Светит незнакомая звезда,
снова мы оторваны от дома,
травим мы «печатки» до утра…
Одна старая песня.

Сегодня я расскажу о своей реализации УФ светового прибора для работы с фоторезистом. Законченное устройство я решил сделать года полтора назад. До этого как таковой установки у меня не было, был светильник с УФ-лампой и стекло, извлекаемое из фоторамки на время изготовления ПП.

С карандашом в руках я хорошенько подумал над тем, какой должна быть моя установка, вырисовался примерный концепт. Затем я заказал ящик у знакомого в небольшой мебельной мастерской. Там раскроили и отторцевали ЛДСП по моему эскизу.

Ящик

Чертежей ящика нету, так как делалось всё по карандашному эскизу. Внешние габариты ящика 300×300х400. Стенки соединены между сбой мебельными стяжками (конфирматами). Крышка крепится к ящику обычными рояльными петлями.

В торце ящика я сделал прямоугольный вырез для установки блока электроники.

По внутренним поверхностям с небольшим отступом сверху в ящике имеется 4 глухих отверстия 5 мм. В них устанавливаются мебельные полкодержатели с силиконовыми прокладками - специально для стекла.

Схема таймера для засветки фоторезиста

Функции таймера:
Цифровая индикация отсчёта и задание времени работы
Отключение нагрузки (УФ-ламп) по истечению времени
Звуковая сигнализация состояний: включение прибора, запуск, конец работы
Запуск таймера без включения нагрузки (УФ-ламп)

Индикацию я сделал на четырёхразрядном семисегментном LED-индикаторе, который попался под руку. В качестве органа управления использовал энкодер с кнопкой. Управляющий МК ATtiny2313.
Для звуковых оповещений стоит миниатюрный динамик (буззер) со встроенным генератором. Ну и реле для коммутации нагрузки с катушкой на 5 Вольт.
Для питания схемы взял готовый импульсный блок питания от ЗУ сотового телефона.

Работа таймера

При включении таймера в сеть, динамик издаёт звук, мол, я живой! На индикаторе отображается время работы таймера в минутах, заданное при последнем сеансе. Вращением ручки энкодера изменяется значение таймера в диапазоне 1-99 минут. Значение запоминается в EEPROM и считывается при следующем включении прибора.

Я предусмотрел два режима включения таймера: без включения ламп (короткое нажатие кнопки энкодера) и с включением ламп (длительное, порядка 2 с, нажатие кнопки энкодера). Без включения ламп таймер можно использовать для прочих нужд, по истечении времени будет обычный сигнал, а лампы зря гореть не будут.

Есть возможность выключить таймер в любой момент двойным нажатием кнопки энкодера.

За 10 секунд до истечения времени таймера, прибор начинает подавать прерывистый звуковой сигнал.

Update 12/08/2015
По просьбам трудящихся я реализовал в таймере дополнительный диапазон в секундах . Режим установки времени переключается двойным нажатием кнопки энкодера, когда таймер остановлен. При установке в минутах индикация значения с точкой. При установке в секундах - индикация без точки.
Режим установки времени также запоминается в EEPROM. Максимальное значение в секундах - 999, в минутах - 99, как и прежде. Остальное без изменений.

Печатная плата таймера

Чертежи в DipTrace берите в разделе файлов.

УФ-лампы и силовая часть

Я поставил 4 лампы Feron FLU10 T8 10W G13 Black. Лампы подключены к пуско-регулирующему аппарату (ПРА) ETL-418-A2, который рассчитан на четыре лампы типа Т8, до 18W каждая. Лампы подключаем по схеме указанной на крышке ПРА, а нам остаётся подключить ~220 В через контакты реле таймера.

Сборка установки

Установка ПП, вид снаружи

Вид изнутри

Кусок оргстекла мне досталось от разбомбленных электронных часов с автозаправки. Изнутри обклеено чёрной самоклейкой и сделаны вырезы для индикатора. Да, с царапинами стекло, ну и пусть - не на выставку же.

Не вошло по высоте реле, пришлось немного попортить экстерьер

Крепим два уголка с установленными держателями для УФ-ламп

Держатели трофейные, сняты со старых потолочных светильников «Армстронг».
С учётом держателей ламп и уголков, расстояние от ламп до стекла ~23 см. Большое расстояние от ламп до ПП необходимо для получения равномерной засветки.

Крепим поролон на крышку для прижатия ПП

Клеем полоски двухстороннего скотча

Отрываем защитную бумажку

Прижимаем крышкой - готово!!!

В качестве предметного стекла применил обычное оконное. Мощности ламп достаточно для надёжного и равномерного засвета, поэтому кварцевое стекло искать не стал (хотя его можно выкорчевать из старого сканера).

Видео установки в работе

Резюме

Установка получилась вполне симпатичная, функциональная и безопасная. Готовое устройство для домашней мастерской.

Фьюзы

Low: 0xE4; High: 0xDF; Extended: 0xFF;

Файлы

Проект в DipTrace (схема и печатка), прошивка для микроконтроллера.

12/08/2015 - Обновлена прошивка, добавлен диапазон секунд.
▼ 🕗 12/08/15 ⚖️ 2,25 Kb ⇣ 81 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!

Это устройство появилось на свет "по быстрому" после нескольких загубленных заготовок плат с фоторезистом. Устройство очень простое - это таймер, позволяющий включать ультрафиолетовые лампы на время от 5 секунд до 9 минут 55 секунд (у меня типичное время засветки с четырьмя лампами Vito 8W составляет полторы минуты). Еще не экспериментировал с маской, но надеюсь и ей времени хватит.
Работа с таймером начинается с нажатия кнопки SET (вход в режим установки). Далее кнопками +/- устанавливаем желаемое время. Если более 5 секунд ничего не нажимать, устройство воспринимает это как окончание ввода и сохраняет в энергонезависимую память установленное время. При этом на экране отображается соответствующий знак. Далее устройство переходит в режим ожидания, отображая установленное время в формате "минут.секунд".
При нажатии кнопки START происходит активация реле и включаются лампы. Начинается обратный отсчет времени. Процесс можно наблюдать на экране. По завершению установленного отрезка времени таймер автоматически обесточивает лампы и отображает на экране прочерки - знак успешного завершения цикла. Из этого состояния он выводится нажатием любой кнопки.
В архиве прилагаю плату и прошивку для контроллера. Индикатор обычный, светодиодный с общим катодом. Плата потребляет в дежурном режиме около 15мА, при включенном реле около 60мА (зависит от применяемого реле).
Для запитки ламп можно применить стандартные дроссели с пускателями, но я применил платы от экономных ламп малой мощности. Даже если купить новые "экономки" получается дешевле, чем купить дроссели. Да и места занимают они меньше и старт ламп происходит практически моментально.
Корпус сделал из обрезков мебельных ДСП, внутри в качестве отражателя применил обычную пищевую фольгу. В качестве креплений для ламп использовал держатели для пластиковых труб. Плата электроники питается от маломощного трансформатора (из китайского радиоприемника).

Выглядит это так:

Собранное устройство выглядит очень просто:

И собственно как выглядят лампы внутри:

В дополнение плата и прошивка контроллера:

Прошивка с дискретностью установки таймера в 5 секунд.

Это схема простого таймера построенного на микроконтроллере PIC16F628A и индикаторе LCD 1602. Идея таймера позаимствована с одного португальского сайта по радиоэлектронике.

Микроконтроллер PIC16F628A в данной схеме тактируется от внутреннего генератора, который является достаточно точным для данного случая, но поскольку выводы 15 и 16 остаются незанятыми, то можно было бы использовать внешний кварцевый резонатор для большей точности.

Таймер на PIC16F628A. Описание работы

Как уже было сказано ранее, этот проект создан на основе уже существующего проекта, но на самом деле обе схемы отличаются друг от друга, и поэтому код был практически полностью переписан. В таймере для управления есть три кнопки: «START/STOP», «MIN» и «SEC»

1. «START/STOP» — для запуска и приостановки таймера.
2. «MIN» — для установки минут. Количество минут устанавливаются от 0 до 99, а затем все начинается снова с 0.
3. «SEC» — для установки секунд. Секунду также устанавливаются от 0 до 59 и потом снова с 0.

Одновременное нажатие на «MIN» и «SEC» приводит к сбросу таймера во время работы.

Когда время на таймере достигает 00:00, раздается звуковой сигнал (3 коротких и 1 длинный звуковой сигнал) и светодиод HL1 загорается. В качестве звукоизлучателя применен зуммер электромагнитного типа. После этого, при нажатии одной из кнопок, происходит сброс таймера и выключение светодиода HL1.

Когда таймер производит обратный отсчет на выводе 13 (RB7) находится высокий уровень, а при остановке таймера появляется низкий логический уровень. Данный вывод можно использовать для управления внешними исполнительными устройствами. питание таймера осуществляется от cстабилизированного источника на .

Перемычка J1 предназначена для калибровки таймера. При ее замыкании таймер входит в режим настройки. С помощью кнопок «MIN» и «SEC» можно увеличить/уменьшить значение внутреннего параметра, который позволяет замедлять или ускорять работу таймера. Это значение сохраняется в EEPROM. Если находясь в этом режиме нажать кнопку «START/STOP», то этот параметр будет сброшен до значения по умолчанию.

Код написан и скомпилирован с mikroC PRO для PIC.

Параметры проекта:

• Генератор: INTOSC
• Частота генератора: 4 МГц
• Сторожевой Таймер: отключен
• Power-up таймер: включен
• RA5/MCLR/VPP: отключен
• Brown-out: включен

Фото готового таймера.

Я взял на вооружение многие из описанных им методик, в частности, нанесение фоторезиста «мокрым» методом, использование ламинатора, а также канцелярских зажимов. Но больше всего в видео меня поразила лампа из ультрафиолетовых светодиодов с таймором. Такая лампа засвечивает фоторезист за 21 секунду, тогда как у меня при использовании настольной лампы с УФ-лампочкой на это уходит 15 минут , и это еще если фоторезист свежий. В общем, я захотел себе такое же устройство. Далее будет описан процесс его изготовления и полученные результаты.

Важно! Смотреть на ультрафиолет не полезно для глаз . Не советую делать это слишком долго, а в идеале рекомендую использовать соответствующие защитные очки.

Почему бы просто не взять готовое?

Дмитрий описал свой проект в небольшой статье и выложил все исходники на GitHub . Однако Дмитрий разводил плату в Sprint Layout, который стоит денег. Меня не сильно прельщала перспектива покупки и изучения данного ПО, особенно учитывая, что оно не поддерживает используемый мной на десктопе Linux. Кроме того, не похоже, чтобы Sprint Layot чем-то превосходил кроссплатформенный и открытый KiCad .

Плюс к этому мне лично не сильно понравился внешний вид устройства Дмитрия. Впаивать Arduino Nano, использовать громоздкий экранчик 1602 и строить сэндвич из нескольких плат разного размера мне не хотелось. Уж если и делать какое-то устройство в домашних условиях, почему бы не сделать его таким, как нравится именно тебе, верно?

В общем, я прикинул, что это достаточно прикольный и не сложный проект, который мне проще повторить с нуля. И действительно, на изготовление устройства у меня ушло всего лишь несколько вечеров. Плюс к этому, в процессе родился занятный побочный проект. Так что, о принятом решении мне жалеть не пришлось.

x 10

Ультрафиолетовые светодиоды довольно просто найти на eBay. Лично я покупал . Пакетик с сотней светодиодов вместе с доставкой обошелся мне в 220 рублей (3.90$).

Светодиоды я решил расположить в виде матрицы 10 на 10, рассчитанной на питание от 5 В. Плата была без труда разведена в KiCad. В каждом из рядов был использован один резистор для ограничения тока и 10 светодиодов, соединенных параллельно. Сопротивление резистора было подобрано так, чтобы светодиоды светили достаточно ярко, а резистор при этом не перегревался. Я остановился на сопротивлении 27 Ом.

Вот что у меня получилось в итоге:

Плата имеет размер 10 x 15 см. В обозримом будущем я вряд ли буду делать платы бо льшего размера, а значит такая матрица сможет равномерно засветить любую из моих поделок. Углы у платы пришлось немного подрезать, так как иначе она не помещалось в моей ультразвуковой отмывочной ванне. Да и то, плату пришлось класть в ванну ребром, отмывая ее сначала с одной стороны, затем со второй. Так что, да, сейчас для меня 10 x 15 см — это предел.

Для засветки фоторезиста в домашних условиях, решил использовать сканер формата А4, который у меня благополучно «скон-чался», да и приобрести бу-шный для этой цели, например можно, начиная от 100 целковых (пачка сигарет дороже стоит, а неисправный и так могут отдать).
В общем решил вдохнуть в сканер "вторую жизнь", тем более, что там стоит кварцевое стекло, которое очень хорошо пропускает ультрафиолет (простое оконное, как нам известно - максимум 10%). Ещё преимущества данного способа - это равномерный прижим платы к стеклу крышкой сканера и постоянное расстояние до источника ультрафиолета, благодаря которому стаёт и постоянным время засветки, которое можно зафиксировать простым таймером.
В итоге вот что получилось:

Рисунок 1.
Приспособление для засветки ПП с фоторезистом.

Разобрал сканер, выкинул внутренности и установил на их место четыре лампы. Использовал для этой цели фурнитуру от обыкновенных люминесцентных ламп, только лампы установил УФ (все это продаётся в магазинах хоз. товаров). Может быть вполне хватило бы и двух ламп, платы всё равно не очень большие в основном, но, как говорится - запас не тянет, поэтому решил, что делать, так уж делать с видом на будущее (для платы формата А4), поэтому и установил четыре, да и время засветки в этом случае будет меньше.
Для управлением процессом засветки используюсь таймером с обратным отсчётом времени, который собрал на микроконтроллере PIC16F628. В итоге весь процесс засветки данной конструкции занимает 30-40 секунд....

Рисунок 2.
Конструкция устройства.

Кто-то может быть скажет, что можно было бы собрать таймер внутри сканера и не заморачиваться с корпусом. Не спорю, вполне кому-то подойдёт и этот вариант, но вдруг мне таймер будет нужен отдельно, для каких то других целей, поэтому решил делать его в собственном корпусе и в виде отдельной законченной конструкции.

Рисунок 3.
Схема таймера.

В интернете, если чуть покопаться, выложено много различных схем всевозможных таймеров. Я остановился на этой схеме, просто у меня PIC16F628 был в наличии, и я решил пустить его в дело.
Может быть Вам понравится другая схема таймера - это Ваш выбор, я просто рассказываю сам процесс, ну и даю описание своих конструкций.

Рисунок 4.
Схема таймера, силовая часть.

Рисунок 5.
Таймер в корпусе.

Рисунок 6.
Силовая часть.

Рисунок 7.
Платы и соединения.

Максимальное время, которое можно установить на таймере - 12 ч 00 м 00 с. После установки времени и нажатии кнопки "Пуск/Стоп" - включается нагрузка и начинается отсчёт времени в обратном порядке от установленного. За 10 секунд до окончания времени - подается короткий звуковой сигнал на «пищалку».
Когда остается 3 секунды до завершения времени - включается «пищалка» до окончания времени. По окончанию времени нагрузка выключается, время на таймере устанавливается то, которое было установлено в начале кнопками.

Теперь кратко опишу сам процесс изготовления печатных плат при помощи фоторезиста. Всё, что описано выше, предназначалось для упрощения данного процесса.
Для работы я использую плёночный негативный фоторезист. Негативный, значит шаблон для его засветки нужно печатать в негативе, то есть те места, где будут дорожки - должны быть прозрачные, а там, где дорожек (фольги) быть не должно - наносится тонер. Если Вы будете использовать позитивный фоторезист, то естественно фотошаблон нужно будет печатать в позитиве.

Распечатываем шаблон через программу для проектирования плат в негативе на прозрачной пленке (я применяю пленку "LOMOND" для струйных принтеров) на струйном принтере. Пробовал на лазерном, только получалось как-то блекло, черноты не было, и платы получались не совсем качественные.
Говорят, что можно гораздо улучшить качество таких плат, если напечатать на лазерном принтере два шаблона на плёнке, затем вырезать их и совместить (т.е. сделать из двух - один).
Ещё можно распечатать рисунок платы лазерным принтером на обычной бумаге. Чем тоньше бумага, тем лучше. Далее, для повышения контрастности (если она не достаточна) на доли секунды погрузить его в банку с растворителем (например автомобильный 647). Дать ему подсохнуть, и потом пропитать подсолнечным маслом, чтобы сделать прозрачным для ультрафиолета, правда я так не пробовал.

Подготавливаем заготовку нашей будущей платы по размерам чуть больше, чем требуется. Затем фольгу необходимо подготовить для приклеивания фоторезиста.
Как всё это делается - нет смысла повторяться, так как этот процесс описан на десятках сайтов. Просто наберите в поисковике "изготовление пп с помощью фоторезиста", и у Вас выскочит куча вариантов, после прочтения пары из них, у Вас наметится вариант, который подойдёт именно для Вас.

Будем считать, что плата уже подготовлена и фоторезист наклеен (или нанесён из баллончика) на нашу плату.
Прикладываем шаблон к плате. Как правило шаблон прилегает к плате плотно. И кладем на стекло сканера с УФ лампами. Засвечиваем. Убираем засвеченную заготовку в темное место и готовим раствор для проявления, в качестве которого я пользуюсь кальцинированной содой (продается в хоз. магазинах применяется для смягчения воды и стоит копейки).
Для этого чайную ложку соды с горкой, растворяем в литре воды (если плата большая), или ложку без горки в 0,5 литре воды.
Берем нашу плату из тёмного места, снимаем верхнюю защитную плёнку с фоторезиста и кладем её в наш раствор с разведенной содой и ждем примерно секунд 30. Потом берем кисточку и начинаем ей водить по нашей плате для того, что бы ускорить процесс смывания фоторезиста с ненужных нам участков. Там где фоторезист смылся, поверхность меди светлая и блестящая. После того как смыли весь ненужный фоторезист, вытаскиваем плату из раствора соды и промываем под струей воды.

Рисунок 8.
Печатная плата, подготовленная для травления.

После того как промыли, просушиваем плату. Осматриваем. Может такое случится что есть протравы (там, где фоторезист не был хорошо приклеен). Используем маркер для рисования печатных плат. Где необходимо ретушируем. На фото №8 видно, что там, где фоторезист не качественный, (срок годности у моего уже вышел) те места подретушированы чёрным маркером.

В прикреплении ниже, собраны файлы для изготовления таймера. Исходник, прошивка, пп.

Архив для статьи.