|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Laminator PCB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ham Radio Technologie Wielu radioamatorów od dawna stosuje technologię termotransferu wzoru drukowanych przewodników wydrukowanego na papierze przez drukarkę laserową na folię przyszłego wykroju płytki za pomocą konwencjonalnego żelazka. Niestety przy użyciu takiego narzędzia bardzo trudno jest uzyskać optymalne dociśnięcie papieru do wykroju tektury i idealnie wytrzymać temperaturę wymaganą do przeniesienia stopionego tonera na folię. Proces ten z reguły trzeba powtarzać wielokrotnie, doświadczalnie uzyskując akceptowalną jakość wzoru na folii. Obecnie wielu radioamatorów ma drukarki laserowe, które nie są całkowicie sprawne lub przestarzałe i od dawna nie były używane zgodnie z ich przeznaczeniem. Takie urządzenie z powodzeniem może służyć jako podstawa do wykonania laminatora, który zapewnia niezawodny i wysokiej jakości transfer obrazu. Autor wpadł na pomysł zrobienia domowej roboty laminatora do termotransferu wzoru z papieru na foliową płytkę dielektryczną podczas naprawy innej drukarki laserowej, w której „piec” do utrwalania tonera na papierze okazał się bardzo podobny do wymaganego dla takiego urządzenia. Pozostało zmodyfikować go trochę mechanicznie, opracować i wyprodukować część elektroniczną laminatora. Prototypem jednostki sterującej laminatora był uniwersalny moduł mikrokontrolera [1], jednak zastosowano mikrokontroler o mniejszej liczbie wyprowadzeń, a graficzny wyświetlacz LCD zastąpiono znakowym. Jednostka interfejsu jednostki sterującej z silnikiem krokowym, który przesuwa opakowanie z wykroju płytki i arkusza papieru z nałożonym wzorem drukowanych przewodów, jest wykonana na parze wyspecjalizowanych mikroukładów L297 i L298N. Wykonano również przełącznik triakowy do grzałki „piecowej”.
Schemat węzła sterującego pokazano na ryc. 1. Wykorzystuje mikrokontroler PIC16F876A-I/SP (DD1) pracujący z częstotliwością zegara 20 MHz, stabilizowany przez rezonator kwarcowy ZQ1. W razie potrzeby podłącz wyświetlacz LCD WM-C5M do złącza X0801 (jedna linia ośmiu znaków). Numery styków tego złącza odpowiadają numerom styków wskazanego wskaźnika. W laminatorze LCD służy wyłącznie jako technologiczny. W procesie doboru optymalnego trybu laminowania pokazuje temperaturę „pieca” oraz ilość przechodzących przez niego desek. Wyświetlacz LCD nie jest wymagany do normalnej pracy przyrządu i nie może być podłączony. Rejestr przesuwny DD2 przetwarza szeregowy kod sterujący wyświetlacza LCD generowany przez mikrokontroler na kod równoległy niezbędny do działania tego ostatniego. Optymalny kontrast obrazu na ekranie LCD ustawia się za pomocą rezystora trymera R17. Tranzystor VT1, zgodnie z sygnałami mikrokontrolera, włącza i wyłącza podświetlenie ekranu wskaźnika. Podczas pracy laminatora mikrokontroler odbiera sygnały z dwóch czujników. Jeden z nich - transoptor U1 z otwartym kanałem optycznym - sygnalizuje obecność płytki w "piecu". Odczyty drugiego - czujnika temperatury DS18B20 (BK1) - są potrzebne do sterowania procesami grzania i chłodzenia "pieca". Przyciski SB1 - SB5 przeznaczone są do sterowania laminatorem. Tranzystor VT2 zgodnie z sygnałami mikrokontrolera włącza i wyłącza wentylator podłączony do złącza X7 (komputer o wymiarach 80x80x20 mm). Dwukolorowa dioda LED HL1 świecąca na zielono wskazuje, że laminator jest włączony i znajduje się w trybie czuwania. Jego kolor zmienia się na czerwony podczas nagrzewania "pieca", a także kiedy paczka kartki papieru z wzorem drukowanych przewodników i półwyrobem płytki znajdzie się w strefie czułości transoptora U1.
Aby pobrać program do mikrokontrolera DD1 już zainstalowanego na płytce należy podłączyć programator do złącza X4 zgodnie ze schematem pokazanym na rys. 2, natomiast wyświetlacz LCD należy odłączyć od złącza X5. Po zakończeniu programowania, do normalnej pracy centrali, programator jest wyłączony, a styki 1, 2 i 8, 9 złącza X4 są połączone zworkami S1 i S2 (patrz rys. 1).
Rysunek płytki drukowanej jednostki sterującej pokazano na rys. 3, jego wymiary to 90x79 mm. Transoptor U1 i czujnik temperatury VK1 umieszczamy na osobnej płytce o wymiarach 80x20 mm (rys. 4) w taki sposób, aby wchodziły w otwory w górnej części obudowy „pieca”. Transoptor z otwartym torem optycznym KTIR0621DS (rys. 5) przeznaczony do pracy na przerywaniu strumienia świetlnego został przeprojektowany do pracy „na odbiciu”. W tym celu rozcina się go na dwie części (z diodą emitującą i z fototranzystorem), które montuje się na płytce tak, aby ich otwory emitujące i czułe na promieniowanie były skierowane w stronę opakowania przechodzącego obok czujnika. Aby uzyskać najlepszą czułość na promienie odbite od niego, należy dobrać kąt między emiterem a fotodetektorem. Ponieważ maksymalna temperatura, jaką może zmierzyć czujnik DS18B20, nie przekracza 127 ° C, a „piec” nagrzewa się znacznie bardziej, należy go umieścić w pewnej odległości od nagrzewanych części.
Jednostka sterująca generuje sygnał włączania i wyłączania grzałki „pieca” laminatora na złączu X6. Jednak sygnał ten ma małą moc, więc mocna lampa halogenowa służąca jako element grzejny „pieca” jest podłączona do złącza X6 za pomocą przełącznika triakowego. Jest montowany zgodnie ze zwykłym schematem (ryc. 6) na transoptorze MOC3063 (U1), który zapewnia galwaniczną izolację obwodu sterującego i włącza obciążenie przy zerowym chwilowym napięciu w sieci oraz potężny triak BT139-800 ( VS1).
Płytka obwodu przełącznika jest pokazana na ryc. 7.
Złącze X3 jednostki sterującej jest połączone przewodem płaskim ze złączem X1 jednostki interfejsu z silnikiem krokowym. Schemat tego bloku pokazano na ryc. 8.
Silnik krokowy M2 podłączony do jego złącza X1 to dwufazowa bipolarna drukarka laserowa XEROX PHASER 3121. Do konwersji logicznych sygnałów sterujących na impulsy prądowe w uzwojeniach silnika stosuje się wspólny zestaw wyspecjalizowanych układów scalonych L297 (DD1) i L298N (DA2) używany. Uprościło to konstrukcję bloku i zmniejszyło liczbę zawartych w nim komponentów. Z centrali na złącze X1 wysyłane są sygnały Reset (ustawienie do stanu początkowego) i Enable (włączenie pracy silnika), a dla każdego impulsu Step silnik wykonuje jeden krok w kierunku wskazanym przez sygnał Dir. Mikroukład dD1 generuje sygnały włączania i wyłączania prądu w uzwojeniach silnika w wymaganej kolejności. Do poziomu wymaganego do jego działania doprowadza układ DA2. Diody VD1-VD8 eliminują samoindukujące się skoki napięcia na uzwojeniach silnika podczas ich przełączania. Potężne rezystory R1 i R15 podłączone do pinów 2 i 10 układu DA11 są czujnikami prądu w uzwojeniach. Umożliwiają układowi DD1 pomiar prądu płynącego przez te uzwojenia i sterowanie jego wartością za pomocą PWM. Rezystor trymera R2 reguluje napięcie odniesienia Uref dostarczane do mikroukładu dD1, który ustawia poziom, przy którym prąd jest odcinany w uzwojeniach silnika. Rezystor R5 i kondensator C2 są elementami nastawczymi częstotliwości wewnętrznego generatora zegara mikroukładu DD1. Zdejmowane zworki S1-S3 ustawiają tryby pracy urządzenia. Zworka S1 jest ustawiona w pozycji 1-2, jeśli silnik krokowy M1 jest dwubiegunowy, lub w pozycji 2-3, jeśli jest jednobiegunowy. Przy zworki S2 w pozycji 1-2 silnik pracuje w pełnych krokach, aw pozycji 2-3 w półkrokach. Zworka S3 jest wymagana, jeśli wyjście sygnału Enable podawanego do bloku jest wykonane zgodnie ze schematem ze wspólnym kolektorem (drenem). Szczegółowy opis działania chipsetu L297, L298 można znaleźć w [2]. Moduł interfejsu zawiera również zintegrowane stabilizatory DA1 i DA3, które dostarczają stabilizowane napięcie 5 V i 12 V nie tylko do tego modułu i silnika krokowego M1, ale także do jednostki sterującej oraz wentylatora zamontowanego w obudowie laminatora. Źródłem napięcia 15 V do zasilania laminatora jest zasilacz impulsowy z laptopa, zaprojektowany na prąd obciążenia 4 A. Rysunek płytki drukowanej jednostki interfejsu pokazano na ryc. 9.
We wszystkich węzłach urządzenia stosowane są stałe rezystory MLT, S2-33, kondensatory tlenkowe K50-35 lub importowane, pozostałe kondensatory to K73-17. Mikroukład DA2 jednostki interfejsu jest wyposażony w radiator wykonany z kawałka aluminiowego narożnika 20x25 mm o grubości półki 3 mm i długości 55 mm. W półce narożnej, nie sąsiadującej z mikroukładem, wywiercono 12 otworów o średnicy 4 mm w celu poprawy cyrkulacji powietrza. Zintegrowane stabilizatory DA1 i DA3 zamontowano na tym samym, ale bez dodatkowych otworów radiatorze. Napęd silnika krokowego usunięty z drukarki laserowej XEROX PHASER 3121 został przeprojektowany. Jego podstawa jest przycięta do 120x70 mm, osie niektórych kół zębatych są ostrożnie wyciskane, wiercone są w nich otwory o średnicy 2,5 mm i głębokości 10 mm, w których wycina się gwint M3 do montażu na podstawie w nowych, wcześniej obliczonych punktach . Aby zmniejszyć prędkość obrotową „pieca”, dodano jeszcze dwa biegi. Wynikowy napęd pokazano na ryc. 10. Jego konstrukcja może być inna, wszystko zależy od dostępności części do dopracowania istniejącego napędu.
Do laminatora wykorzystano obudowę z drukarki atramentowej HP photosmart 7260. Z jego dolnej połowy usunięto wszystkie niepotrzebne przegrody i zamontowano podstawę o wymiarach 300x130 mm z blachy duraluminiowej o grubości 3 mm. Na podstawie zamocowany jest „piec” wyjęty z drukarki laserowej XEROX PHASER 3121, jej napęd z jednostką interfejsu silnika oraz zasilacz z laptopa. Z „pieca” usunięto wszystkie niepotrzebne szczegóły: plastikową flagę, która blokowała transoptor (czujnik obecności papieru) i kilka innych. Płytka z czujnikami mocowana jest śrubą w górnej części „pieca”, a czujniki wchodzą w dostępne tam otwory. Płytka węzła sterującego znajduje się po lewej stronie obudowy. Umieszczony jest w taki sposób, aby przyciskami na nim zainstalowanymi można było sterować za pomocą starych klawiszy znajdujących się w używanym etui. Zmontowany laminator bez górnej pokrywy na zawiasach pokazano na rys. 11. Do tej pokrywy przymocowany jest wentylator. Wykonano w nim okrągły otwór, aby zasysać powietrze z zewnątrz.
Przy pierwszym włączeniu jednostki sterującej sprawdzana jest pamięć EEPROM mikrokontrolera DD1 pod kątem braku informacji. Jeżeli pamięć nieulotna jest pusta (zapełniona kodami 0FFH), to jest nadpisywana z programów pamięć, domyślne wartości niezbędnych parametrów. Jeśli w pamięci EEPROM jest już informacja, to nie zmienia się ona na etapie inicjalizacji i jest wykorzystywana przez program w dalszej pracy. Podczas pracy wartości parametrów zapisanych w pamięci EEPROM można regulować, wybierając żądany tryb laminowania. Skorygowane wartości są zapisywane w pamięci EEPROM poprzez naciśnięcie przycisku SB4. Podczas inicjalizacji mikrokontrolera zapala się czerwony kryształ diody HL1. Pod koniec wyłącza się, a zielony kryształek zapala się – laminator jest gotowy do użycia. Proces laminowania rozpoczyna się poprzez naciśnięcie przycisku SB5. W takim przypadku „piec” zaczyna się obracać do tyłu, a jego grzejnik jest włączony. Proces rozgrzewania sygnalizowany jest czerwonym świeceniem diody LED. Po wystarczającym rozgrzaniu „piec” zaczyna obracać się do przodu, zielony kryształ diody LED ponownie się włącza. Teraz można złożyć paczkę z folii z włókna szklanego i nałożoną na nią kartkę papieru ze wzorem przyszłych drukowanych przewodników. Drukuję ten rysunek na papierze fotograficznym do drukarek atramentowych o gramaturze 230. Gdy paczka wejdzie w strefę czułości transoptora-czujnika swojej obecności w „piecu”, zapala się czerwony kryształek diody LED, a program mikrokontrolera czeka, aż paczka opuści strefę czułości, po czym kolor Dioda LED zmieni kolor na zielony. Ponieważ czujnik optyczny znajduje się w pewnej odległości od środka „pieca”, silnik krokowy wykonuje określoną liczbę dodatkowych kroków, aby zakończyć przejście przez niego paczki. Domyślnie - 1100, ale przy powtarzaniu projektu „piec” i jego napęd mogą być inne, więc tę liczbę trzeba będzie wybrać eksperymentalnie. Następnie kierunek ruchu opakowania jest odwracany i przechodzi przez „piec” w przeciwnym kierunku, aż wejdzie, a następnie wyjdzie z obszaru detekcji czujnika. Domyślnie ustawionych jest pięć przejść opakowania przez „piekarnik”, w mojej wersji zapewnia to bardzo dobrą przyczepność tonera do folii. Liczbę przebiegów można zwiększyć, naciskając przycisk SB2 lub zmniejszyć, naciskając przycisk SB3. Jeśli naciśniesz i przytrzymasz jeden z tych przycisków dłużej niż 3 sekundy, zmieni się liczba dodatkowych kroków. Powrót do trybu zmiany ilości przebiegów nastąpi po naciśnięciu dowolnego innego przycisku. Po zakończeniu ostatniego przejścia „piec” zostanie wyłączony, opakowanie zostanie z niego usunięte, włączony zostanie wentylator w celu schłodzenia „pieca”. Paczkę można również pozostawić w laminatorze do ostygnięcia. Po ustaleniu na podstawie wskazań czujnika temperatury BK1, że „piec” dostatecznie ostygł, program mikrokontrolera wyłączy wentylator, napęd obrotów „pieca” i zaświeci zielony kryształek LED. Z reguły papier łatwo oddziela się od schłodzonego wykroju tektury bez moczenia, po czym można od razu przystąpić do wytrawiania folii. Przewodniki o szerokości 0,3 mm lub większej (mniej nie próbowałem) są bardzo dobre. Aby przerwać rozpoczęty proces laminowania przed jego automatycznym zakończeniem, należy nacisnąć przycisk SB1. W takim przypadku grzałka zostanie wyłączona, wentylator zostanie włączony, a „piec” obróci się z powrotem, wyciągając paczkę. Tryb ten jest wyłączany automatycznie zgodnie z odczytami czujnika temperatury BK1 lub ręcznie poprzez naciśnięcie przycisku SB1. Ustawianie urządzenia rozpoczyna się od ustawienia kontrastu wyświetlacza LCD rezystorem R17 na płytce sterującej oraz ustawienia prądu znamionowego silnika krokowego za pomocą rezystora trymującego R2 na płytce interfejsu z silnikiem krokowym. W mojej wersji napięcie idące z silnika tego rezystora na pin 15 układu L298N wynosi 1 V. Kąt między osiami optycznymi diody elektroluminescencyjnej i fotodiody transoptora z otwartym kanałem U1 (patrz rys. 1 i rys. 4) dobiera się zgodnie z minimalnym odczytem woltomierza podłączonego między zaciski 2 i 3 złącza X1 jednostki sterującej z czujnikami podłączonymi do tej jednostki i włożonymi do białej kartki „piekarnika”. Po zmontowaniu i uruchomieniu laminatora, metodą prób i błędów określa się liczbę dodatkowych kroków silnika potrzebnych do tego, aby płyta przeszła przez cały „piec”, ale z niego nie wypadła, oraz liczbę przechodzi tekturę przez „piec”, zapewniając najlepszą przyczepność tonera do folii. Można pobrać pliki PCB w formacie Sprint Layout oraz program do mikrokontrolera laminatora z ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/10/laminator.zip. literatura
Autor: V. Kiba
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Wydajny cienkowarstwowy organiczny moduł fotowoltaiczny Toshiba ▪ Stacja kosmiczna na gigantycznej asteroidzie ▪ Nanomateriał cząsteczek skręconych jednocześnie w przeciwnych kierunkach ▪ Koktajl chemiczny żółwia morskiego
▪ sekcja witryny Technologia fabryczna w domu. Wybór artykułu ▪ artykuł Odwiedzą nas wszystkie flagi. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Co było pierwsze - telefon czy faks? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Tutaj. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Przełącz dublera od zwykłego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Chusteczka w powietrzu. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony