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Progetti Elettronici

BROMOGRAFO CON TIMER (PICmicro)

(1^a parte - La costruzione del Contenitore)

INTRODUZIONE    [ TORNA ALL'INDICE ]

Il bromografo presentato in questa pagina è una normale "evoluzione" di quello apparso sulla rivista Elettronica Flash, n. 195 del Giugno 2000 e pubblicato anche nelle pagine di questo sito.

Quel bromografo, infatti, non aveva un timer per cui durante il funzionamento, mi servivo esclusivamente del mio orologio (e, successivamente, del timer digitale programmabile progettato e costruito quattro anni dopo). Inoltre, il bromografo del giugno 2000 funzionava anche come "tavolo luminoso" (avevo collegato insieme ai quattro UV-A anche due normali neon) ottimo per posizionare i lucidi o per fare disegni a ricalco. In questo nuovo bromografo non ho previsto la funzione "tavolo luminoso" giacché mi sono prefissato di realizzarlo prestando attenzione all'aspetto economico del progetto e alle misure il più possibile ridotte, cercando comunque di realizzare un dispositivo qualitativamente molto valido. La presenza di un preciso timer digitale a microcontrollore (il PIC16F628A della Microchip) fa di questo nuovo bromografo un dispositivo ben più professionale e preciso del precedente.

Una novità sostanziale rispetto al precedente: anziché utilizzare la normale carta stagnola per "recuperare" parte dei raggi UV-A persi sul fondo, mi sono servito di veri e propri specchi posti sotto i neon che dovrebbero garantirmi una generosa percentuale di "recupero" dei raggi ultravioletti diretti verso il basso creando così una più uniforme e omogenea irradiazione verso il PCB. Naturalmente gli specchi vanno posizionati SOLO sul fondo e NON sulle pareti (i raggi UVA devono raggiungere la scheda il più possibile in modo perpendicolare).

A distanza di 12 anni dal primo, dunque, ecco questo secondo bromografo, utile ed immancabile strumento per realizzare i propri circuiti stampati in maniera precisa e professionale. In questa prima parte è descritta la realizzazione del contenitore: se ne avete già uno o lo volete costruire per conto proprio, potete passare direttamente alla seconda parte, quella dove descrivo il timer digitale programmabile espressamente progettato per i bromografi.

LAMPADE UVA E BALLAST ELETTRONICO    [ TORNA ALL'INDICE ]

Per realizzare il bromografo, ho utilizzato 4 lampade UV-A della Philips modello Actinic BL TL-8W mini, 368nm con attacco G5, sostituibili con i seguenti modelli:

• Hitachi F8T5
• General Electric F8T5/BL (8W Ultraviolet T5 lamps, 368nm)
• Eiko F8T5/BL (8W Black Light UVA T-5 G5 Base, 350nm).

Originariamente l'idea era di utilizzare 4 differenti ballast per evitare, in caso di guasto, di sostituire l'intero dispositivo. Tuttavia, non avendo trovato nulla che potesse soddisfarmi, ho optato per un unico ballast da 2x21W (2 uscite da 21 Watt ciascuna) della VOSSLOH SCHWABE, modello EXUr 235.006 (electronic ballast T5 ref. 188240) che misura 359 x 30 mm.

IL CONTENITORE    [ TORNA ALL'INDICE ]

Pur potendo sfruttare i vecchi contenitori di scanner in disuso (purché non a basso profilo), ho voluto comunque realizzare da zero un contenitore per avere più controllo sulle dimensioni e non essere vincolato da quelle dello scanner. In più, credo che realizzare bromografi con vecchi contenitori di scanner, alla fine, non dia sufficienti garanzie sulla buona qualità dei PCB perché in quel caso i neon UV-A sono troppo vicini al PCB. Se avessi utilizzato un contenitore dello scanner, infatti, sarebbe stato necessario utilizzare almeno sei tubi UV-A e diminuire notevolmente la distanza tra gli stessi.

Per realizzare il bromografo descritto in queste pagine, ho acquistato due tavole di abete dalle dimensioni di 1000 x 300 mm ognuno (spessore delle tavole 18 mm). Con l'aiuto di un falegname ho potuto poi tagliare i pezzi con precisione per ottenere un bromografo dalle dimensioni di 490 x 285 mm e altezza 144 mm.

Questo bromografo è stato progettato con due scomparti ben distinti: uno per i Neon UV-A ed il ballast e l'altro per il timer e i vari collegamenti. A proposito del ballast, ne ho volutamente utilizzato uno elettronico per diversi motivi, primo dei quali è che con questo tipo di reattore non c'è lo sfarfallio iniziale dei neon (comunque non critico per la realizzazione dei PCB): inoltre ho potuto risparmiare sugli starter e, cosa non da poco, anche sulla semplicità dei collegamenti.

Per il vetro, ne ho utilizzato uno normalissimo dalle misure di 355 x 245 mm (lo spessore è di 3 mm, tra l'altro, recuperato da un vecchio scanner !): un vetraio potrebbe comunque aiutarvi per rimediare un vetro simile (lo spessore non è critico, anche 4-5 mm vanno bene ma il vetro deve essere il più trasparente possibile). Alla fine, compresi legno, specchi, attacchi neon, interruttore, presa 220V e cerniere, il costo totale è stato di circa 40-45 EURO (esclusa tutta la parte elettronica, ovviamente).

LA REALIZZAZIONE PRATICA DEL CONTENITORE    [ TORNA ALL'INDICE ]

Il taglio dei pezzi Come accennato, dovrete procurarvi due tavole di legno 30x100 cm, spessore 1,8 cm e ritagliarne i pezzi come descritto nella seconda immagine a destra. Non buttate via i listelli avanzati: serviranno per creare i supporti per il vetro e per le eventuali schede nel vano cavi.
Misure per il fissaggio di zoccoli e ballast Con una squadra, segnate gli otto punti dove andranno fissati gli zoccoli per i neon e i due punti per fissare il ballast. Per quanto riguarda il ballast, io ho utilizzato il modello 2x21 Watt della VOSSLOH SCHWABE, modello EXUr 235.006, collegando su ognuna delle due uscite una coppia di neon UV-A posti in seri (vedi schema).
Aperture per interruttore e presa 220v Potete utilizzare un normale cavo collegato direttamente al trasformatore oppure una presa femmina tripolare (tipo quella che si trova sui PC). Anche per l'interruttore, potete utilizzarne uno a piacere (io ne ho utilizzato uno doppio: con uno accendo il bromografo e con l''altro accendo una lampadina inserita all'interno del vano neon utile in fase di posizionamento del master. Naturalmente l'uso della lampadina è del tutto facoltativo).
4aFASE - Fissaggio delle pareti Per il fissaggio delle pareti, utilizzare la colla vinilica (oppure il Pattex) aumentandone l'efficacia con chiodi oppure viti a legno. Le foto qui a destra illustrano il contenitore visto dall'alto e da sotto.
Fissaggio del separatore Effettuare dei piccoli fori sul pannello separatore (in corrispondenza del ballast e del microswitch di sicurezza). Se optate anche per la lampadina interna, va fatto un ulteriore foro in corrispondenza della posizione scelta. Questi fori servono per il passaggio dei conduttori dal vano cavi al vano neon.
Creazione della maniglia Con un pezzo di listello, predisporre sul coperchio dei neon una sorta di maniglia, ad esempio come quella visibile nella foto qui a destra.
Verniciatura Il montaggio del contenitore è in pratica finito. Con della vernice per legno (il colore è a scelta) dipingere tutto l'esterno del contenitore: passare possibilmente due mani di pittura distanziate di 6-8 ore l'una dall'altra.
Fissaggio dei supporti per il vetro Ritagliate alcuni listelli avanzati e incollateli alle quattro pareti del vano neon. Questi listelli vanno incollati a circa 60-70 mm rispetto al fondo come visibile nella foto. Il vetro deve comunque trovarsi a circa 80-85 mm rispetto alla base del bromografo. Le misure non sono critiche e possono dipendere dal tipo di zoccoli utilizzati, dallo spessore del vetro o da quello dei listelli di supporto. Nella foto, oltre al particolare dei supporti per il vetro, sono visibili la lampadina, il microswitch di sicurezza, i neon UV-A e gli specchi (125 x 177 mm ognuno) posti sotto i neon UV-A.
Collegamenti elettrici e specchi Dopo aver montato e fissato gli zoccoli per i neon ed aver collegato (e fissato) anche il ballast, incollate sul fondo i due specchi (ognuno da 125 x 177 mm, lasciando 1-2 mm di distanza l'uno dall'altro), quindi inserite i quattro neon UV-A e fissate il microswitch di sicurezza. Per quanto riguarda il microswitch di sicurezza, esso deve essere collegato in modo tale che, con coperchio perfettamente chiuso, anche i suoi due contatti siano chiusi cosicché il ballast possa essere alimentato regolarmente dalla tensione di rete. Qui a destra, il particolare dei collegamenti del ballast tipo 2x21 Watt (clicca sul disegno per ingrandirlo). Da notare che su ognuno dei due rami disponibili ci sono due neon UV-A collegati in serie.
Montaggio cerniere Montare le due cerniere come visibili nella foto qui a destra quindi fare le dovute prove per far si che il microswitch di sicurezza venga chiuso e aperto per mezzo del coperchio. Se necessario, aumentare o diminuire la sensibilità alla chiusura incollando sul coperchio opportuni spessori di gomma piuma.
Contenitore terminato Inserite il vetro e il bromografo è pronto per funzionare. Se vi fermate qui, potete verniciare anche il coperchio del vano cavi mentre se volete costruire anche il Timer digitale a microprocessore, non vi resta che passare alla 2ª parte del progetto. Se avete previsto la lampadina a bassa tensione, dovrete inserire necessariamente un trasformatore all'interno del vano cavi: il trasformatore deve essere di potenza adeguata alla lampadina. Naturalmente, nulla vieta di usare una lampadina a 220 V, facendo la massima attenzione e cercando di isolare il più possibile i collegamenti.

ATTENZIONE - Nel circuito è presente la tensione di rete a 220Vac per questo, onde evitare "pericolosissime esperienze", si consiglia di aprire o maneggiare i circuiti SOLO DOPO AVER STACCATO LA SPINA DALLA RETE ELETTRICA, osservando sempre le Norme di Sicurezza Elettrica e usando tassativamente contenitori di plastica o legno.

ATTENZIONE - I Raggi Ultravioletti di tipo A (UV-A) SONO PERICOLOSI per gli occhi e soprattutto per la pelle per cui SI SCONSIGLIA VIVAMENTE di accendere i Neon prima che non sia perfettamente chiuso il coperchio.

QUI potete scaricare un file (in PDF) contenente le etichette da stampare e attaccare sul bromografo (all'interno e all'esterno) e sui prodotti da utilizzare per la realizzazione dei circuiti stampati.

LE ALTRE FOTO DEL CONTENITORE    [ TORNA ALL'INDICE ]

	Particolare della presa 220 V, dell'interruttore e della cerniera.
	In questo video, l'interruttore di accensione in azione.
	Particolare del microswitch, con il conduttore "immerso" nel legno dopo aver praticato un sottile canale. Per evitare di azionare accidentalmente il microswitch, consiglio di rimuovere la linguetta metallica dallo stesso e porre sul coperchio degli opportuni spessori in gommapiuma tali che, a coperchio abbassato, i contatti del microswitch risultino chiusi e il ballast correttamente alimentato.
	Particolare dei supporti per il vetro, dei neon e del ballast. Le pareti interne del vano neon sono volutamente lasciate vuote, senza che riflettano i raggi UV-A: infatti, un eventuale riflessione di questi raggi dalle pareti al PCB potrebbe portare a dei problemi per quanto riguarda le piste molto sottili. I raggi UV-A dovrebbero colpire il circuito stampato soltanto in maniera perpendicolare.
	Per togliere il vetro sarà utile una piccola ventosa. In alternativa, se conoscete un vetraio, potete farvi fare una piccola apertura (o foro) su un angolo del vetro stesso.

LA REALIZZAZIONE DEI CIRCUITI STAMPATI    [ TORNA ALL'INDICE ]

Durante la realizzazione dei circuiti stampati, è doveroso premettere quanto segue:

• 1. Lavorate sempre all'aperto o, almeno, in locali BEN AERATI; la soluzione per lo sviluppo ed ancora di più, il cloruro ferrico sono sostanze tossiche: consiglio vivamente anche l'uso di una mascherina durante lo sviluppo e l'incisione, oltre all'uso di guanti in lattice.
• 2. I Raggi Ultravioletti (UV-A) sono estremamente pericolosi per la pelle e soprattutto, per gli occhi. Nel bromografo c'è un microswitch che spegne automaticamente i neon non appena si apre il coperchio; inserite e lasciate sempre questo microswitch funzionante e controllate, di tanto in tanto, che funzioni alla perfezione. Durante la fase di esposizione, andate pure a prenderVi un caffè: ne avrete tutto il tempo! Anche se le pareti del contenitore sono spesse, meglio non stazionarvi troppo vicino durante il funzionamento.
• 3. Il cloruro ferrico, oltre che pericoloso, sporca maledettamente; se viene a contatto con i vestiti, preparatevi pure a buttarli (con enorme gioia delle vostre mogli o madri!)
• 4. Usate sempre guanti di lattice per tutte le operazioni di sviluppo e di incisione; lavorate, eventualmente, vicino ad un rubinetto.
• 5. Per accelerare il processo d'incisione, scaldate il cloruro ferrico utilizzando una normale resistenza per acquari: una soluzione calda accelera notevolmente il processo di corrosione del rame. Personalmente, quando progetto i miei PCB, utilizzo il più possibile i piani di massa: meno rame c'è da asportare, più immediato sarà il risultato (e la nostra soluzione di cloruro ferrico durerà di più !).

ATTENZIONE - Il Cloruro Ferrico e la Soda Caustica SONO SOSTANZE PERICOLOSE, NOCIVE e altamente corrosive. Si consiglia di maneggiare queste sostanze con estrema cautela, in locali ben aerati e utilizzando apposite protezioni per le mani (guanti di lattice), per gli occhi (occhiali di protezione) e una mascherina.

QUI potete scaricare un file (in PDF) contenente le etichette da stampare e attaccare sul bromografo (all'interno e all'esterno) e sui prodotti da utilizzare per la realizzazione dei circuiti stampati.

Detto questo, ecco un esempio di circuiti stampati realizzati con questo bromografo (sono i PCB del Timer a Microprocessore) con un tempo di esposizione UVA di circa 3'50" mentre il tempo di sviluppo può variare da 1 a 2 minuti: il tempo d'incisione, con cloruro ferrico nuovo e leggermente riscaldato, è di circa 15-18 minuti ma durante la stagione fredda, specie con cloruro ferrico a bassa temperatura, il tempo di incisione può arrivare anche fino ai 30-35 minuti !

Per le schede, utilizzare esclusivamente quelle già presensibilizzate e possibilmente in vetronite FR4 (tipo Bungard, ad esempio).

Nei circuiti stampati riportati di seguito, le piste più sottili sono da 0,3 mm vale a dire circa 11 mils e sono state riprodotte alla perfezione (clicca sulle foto per ingrandirle).

Quando si utilizzano PCB di marche diverse, oppure se i master sono stampati sui fogli acetati trasparenti o ancora se si utilizza il "doppio master" (per aumentare la risoluzione del "nero"), i tempi sopra menzionati potrebbero variare sensibilmente: in questo caso consiglio di fare alcune prove prima di realizzare la scheda finale e comunque sempre partendo da un tempo di esposizione di almeno 2'00".

DOWNLOAD    [ TORNA ALL'INDICE ]

Cliccando sul link seguente è possibile scaricare il manuale tecnico della prima parte.
Per tutte le altre richieste (firmware HEX, domande, suggerimenti, ecc.) utilizzare SEMPRE la sezione COMMENTI.

Scarica il Manuale Tecnico della 1a parte (6.5 MB)

[Vai alla 2^a parte del progetto]

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