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2011年5月14日 星期六

DIY Arduino - 從洗電路板開始!(1)


基本上這個系列的教學(分三篇)是以我自己本身也非電子相關背景的方法來寫的,所以我相信只要東西都弄到要自己如法炮製一樣能完成,建議以前有自己將.hex檔案燒錄進晶片中的經驗者,或是你已經有一塊Arduino的板子才建議你可以考慮自己試著DIY一片Arduino,因為最後要將Arduino Bootloader(目前最新的版本是 UNO )燒錄進ATmega328P-PU有點麻煩,有官方的Arduino板子可以把它當ISP去燒錄晶片會比較方便,不然就是自己製作一條ISP燒錄線(第二篇會提到),我也有看到露X拍賣有賣已經燒錄進Arduino Bootloader的晶片了,至於Arduino的介紹我想去咕狗能找到很多很不錯的說明在這裡我就不提了。
  


Step1 - 材料準備


關於以下材料以及工具你可以去一些比較有名的電子街找都可以找的到,我自己本身高雄人在長明街找都有,壓克力去十全路的壓克力行割,不過塑膠盆要去小X百貨找。
List:
  • 感光電路板
  • 壓克力板(一定要透明,面積比感光電路板大即可)
  • 日光燈檯燈(是白色日光燈管的即可,我用的約24W)
  • 投影片
  • 圖檔:http://dl.dropbox.com/u/16634624/DIY%20Arduino_files/pattern.jpg (取自http://www.theparsley.com/arduino/diy/) or groboduino
  • 顯影劑
  • 蝕刻劑+蝕刻劑回收劑( or 氯化鐵,電子材料行一瓶50NT已調成液狀)
  • 藥用酒精(可有可無,很大一瓶暗褐色瓶身很便宜約50NT)
  • 磅秤
  • 量杯
  • 軟毛刷
  • 噴霧器
  • 一大一小臉盆(大的要能容下小的)
  • 手持式電鑽
  • 鑽頭(0.8mm X 2 、2.5mm X 1、3.0mm X 1)
  • 奇異筆
  • 美工刀
  • 剛尺(15cm以上即可)

Step2 - PCB DIY:




先進行顯影劑的調配比例上是1:20,以18克來說要加大約360cc左右的水去稀釋。


調配好之後可以先放著,接著準備好感光電路板、壓克力板、投影片、日光燈檯燈來做曝光的動作。

PS:如果沒有列表機可以帶著圖檔還有投影片去影印行請人用碳粉影印印一張。





有一點要注意的是感光電路板隨著一季要增加10%的曝光時間,比如我的是2010/10/06製造,所以現在要多增加20%的曝光時間就是變成要曝光12分鐘。





接著我們可以把感光板上的保護膜撕掉放上我們的投影片再壓上壓克力板。

PS:投影片印有碳粉的那一面要朝上,否則最後洗出來的板子會是相反的。



接著就可以開始曝光,記得檯燈離壓克力板大約要五公分。


在曝光的同時可以去稀釋我們的顯影劑了,這樣曝光完成的同時就可以馬上去洗掉感光劑了,把剛剛分好的顯影劑放到量杯中然後加入清水調配一下最後倒進噴霧器即可。


一開始將感光板噴上顯影劑時不會馬上顯影,大約等個一兩分鐘後會慢慢出現電路,可以用毛刷輔助,不要太用力輕輕掃過即可,另外建議拿板子那隻手可以帶上清潔手套,因為那顯影劑是強鹼(沒記錯的話是氫氧化鈉)。


當把多餘部份都洗掉的時候就可以用大量清水清洗板子接著準備下一步了。


接著一樣來調配蝕刻劑,至於比例要看一下在進行調配,比如我這是1:3左右我用162公克所以要加入約486cc的水去調配,然後還要煮一鍋熱水(到達沸點即可),接著在大的盆子中倒入熱水小盆子中倒進剛剛調配好的蝕刻液,接著放入剛剛顯影完成的感光電路板慢慢等即可(要放在蝕刻液水平下,過程中晃動會加速蝕刻!)。


大約十五分鐘後會發現電路板旁邊開始慢慢有蝕刻的效果了!


最後快完成的時候就把它拿起來一樣用大量清水洗淨然後電路板蝕刻的部份就完成了,記得將蝕刻液回收劑倒入蝕刻劑中,過一兩天會有藍色沈澱物那個就可以直接拿去垃圾車倒,千萬不要直接倒進水溝污染環境

PS:快完成時不要讓它泡太久!



最後快完成時拿起來會發現電路上的感光劑沒有完全洗掉,這時候可以用藥用酒精把它擦拭掉。


加入少許酒精會發現電路上的感光劑慢慢退去,這時用衛生紙吸一點酒精慢慢擦拭就可以完全去除感光劑了。

PS:其實感光劑還在最後焊接完成的時候一樣能正常工作,只是說有時候摸到會被染色。


完成!


PS:有些地方看起來有點被洗掉,你可以用電錶量測是否斷路,或者是用兩個三號電池加上220ohm的電阻以及一個LED燈去量測能否導通!

Step3 - 鑽孔裁切:


首先準備好奇異筆、剛尺、美工刀。


然後在電路板上畫上你要裁切的大小,正反面都要而且要一致,接著在線上用美工刀+剛尺輔助來回割個幾十次,一樣正反面都要。





然後將面積較小的部份露出桌子,較大的部份壓在桌上,然後對露出的部份向下施力即可折斷裁切好的板子。





接著拿出鑽頭與電鑽,電鑽大約470NT就可以取得不會太貴。


電路板上要焊接元件的孔用0.8mm的去鑽,孔的前後都要鑽之後放元件會比較好穿過。


安裝鑽頭的方法很簡單,將夾頭放鬆取出裡面的套筒然後換上適合0.8mm鑽頭的套筒即可。





換完之後將夾頭轉到快要到緊的位置,接著放入鑽頭然後就可以旋緊夾頭。


接著就可以幫電路板鑽洞啦!


鑽完之後在電路板找四個位置畫上十字記號,等等要鑽讓支撐銅柱穿過的位置。


然後拿出0.8mm、2.5mm、3.0mm(最大尺寸依你的銅柱螺牙直徑來決定)的鑽頭依序鑽孔。

PS:因為如果直接鑽3.0mm會因為手持鑽頭本身轉速快,但沒辦法像鑽床調整變速箱,所以會造成很大的振動有可能會損壞電路板,因此先用0.8mm導中心孔在上2.5mm最後用3.0mm挖大即可,一樣前後都鑽一次!









最後就可以安裝上我們的支撐銅柱(電料行應該都有賣)了,不過在此先不用安裝可以等待焊接(第二集)完元件在安裝即可。







完成!

37 則留言:

  1. 以非電子相關背景人士身分,能做到這樣實在佩服,可見你對電子的熱情

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  2. 大大過獎了:)其實我想自己做機器人但是要兩片arduino控制18個servo,可是買兩片好像又太傷本,所以只好想辦法自製了XD看了您的BLOG也很有料,有機會可以多交流啊:)

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  3. 板大您好!敝人也住高雄市(鼓山區),上個月就在計畫DIY -真空管時鐘,因為不是本科(不才是學農業),去長明街找到大部份材料(管子從蘇俄買,應該已經快寄到台灣了),偏偏不知道上哪去洗PCB,亂逛估狗就逛到您的貴寶地了,小弟不知您可否藉助一力(洗板鑽孔焊接),給我些指導.如若方便請與我聯絡,謝謝!labworldtop@yahoo.com.tw 敝姓徐.

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  4. 哇!!太棒了我也正想做真空管時鐘,你的管鐘電路應該不是你設計的吧?我猜你是從M01那裡得到的電路曝光圖?如果是的話我沒洗過雙面PCB板所以正在研究要怎麼洗,我想我們可以一起研究:)

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  5. 網誌管理員已經移除這則留言。

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  6. 喔對了忘了說,M01上的電路板應該只針對In-16管設計,可是16比14其實來的小(其實我想買In-18,只是光一個要價40美金),價錢上都差不多,所以我才決定要想辦法洗出阿仁大的板子(in-14專用),我認為可以詢問M01的那位大大如何自行洗雙面板.然後把技術套用在阿仁大的電路圖.

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  7. 原來如此我想我們可以快八月時碰個面喔:),要等我最近忙完轉學的事情,還有大大我把您的手機刪除了,畢竟網路還是小心一點好:)

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  8. 看來大大挺有研究的喔!其實我只有辦法看得懂簡單的電路圖,至於洗雙面板我有找到一些對準兩張圖方法,但是光源我覺的可以試試兩個檯燈XD

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  9. 板大,我的數字管今天寄到囉,沒發光看起來就已經很棒拉,實在是迫不及待想要快點研究出來如何洗板,我已經向M01的大大PM了,不過還未收到回覆,手機的事謝啦,原則上我很窮,應該沒有人會想詐騙我,哈哈,你要忙轉學阿 這樣來說你還比我年輕的說,我74年次的,我問了公司有牌的電機人員,他告訴我理論上阿仁大洗的兩片雙層板,是可以用四片單層板取代的,重點在於我們要看懂電路,到是我認為對準兩張圖的方法應該可克服(特殊位置鑽孔鎖螺絲來對齊??),而洗板的時候有必要兩片一起嗎?總覺得可以一張一張來,到時候再膠合.先等您啦!喔對了~我先前只有下12枝管子 (一套備用),因為我要確定那賣家的品質,今天收到後發現品質出其意外的好,因為我同事也想跳這個坑,我會再補下8枝(一套,備用兩枝),你要不要我順便先買?一支6.5美金,阿運費12美金(你只須付一半6美金),你要的話我就買了(我刷卡),錢等我管子收到了錢再給我就好.PS建議你多買兩隻備品,如果你有門路買到更便宜的那要告訴我= =...

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  10. 我的天啊XDD您提出一個很有趣的想法,洗兩片單面的然後黏起來確實不失為一個好方法!

    基本上我也不是電子電機專門的,所以能看懂簡單的電路圖(比如Arduino的),但是我沒有辦法畫曝光圖QQ

    目前小弟是大一升大二,所以還是窮學生沒辦法買USD6.5的管子XD我是想用露天賣的IN-16去作XD

    目前自己的機器人還在弄啦,弄到7/26後再去去中教報到完就會聯絡您了:)

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  11. 最近半年一直讀這些機械人DIY文章
    好像沒有太多的進步,請問各位老大是怎麼學的可以做到這種程度
    有地方可以拜師學藝嗎,麻煩多PO些文讓我學學

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  12. 做這些大概就是有時間跟金錢就能做吧,繁體中文論壇專門討論機器人的大概就右邊連結那個,不然對岸的遙控模型論壇或者國外的討論站我看是有很多都有在討論機器人的。

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  13. 大大您好
    看到您友再用ARDUINO板子作六足機器人
    感覺很有趣
    我之前在Lunxmotion網站買了一隻Phoenix六足
    組起來滿有趣的
    但是就是程式都不是自己寫的
    用的板子也是比較不通用的
    所以有點難以進入(本身不會寫程式 @@)
    http://www.youtube.com/watch?v=dnu6v8ptess&feature=plcp
    這一台是我組裝起來的DEMO

    不知道您的機器人作好了嗎?
    想要跟您交流交流 ^^

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  14. 去年那台實驗的完成後就拆解了因為SG-90扭力太小速度不能太快,上個禮拜工作閒暇之餘做了groboduino 1.0算是給12軸以內的小型機器人用的,不過考慮到超過12軸是必定需要的,所以groboduino 2.0預計會用ATMega 2560當core,所以一樣能用Arduino的bootloader,以及最重要的是類似於利基或者是我記得Lunxmotion他們出的機器人套件都有動作編輯器,所以前幾天用幾個小時也稍微實驗寫了一個能編輯動作以及儲存的小工具,編輯後的動作檔案可以存到記憶卡中給機器人離機用,http://www.youtube.com/watch?v=CGiSZrH4fcE&list=UUjkHM-hpDDSDk08M1kxN9RQ&index=1&feature=plcp

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  15. 如果David Wu大大有興趣可以交流,難得遇到業餘玩家總是特別興奮^^。

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  16. 請問大大:
    這樣自己做一片能省多少呢?
    (除了電鑽那些...)

    還有
    "洗兩片單面再黏成雙面"的用意是什麼?
    其中一面有電路圖不是就可以了嗎?

    本身還不是大學生....有點菜

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  17. HI 王猦:

    第一個問題如果是問自己DIY Arduino跟買現成Aduino差別在哪的話有幾點我認為是優勢的部份你可以參考:

    1.如果不看工具其實自己DIY一片在加上USB to RS2322的話大約NT300能搞定,沒屋頂賣UNO R3或者對岸的Arduino版本大約都賣NT500左右,不過自己DIY我個人從洗板鑽孔到黏上零件大約要兩小時。

    2.自己DIY你可以依照特定用途規劃線路,這樣不用在去而外加裝擴充板或者洞洞板之類的可以一體成形,例如你可以看我最近的文章groboduino那篇,而且一體成形的好處可以減去使用擴充板的重量,假如你想玩四軸直昇機差個幾克就有控制的差異了。

    3.原本我想說我本身也不是學電子的所以應該只會自己洗一些MCU板子玩玩,後來我發現其實平常製作一些小玩意兒,自己設計並畫曝光電路自己洗板也不用給人製作還要等好幾天交貨,算是很方便的。

    第二點其實是原本我不會洗雙面板,不過現在會了不用用那個惡搞方法了XD洗雙面板我也有寫出文章你可以參考,最後祝您DIY順利!

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  18. 真厲害, 請問這樣花了多久的時間?

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  19. 大大你好,關於這段說明:"在大的盆子中倒入熱水小盆子中倒進剛剛調配好的蝕刻液",是指要隔水加熱蝕刻液嗎?

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  20. 版主你好
    我們辦活動想教感光電路板
    覺得你的文很優
    可以借轉載嗎?

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  21. 請問一下,我在噴顯影劑的時候....
    噴第一下,電路圖就出來了~

    而第二下...電路圖就溶解了XD
    隨著顯影劑的液體往下流逝~orz

    這是為什麼呢?

    曝光不足 還是 顯影劑太濃 ??

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    1. 不是曝光太多就是顯影的時間太長,太濃我不知道會不會這樣XD

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  22. 請問板大有沒有推薦的入門LAYOUT軟體
    網路上教學的資料太少了

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    1. 我也不知道
      有空我也要找一本來看看

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  23. 感謝板主的好文章分享,雖然我也曾是本科系的,但到現在都未曾自己洗過板子,學校老師說為了環保就都只用洞洞板。
    曾想過要自己洗,但苦於無人教,有幸能在網路找到此篇好文章,感謝板主的無私,重燃開始第一次動手洗板子的衝力,板主謝謝你。

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  24. 版主我想請問一下
    通常顯影劑的廢液都如何處理???

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  25. 有關於手持鑽頭震動的問題我是這樣解決的,鑽孔底下墊的是切割墊,雖然說用過以後大概就不能拿來切割用,但是鑽下去只要感覺到變軟就是過了,如果沒有切割墊的話墊書或A4紙也行,不過稍微會滑動效果還是墊切割墊好。

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    1. 我個人都是割紙箱墊很多塊在背面然後鑽孔

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    2. 我個人都是割紙箱墊很多塊在背面然後鑽孔

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  26. 還有忘記附註一下,如果使用鑽針是0.5~0.6mm左右的話,在LAYOUT設計時可以在銲點中央加入10~20mil左右的導引孔,這樣鑽起來比較不會偏掉;另外如果鑽下去PCB有碎裂的情況,有些可能是PCB本身膠合不良的問題,我自己的BLOG沒寫就寫在這裡備註了 XD

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  27. 好厲害 都沒想過可以自制 ^_^感謝分享

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  28. 最上面的電路圖檔在哪裡?

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  29. 可以做到這種程度,實在有愛!!!

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