|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK PCB-Laminiergerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Amateurfunk-Technologien Viele Funkamateure nutzen seit langem die Technologie der thermischen Übertragung eines mit einem Laserdrucker auf Papier gedruckten Leiterbahnmusters auf die Folie eines zukünftigen Platinenrohlings mit einem herkömmlichen Bügeleisen. Leider ist es mit einem solchen Werkzeug sehr schwierig, eine optimale Anpressung des Papiers an den Platinenrohling zu erreichen und der Temperatur, die zum Übertragen des geschmolzenen Toners auf die Folie erforderlich ist, idealerweise standzuhalten. Der Vorgang muss in der Regel viele Male wiederholt werden, um erfahrungsgemäß eine akzeptable Qualität des Musters auf der Folie zu erreichen. Heutzutage verfügen viele Funkamateure über Laserdrucker, die nicht mehr vollständig funktionsfähig oder veraltet sind und seit langem nicht mehr bestimmungsgemäß verwendet werden. Ein solches Gerät kann erfolgreich als Grundlage für die Herstellung eines Laminators dienen, der eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Bildübertragung ermöglicht. Die Idee, einen selbstgebauten Laminator für die thermische Übertragung eines Musters von Papier auf eine dielektrische Folienplatine herzustellen, kam dem Autor bei der Reparatur eines anderen Laserdruckers, bei dem sich herausstellte, dass der „Herd“ zum Fixieren des Toners auf dem Papier sehr defekt war ähnlich dem, was für ein solches Gerät erforderlich ist. Es blieb noch, ihn mechanisch ein wenig zu modifizieren, den elektronischen Teil des Laminators zu entwickeln und herzustellen. Der Prototyp der Laminator-Steuereinheit war ein universelles Mikrocontroller-Modul [1], es wurde jedoch ein Mikrocontroller mit einer geringeren Anzahl von Pins verwendet und das grafische LCD durch ein symbolisches ersetzt. Die Schnittstelleneinheit zwischen der Steuereinheit und dem Schrittmotor, der das Paket vom Platinenrohling und einem darauf aufgelegten Blatt Papier mit einem Muster aus gedruckten Leitern bewegt, besteht aus einem Paar spezieller L297- und L298N-Mikroschaltungen. Außerdem wurde ein Triac-Schalter für die Ofenheizung hergestellt.
Das Diagramm des Steuerknotens ist in Abb. 1 dargestellt. 16. Es verwendet einen Mikrocontroller PIC876F1A-I/SP (DD20), der mit einer Taktfrequenz von 1 MHz läuft und durch einen ZQ5-Quarzresonator stabilisiert wird. Schließen Sie bei Bedarf das WM-C0801M LCD an den XXNUMX-Anschluss an (eine Zeile mit acht Zeichen). Die Pin-Nummern dieses Steckers stimmen mit den Pin-Nummern der angegebenen Anzeige überein. Im Laminator wird das LCD nur als technologisches Gerät verwendet. Bei der Auswahl des optimalen Laminiermodus werden die Temperatur des „Ofens“ und die Anzahl der Durchgänge der Platte angezeigt. Das LCD ist für den normalen Betrieb des Instruments nicht erforderlich und darf nicht angeschlossen sein. Das Schieberegister DD2 wandelt den vom Mikrocontroller generierten seriellen LCD-Steuercode in den für dessen Betrieb notwendigen parallelen Code um. Der optimale Kontrast des Bildes auf dem LCD-Bildschirm wird durch den Trimmerwiderstand R17 eingestellt. Der Transistor VT1 schaltet entsprechend den Signalen des Mikrocontrollers die Hintergrundbeleuchtung des Anzeigebildschirms ein und aus. Während des Betriebs des Laminators empfängt der Mikrocontroller Signale von zwei Sensoren. Einer davon – Optokoppler U1 mit offenem optischen Kanal – signalisiert das Vorhandensein einer Platine im „Ofen“. Die Messwerte des anderen – des Temperatursensors DS18B20 (BK1) – werden zur Steuerung der Heiz- und Kühlprozesse des „Ofens“ benötigt. Die Tasten SB1 – SB5 dienen zur Steuerung des Laminators. Der Transistor VT2 schaltet entsprechend den Signalen des Mikrocontrollers den an den X7-Anschluss angeschlossenen Lüfter ein und aus (Computer mit den Abmessungen 80x80x20 mm). Die zweifarbige LED HL1 mit grünem Leuchten zeigt an, dass der Laminator eingeschaltet und im Standby-Modus ist. Seine Farbe wird rot, wenn der „Ofen“ erhitzt wird und wenn sich ein Paket aus einem Blatt Papier mit einem Muster aus Leiterbahnen und einem Platinenrohling in der empfindlichen Zone des Optokopplers U1 befindet.
Um das Programm auf den bereits auf der Platine installierten DD1-Mikrocontroller herunterzuladen, wird der Programmierer gemäß dem in Abb. gezeigten Diagramm an den X4-Anschluss angeschlossen. 2, während das LCD vom Anschluss X5 getrennt werden sollte. Nach Abschluss der Programmierung wird für den normalen Betrieb des Steuergeräts das Programmiergerät ausgeschaltet und die Kontakte 1, 2 und 8, 9 des Steckers X4 werden mit den Jumpern S1 und S2 verbunden (siehe Abb. 1).
Eine Zeichnung der Leiterplatte des Steuergerätes ist in Abb. dargestellt. 3, seine Abmessungen betragen 90x79 mm. Optokoppler U1 und Temperatursensor VK1 werden auf einer separaten Platine mit den Maßen 80x20 mm (Abb. 4) so platziert, dass sie in die Löcher im oberen Teil des „Herd“-Gehäuses passen. Der Optokoppler mit offenem optischen Kanal KTIR0621DS (Abb. 5), der zur Unterbrechung des Lichtflusses ausgelegt ist, wurde so umgestaltet, dass er „bei Reflexion“ funktioniert. Dazu wird es in zwei Teile (mit einer emittierenden Diode und mit einem Fototransistor) geschnitten, die so auf der Platine montiert werden, dass ihre emittierenden und strahlungsempfindlichen Löcher auf das neben dem Sensor vorbeilaufende Paket gerichtet sind. Für die beste Empfindlichkeit gegenüber den von ihm reflektierten Strahlen muss der Winkel zwischen Emitter und Fotodetektor gewählt werden. Da die maximale Temperatur, die der DS18B20-Sensor messen kann, 127 °C nicht überschreitet und sich der „Herd“ deutlich stärker erwärmt, muss er in einiger Entfernung von den beheizten Teilen aufgestellt werden.
Die Steuereinheit erzeugt am X6-Anschluss ein Signal zum Ein- und Ausschalten der „Ofen“-Heizung des Laminators. Da dieses Signal jedoch von geringer Leistung ist, wird eine leistungsstarke Halogenlampe, die als Heizelement des „Ofens“ dient, über einen Triac-Schalter an den Anschluss X6 angeschlossen. Der Aufbau erfolgt nach dem üblichen Schema (Abb. 6) auf dem Optokoppler MOC3063 (U1), der für die galvanische Trennung des Steuerkreises sorgt und die Last bei Null-Momentanspannung im Netzwerk einschaltet, und einem leistungsstarken Triac BT139-800 ( VS1).
Die Schaltplatine ist in Abb. 7 dargestellt. XNUMX.
Der Anschluss X3 der Steuereinheit wird über ein Flachbandkabel mit dem Anschluss X1 der Schnittstelleneinheit mit Schrittmotor verbunden. Das Schema dieses Blocks ist in Abb. dargestellt. 8.
Der an seinen X2-Anschluss angeschlossene Schrittmotor M1 ist ein zweiphasiger bipolarer Laserdrucker XEROX PHASER 3121. Um logische Steuersignale in Stromimpulse in den Motorwicklungen umzuwandeln, ist ein gemeinsamer Satz spezialisierter Chips L297 (DD1) und L298N (DA2) vorhanden gebraucht. Dies vereinfachte das Design des Blocks und reduzierte die Anzahl der darin enthaltenen Komponenten. Von der Steuereinheit werden die Signale „Reset“ (in den Ausgangszustand versetzen) und „Enable“ (Motorbetrieb aktivieren) an den Anschluss X1 gesendet, und für jeden Schrittimpuls führt der Motor einen Schritt in der durch das Dir-Signal angegebenen Richtung aus. Die dD1-Mikroschaltung erzeugt Strom-Ein- und Aus-Signale in den Motorwicklungen in der erforderlichen Reihenfolge. Sie werden vom DA2-Chip auf das für den Betrieb erforderliche Niveau gebracht. Die Dioden VD1-VD8 verhindern selbstinduktionsbedingte Spannungsstöße an den Motorwicklungen beim Schalten. Die leistungsstarken Widerstände R1 und R15, die an die Pins 2 und 10 des DA11-Chips angeschlossen sind, sind Stromsensoren in den Wicklungen. Sie ermöglichen es dem DD1-Chip, den durch diese Wicklungen fließenden Strom zu messen und seinen Wert mithilfe von PWM zu steuern. Der Trimmerwiderstand R2 regelt die dem dD1-Mikroschaltkreis zugeführte Referenzspannung Uref, die den Pegel festlegt, bei dem der Strom in den Motorwicklungen abgeschaltet wird. Widerstand R5 und Kondensator C2 sind die Frequenzeinstellelemente des internen Taktgenerators der DD1-Mikroschaltung. Die abnehmbaren Jumper S1-S3 legen die Betriebsarten des Geräts fest. Jumper S1 ist auf Position 1-2 gesetzt, wenn der Schrittmotor M1 bipolar ist, bzw. auf Position 2-3, wenn er unipolar ist. Mit Jumper S2 in Position 1-2 läuft der Motor in Vollschritten, in Position 2-3 in Halbschritten. Jumper S3 ist erforderlich, wenn die Ausgabe des dem Block zugeführten Enable-Signals nach dem Schema mit einem gemeinsamen Kollektor (Drain) erfolgt. Eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise des L297-, L298-Chipsatzes finden Sie in [2]. Die Schnittstelleneinheit enthält außerdem integrierte Stabilisatoren DA1 und DA3, die nicht nur diese Einheit und den M5-Schrittmotor, sondern auch die Steuereinheit und den im Laminatorgehäuse installierten Lüfter mit einer stabilisierten Spannung von 12 V und 1 V versorgen. Die Spannungsquelle von 15 V zur Stromversorgung des Laminators ist ein Schaltnetzteil eines Laptops, ausgelegt für einen Laststrom von 4 A. Eine Zeichnung der Leiterplatte der Schnittstelleneinheit ist in Abb. 9 dargestellt. XNUMX.
In allen Knoten des Geräts werden Festwiderstände MLT, S2-33, Oxidkondensatoren K50-35 oder importiert verwendet, die restlichen Kondensatoren sind K73-17. Der DA2-Mikroschaltkreis der Schnittstelleneinheit ist mit einem Kühlkörper aus einem Stück Aluminiumecke 20x25 mm mit einer Regaldicke von 3 mm und einer Länge von 55 mm ausgestattet. Im Eckregal, nicht neben der Mikroschaltung, wurden 12 Löcher mit einem Durchmesser von 4 mm gebohrt, um die Luftzirkulation zu verbessern. Die integrierten Stabilisatoren DA1 und DA3 sind auf dem gleichen Kühlkörper montiert, jedoch ohne zusätzliche Löcher. Der aus dem Laserdrucker XEROX PHASER 3121 entfernte Schrittmotorantrieb wurde neu gestaltet. Seine Basis ist auf 120x70 mm zugeschnitten, die Achsen einiger Zahnräder werden sorgfältig herausgedrückt, Löcher mit 2,5 mm Durchmesser und 10 mm Tiefe werden hineingebohrt, in die M3-Gewinde für die Montage auf der Basis an neuen vorberechneten Punkten geschnitten werden. Um die Drehzahl des „Ofens“ zu reduzieren, wurden zwei weitere Gänge hinzugefügt. Der resultierende Antrieb ist in Abb. dargestellt. 10. Sein Design kann unterschiedlich sein, es hängt alles von der Verfügbarkeit von Teilen ab, um den vorhandenen Antrieb zu verfeinern.
Für den Laminator wurde ein Gehäuse eines HP Photosmart 7260-Tintenstrahldruckers verwendet. Aus der unteren Hälfte wurden alle unnötigen Trennwände entfernt und eine Basis mit den Maßen 300 x 130 mm aus einer 3 mm dicken Duraluminiumplatte installiert. Der vom Laserdrucker XEROX PHASER 3121 abgenommene „Herd“ und sein Antrieb mit Motorschnittstelleneinheit sowie eine Stromversorgung über einen Laptop sind auf der Basis befestigt. Alle unnötigen Details wurden vom „Herd“ entfernt: eine Plastikfahne, die den Optokoppler (Papieranwesenheitssensor) blockierte, und einige andere. Die Sensorplatine wird mit einer Schraube im oberen Teil des „Ofens“ befestigt und die Sensoren passen in die dort vorhandenen Löcher. Die Steuerknotenplatine befindet sich auf der linken Seite des Gehäuses. Es ist so angebracht, dass die darauf verbauten Tasten mit den im gebrauchten Gehäuse mitgelieferten alten Schlüsseln bedient werden können. Der zusammengebaute Laminator ohne die obere Klappabdeckung ist in Abb. dargestellt. 11. An dieser Abdeckung ist ein Ventilator befestigt. Darin ist ein rundes Loch angebracht, um Außenluft anzusaugen.
Beim ersten Einschalten des Steuergeräts wird das EEPROM des DD1-Mikrocontrollers auf fehlende Informationen überprüft. Wenn der nichtflüchtige Speicher sauber (mit 0FFH-Codes gefüllt) ist, werden Programme hineingeschrieben Speicher, die Standardwerte der notwendigen Parameter. Wenn im EEPROM bereits Informationen vorhanden sind, ändern sich diese in der Initialisierungsphase nicht und werden vom Programm für die weitere Arbeit verwendet. Während des Betriebs können die Werte der im EEPROM gespeicherten Parameter durch Auswahl des gewünschten Laminiermodus angepasst werden. Durch Drücken der SB4-Taste werden die korrigierten Werte im EEPROM gespeichert. Während der Initialisierung des Mikrocontrollers leuchtet der rote Kristall der HL1-LED. Am Ende schaltet es sich aus und der grüne Kristall geht an – der Laminator ist betriebsbereit. Der Laminiervorgang wird durch Drücken der Taste SB5 gestartet. In diesem Fall beginnt sich der „Herd“ rückwärts zu drehen und seine Heizung wird eingeschaltet. Der Aufwärmvorgang wird durch das rote Leuchten der LED signalisiert. Nachdem er ausreichend aufgewärmt ist, beginnt sich der „Herd“ vorwärts zu drehen, der grüne Kristall der LED leuchtet wieder auf. Jetzt ist es möglich, eine Packung Glasfaserfolie und ein darauf aufgelegtes Blatt Papier mit einem Muster zukünftiger Leiterbahnen einzureichen. Ich drucke diese Zeichnung auf 230er Inkjet-Fotopapier. Wenn das Paket den empfindlichen Bereich des Optokoppler-Sensors für seine Anwesenheit im „Herd“ betritt, leuchtet der rote Kristall der LED auf und das Mikrocontroller-Programm wartet darauf, dass das Paket den empfindlichen Bereich verlässt, woraufhin die Farbe des LED leuchtet grün. Da sich der optische Sensor in einiger Entfernung von der Mitte des „Ofens“ befindet, benötigt der Schrittmotor eine bestimmte Anzahl zusätzlicher Schritte, um den Durchgang des Pakets durch ihn abzuschließen. Standardmäßig - 1100, aber bei Wiederholung des Designs können der „Herd“ und sein Antrieb unterschiedlich sein, daher muss diese Zahl experimentell gewählt werden. Dann wird die Bewegungsrichtung des Pakets umgekehrt und es durchläuft den „Ofen“ in entgegengesetzter Richtung, bis es in den Erfassungsbereich des Sensors eintritt und diesen wieder verlässt. Standardmäßig sind fünf Durchgänge der Verpackung durch den „Ofen“ eingestellt, was in meiner Version für eine sehr gute Haftung des Toners auf der Folie sorgt. Die Anzahl der Durchgänge kann durch Drücken der SB2-Taste erhöht oder durch Drücken der SB3-Taste verringert werden. Wenn Sie eine dieser Tasten länger als 3 Sekunden gedrückt halten, ändert sich die Anzahl der zusätzlichen Schritte. Die Rückkehr zum Modus zum Ändern der Anzahl der Durchgänge erfolgt, wenn Sie eine andere Taste drücken. Wenn der letzte Durchgang abgeschlossen ist, wird der „Herd“ ausgeschaltet, die Verpackung herausgenommen und der Ventilator eingeschaltet, um den „Herd“ zu kühlen. Das Paket kann auch zum Abkühlen im Laminator belassen werden. Nachdem das Mikrocontrollerprogramm anhand der Messwerte des BK1-Temperatursensors festgestellt hat, dass der „Ofen“ ausreichend abgekühlt ist, schaltet es den Lüfter und den Rotationsantrieb des „Ofens“ aus und schaltet den grünen LED-Kristall ein. In der Regel lässt sich das Papier ohne Einweichen leicht vom abgekühlten Platinenrohling trennen, danach kann sofort mit dem Folienätzen begonnen werden. Leiter mit einer Breite von 0,3 mm oder mehr (weniger habe ich nicht ausprobiert) sind sehr gut. Um den gestarteten Laminiervorgang zu unterbrechen, bevor er automatisch abgeschlossen wird, drücken Sie die Taste SB1. In diesem Fall wird die Heizung ausgeschaltet, der Ventilator eingeschaltet und der „Herd“ dreht sich zurück und bringt das Paket heraus. Dieser Modus wird automatisch entsprechend den Messwerten des BK1-Temperatursensors oder manuell durch Drücken der SB1-Taste ausgeschaltet. Die Einrichtung des Gerätes beginnt mit der Einstellung des LCD-Kontrasts mit dem Widerstand R17 auf der Steuerplatine und der Einstellung des Nennstroms des Schrittmotors mit einem Trimmwiderstand R2 auf der Platine der Schnittstelleneinheit mit Schrittmotor. In meiner Version beträgt die Spannung, die vom Motor dieses Widerstands an Pin 15 des L298N-Chips kommt, 1 V. Der Winkel zwischen den optischen Achsen der Sendediode und der Fotodiode des Optokopplers mit offenem Kanal U1 (siehe Abb. 1 und Abb. 4) wird entsprechend dem Mindestwert des zwischen den Klemmen 2 und 3 des Steckers X1 angeschlossenen Voltmeters gewählt der Steuereinheit mit Sensoren, die an diese Einheit angeschlossen und in ein weißes Blatt Papier „Ofen“ eingelegt sind. Nachdem der Laminator zusammengebaut und in Betrieb ist, wird durch Versuch und Irrtum die Anzahl der zusätzlichen Schritte des Motors ermittelt, die erforderlich sind, damit die Platte den gesamten „Ofen“ durchläuft, aber nicht herausfällt, und wie viele weitere Schritte erforderlich sind Durchläuft die Platine den „Ofen“ und sorgt so für die beste Haftung des Toners auf der Folie. PCB-Dateien im Sprint-Layout-Format und das Laminator-Mikrocontroller-Programm können heruntergeladen werden von ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/10/laminator.zip. Literatur
Autor: V. Kiba
Eine neue Möglichkeit, optische Signale zu steuern und zu manipulieren
05.05.2024 Primium Seneca-Tastatur
05.05.2024 Das höchste astronomische Observatorium der Welt wurde eröffnet
04.05.2024
▪ Die Netzhaut verändert sich nicht mit dem Alter ▪ Welche Farbe sollen die Züge haben? ▪ Neue 3,5- und 4,5-Bit-Analog-Digital-Wandler
▪ Abschnitt der Website Fabriktechnologien zu Hause. Artikelauswahl ▪ Artikel Papier wird nicht rot. Papier hält alles aus. Populärer Ausdruck ▪ Artikel Schwefelkümmel. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden ▪ Artikel Touch-Controller auf dem Chip 145AP2. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite