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domenica 27 febbraio 2011

come costruire un bromografo


Foto bromografo aperto
Foto 1 - Bromografo aperto.
Di seguito riporto la mia esperienza nella realizzazione di un economico, ma perfettamente funzionante, bromografo, ovvero l'unita' di esposizione per impressionare le basette ramate sensibilizzate alla luce UV con fotoresist, per la realizzazione di circuiti stampati casalinghi di buona qualita'.
Questo progetto e' nato da una idea trovata su internet per riutilizzare l'involucro di un vecchio scanner quale contenitore per la parte elettrica ed ottica del bromografo. Si ottiene in questo modo un prodotto estremamente funzionale ed elegante, dall'aspetto decisamente professionale.
La realizzazione non e' complessa, il materiale si puo' facilmente trovare in un negozio di ferramenta e componenti elettrici, gli utensili necessari sono cacciavite, pinze ed al limite un trapano; il costo complessivo per la relizzazione si aggira intorno ai 50 euro.
Ovviamente la prima cosa da fare e' procurarsi un vecchio scanner piano formato A4, uno non funzionante va benissimo, e quindi togliere la meccanica e l'elettronica all'interno. Infatti dello scanner serve solo l'involucro, con il piano di appoggio in vetro ed il coperchio, che diventera' il contenitore del bromografo.
L'unico accorgimento e' che il contenitore dello scanner deve essere abbastanza ampio (specialmente in altezza), per contenere i componenti che vi vanno inseriti (neon, reattori e starter): alcuni scanner molto piatti potrebbero non essere adatti.
Ma dove trovare uno vecchio scanner di recupero? Beh, spesso basta chiedere in giro a qualche amico, o rivolgersi ad un negozio di informatica che magari ha in magazzino qualche scanner rotto ritirato ad un cliente. Io sono stato abbastanza fortunato: ho chiesto ad un mio amico che vende PC e subito mi ha regalato uno scanner rotto che si e' rivelato perfetto per lo scopo (un doveroso ringraziamento quindi a EnergyPC per avermi formito lo scanner).
Foto scanner chiuso
Foto 2 - Visto dall'alto.
Vista interna
Foto 3 - Vista interna d'insieme. Zoom
Il primo passo e' la realizzazione dell'impianto elettrico, per il quale ho utilizzato:
  • Un interuttore da pannello (adatto per i 220V).
  • Due reattori per neon da 30W.
  • Sei torrette per neon da 8W.
  • Tre porta starter.
  • Tre starter per neon in serie
  • Qualche metro di cavo elettrico.
  • Cordone elettrico di alimentazione con spina.
  • Minuteria (viti, bulloni, dadi, staffe) per il fissaggio nel mobile dello scanner dei componenti.
Il tutto facilmente reperibile nei negozi di ferramenta e materiale elettrico.
Di lato ho riportato lo schema dell'impianto. I neon sono riportati in azzurro, in verde i starter, i reattori in giallo.
Non si possono collegare tutti e tre i neon in serie perche' altrimenti gli starter non innescano. I reattori che ho utilizzato sono del tipo per neon da 30W. E' importante inoltre che gli starter siano del tipo per neon in serie, altrimenti non innescano.
In alternativa avrei potuto utilizzare direttamente un reattore per neon da 8W per tubo, semplificando l'impianto, ma avevo problemi di spazio. I reattori di tipoelettronico, piu' piccoli e leggeri, potrebbero risolvere eventuali problemi di spazio, ma hanno un costo decisamente piu' elevato rispetto a quelli tradizionali.
Schema elettrico
Foto 4 - Schema elettrico.

Per fissare i reattori ho forato la base dello scanner ed usato dei bulloni. Le torrette dei neon sono state fissate con dei bulloni su una barra di profilato d'alluminio, per mantenere le esatte distanze tra di esse; ho quindi fissato le barre alla base dello scanner in modo che la distanza tra le due file di torrette opposte corrispondesse alla lunghezza dei neon.
Interno
Foto 5 - Interno lato reattori. Zoom
Interno
Foto 6 - Interno lato starters. Zoom
Interno
Foto 7 - Interno zoom su reattori. Zoom
Interno
Foto 8 - Interno panoramica. Zoom
Per rendere piu' uniforme l'illuminazione emessa dal bromografo ho applicato (semplicemnte a pressione) un pannello ricoperto di una pellicola adesiva bianca in modo da riflettere la radiazione UV verso l'alto ed evitare riflessioni anormali date dal fondo irregolare dello scanner.
Foto scanner con pannello
Foto 9 - Visto da sopra con pannello e neon. Zoom
Foto neon UV
Foto 10 - Neon UV.
Infine l'elemento essenziale: il neon UV.
Per la fotoincisione sono necessari neon UV che emettano radiazione luminosa con lunghezza d'onda di circa 350nm. Ho utilizzato dei Philips TL 8W/05, facilmente reperibili nei negozi di materiale elettrico (sono gli stessi tubi utilizzati nelle aparecchiature attira insetti).
Un tipo di neon che ho usato con analoghi risultati e' l' Hitachi F8T5.
Le radiazione UV potrebbero essere dannose per gli occhi e la pelle: la struttura dello scanner si presta quindi particolarmente per questo utilizzo, infatti una volta abbassato il coperchio ed accesi i neon si rimane protetti dall'irraggiamento.
Per la produzione dei circuiti stampati utilizzo basette ramate presensibilizzate. Sono leggermente piu' costose di quelle normali, ma garantiscono un risultato decisamente migliore rispetto all'applicazione manuale del materiale fotosensibile, e sono molto pratiche da usare.
Per realizzare il master utilizzo carta da lucido per stampanti laser o fotocopiatrici e una stampante laser a 300dpi. La carta da lucido (quella traslucente per disegno tecnico a china per intenderci), benche' opaca, e' trasparente alle radiazioni UV e si stampa molto meglio degli acetati, permettendo di realizzare master di ottima qualita'.
Utilizzo un tempo di esposizione di circa 2 minuti. Per lo sviluppo della basetta sensibilizzata uso una soluzione di soda e per l'incisione il classico cloruro ferrico. Solitamente riscaldo i prodotti a 'bagno maria' prima di utilizzarli per ridurre i tempi di produzione.
Questi prodotti per lo sviluppo e l'incisione si possono acquistare presso i negozi di elettronica. Ovviamente trattandosi di acidi molto aggressivi occorre prestare la massima attenzione nel maneggiarli, e conservarli in un posto sicuro, non accessibile ai bambini, in contenitori che ne evidenzino il contenuto pericoloso.
Ecco alcune immagini dei primi circuiti che ho realizzato con indicate le dimensioni reali:
PCB
cm 3.5 x cm 3 - Zoom
PCB
cm 3.4 x cm 2.6 - Zoom
PCB
cm 2.5 x cm 2.4 - Zoom
I primi due circuiti sono risultati perfetti, al primo tentativo che ho effettuato con l'incisione ottica.
Il terzo aveva alcune piste in corto, ma il problema e' dovuto alla stampante che ho usato, che non ha una risoluzione abbastanza elevata per garantire una precisione adeguata. Potendo utilizzare una buona laser da 1200dpi penso si possano agevolmente realizzare circuiti con piste che passano tra i piedini di un IC a montaggio superficiale.
Il problema a questo punto diventa come saldare i componenti, non come realizzare lo stampato.

mercoledì 23 febbraio 2011

Realizzare circuiti stampati


In questo tutorial sono descritte alcune metodologie utili per realizzare in casa un circuito stampato (PCB - Printed Circuit Board).

Per realizzare un circuito stampato sono necessarie diverse fasi di lavorazioni, più o meno complesse:

  • Il progetto del circuito ed il disegno delle connessioni
  • Il trasferimento del disegno dalla carta (o dallo schermo del PC) al rame
  • L'incisione chimica del circuito stampato con un "acido"
  • La saldatura a stagno dei componenti elettronici
  • Il collaudo

In queste pagine saranno descritte solo le tre fasi centrali. Il progetto di un circuito, il cosiddetto sbroglio (cioè il passaggio da uno schema elettrico alle connessioni fisiche dei vari componenti) ed il collaudo sono operazioni in cui, più che un tutorial, serve competenza, esperienza personale... e pazienza. Sul sito trovate comunque un tutorial per l'utilizzo del programma OrCad Layout.

Una precisazione: questo tutorial non vuole essere una raccolta di tutti i metodi conosciuti per costruire PCB. In particolare non saranno descritti i metodi impiegati dall'industria elettronica né quelli che richiedono attrezzature e materiali troppo costosi per l'hobbista.

Realizzare circuiti stampati - Introduzione
Realizzare circuiti stampati - Parte 1°
Realizzare circuiti stampati - Parte 2°
Realizzare circuiti stampati - Parte 3°
Realizzare circuiti stampati - Parte 4°
Realizzare circuiti stampati - Parte 5°
Realizzare circuiti stampati - Parte 6°
Realizzare circuiti stampati - Parte 7°
Realizzare circuiti stampati - Parte 8°
Realizzare circuiti stampati - Parte 9°
Realizzare circuiti stampati - Parte 10°
Realizzare circuiti stampati - Parte 11°
 

sabato 12 febbraio 2011

regolare la velocità di una ventola

Questo schema permette di regolare la velocità della ventola con dei diodi.





Sezione descrizione:

Questo circuito di facile realizzazione vede l'impiego di 10 diodi della serie 1N5401, una resistenza R=1000ohm-½watt e un COM, ovvero un commutatore rotativo 12 posizioni e 1 via.
Per prima cosa dovete tener presente che il commutatore è costituito da 12 piedini posti in circolo(posizioni) e 1 piedino al centro (1 via).Vedi in figura:

Il COM si utilizza ruotando e facendo scattare una posizione per volta.
Dato che per convenzione qualsiasi apparecchio che abbia  una rotella che fa aumentare la tensione di questo si gira in senso orario per aumentarla e antiorario per diminuirla,come per esempio la radio della macchina, anche in questo progetto la teoria è la stessa...
Ovvero vi consiglio di lasciare un posto vuoto e poi andando in senso orario collegare il posto successivo all'uscita del diodo come si vede nella vigura:


Attenzione:

1 Dato che il primo piedino o posto è stato lasciato libero, il secondo sarà collegato all'ultimo diodo D10, il terzo posto a D9 e così via fino al dodicesimo posto , collegato direttamente all'alimentazione.
2 Da notare che al centro del COM vi è un piedino isolato dagli altri, quella è la via, dovete collegarla al morsetto positivo della ventola.
In questo modo voi avrete che al primo scatto del COM la ventola è ferma (piedino vuoto), al secondo scatto ci sarà un'alimentazione di 5v e la ventola avrà la velocità minima, e così via fino ad arrivare al dodicesimo piedino, collegato direttamente all'alimentazione(+12v).
3 Le linee colorate di nero sono le masse: per collegarle dovete prendere il filo del negativo dell'alimentazione, di solito nero, e collegarlo alla resistenza e al negativo della ventola, anch'esso di solito di colore nero.
4 Sia i diodi che il COM hanno i piedini piuttosto grandi, risulterà difficile inserirli nella basetta mille fori.Io ho allargato con l'avvitatore i forellini.
Il progetto è finito, potete vedere nelle foto il circuito

sensore temperatura e umidità wifi


Vi presento un esempio di come è possibile misurare la temperatura e l'umidità senza stendere nessun filo, attraverso la vostra connessione WiFi, il tutto con un Arduino, modulo WiFly ed il sensore SHT15.


Descrizione

Seguendo questa guida sarà possibile controllare in remoto e senza fili la temperatura e l'umidità relativa sempicemente aprendo una pagina sul browser, è necessario un Arduino, un modulo WiFly, il convertitore SPI-UART ed il sensore SHT15.
Video dell'esempio:







Connessione Arduino con SHT15 Breakout
  • VCC  --->  5V
  • SDA  --->  pin 6
  • SCL  --->  pin 5
  • GND  --->  GND
In questa immagine il sensore è connesso ai pin 10 e 11 ma nel codice dell'esempio abbiamo usato il pin 5 e 6, comunque si è liberi di connetterlo dove si vuole basta modificare il valore delle variabili dataPin e clockPin.



Connessione Arduino con SC16IS750 Breakout
  • IRQ    --->  pin 7
  • MOSI --->  pin 11
  • MISO --->  pin 12
  • CS     --->  pin 10
  • SDA   --->  GND
  • SCL   --->  pin 13
  • 3V3    --->  3V3
  • I2C     --->  GND
  • GND   --->  GND




Connessione del Wifly con il SC16IS750 Breakout
  • Breakout RX       --->  WiFly UART-TX
  • Breakout TX        --->  WiFly UART-RX
  • Breakout CTS      --->  WiFly GPIO-13
  • Breakout RTS      --->  WiFly GPIO-12
  • Breakout GPIO0  --->  WiFly GPIO-9
  • Breakout GPIO1  --->  WiFly RESET
  • Breakout GPIO2  --->  WiFly FORCE-AWAKE

Codice
  • Scaricare la libreria "WiFly" da qui e decomprimerla nella cartella libraries (dentro la cartella degli Sketch, crearla se non esiste).
  • Scaricare la libreria "sht1x" da qui e decomprimerla nella cartella libraries come fatto prima.
  • Scaricare il codice dell'esempio da qui
  • In un secondo Tab nel software di programmazione dell'Arduino aprire questo file
  • Modificare passphrase e ssid con le vostre credenziali di accesso della rete wifi
  • Caricare lo sketch nell'Arduino
Controllare i valori

Ora se il modulo WiFly si è associato con successo il server DHCP della rete lo avrà registrato con un nuovo indirizzo IP, abbiamo bisogno di conoscere questo IP quindi guardiamo nella pagina di configurazione del vostro router oppure se siamo connessi all'Arduino via USB apriamo la finestra di comunicazione seriale del software di programmazione.


Aprire il browser e digitare l'indirizzo IP...


Troubleshooting
Se la connessione sembra di bassa qualità allora dobbiamo modificare il parametro che definisce l'antenna. Chiudiamo la pagina del browser e connettiamoci in telnet con il modulo WiFly
$ telnet 10.10.10.106 80
entriamo in comman mode digitando
$$$
impostiamo il parametro ext_antenna ad 1
<2.21> set wlan ext_antenna 1
quindi salviamo e riavviamo
<2.21> save
<2.21> reboot
Link utili

Variazione di velocità in base alla temperatura

Quello presentato è un efficacie e semplice circuito in grado di variare la velocità di una ventola da 3 Watt  in base alla temperatura ambiente con range regolabile entro predefiniti valori.

 



L'operazionale svolge la funzione di un amplificatore integratore, quando l'ingresso (pin2) si eguaglia alla tensione di riferimento la velocità della ventola è massima, se cala la tensione sul pin3 il valore della tensione di uscita diminuisce diminuendo la velocità della ventola.  Per la taratura va fatta a temperatura ambiente 20/25 gradi... regolare il trimmer da 10K affinché sul pin 7 del 358 ci siano circa 2,2 V se leggi giá 2,2 vedi di girare il trimmer affinché la tensione d'uscita salga e poi torni indietro piano piano... In queste condizioni appena scaldi il BC108 la tensione sul pin 7 deve iniziare a salire.
Se dovesse arrivare alla max velocità troppo velocemente diminuire R6 a 2,7M o 2,2M. Il transistor può essere sostituito da uno equivalente come un TIP33C o un BD 909.