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Ciao ti invio questo semplice progettino di un regolatore li livello elettronico da applicare nella sump o vasca di rabbocco ecc… il costo dei componenti e di circa 11
euro, si possono comandare carichi da 10 A io ho montato un relè doppio deviatore, spero che a qualcuno possa essere utile ciao.
Premetto che non sono un esperto di circuiti elettronici tutto quello che ho imparato lo devo alla rete
GUIDA PASSO PASSO PER CHI NON SI E’ CIMENTATO MAI IN PROGETTI ELETTRONICI
(Comunque il progetto è alla portata di tutti con un minimo di pazienza e manualità) la procedura qui descritta e valida
per la costruzione di qualsiasi circuito elettronico ed il materiale acquistato e riutilizzabile per altri circuiti.
Materiale necessario
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Soda caustica (NaOH, idrossido di sodio reperibile drogherie negozi casalinghi)
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Piccolo seghetto (per tagliare la basetta)
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Saldatore (reperibile negozi di elettronica)
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Stagno (reperibile negozi di elettronica)
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Tronchesina
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Mini trapano (tipo minidrill) per effetuare i fori sulla basetta con punta da 0,5 / 1mm.
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Un foglio lucido formato A4 per stampanti a getto d’inchiostro per il master da fotoincidere
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Un alimentatore stabilizzato economico da 3 a 12 volt per alimentare il circuito (costo 4 euro reperibile negozi di elettronica)
Preparazione ed incisione della basetta
Prima di tutto stampare due copie del master su foglio lucido e sovrapporle in modo preciso
1. Premesse e considerazioni legali
Il sistema non è né infallibile né particolarmente preciso,
specie le prime volte che viene applicato: la sua estrema economicità si paga con un tempo di apprendimento
durante il quale si potrebbero incontrare molte difficoltà. Sarà molto difficile che i primi CS che producete vengano perfetti da subito.
L’importante è non scoraggiarsi.
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Il sistema è sostanzialmente innocuo, ma in ogni
caso è necessario avvertirvi che dovrete utilizzare alcune sostanze chimiche potenzialmente tossiche e/o aggressive come la soda caustica (NaOH, idrossido di sodio), il cloruro
ferrico.
Tutte sostanze da tenere molto lontane dalla portata dei bambini, che facciate o no dei circuiti stampati. Ovviamente non
mi assumo nessuna responsabilità di quello che potrebbe succedere maneggiando tali sostanze per applicare le indicazioni di questo documento.
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2. Qualche nota sulla fotoincisione
La tecnica illustrata in questo documento è quella della fotoincisione. Essa è una procedura non molto diversa da
quelle usate per sviluppare le foto: una basetta ramata viene ricoperta da un sottile strato di materiale sensibile ai raggi ultravioletti (il photoresist). Appoggiando sulla basetta un "negativo"
opportunamente opacizzato nei punti giusti (il master) ed esponendo il tutto ai raggi ultravioletti, lo strato fotosensibile si "impressionerà" nei punti non coperti dalle parti opache del master.
Immergendo poi la basetta così ottenuta in una particolare soluzione di sviluppo, le parti impressionate verranno rimosse e rimarrà impressa soltanto la traccia del circuito stampato.
Dopodiché si potrà asportare il rame residuo (non coperto dal photoresist) con il cloruro ferrico.
3. La produzione passo per passo
Il punto di partenza è il possesso del master su carta bianca del circuito stampato che volete produrre, cioè il "disegno" delle piste
(possibilmente ad alto contrasto, ossia con le piste di colore molto scuro).
Una volta che avete il/i master su carta potete applicare in sequenza i punti esposti qui sotto.
Come già spiegato nel capitolo 2, per eseguire la fotoincisione è necessaria
una basetta ramata su cui sia depositata una sottile pellicola di photoresist.
In commercio si trovano abbastanza facilmente le basette già pronte
(presensibilizzate),
Lo strato fotosensibile è generalmente protetto da un’etichetta opaca nera come da foto che dovete togliere appena prima di effettuare
l’incisione della basetta.
Lo strato di photoresist è trasparente è molto sensibile
alla luce del sole e moderatamente sensibile alla luce sintetica gialla o bianca (soprattutto quella dei neon). Non esponetela a tali fonti luminose per periodi prolungati;
clicca sull'immagine per ingrandirla
Con "master" intendo il disegno della traccia rame del circuito, che userete a mo'
di "pellicola" per impressionare la basetta. Esistono diversi modi per produrre il master: la produzione del master è probabilmente la fase che introduce piú imprecisioni.
Si devono fare due copie identiche come detto all’inizio master e sovrapponendole con la massima precisione, fermandole con
qualche colpo di graffettatrice o attak. Facendo in questo modo si ottiene ovviamente una definizione
un po’ peggiore (scordatevi di fare le schede madri), ma un ottimo contrasto.
(metodo consigliato) Al giorno d'oggi sia le stampanti laser che quelle
inkjet sono capaci di stampare dei master discreti direttamente su acetato (attenzione:
per le inkjet sono necessari dei fogli particolari, col lato di stampa più ruvido!). In ogni caso, se avete una stampante laser o inkjet vale almeno la pena di
provare. Vi consiglio di stampare la traccia rame "invertita", come se la guardaste dal lato componenti; questo vi permette di appoggiare il lato di
stampa dell'acetato direttamente sulla basetta e di minimizzare l'effetto ombra (di cui parlerò anche più avanti).
Una volta che avete la basetta sensibilizzata e il master, potete impressionare la prima tramite un metodo simil-fotografico usando il secondo
come "pellicola".
Se aveste un sacco di soldi e molta fretta potreste anche comprarvi un bel
bromografo, un aggeggio fatto apposta per questi scopi. Il metodo che vi espongo
ora è nettamente più economico e qualitativamente identico; l’unico inconveniente è che il tempo di esposizione si allunga di un ordine di grandezza (da
qualche centinaio di secondi col bromografo a qualche decina di minuti con questo).
Innanzi tutto dovete comprare una lampadina solare con potenza attorno ai 60W.
Sono quelle col vetro blu/azzurrato, si usano spesso come lampade da lettura
(forse hanno anche un lieve potere abbronzante). Si trovano comunemente anche nei
supermercati. Non stressate i commessi parlandogli di fotoincisione o raggi UV, limitatevi a chiedere
semplicemente una "lampadina solare". In passato ho dovuto convincere più di una persona del fatto
che le lampadine solari siano perfettamente idonee per la fotoincisione; ciò non è molto sbandierato dai
venditori di materiale elettronico per un motivo molto semplice: le lampadine solari costano pochissimo, quindi è
molto più redditizio vendere i bromografi o i tubi al neon UV/Wood...
Oltre alla lampadina solare, vi serve una lampada da tavolo snodabile dotata
di riflettore. È probabile che ne abbiate già una in casa, ma nel caso che non la aveste vi
consiglio di comprarla: è molto comoda e inoltre è importante che la lampada che usate abbia il riflettore, per
concentrare meglio i raggi luminosi sulla basetta.
Appoggiate il master sulla parte fotosensibile della basetta; se avete
stampato il master "al contrario" esso va posto al contrario anche sulla basetta,
con la faccia stampata appoggiata a contatto col photoresist.
Una volta che avete disposto il master, fate in modo che esso aderisca perfettamente alla basetta appoggiandovi sopra una lastra di vetro (magari
appesantita da alcuni libri posti alle sue estremità). Potete usare un ritaglio
di vetro preso direttamente in una vetreria. Il vetro è molto importante, perché se fra il master e la basetta resta un interstizio troppo grosso potreste avere un problema di "ombra"
durante l’esposizione: le piste risulteranno sfocate, quando ve ne accorgerete sarà già troppo tardi e dovrete
rifare tutto da capo. Questo è un problema di particolare rilevanza. Comunque è meglio mettere il vetro anche nel caso "migliore", ossia quello che abbiate stampato il master
invertito
per ridurre al minimo le ombre.
Sistemato il vetro, arriviamo al fulcro di tutto il procedimento:
l’esposizione ai raggi UV. Ponete la lampada con lampadina solare sopra al sistema
basetta-master-vetro in modo che la luce sia incidente, ossia perpendicolarmente a esso. La lampada deve essere
posta "a una certa distanza" dalla basetta e deve essere accesa "per un certo numero di
minuti"; come prima volta potete provare una distanza di 15 cm e un tempo di 20 minuti (per i master
su acetato) .
In generale questi dati sono piuttosto variabili e dipendono da tutti i fattori in ballo; dopo
un po’ di prove ci si riesce a stabilizzare su valori precisi, ma in ogni caso nel
prossimo capitolo propongo un metodo più o meno "scientifico" per trovare i tempi e le distanze di esposizione.
Auspicabilmente, a questo punto dovreste avere una basetta impressionata correttamente,
pronta per lo sviluppo. Se è andato tutto bene dovreste riuscire già a scorgere il disegno delle piste del CS in un colore lievemente diverso dal resto (in
realtà è l’esatto contrario, sono le zone scoperte che hanno cambiato colore).
Per produrre la soluzione di sviluppo dovete comprare della soda caustica (NaOH,
idrossido di sodio), una sostanza che si trova comunemente nelle drogherie e nei negozi di casalinghi. Di solito la vendono a scaglie un tanto al Kg e non costa
praticamente nulla.
La soluzione di sviluppo deve essere prodotta sciogliendo esattamente 7
grammi di NaOH per ogni litro d’acqua. In realtà potete essere molto più elastici: non pensate nemmeno
di mettervi a pesare le scaglie che buttate nell’acqua! Indicativamente un cucchiaio di scaglie per 1.5-2 litri d’acqua dovrebbe andare; in ogni caso queste
sono tutte incognite che scoprirete con la pratica, avvalendovi anche del metodo sperimentale riportato nel
prossimo capitolo.
Il particolare davvero fondamentale è un altro: usate dell’acqua distillata.
L’acqua potabile cittadina contiene sostanze (probabilmente il cloro) che inibiscono l’idrossido e ne rendono molto critico il dosaggio.
Quando avrete lasciato sciogliere completamente la soda nell’acqua e il tutto
sarà diventato una soluzione limpida e omogenea, attenzione consiglio di usare guanti in lattice monouso, o pinzette se toccate inavvertitamente a mani nude
la soluzione anche se a bassa concentrazione la sentirete come una sostanza oliosa, di fatto sta sciolgiendo la parte superficiale della pelle quindi sciaquatevi subito con l’acqua, quindi
potete iniziare a sviluppare la basetta. Questa è una fase in cui la manualità gioca un ruolo fondamentale.
Innanzi tutto non è necessario che eseguiate lo sviluppo al buio, è una fase
talmente breve che potete farlo tranquillamente con la luce artificiale.
Immergete la basetta sensibilizzata e muovetela continuamente con una molletta,
una pinza o ciò che volete. Se tutto va bene, dopo 15-30 secondi il disegno comincerà ad essere visibile. Ricordatevi che a volte il processo inganna: il film fotosensibile tende a rimanere "in loco" anche se è già stato
aggredito con successo dalla soda e dovrebbe dissolversi nella
soluzione. Io durante lo sviluppo estraggo periodicamente la basetta, la sciacquo e la pulisco
con una salvietta di carta per sincerarmi dei reali risultati: una piccola abrasione può aiutarle il photoresist
aggredito a venire via del tutto. Se non fate questa operazione vi può capitare di estrarre la basetta e vedere il disegno del master che scompare mentre la asciugate...
Alla fine del processo sciacquate bene la basetta con acqua corrente.
Una nota: le soluzioni di
soda caustica molto concentrate hanno l’interessante proprietà di sciogliere la carne umana.
Arrivati a questo punto, ciò che avete è una basetta completamente ramata in cui
la traccia del circuito è protetta da un sottile film di photoresist. Bene o male tutte le tecniche di produzione di circuiti stampati si riuniscono in questo
punto: ora non resta che rimuovere il rame "scoperto" e il gioco è fatto.
Questa operazione è già nota a molti.
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il percloruro é catalogato come "rifiuto
tossico" e non si può disperdere nell'ambiente; l’idea migliore è quella di tenere un "bottiglione degli scarti" in cui versare di
volta in volta il percloruro usato, per poi portarlo periodicamente agli organi di smaltimento competenti (se telefonate al vostro comune o alla nettezza
urbana sapranno darvi tutte le informazioni necessarie).
È molto pericoloso da maneggiare. Il percloruro si limita a macchiare terribilmente qualunque cosa, ma essendo un sale è sostanzialmente innocuo;
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Le rifiniture a cui sottoporre la basetta per renderla idonea al vostro scopo possono
potenzialmente essere tante e complesse. In generale questo è il set minimo di cose da fare sempre:
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Pulizia. Dopo la corrosione del rame ovviamente dovete sciacquare
abbondantemente la basetta con acqua corrente (ricordate che il cloruro ferrico macchia terribilmente qualsiasi superficie, anche in piccole dosi;
quindi
non usate il vostro prezioso lavandino antico in porcellana). Poi è necessario rimuovere il photoresist rimanente con
l’acetone;
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Taglio e sbavatura. Dovete tagliare via ciò che non vi serve.
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Dopo avere tagliato la basetta è opportuno sbavarne i bordi con carta vetrata grossa
o una lima;
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Foratura. I buchi devono essere fatti con l’apposito trapanino ad alta
velocità (è sconsigliato l’uso di un trapano "grosso", a meno che non sia a colonna e impostato alla velocità di rotazione maggiore
possibile). Il diametro delle punte va da 0.8 a 1 mm per i fori piccoli e da 1.2 a 1.5 per quelli più grossi.
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Lucidatura e protezione. I perfezionisti possono anche lucidare la traccia in
rame con della carta vetrata finissima (1000 o giù di lì) e/o spruzzare la basetta con uno spray
antiossidante. Personalmente considero inutili o al limite dannose queste operazioni.
4. Ricerca dei parametri
Trovare il tempo di esposizione della basetta, la concentrazione di soda caustica e in generale tutte le variabili "aleatorie" del processo può diventare
un’operazione molto lunga e incerta se dovete ricavarle ogni volta che producete una nuova basetta. Qui è proposto un metodo che attacca il problema alla radice, ricavando questi dati una volta per tutte.
Ricordate di scrivere e conservare gelosamente ogni dato che risulti "vincente" (tempi di esposizione, quantità di soda, ecc..). Dopo decine di tentativi sarete
convinti di non dimenticarveli più per il resto della vostra vita, ma dopo un mese avrete già dimenticato tutto…
Il metodo si basa sulla costruzione di un "provino" impressionato con diversi tempi di esposizione. Questa è la sequenza passo-passo delle operazioni (nota: se
usate i master su carta comune vi conviene "espandere" tutti i tempi riportati, almeno raddoppiarli):
Procuratevi una basetta presensibilizzata lunga e stretta (diciamo, così per
fare un esempio pratico, 150x40 mm);
Suddividete con delle linee la basetta in una decina di "rettangoli" uguali
(nel nostro esempio i rettangoli sarebbero di 15x40 mm). Le linee si possono tracciare
facilmente con un righello e un coltellino o una penna;
Appoggiate la basetta su un piano e ponetegli sopra la lampada+lampadina solare scegliendo la distanza che più vi fa comodo, meglio se fra 10 e 30 cm
(segnatevela,
una volta che l’avrete scelta: userete sempre quella);
Coprite la basetta con un foglio di materiale opaco (plastica, cartone, ecc.)
completamente eccetto un "rettangolino" più esterno, lasciato scoperto;
Accendete la lampada poi, a intervalli regolari, scoprite in sequenza sempre
più rettangoli e alla fine lasciate impressionare la basetta completamente scoperta
per 10-15 minuti. Se ad esempio scoprite un rettangolino ogni 3 minuti, al termine del processo disporrete di una basetta che contiene zone più e meno
impressionate, secondo questo schema:
-rettangolo 1: 37 minuti;
-rettangolo 2: 34 minuti;
-rettangolo 3: 31 minuti;
-...
-rettangolo 10: 10 minuti.
Avete costruito un "provino" di esposizione. A questo punto immergetelo in una
soluzione di soda caustica (segnatevi la concentrazione che avete usato grosso modo)
e guardate. Con i tempi di esempio esposti sopra, dovreste notare dei rettangoli in cui il film viene rimosso immediatamente, dei rettangoli in cui ci mette un
po’ di tempo e dei rettangoli in cui non viene via per nulla.
L’esposizione migliore è quella per la quale il photoresist viene via dopo 30-60
secondi, ma anche le esposizioni lievemente più prolungate possono andare bene. Evitate comunque le esposizioni per cui il photoresist viene via quasi subito.
5. Conclusioni
Con questo è veramente tutto. Spero di aver dato una mano a tutti quelli che vogliono fare CS con la fotoincisione ma hanno sempre creduto che fosse un’operazione
difficile e costosa.
ATTENZIONE SE TUTTO QUESTO VI SEMBRA COMPLICATO POTETE SEMPRE USARE LE BASETTE PREFORATE E COSTRUIRVI LE PISTE CON DEI PONTICELLI
IN ALTERNATIVA A QUESTA SECONDA SOLUZIONE POTETE ACQUISTARE UNA BASETTA DI RAME PER CIRCUITI STAMPATI E DISEGNARVI LE PISTE CON UN PENNARELLO INDELEBILE TIPO PENTEL
PEN DI COLORE NERO, COSI’ SI EVITA IL PROCESSO DI FOTOINCISIONE E SVILUPPO MA IL LAVORO DIVERRA’ GROSSOLANO E PROBLEMATICO.
OTTENUTO IL CIRCUITO SULLA BASETTA NON VI RESTA CHE EFFETTUARE I FORI E QUINDI INCOMINCIARE A SALDARE I COMPONENTI.
Incominciando dai ponticelli riconoscibili dal colore rosso nello schema sottostante, li potete recuperare da frammenti di filo dei componenti resistenze e diodi, proseguire
a saldare i diodi rispettando il segno stampato sull’estremità di essi, poi le resistenze, allego anche la tabella per il calcolo del valore in base agli anelli di colore stampati su di esse, poi via via gli
altri componenti, per i condensatori C1 e C2 rispettare le polarita’ + e -.
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Al cavetto nero dopo aver tagliato la lunghezza che serve bisogna collegare i rispettivi cavetti colorati alle rispettive sonde in inox nella
vasca, il circuito puo’ essere benissimo posizionato in una scatola stagna per elettricisti.
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Codice da usare per resistenze a 4 fasce di colore valore in ohm
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Colore
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fascia 1
cifra
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fascia 2
cifra
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fascia 3
moltiplicatore
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fascia 4
tolleranza
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NERO
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=
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0
|
=
|
=
|
|
MARRONE
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1
|
1
|
0
|
=
|
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ROSSO
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2
|
2
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00
|
=
|
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ARANCIO
|
3
|
3
|
000
|
=
|
|
GIALLO
|
4
|
4
|
0.000
|
=
|
|
VERDE
|
5
|
5
|
00.000
|
=
|
|
BLU
|
6
|
6
|
000.000
|
=
|
|
VIOLA
|
7
|
7
|
=
|
=
|
|
GRIGIO
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8
|
=
|
=
|
=
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|
BIANCO
|
9
|
=
|
=
|
=
|
|
ORO
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=
|
=
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divide x 10
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5 %
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|
ARGENTO
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=
|
=
|
divide x 100
|
10 %
|
|
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