UV Laser Exposer – еще один способ изготовления печатных плат дома.
Началась эта история совершенно банально. Искал какую-то штуку в своем хламе и наткнулся на сканер от лазерного принтера, который валялся там уже с десяток лет. Но не тот сканер, что документы сканирует, а тот, что разворачивает луч инфракрасного лазера на печатающий барабан.
Когда-то я в нем уже полазил — вместо инфракрасного лазера там уже был установлен маломощный красный лазер. Что я пытался изобразить тогда — за давностью лет уже и не помню. На фото ниже не мой сканер, у моего другие линзы, но такое же зеркало.
Сейчас же мысль пошла другим путем — а почему бы не поставить туда ультрафиолетовый лазер и не засвечивать им фоторезист на заготовке печатной платы? С другой стороны — не один же я такой ушлый,все уже украдено до нас если это можно — то кто-то уже наверняка это сделал. Гугль сообщил, что пара таких проектов есть и даже работают. Почему-то в основном у немцев.
Ссылка 1
Ссылка 2
Ссылка 3
Ссылка 4
Ссылка 5
В интернете увидел красивую гифку с демонстрацией принципа работы сканера — не смог пройти мимо и не спионерить:
Заказал в Поднебесной лазер на 1ватт 405 нм.
Быстро сказка сказывается, но не скоро посылки из Китая приходят.
В конце концов лазер пришел. Где-то в отзывах прочитал, что там есть вход PWM, но наружу он не выведен. Мне нужно быстрое управление, поэтому без PWM ну совершенно никак.
Вскрытие показало, что надежды юношей питают порой напрасно, входа для меня никто не приготовил.
Для начала измерил входной ток — при 5 вольтах оказалось 320 мА. Больше полутора ватт по потреблению, если КПД преобразователя близко к 100%.
Начинаем разбираться со схемой.
На микросхеме чьи-то заботливые руки сошлифовали название. Зачем? Невооруженным взглядом видно, что это повышающий преобразователь. На выходе у него 7 вольт. Сам лазер запитан от ограничителя тока, ток судя по номиналам, в районе 140 мА. Обычное прямое напряжение на 405 нм лазерном диоде 4.2 вольта, значит, лазеру достается в лучшем случае чуть больше полуватта. Товарищи! В зоопарке тиграм не докладывают мяса! Куда они еще почти ватт дели?
Но тем не менее — если убрать конденсатор C3, можно быстро управлять лазером открывая/закрывая транзистор Q1 — к его базе мы и подключимся.
Оставим пока лазер, займемся зеркалом. Документация на микросхему AN8247SB, на которой реализовано управление двигателем зеркала, к сожалению не нашлась,
но схема соединения блоков для принтера HP6L находится легко, по крайней мере назначение контактов понятно.
Временные диаграммы для аналогичного зеркала тоже нашлись.
F[kHz] RPM TACHO[Hz] N[Fin/Tach]
300 2166 216 692
600 2375 475 1263
900 3605 721 1248
1200 4885 977 1228
1500 5950 1190 1260
1800 6900 1380 1304
Немцы писали, что с теми линзами, что в сканере стоят, работать не будет, потому как длина волны лазеров ну очень разная. Я очень усомнился — ну подумаешь, фокус в сторону уедет. Они оказались правы — просто по разным направлениям фокус уезжает по-разному. Сфокусироваться в точку не удается, только в тире миллиметров 5 длиной.
Остались сущие пустяки — соединить все это вместе и написать программное обеспечение. Берем дешевую платку на базе STM32F103 и соединяем согласно схемке.
Не забываем, что развертка у нас только по одной координате, чтобы получить вторую — делаем трей для заготовки, который будет двигаться шаговым мотором — так что драйвер надо не забыть.
Коробочку и механику рисуем в древнем SketchUp который, какзавещал обещал великий Google будет всегда бесплатным даже для коммерческих применений. Правда, тот, кому этот SketchUp потом продали, ничего подобного не обещал.
Ну и нужно как-то картинку преобразовать в удобоваримый для микроконтроллера вид — этим у нас займется программа на Питоне.
Пробуем написать буквочки на фоторезисте, чтобы проверить концепцию — что-то даже получилось!
Надо сказать, что одна из самых сложных вещей в этом проекте — компенсация нелинейностей. На всю шкалу так и не получилось линеаризовать, терпения не хватило. Ограничился 10 сантиметрами, дальше ошибка может быть до 5-10%. Но дальше — это не так много, вместо 12 сантиметров 10 — для теста вполне хватит.
Теперь неплохо бы сделать реальную плату. Плату управления для этой штуковины и попробуем сделать. Проводники 0.25 мм, зазоры 0.2мм. Схема дублирует предыдущую и выглядит так:
Вид на плату:
Примазываем ламинатором фоторезист на стеклотекстолит, пробуем печатать.
Выглядит многообещающе.
Проявляем и смотрим в случайно оказавшийся в загашнике USB микроскоп.
Да, платы явно плохо обезжирены перед нанесением фоторезиста — куски разводки исчезли.
Смываем фоторезист, наносим по новой, проявляем — разочарование. Фоторезист между близко идущими проводниками не смылся. (500 циклов засветки на линию, расстояние между линиями 50 микрон.)
Может, переэкспозиция? Снова смываем, наносим по новой, печатаем с два раза меньшей экспозицией — результат тот же. (250 циклов на линию.)
Возможно, что причина банальна — мне просто не удалось сфокусировать лазер до точки хотя бы 0.05 мм — это разрешающая способность экспозера. В итоге видно, что печатать можно с шириной проводника и зазором только 0.5мм. То есть минимальный шаг ног микросхемы 1.27 или в лучшем случае 0.8мм.
Это фиаско.
Когда я был помоложе и здоровее, с помощью лазерного утюга у меня спокойно получалось делать платы для микросхем с шагом 0.5мм. Но времена уже не те— народ с такой атаксией, как у меня, вдурке неврологии пластилин мнет, чтобы как-то моторные навыки восстановить.
В лазерном принтере 2 линзы стоят, а у меня одна — видимо, тут собака и порылась. Надо думать дальше.
С другой стороны, вроде бы цилиндрическая линза работает в паре с F-Theta линзой.
Впору открывать учебник физики за 8-й класс и вспоминать геометрическую оптику.
Тем не менее, продолжим эксперименты. Уже плюнув на конечный результат и наклеивая фоторезист абы как.
100 циклов на линию — явное недоэкспонирование:
Кстати, а зачем нам верхняя пленка? Скрипач не нужен :)
Увеличиваем экспонирование до 160 циклов на линию, без верхней пленки.
К сожалению фотографию сделал уже после того, как перепроявил, часть линий облезла, часть подтравилась.
Если кто захочет советом помочь — исходные данные: фоторезист достаточно старый, заказан был на Али еще 31 мая 2018 года, хранился в темноте. Проявлял кальцинированной содой.
Похоже, еще что-то можно исправить с более свежим или более качественным резистом и процессом проявления.
Зачем все это делалось? Ну, во-первых, мы, бояре, народ работящий! Такая уж наша боярская доля ©. Нет, пожалуй это получше будет: чем бы дитё не тешилось — лишь бы водку не пило. Ну а если совсем серьезно — есть у нашей конторы контракты на разработку электроники — работаем. Нет — извращениямистрадаем наслаждаемся. А сейчас работы нет :( — довольствуемся пенсией и развлекаемся, как умеем.
Вместо старотрадиционных кошечек. Вот такие зверюги пасутся на газоне во дворе дома поулице переулку имени Ленина Ушастой Совы.
Нужны кому-то исходники или нет — не знаю. Тут возможности выложить нет, на файлообменниках ссылки быстро стухнут. Поэтому — кому надо — пишите. Хотя программное обеспечение под эту сборную солянку из запчастей, выдранных из HP LaserJet, Lexmark и ископаемого струйного Epson придется сильно редактировать под свои нужды.
Когда-то я в нем уже полазил — вместо инфракрасного лазера там уже был установлен маломощный красный лазер. Что я пытался изобразить тогда — за давностью лет уже и не помню. На фото ниже не мой сканер, у моего другие линзы, но такое же зеркало.
Сейчас же мысль пошла другим путем — а почему бы не поставить туда ультрафиолетовый лазер и не засвечивать им фоторезист на заготовке печатной платы? С другой стороны — не один же я такой ушлый,
Ссылка 1
Ссылка 2
Ссылка 3
Ссылка 4
Ссылка 5
В интернете увидел красивую гифку с демонстрацией принципа работы сканера — не смог пройти мимо и не спионерить:
Заказал в Поднебесной лазер на 1ватт 405 нм.
Быстро сказка сказывается, но не скоро посылки из Китая приходят.
В конце концов лазер пришел. Где-то в отзывах прочитал, что там есть вход PWM, но наружу он не выведен. Мне нужно быстрое управление, поэтому без PWM ну совершенно никак.
Вскрытие показало, что надежды юношей питают порой напрасно, входа для меня никто не приготовил.
Для начала измерил входной ток — при 5 вольтах оказалось 320 мА. Больше полутора ватт по потреблению, если КПД преобразователя близко к 100%.
Начинаем разбираться со схемой.
На микросхеме чьи-то заботливые руки сошлифовали название. Зачем? Невооруженным взглядом видно, что это повышающий преобразователь. На выходе у него 7 вольт. Сам лазер запитан от ограничителя тока, ток судя по номиналам, в районе 140 мА. Обычное прямое напряжение на 405 нм лазерном диоде 4.2 вольта, значит, лазеру достается в лучшем случае чуть больше полуватта. Товарищи! В зоопарке тиграм не докладывают мяса! Куда они еще почти ватт дели?
Но тем не менее — если убрать конденсатор C3, можно быстро управлять лазером открывая/закрывая транзистор Q1 — к его базе мы и подключимся.
Оставим пока лазер, займемся зеркалом. Документация на микросхему AN8247SB, на которой реализовано управление двигателем зеркала, к сожалению не нашлась,
но схема соединения блоков для принтера HP6L находится легко, по крайней мере назначение контактов понятно.
Временные диаграммы для аналогичного зеркала тоже нашлись.
F[kHz] RPM TACHO[Hz] N[Fin/Tach]
300 2166 216 692
600 2375 475 1263
900 3605 721 1248
1200 4885 977 1228
1500 5950 1190 1260
1800 6900 1380 1304
Немцы писали, что с теми линзами, что в сканере стоят, работать не будет, потому как длина волны лазеров ну очень разная. Я очень усомнился — ну подумаешь, фокус в сторону уедет. Они оказались правы — просто по разным направлениям фокус уезжает по-разному. Сфокусироваться в точку не удается, только в тире миллиметров 5 длиной.
Остались сущие пустяки — соединить все это вместе и написать программное обеспечение. Берем дешевую платку на базе STM32F103 и соединяем согласно схемке.
Не забываем, что развертка у нас только по одной координате, чтобы получить вторую — делаем трей для заготовки, который будет двигаться шаговым мотором — так что драйвер надо не забыть.
Коробочку и механику рисуем в древнем SketchUp который, как
Ну и нужно как-то картинку преобразовать в удобоваримый для микроконтроллера вид — этим у нас займется программа на Питоне.
Пробуем написать буквочки на фоторезисте, чтобы проверить концепцию — что-то даже получилось!
Надо сказать, что одна из самых сложных вещей в этом проекте — компенсация нелинейностей. На всю шкалу так и не получилось линеаризовать, терпения не хватило. Ограничился 10 сантиметрами, дальше ошибка может быть до 5-10%. Но дальше — это не так много, вместо 12 сантиметров 10 — для теста вполне хватит.
Теперь неплохо бы сделать реальную плату. Плату управления для этой штуковины и попробуем сделать. Проводники 0.25 мм, зазоры 0.2мм. Схема дублирует предыдущую и выглядит так:
Вид на плату:
Примазываем ламинатором фоторезист на стеклотекстолит, пробуем печатать.
Выглядит многообещающе.
Проявляем и смотрим в случайно оказавшийся в загашнике USB микроскоп.
Да, платы явно плохо обезжирены перед нанесением фоторезиста — куски разводки исчезли.
Смываем фоторезист, наносим по новой, проявляем — разочарование. Фоторезист между близко идущими проводниками не смылся. (500 циклов засветки на линию, расстояние между линиями 50 микрон.)
Может, переэкспозиция? Снова смываем, наносим по новой, печатаем с два раза меньшей экспозицией — результат тот же. (250 циклов на линию.)
Возможно, что причина банальна — мне просто не удалось сфокусировать лазер до точки хотя бы 0.05 мм — это разрешающая способность экспозера. В итоге видно, что печатать можно с шириной проводника и зазором только 0.5мм. То есть минимальный шаг ног микросхемы 1.27 или в лучшем случае 0.8мм.
Это фиаско.
Когда я был помоложе и здоровее, с помощью лазерного утюга у меня спокойно получалось делать платы для микросхем с шагом 0.5мм. Но времена уже не те— народ с такой атаксией, как у меня, в
В лазерном принтере 2 линзы стоят, а у меня одна — видимо, тут собака и порылась. Надо думать дальше.
С другой стороны, вроде бы цилиндрическая линза работает в паре с F-Theta линзой.
Впору открывать учебник физики за 8-й класс и вспоминать геометрическую оптику.
Тем не менее, продолжим эксперименты. Уже плюнув на конечный результат и наклеивая фоторезист абы как.
100 циклов на линию — явное недоэкспонирование:
Кстати, а зачем нам верхняя пленка? Скрипач не нужен :)
Увеличиваем экспонирование до 160 циклов на линию, без верхней пленки.
К сожалению фотографию сделал уже после того, как перепроявил, часть линий облезла, часть подтравилась.
Если кто захочет советом помочь — исходные данные: фоторезист достаточно старый, заказан был на Али еще 31 мая 2018 года, хранился в темноте. Проявлял кальцинированной содой.
Похоже, еще что-то можно исправить с более свежим или более качественным резистом и процессом проявления.
Зачем все это делалось? Ну, во-первых, мы, бояре, народ работящий! Такая уж наша боярская доля ©. Нет, пожалуй это получше будет: чем бы дитё не тешилось — лишь бы водку не пило. Ну а если совсем серьезно — есть у нашей конторы контракты на разработку электроники — работаем. Нет — извращениями
Вместо старотрадиционных кошечек. Вот такие зверюги пасутся на газоне во дворе дома по
Нужны кому-то исходники или нет — не знаю. Тут возможности выложить нет, на файлообменниках ссылки быстро стухнут. Поэтому — кому надо — пишите. Хотя программное обеспечение под эту сборную солянку из запчастей, выдранных из HP LaserJet, Lexmark и ископаемого струйного Epson придется сильно редактировать под свои нужды.
Самые обсуждаемые обзоры
| +71 |
5497
181
|
| +38 |
5813
104
|
| +45 |
2991
98
|
| +30 |
3235
81
|
КМК, вышло очень годно для конструкции из подножного хлама!
Линейные подшипники с внутренним диаметром 6мм.
This is in the early stages, but the resolution is already pretty usable: better than 0.15mm/6mil for traces and clearance
Другое дело, что с фотошаблоном не надо париться с совмещением сторон — склеил конверт, и готово! А при лазерной экспозиции придется придумывать какие-нибудь базовые штырьки. И отверстия в плате сверлить…
Сам я для самопала никогда не делаю переходных под чипами — не сядет же! А переходные не клепаю: беру залуженную жилу из витухи, плату цепляю на куске ДСП, подкладывая под нее кусочки витухи (чтобы был просвет в ~0.8мм), втыкаю жилу до упора в переходное, распаиваю и откусываю. И так все переходные с одной стороны (конечно, тяжко, когда их штук 200 и больше, приходится тщательно контролировать по распечатке, отмечая уже пропаянные). Потом переворачиваю, уже упирая в ДСП, пропаиваю вторые концы и тоже откусываю лишнее.
Контактные площадки для припаивания проводов можно укрепить китайскими пустотелыми заклепками. Я брал по 1000 штук внешним диаметром 0.9 и 1.5мм. Правда, для них бы специальный клепальщик. Но приходится керном обходиться.
Вот понадобилась и попала в руки платка (отладочная stm8l152), разводил сам, дорожки 0.25, расстояние между центрами выводов stm8 — 0.5 (корпус QFN4x4), двухсторонняя.
То есть желтая бумага и ламинатор и 0.25/0.25. Бесспорно фоторезист технологичнее, но пока удается просто прокатить на ламинаторе и с первого раза бросить травиться.
А 10 плат я лучше в Китае закажу :).
Дык вот, на отражающей барабан должна прилетать полоска, причём в вертикальном исполнении. Это обеспечивает максимальное пятно контакта с поверхностью зеркала, и как следствие — минимальные искажения от кривой поверхности. Не забываем про коллиматор перед барабаном в виде кирпичика, и щелевом коллиматоре после барабана и линзы. (~Лишняя засветка).
Линзы…
Как не странно, но у меня лучший вариант получился с дрееевней линзой от старинного как говно мамонта принтера. Та линза сводила фокус по вертикали, и сдвигала по горизонтали — заметно уменьшая геометрические искажения.
Зеркало. А они бывают разные. Хотя они все повально имеют серебренный слой — защитное покрытие у них бывает разным. И вот это самое покрытие весьма прикольно обгорает и отваливается, или не обгорает но темнеет. У меня даже была мысль отказаться от зеркала, но габариты при этом заметно увеличиваются.
Для публикаций подобной тематики существует гит, и тематические форумы. Там инфа может храниться годами без искажений и набегов всезнающих диванных экспертов. Как вариант — хабр, только публикация, без общения в чате — сольют.
На ГИТ я вряд ли на русском писать буду — и проект не из тех, что многих заинтересует, хотя бы потому, что «я его слепила из того, что было»
С тем пятном что получилось у меня — минимальный проводник/зазор получался в 0,2мм, примерно как у вас. Но вся идея была в том, чтобы не платить фабрике за ПП с 0,10 мм технологией. А то там цены весьма конские.
По поводу исходников — на яндекс-диске вполне себе все лежит годами. Если нет диска — могу разместить
А интересно, SLA 3D принтер можно для этого приспособить? Вроде как всё готовое есть — экран с высоким разрешением, уф диоды засветки. Поле небольшое, но для много будет достаточным
Еще вариант (даже намного удобней) — выжигать не пустоты, а именно дорожки. Потом электролизом наносим тонкий слой ПОСа — и можно травить. Плюс способа — после травления не нужно залуживать плату.
И время есть :)
Но как, собственно ув. автор, и убедился — круговая развертка вещь впечатляющая, но «на коленке» трудно реализуемая.
Между тем есть рабочее решение с линейной разверткой. Вот старая и довольно жирная (что скорее плохо, чем хорошо) тема на Радиокоте:
radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=8&t=119089
Сделал недавно установку на основе китайского cnc станочка (это совсем не обязательно, вариантов на самом деле, масса, спички и желуди — основной трэнд)
вот первая проба
У «старых и опытных» платы получаются практически заводского качества.
Здесь, я собственно, хвастаюсь девайсом.
За месяц с перерывами и не спеша :) Делать все равно было почти нечего
Почти 500 страниц прочитать — это что-то!
А если вкратце — почему просто не пристроить лазер на 3D принтер, который есть практически в каждом доме? :)
А на такой станок я смотрел, но в итоге оказался владельцем вот этого вот этого
Принцип проектирования был очень прост: цель — ничто, движение — все :)
А вообще я давно подсел на китайские платы.
И еще одна альтернатива — в кулацком хозяйстве есть углекислотный лазер.
Можно на стеклотекстолит нанести краску, потом лишнюю просто сжечь. Народ хвастается хорошим качеством, сам даже не пробовал.
Безродный китайский, причем довольно старый. Толщина самая обычная, просто на фото не видно.
Проявляю, кстати, кальцинированной содой. Каустической обычно смывают.
Испаряемая краска очень любит осаждаться на всяких непредназначенных для этого поверхностях, типа линз и зеркал. Нужен серьезный аппарат с дутьем в зону реза и вытяжкой. А как будете делать маску/шелк по этой технологии? Уверены что она не сгорит вместе с краской?
Скорее всего, никак. :(
Платы выжиганием краски я делал. Только тут наоборот, лазер от 5Вт мощности нужен, более слабые н могут разогреть краску на медной фольге. И пятно лазера 0.3 мм.
Но с покупкой ЧПУ-станка проблема решилась. Вот результат (фоторезист был наклеен небрежно):
Но склоняюсь к мысли, что «скрипач не нужен» — т.е. лишнее звено. Фрезеровка плат получается не хуже.
youtu.be/G_NbGVOHxms
(жаль, что TopoR не рассчитан на полный цикл).
Всякий уважающий себя CAM-инструмент воспринимает Gerber-файлы со всеми слоями и Exellon — для отверстий.
Из Eagle делается Gerber, потом он импортируется в конструктор, и получаем G-код для векторного перемещения? Или «печатается» построчно?
Я пользуюсь Sprint layout, он умеет делать файл фрезеровки, но для прямой «печати» дорожек лазером — не подходит, ибо получается рисунок границ дорог
Разумеется, экспонировать со стороны эмульсии.
А вообще — отличная работа у обоих! Супер!
Если не ошибаюсь «mial» (на радиокоте) такое делал и остался доволен результатом.
На самом деле подобные установки строят не из академического интереса (хотя некоторые и из академического, я например)), а что бы решить некоторые проблемы печати шаблонов на принтере. В частности
на современных принтерах не особо и выходит.
Во вторых, если плат делать много (ну допустим, ты сурьёзный разработчик с сурьёзными проектами) то печать шаблонов довольно затратная часть. На одну плату их надо по-хорошему шесть — два слоя, две маски и две шелкографии.
Точность размеров на больших платах. Пленку после принтера «ведёт». ЧПУ сверлилка тупо не попадает по пятакам.
Сложность совмещения сторон (точного, опять же) пленочных шаблонов.
Ну и разрешение. 0.1/0.1 на принтере очень сложно получить.
Вернее, даже не представляю.
С другой стороны, даже очень серьезные фирмы приветствуют DIY сотрудников.
Мне даже как-то значок перепал :) и где-то валяются футболки, которые в голову не пришло одевать.
Помню я из «Радио» на кальку платы перерисовывал и в фотошаблонную. Платки получались — конфеты.
Главное для меня тогда было что бы девчёнки на складе с детальками не обломали.
Разводку платы рисовал в P-CADе. Потом на принтер.
Да это в конце 80-х было.
А плоттер у нас цветной был. На нем выводили… всякое.
Диски те «с диск автомобиля» от ЕС-ок. Там накопитель на магнитных дисках типа ЕС-5061 и т.д.
Я как-то эти приводы даже чинил.
Вы ведь управляете как частотой оборотов зеркала, так и шагами мотора. Возможно, поможет притормаживание развертки. Потому как мощности в 1 ватт для засветки должно быть за глаза.
По поводу зеркала. А если приклеить сверху на него диск энкодера струйника, то можно будет вращать его с меньшей скоростью? Разница с существующим таходатчиком в разрешении — диск даст 1800 импульсов на оборот.
PS Подумал еще раз. Если луч не удается сфокусировать в нужный размер, то хоть за раз засвечивай, хоть за 100 — ореола не избежать. Поэтому там, где промежутки большие, ореол будет один и его еще можно смыть. А в маленьких промежутках ореолы наложатся и фоторезист там уже не смоется.
В исходном блоке лазера есть датчик оборотов, можно так сказать: часть луча попадает на специальный датчик, получается по импульсу на грань зеркала.
Index mirror и Index sensor board — как раз оно.
Из бытовых разве только оки свтодиодный — светодиодная линейка на всю длину барабана.
А лексмарки не помню, мало их было…
Я в жизни ни одного не видел… Исключительно светодиодные.
А по теме, и в порядке бреда — а что если использовать не один лазер, а два? Один с фокусом, настроенным по центру, и второй с фокусом по краям? Соосность настроить, и коммутировать их в нужный момент.
Тем более ТС — линуксоид, а не геймер какой-нибудь…
И несомненный плюс Скетчап — думаешь, что хочешь нарисовать, а не как это сделать. Минусов хватает, но плюс очень жирный.
OpenScad например, всё кодируется текстом, интересно весьма.
Ну и представления о Линуксе у Вас старые — нынче он порой проще Виндоуза. Особенно для пользователя, которому ничего особенного не надо.
www.youtube.com/results?search_query=fusion+360+%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5+%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Сейчас используем другую технологию.
Очень интересно!
Такая реализация перемещения лазера тоже интересна. Получается неподвижная «голова» и на столе неподвижная плата под ней. Можно вести луч как угодно в любом направлении. На али даже продаются такие готовые зеркала для световых эффектов (рисовать лазером рисунки) и стоят не дорого. Но один товарищ, который реализовал и собрал такую систему на двух зеркалах для засветки фоторезиста именно алишные не рекомендовал, да и проект свой не раскрыл. То есть все нужно пробовать и разбираться с нуля. Я интересовался несколько лет назад, не знаю как на данный момент.
www.mikrocontroller.net/topic/306825?page=2#3851108
Вот его тест
www.youtube.com/watch?v=7nVMRmfJnZg
Это еще на старом PIC. Потом он перешел на STM32 и скорость пишет возросла в 2 раза и эта плата делается 3мин. Если дело в программной части, то думаю и еще быстрее можно оптимизировав прогу. Но он зажмотил проект.
2 гальванометра уже вставленные в крепление под 90 градусов на али 50$. Нужно спаять свою плату DAC и плату PWM лазера. Никакой механики нет. Только гальванометры закрепить. А дальше взять STM32 и писать прогу. И не известно что в конце получится. Нужно много энтузиазма и свободного времени быть первым. Не понимаю почему до сих пор никто не взялся за такую установку :). Работа 14го года.
А воз и ныне там… Ведь нужно не только железяки собрать, но и запилить плату управления + написать прошивку микроконтроллера (STM32F303?) на основе какого-нибудь grbl + написать утилитку, которая g-коды будет из компьютера туда передавать и процесс контролировать. Эдак, пока соберусь, уже кто-нибудь да запилит это все и выложит исходники на гитхаб ☺
А что касается перехода на другие микропроцессоры — так иногда по нескольку раз за день приходится переходить туда-сюда, слава Богу уже нет нужды писать на ассемблере.
Он из eagle через скрипт eagle'а получал gcode. И как я понял он использовал Repetier-Host и получается код для МК для 3d принтера. Выходит особо то ничего и не писал.
А до этого даже сделал «клей»: растворил немного пленочного фоторезиста в ацетоне, наносил это на плату, чуть просушивал, а потом уже на эту основу клеил пленочный. Держалось превосходно. Но такой «жидкий» тоже надо в холодильнике и темноте хранить. Попробуйте, может быть, такой способ приклеивания поможет удерживать дорожки во время протравки.
такой результат:
Но тока вчера сделал, еще не отладил.
У немца был крайне убогий драйвер и ваттный(он им аж жёг) лазер 450 нм, что далеко от сенсибилизации резиста, 405 нм — самое то. И потом пошло по инету этот ватт. Кажется там 50 милливатт проходов в пять будет вполне достаточно, соответственно рассеивание в линзах будет меньше(до порога полимеризации).
В исходной оптической системе важное значение имеет диафрагма в форме глаза, она также улучшает фокусировку 405 нм по линии сканирования.
Изначально, до разборки LSU, целесообразно поиграться с родным ИК диодом, чтобы изучить что на что влияет и понять примерные расстояния фокусировки. Я подавал импульсы на драйвер лазера и наблюдал ч/б охранной камерой.
Хочу опять возобновить свои эксперименты, рад был прочитать про ваши))
Думаю, что ящик мегаизлишен, готовый трей для экспериментов живет в любом подходящем сканере с авито.
В качестве драйвера чудесен дравер от пишущего цд-рв, для 405 нм надо катод опустить ниже gnd на пару Вольт.
Это далеко не лучшая картинка.
А что касается ящика — так мне проще лазером коробку вырезать не прикасаясь ни к чему руками, чем из готового что-то собирать — вручную я и отверстие по месту просверлить не могу из-за болезни.
Результат в резисте на мой взгляд довольно хорош, удалось добится хорошей модуляции. Модуляцию я бы посмотрел осциллоскопом напредмет колебаний тока на горизонтальных частях эпюры.
Если сканирование полигоном происходит сверху вниз (или снизу вверх), то зубчатость на косых линиях предположу или механические колебания после шага, или использование дробного шага/микрошага, погрешности(«эллиптичность») токов или двигателя. Уйти от микрошага поможет привод от каретки планшетного сканера, там шестеренчатый редуктор.
А может там какие биения происходят нескольких факторов, в том числе колебалки тока модуляции, всё-таки если тот буст остался в драйвере, то у него может быть заметный переходный процесс.
Две десятки микрон точка это нормально, лучше, скорее всего, и не добиться без особых усилий на лазерноуказочной оптике. У меня была мысль использовать voice coil от лазерной башки для динамической фокусировки, ну типа параболическим током подфокусируя луч на краях линии сканирования относительно ее центра.
Что-то там другое, аж до полимеризации между соседних косых…
Сейчас алгоритм работы такой: едем 50 микрон, 400 раз сканируем лазерный луч, едем дальше.
Как накатываете? Думаю печку от лазерного принтера/копира, с лампой в алюминиевой трубе которая, приспособить.
Я брал в Нижнем НФ ВЩ жидкий и центрифужил. Но это для ФШ, лазером не пробовал.
Проявка NaOH 7 г/л очень жестко, даже в разведении секунды передержал и слазит, едкий натр только для финального смывания, заодно обезжиривает.
Намного лучше Na2CO3.
В инете хвалили раствор силикатного клея/жидкого стекла для мягкой проявки, но я не пробовал.
Вода много значит, я в пятилитровках брал, более-менее одна минерализация и повторяемость.
Какая у вас получилась частота вращения 4-х полигона и мощность по току лазера? Хочу прикинуть Дж/м.кв. и сравнить со среднеинтернетными параметрами среднерезиста…
На резист, мне кажется, грешить не надо — по той оси, где в порядке с засветкой, и с фоторезистом проблем нет.
При 1M2 опорной частоты 8 789,0625 об/мин или 585,9375 сторон четырёхгранного полигона в секунду. Если длина линии 100 мм или ~4", то 2000 отсчетов и ~1M172 частота «пикселей», вроде так. АтМега, таки, у немца впритык.
Короче, примем время экспозиции 1/1M2 или 0,83 микросекунды, умножим на 400 экспозиций, получаем 33,(3) миллисекунд экспозиции пикселя.
1,6 mW/mA для среднего SLD3237, выходит 224 миллиВатта при 140 mA, минус примерно половина потерь в стёклах и зеркалах.
МиллиВатт 100 экспонирует точку площадью, пусть, 20х20= 400 мкм кв.
Дальше надо лезть во справочник, позжее.
Если кто может посчитать на пальцах, милости прошу).
Энергия экспонирования, мДж/кв.см 150-180
Если нужно засвечивать, нужен лазер 50 мВт, у него пятно фокуса 50 микрон.
Развертка слишком сложно. Но интересно.
На 3D принтере проще сделать, если не нужны огромные скорости.
Ну или на фрезеровку все переходят, маленькие станки от 7 тыс. рублей на Алиэкспрессе.
Там рассмотрены разные схемы, их достоинства и недостатки.
В частности, для управления лазером я остановился на готовых драйверах. Закупив как немецкие чипы, так и американские, в частности Intersil c i2c управлением, которые юзаются в Kinect и HTC Vivo. Они и мощность луча контролируют, и увод параметров диода (от температуры, нагрузки и т.д.), мощность выхода 600мвт до 1200мвт+. максимально быстро выходят на рабочий режим, и позволяют модулировать луч частотами в десятки-сотни мегагерц.
Принтерных сканаторов, одинаковых, лежит дома 4 штуки. С одним экспериментировал, не удовлетворился результатом.
ЗЫ: кстати, имейте в виду, что противолежащие грани зеркала хоть и параллельны, но длины всех граней всё-таки разные!
Как удалось сфокусировать-то?
Большая часть продолжения пока без картинок:
Удалось мне все-таки затолкать экспозер под микроскоп — причины сразу повылезали.
1. Для начало, оказалось, что под микроскопом луч все-таки можно сфокусировать гораздо лучше, что было и сделано.
2. Зеркало, видимо, стоит на оси не очень ровно — возможно, я сам что-то погнул. И в итоге вместо одного луча имеем 4 — по количеству сторон зеркала. Зато толщина каждого луча в районе 0.02мм — куда уж лучше! Фотографию нормальную сделать не удалось — поверьте на слово — там четыре удивительно тонких параллельных линии. Один раз каким-то чудом мне удалось из 4 лучей сделать 2 расположенных очень близко — разрешение по оси Y резко улучшилось.
3. Баг в программе — местами при масштабировании биты и пиксели соответственно, пропускались. Ни на что особо не влияло, но исправлено.
4. Датчик луча. У меня на него попадал расфокусированный луч, поэтому срабатывал каждый раз в разное время, как итог
— небольшой джиттер по X. Вылечилось установкой дополнительной фокусирующей линзы — как, впрочем и сделано в каждом лазерном принтере.
После установки линзы плату делать не пытался — луч опять разошелся на 4 параллельных и свести их не получается.
5. Для формирования картинки я использую черно-белый bmp файл, именно черно-белый, без всяких серых оттенков. Либо луч включен, либо нет. Из Kicad легко получается векторный SVG файл — изумительная по своей точности картинка. Мне из нее надо сделать растровую картинку с шагом 50 микрон — получается странная цифра 508 DPI. Какие только программы преобразования не пробовал — все не так. Ровная линия превращается в гребенку или, в самом лучшем случае — линии прямые, но проводники утолщаются, а зазоры уменьшаются. Причем уменьшаются до 0.1мм — а это уже не вытянуть в домашних условиях.
Попробуйте делать бмп с высоким разрешением, 1016 DPI, например. Шаг по Y не обязательно должен быть равным диаметру луча. Шагайте по 25 микрон, пусть соседние строки перекрываются. Думаю так даже лучше будет. Фоторезист все интегрирует.
К диаметру луча вообще не надо привязываться, и эти цифры можно крутить туда-сюда и смотреть на результат. 720 DPI и 40 микрон, допустим. Разрешения по X и Y не обязательно должны совпадать.
Вопрос немного не по теме: у меня точно такой же лазер, как в данном обзоре. Сегодня перестал работать. Вскрытие показало, что сдох тот самый чип со спиленной маркировкой. Может кто-нибудь подсказать что это за микросхема? А то я как-то не смог ничего найти, возможно плохо искал. :( А покупать новый лазер, когда можно просто заменить чип — как-то не хочется. :)
Да, на моей остались пара букв, хотя мне это не сильно помогло:
Заранее спасибо за помощь!
https://aliexpress.ru/item/item/1005001444963390.html
Головка на 2,5 Wt 445nnm неплохо экспонирует плёночный китайский фоторезист на 10% мощности.
Растрит неплохо с флешки, с компа ошибки, вероятно из-за некачественного кабеля.
(там куча классных моментов, например про то, как в 1970 году они по нужде придумали оптический лазерный линк между зданиями на километр на 30 мегабит/сек — при том, что в те времена килобайт RAM был роскошью)
А вышел на него по этому ролику от ветерана Microsoft, который с мужиком работал в соседних комнатах, и не сразу понял, с кем его жизнь свела. (Мужик ещё успел поработать в Apple и с Лукасом в Pixar над Звёздными войнами)
и еще статейка про этот девайс: tubetime.us/index.php/2008/08/04/laser-printer-scanning-mirror-experiments/