ЛУТ на виниле или домашняя Arduino Mini

Здравствуйте, изначально статья задумывалась как обзор плоттерного винила Oracal 651 в качестве замены фотобумаги для переноса тонера. Однако, в качестве примера я выбрал самодельную версию Arduino Mini (ATMega8) и решил довести статью до логического завершения.

Винил выгодно отличается от фотобумаги и разного рода подложек — процесс изготовления платы становится менее трудоемким и более экономичным.

 Печать платы

Для переноса тонера на плату я буду использовать винил Oracal 651 (подсмотрел здесь). Компания Oracal уже известна среди радиолюбителей за свою основу для самоклеющуюся пленки, она тоже подходит для ЛУТ и обладает похожими свойствами.

Данный материал можно купить в компаниях занимающихся печатью по винилу (рекламные агенства, стикеры и т.д.), либо заказать на ибее.

Самый важный плюс этого материала — он самоклеющийся.

Это свойство позволяет нам использовать ровно столько винила, сколько нам нужно, без необходимости выбрасывать мелкие обрезки, а так же не требует хитрых манипуляций для скармливания принтеру.
В результате мы можем смело изготавливать единичные устройства небольшого размера не заботясь о расходе материала.
Для начала я печатаю плату на обычной бумаге A4, затем ориентируясь на просвет наклеиваю кусочек винила.

И печатаю еще раз (не забываем выключить все опции экономии тонера).

Зачищаем печатную плату и накладываем отпечатанное изображение.

Перевод тонера утюгом делается по стандартной схеме: плата вкладывается в бумажный «конверт» для распределения давления, под конверт имеет смысл подложить металлический предмет для отвода тепла, дальше мы просто прижимаем горячий утюг (я выставляю температуру на максимум) к плате на 10-15 секунд, аккуратно приглаживаем края платы и готово.

Заготовку стоит остудить в холодной или теплой воде, это поможет размягчить бумагу использованную в качестве подложки.

Дальнейшее очень обрадует любителей печатать с помощью фотобумаги — нет необходимости корпеть по несколько минут над платой стирая куски бумаги и подчищая дорожки, винил снимается безропотно и не оставляет следов. Первый раз я даже удивился столь черному тонеру.

Для ретуширования плохо переведенных дорожек я использую обыкновенную гелевую ручку. Перманентный маркер для этих целей подходит гораздо лучше, но ручкой получается аккуратнее (даже дорожки в 0.3-0.2 мм подкрашиваются без проблем). Особенность этого метода — гель сохнет достаточно долго, так что либо ждите, либо ищите фен для волос. 

Травление платы

В качестве раствора используется подогретое хлорное железо, плата расположена «лицом вниз». Для ускорения процесса травления заготовку стоит периодически потряхивать. Раньше за меня эту работу делал вибро-моторчик от телефона Nokia, но, по моей неосторожности, он пал смертью храбрых и растворился.

Во время травления стоит прибрать рабочее место и подготовиться к паянию и сверлению.

Сверление, резка, «покраска»

Найти дома 24 вольта для моторчика оказалось проблематично, пришлось разогнать стандартные 5 используя микросхему MC34063 (подробнее на easyelectronics.ru).

Тесктолит достаточно тонкий, легко режется ножницами.

Либо из-за плохого растворителя либо из-за свойств текстолита (что более вероятно) у меня никак не получалось отмыть тонер не оставив разводы на плате, смотрится это очень неряшливо и оставляет неприятное чувство на душе. После долгих размышлений я решил не бороться с проблемой, а использовать её себе во благо. Красим плату маркером не пригодившимся для подкраски дорожек. После смываем излишки ацетоном.

Лужение

Для лужения нам понадобится толстое жало и много флюса. 

Пайка SMD компонентов

Паять SMD компоненты можно множеством способов (простым паяльником, в печке, на прожекторе и т.д.), я предпочитаю использовать фен (благо купить неплохую паяльную станцию можно без проблем и за небольшие деньги).

Используя тонкое скошенное жало мы нанесем немного припоя на места где будут располагаться наши компоненты. По сути, это простая замена паяльной пасты.

Пинцетом располагаем компоненты в положенных им местам.

Прогреваем плату феном, пинцетом помогаем компонентам смотреть в нужное направление.

В качестве перемычек я использую провод из витой пары, он не очень толстый и хорошо держит форму.

Почти готовый продукт, осталось припаять ножки. Дабы исключить перекосы в будущем, плату можно установить на макетку и подпаять боковые выводы.

Готово, «грязная» работа позади, теперь платы нужно отмыть и прошить.

Я использую токопроводящий флюс, его можно смыть зубной щеткой под потоком теплой воды, а можно закинуть платы в ультразвуковую ванну и пойти пить чай (две нижние платы были изготовлены ранее, я решил что лишняя ванна им не повредит).

Программирование

Чтобы превратить микроконтроллер на куске текстолита в полноценную Ардуину нам потребуется прошить bootloader, для этого можно использовать любой программатор, но ради единичной операции я беру саму Ардуину и скетч ArduinoISP.

Для загрузки скетчей подойдет любой переходник USB-UART, лично я спаял свой, с линией reset (плата будет перезагружаться сама во время загрузки скетча).

Переходник сделан на основе FT232, плата двухсторонняя. Сделана с первого раза с помощью того же винила (нужно совместить шаблоны на просвет и склеить края).

Шаг назад

Во время мойки и других операций часть черного покрытия смылась, поэтому я повторил покраску уже на готовой плате.

Конец

Готовый продукт: слева располагаются две платы на ATMega8, справа две на ATMega16 (различие в дополнительном светодиоде на 5 (PWM) ножке, можно плавно регулировать яркость). Белая ворона сверху — самая первая версия платы.

Толщина дорожек 0.33 мм, внешняя граница 0.1 мм. Себестоимость одной платы в районе 2-х долларов, можно смело оставлять в готовом устройстве.

DipTrace версии плат

P.S. Для версий с ATMega16, ATMega328 и выше стоит добавить дроссель к ножке AVCC, для ATMega8 это бесполезно, т.к. внутреннее сопротивление между AVCC и VCC порядка 6Ом.

Источник:  Хабрахабр     Автор: Lachezis