de trabalhar com um ferro, há muitas sutilezas xamanísticas, a probabilidade de falha é alta, especialmente no início. Não gosto de transferir tempo e materiais para treinamento, esse é um tópico doloroso da infância. Laminador? Eu não tenho, e eles escrevem, não é tão simples. Ferva um sanduíche de uma tábua, um papel com impressão de toner, juntas de silicone e placas aparafusadas ... Já é interessante! Mas o banho de água aqui, obviamente, é apenas um termostato. E por que, então, um termostato, se somos engenheiros eletrônicos, e podemos construir mais de uma versão eletrônica, ou mesmo mecânica, com uma placa bimetálica ?! Então, prensa térmica.

Quando preciso de algo para uma nova ideia, remexo no meu lixo. O que tento manter limpo e organizado, caso contrário, a busca por componentes necessários e desejáveis ​​para negócios e hobbies não será alegria, mas tortura para mim e para a família e, finalmente, não haverá tempo e energia suficientes para a fase do projeto; terei que me distrair com outra coisa, mas lá o projeto é abandonado, esquecido. Quem não sabe disso? Não havia pratos adequados para apertar o PCB com papel nas caixas, mas havia um waffle elétrico, uma vez comprado por um centavo no canto dos produtos com desconto de Auchan. Tentamos o forno de waffle nele algumas vezes, ele não funcionou, desde então ele está mentindo. Mas o waffle iron é uma prensa térmica pronta, apenas para uso em uma oficina eletrônica, ele precisa ser ligeiramente modificado.

Em primeiro lugar, o waffle elétrico se abre em uma dobradiça e é travado no lado oposto. Urdidura eterna. É inaceitável transferir toner, você precisa de um clipe paralelo, por exemplo, quatro porcas nos pinos. Desmontamos o ferro de waffle, pegamos os parafusos M6, furos, na placa inferior do parafuso, na parte superior embaixo da porca. DEZ, fios e elementos de fixação não interferem nessa operação, a liga de alumínio é facilmente perfurada, é planejada - realizada. Cortamos as partes interferentes da dobradiça.



Para evitar que as porcas inferiores afrouxem durante a operação da prensa, colocamos as arruelas de pressão sob a cabeça do parafuso e a porca. Porém, antes de instalar e apertar as porcas, fazemos a segunda modificação necessária.



A superfície de trabalho do waffle é ondulada, com saliências quadriculadas. É possível triturar com paciência, é claro, mas a chapa será destruída, porque os fabricantes chineses tentaram salvar a fama com a economia de metal. Portanto, tomamos a lata lisa habitual, cortamos dois círculos dela, faça furos. Colocamos um dos círculos embaixo das nozes com os grovers, agora é possível apertar, controlando o esforço, para não torcer os utensílios de cozinha com defeito em um chifre de carneiro.



Na tampa superior, também perfuramos, com um diâmetro um pouco maior, orifícios para nossos parafusos. Aperte as porcas e arruelas durante a operação sobre esta tampa. O que é interessante, como resultou durante a perfuração, é feito, como o suporte inferior, de baquelite. Portanto, proteja-o de choques e, ao apertar, a caixa pode rachar. Isso pode ser evitado colocando buchas nos parafusos, o que transmitirá a força das porcas para a placa superior, ignorando a tampa. Com o tempo, definitivamente faremos isso, mas, para começar, tentaremos sem buchas.

O circuito do ferro waffle ainda pode permanecer inalterado, porque possui um controlador de temperatura bimetálico, cuja precisão e estabilidade podem ser suficientes para definir o modo de transferência térmica. Se não for suficiente, montaremos um termostato eletrônico, podemos fazer isso na escola. Muitos termostatos tiveram que ser construídos, o primeiro foi mesmo com um termômetro e relé de contato de mercúrio, depois os tiristores foram, e agora é possível com energia continuamente ajustável e um temporizador programável, se você desejar.

Mas agora a tampa não está conectada à base por uma dobradiça, mas tornou-se removível. Portanto, é necessário estender o cabo de três fios que liga as metades do waffle elétrico e, se desejado, fornecer um conector. Embora aqueçamos o aparelho com temperatura não superior a 160 graus Celsius, cuidaremos da resistência ao calor de todos os fios e peças que possam entrar em contato com superfícies aquecidas. E não jogue fora o fio terra: o bem-estar de você e de nós, nossas oficinas e casas são muito mais caras do que alguns centímetros de um núcleo de cobre e alguns minutos para conectá-lo. Continuando a conversa sobre segurança, lembro que as placas, parafusos e porcas de nossa embarcação ficarão quentes durante o trabalho e por algum tempo depois, para protegermos a nós mesmos, nossos filhos e animais de estimação do contato com eles. No projeto original do waffle iron, estava quente nas profundezas, era difícil ser queimado, mas após parafusos e porcas de modificação aparecerem na superfície, tendo conexões térmicas e elétricas com as caixas dos elementos de aquecimento. E nem ousamos incluir um DEZ de ferros de waffle diretamente na rede elétrica! São 110 volts, dois estão conectados na série 220, não em paralelo, como seria na versão para países com fiação de 110 volts.

Nossa impressora de transferência térmica está pronta. Corte dois círculos de assadeiras de silicone compradas em uma loja de preço fixo. Eles têm diâmetro quase perfeito e serão juntas reutilizáveis ​​resistentes ao calor entre os círculos de estanho e um sanduíche de textolite e impressão de papel. Colocamos um termopar entre as juntas, montamos nossa prensa sem apertar e tentamos calibrar seu termostato.

As medidas confirmam a hipótese de longa data sobre o motivo da incapacidade deste waffle de aceitar seu objetivo original. Dois elementos de aquecimento de 375 watts aquecem muito rapidamente e a condutividade térmica de chapas finas é insuficiente para distribuir essa energia térmica. Como resultado, temos uma não uniformidade significativa de aquecimento na área, não cozimento e queima. Além disso, o regulador mecânico, juntamente com o design de sua montagem, é muito inerte, e a temperatura desse termostato flutua em minutos em dezenas de graus Celsius.



Mas não se apresse em remover o interruptor bimetálico. O termotransferência não é um waffle, não há necessidade de evaporar a água e fazer alterações físico-químicas no teste, 750 W é demais, 375 é suficiente para nós. Limitaremos a potência de aquecimento da maneira mais simples - conectando um diodo retificador de silício de 400V 3A em série ao circuito. Ele está localizado confortavelmente no bloco de terminais na parte inferior do gabinete, onde o superaquecimento não é ameaçado. Repita as medições. O dispositivo começou a agir com mais suavidade, o termostato agora está acompanhando os elementos de aquecimento, a amplitude das flutuações de temperatura na área de trabalho não excede 20 graus. Isso já é aceitável, então não vejo a necessidade de substituir o termostato. É hora de tentar caseiro em ação.

Cortamos um pedaço de textolita frustrado, limpamos com lama úmida da água e um detergente à base de giz em pó e, na minha opinião, o pó usado não deve conter alvejantes, anti-sépticos e outras substâncias quimicamente ativas potencialmente capazes de oxidar o cobre. Além disso, revisaremos a borracha da caneta esferográfica, criando micro arranhões para melhor adesão do toner. Desengordure com acetona ou isopropanol e não toque na superfície da folha. Textolite está pronto para a transferência de toner, vamos cuidar do papel.

Peguei um papel fotográfico brilhante e barato para impressoras a jato de tinta Revcol com uma densidade de 230. Preparamos uma imagem espelhada do tamanho correto e a enviamos para uma impressora a laser, no meu caso o bom e velho HP LJ 1200. Nas configurações de impressão, desligue a economia de toner, defina as configurações para o papel mais espesso. Se o design da impressora permitir, asseguramos que o papel que passa por ela sofra o mínimo possível de dobras. Na minha LaserJet, a contracapa se abre para isso. Não tocamos a superfície brilhante do papel, como o textolite, e a protegemos da poluição. Corte a parte do papel fotográfico no tamanho da placa, aplique uma impressão no lado da folha, coloque o sanduíche resultante na almofada de silicone inferior com papel fotográfico para baixo. Em seguida, coloque a junta superior, o círculo de estanho e a tampa do waffle, coloque as arruelas, aperte as porcas e, finalmente, aperte-as uniformemente, gradualmente, em alguns passos, transversalmente. Garantimos que não há distorções e não exagere com um sopro. Pessoalmente, controlo o torque de aperto de um fio tão delicado como o M6 girando a chave com o dedo e não o apertando com o punho.



Ligamos nossa prensa térmica com a posição do regulador correspondente à faixa de temperatura de 120-140 graus Celsius por vinte minutos. Depois disso, desligue-o, deixe esfriar de 60 a 70 graus e solte gradualmente as porcas, novamente em várias etapas, para não causar distorção e deformação de nossa nova ferramenta, assistente e amigo. Nós removemos as porcas e arruelas, a tampa e as juntas, pegamos cuidadosamente o textolite com papel e colocamos água quente em um recipiente adequado, você pode usar água fervente.



À medida que o papel fica encharcado e atrasado, nós o ajudamos sem pressa e grosseria, enrolamos a polpa de papel com os dedos, camada por camada, você pode ajudar com uma escova de dentes dura moderada. Toner preso com muita firmeza, há uma lacuna na pista em apenas dois lugares, minha inexperiência é a culpa, a imprensa não é a culpa.



O logotipo Habr foi escolhido para a primeira gravura de textolito de alumínio na vida, não apenas por respeito ao meu recurso favorito, que enriqueceu minha vida com muitos milagres inteligentes, e porque é muito fofo e inspirador, mas também por causa de sua complexidade, o que possibilita avaliar objetivamente as possibilidades de trabalho caseiro. Alguns pontos e cantos brancos da imagem cercados por cobre eram tão pequenos que nem as cerdas da escova de dentes nem as pontas dos dedos conseguiram lidar com a remoção de resíduos de papel. Portanto, para limpar esses locais, foi utilizada a ponta de uma agulha fina. Limpe cuidadosamente a placa com um pano sem fiapos com álcool isopropílico e prossiga para a gravação. Usei uma solução de cloreto férrico a uma temperatura de 40 a 50 graus Celsius.

Removemos o toner com um pano com acetona e apreciamos os resultados. Sem subtração. Eu acho que a primeira experiência de hoje é muito digna. Agora, a qualquer momento, posso criar, sem dificuldade, os quadros necessários em minha oficina em casa. Portanto, a qualidade da transferência de toner para papel alumínio com uma prensa caseira agradou pela primeira vez.Acabou sendo uma boa ferramenta, e seus custos são mínimos: um ferro de waffle elétrico, 2 assadeiras de 51 rublos cada, 4 parafusos com porcas e grovers, estanho, um pouco de arame, solda, retração de calor, um diodo e um conector opcional. Obrigado por sua atenção, espero que esta idéia e a experiência de sua implementação sejam úteis para você!