Etching Tank Kingsten ET20

Het was een heel mooi plan maar zoals dat vaker gaat, viel het in de praktijk wel wat tegen. De zuurbak die ik gebruik in de kattenkamer heeft dit bijtend product in een plastic afgesloten bak, die bak is nog eens in een extra plastic bak (enkel die bak staat op deze foto) geplaatst om eventuele lekken te voorkomen. Alles staat in een kast die ik afsluit omdat de katten deze kamer ook gebruiken.

Een bijkomend voordeel was dat ik het water in de buitenste bak kon verversen voor ik een printplaat ga etsen. Ik nam dan ook heet water, zodat de zuurbak 'au bain marie' werd opgewarmd tot 30 à 40°C. Dat was goed voor het etsproces: niet alleen ging het sneller, je kon ook vermijden dat halverwege het etsen zo vertraagt dat er geen egale etsing gebeurt. Dat is altijd een probleem trouwens, en heeft veel te maken met de printplaatjes zelf die een fotogevoelige laag hebben die soms niet erg egaal is verspreid.





Met een pompje kon ik de bak laten leeglopen, met deze warmwaterkraan kon ik de bak terug vullen.







Zo ziet die er dus vandaag uit. Iets meer dan een jaar later is alles wat nog maar een beetje metaal is aan de binnenkant van de kast helemaal weggeroest. Ik heb nochtans enkel het zuurbakje geopend als ik aan het etsen was, dus telkens een periode van één of maximum twee uur.









Dit scharnier is bijna helemaal weggeroest, het spreekt voor zich dat het zo niet verder kon.







En dit is de oplossing ! Uit China liet ik deze etstank overkomen. Ik kocht een ander zuur, dat veel minder agressief is naar andere materialen (maar wel even sterk tegen de koperlaag van printplaatjes). Het heeft een verwarmingselement en luchtbellen om alles snel te laten verlopen.

Een gigantisch voordeel: het zuur is doorzichtig en je kan nu alles perfect in 't oog houden. En je kan daar een timelapse van maken.

PCB bitmap resize & print

I wrote this little tool because nothing seemed to do the job. I use freeware software to create my own PCBs (Printed Circuit Boards), and the freeware software comes with a major imperfection. It's actually written to create CAD files and send them online to a company that produces PCBs. I guess the author never bothered to create a normal 'Print' button because it's not of great use when working with PCB manufacturers.

However, I kinda like making my own stuff, usually there's no rocket science projects in my collection. Mostly small projects, but that doesn't mean the pcbs are always straightforward. The last one I wanted to create had an OLED display with a 30 pin SMT flex connector that needs to be soldered right on the pcb. That's a major issue if you don't have a 'Print' button.

I usually just made a printscreen and pasted it into Paint. Then, after a few tries, I could always resize it in Paint and then go and try to fit the most challenging component on the transparent sheet that comes out of my regular laserprinter. Two of these sheets aligned perfectly on top of each other create great results, but this time it's a no-go: the connector is just too small, its 30 pins are at 0.65 mm interval, leaving only a few hundreds of a millimeter error margin.

This tool gave me the answer. It's very straightforward to use: just open a bitmap image (created in any PCB design program) and mark two points in the image of which you know the exact distance. Any pcb has items which you can pinpoint at exact distances, say 100 mils, or any larger multiple. The larger the distance you can check, the better the result.

The tool lets you mark two points at the exact location (let's say two pins of an IC or a standard connector on the board), and then converts the image to the exact DPI needed for your type of printer. All you need to do is supply the DPI of the printer and hit 'Print'. As you can see on this macro image of a SMT Attiny 85 microcontroller, it's right on the spot. I still need to try that connector, though.

The tool can be downloaded here:

CLICK HERE TO DOWNLOAD
(unzip the file in any folder and run the executable, it's not a setup file)

This is a small instruction video:




UPDATE

OK, you have to admit, this is pretty amazing! I drew up the first draft of my pcb with the OLED display with 30 pins connector. I got it perfect the first time. I use FreePCB to create the pcb and then printscreened it. Then opened it in my resize tool and marked two points of the attiny chip. It fits amazingly well!



OK, It's not a pcb yet, but that shouldn't be any problem :)



UPDATE 2

The PCB: It also fits in real life :)





UPDATE 3

The PCB: soldered !

Een PCB uitdaging

OK, dus dit is echt wel de moeilijkste tot nu toe. Ik wil een mini lichtkrantje maken dat maximum 6.7 centimeter breed is. Zoveel plaats heb je slechts in deze verkeerspaal en dat is in dit geval de belangrijkste beperking. Met lichtjes van 2mm per stuk kan je een krant maken van 24 bij 7 en dan heb je dus echt wel een hoop verbindingen nodig.

Door het grote aantal lichtjes komt er ook heel wat meer aan te pas dan één microcontroller zoals ik dat tot nu toe een beetje gewend was. Er zijn vijf microchips nodig om er tekst op te krijgen, 't is te zeggen als mijn ontwerp werkt. Dat is nu het nadeel: je kan van zo'n ding nooit een proefopstelling maken omdat de chips te klein zijn en de verbindingen gewoon te talrijk. Het gaat sneller om gewoon meteen de print te maken en dan zien of je origineel idee ook in de praktijk werkt. Hoewel, alleen al het ontwerp op de PC kostte al twee dagen tijd. Gelukkig heb ik dat :)

OLED Displays

Ken je dat, een OLED display? Het lijkt een beetje op een LCD display, alleen is er geen achtergrondverlichting. Dat komt omdat de puntjes van de display zelf licht geven in plaats van verkleuren zoals dat in een LCD display gebeurt. OLED displays vind je vaak terug in telefoons en mp3-spelers.

In China hebben ze die ook! Deze drie formaten hebben verschillende kleuren (wel maar telkens één kleur) en een verschillend aan puntjes op het scherm. Voor de rest lijken ze erg op elkaar en één ding is een gigantisch struikelblok: het is geen doe-het-zelf materiaal. Het zijn specifieke vervangdisplays voor echte mp3-spelers of andere gadgets. Je kan die dus niet zelf besturen.

Eén manier om dat toch te doen is deze. Ik heb een vierde model gekocht waar dus al een printje aan vast hangt. Een Chinees heeft hier zijn hoofd al over gebroken om uit te maken hoe je er wél een doe-het-zelf model van maakt. Dit is mijn backup, ik wil zeker zijn dat er zeker één model werkt.

Maar de uitdaging blijft toch om de eerste modellen te gebruiken omdat het voordelen heeft. Ik kan de elektronica die ik eraan vastkoppel op één printje houden, en de prijs is veel lager omdat het waardeloos is in de DIY community. Enkel als je dat soort mp3-speler hebt met een kapot scherm, kan je dit gebruiken.

Er zijn verschillende redenen waarom dit onbruikbaar is en één is zeker de connector. Dat is allemaal veel te klein om te solderen en in een mp3-speler gebeurt dat met een robot. Toch denk ik dat het moet lukken en ik was van plan om één printplaatje te maken waar de koperen baantjes zo dicht bij elkaar staan dat je hem kan vast solderen. Dat is de bedoeling van de connector, trouwens. Ook in een echte mp3-speler is ie gesoldeerd.

Maar toen viel me iets op. Deze twee connectors hebben 28 en 30 pinnetjes. Je zou dus maar een klein verschil mogen zien, maar als ik ze tegen elkaar leg, zie je dat het verschil te groot is voor slechts twee pinnetjes.



Onder de microscoop zag ik het: ze zijn dus niet identiek. De ene heeft pinnetjes die 0,65mm uit elkaar staan, bij de tweede is dat 0,70mm. Dat scheelt dus maar 5 honderdsten van een millimeter, maar het maakt dat ze niet passen op dezelfde print.

Om te beginnen heb ik de simpelste gekozen. Op de eerste foto in 't midden staat er eentje met een connector van 15 pinnetjes die 0,65mm uit elkaar liggen. Dat wil dus zeggen dat er 15 banen liggen op minder dan één centimeter. Bij de hobbyïst is dat normaal 4. Vandaar dit ontwerp. Bovenaan zie je doe-het-zelf pinnetjes die je kan solderen, onderaan de mini-versie.

Ook daar was meteen een probleem: de software die ik gebruik om printen te ontwerpen, kan dat niet aan. Het fijnste raster om baantjes te maken is 0,10mm. Je kan dus geen banen op 0,65mm uit elkaar leggen. Als je goed kijkt, zie je hier dan ook dat ik dat niet gedaan heb. Er liggen telkens twee banen op 0,60mm en 0,70mm van elkaar. Op de totale breedte van één centimeter komt dat dus juist uit, maar in feite liggen ze niet even ver uiteen.


Toch zie je hier op het eindresultaat dat ik er bijna boenk oep zit ;)

Let wel: de breedte is slechts één centimeter in het totaal. Dat ik links een beetje verder uitkom, is dan ook het minste van mijn zorgen.
De connector onderaan is machinaal gemaakt, de baantjes daarboven zijn van mij.

Nu nog vastsolderen, dat is ook best een uitdaging !

P.S. de foto's zijn hier tegenwoordig van behoorlijk foute kwaliteit. Dat komt omdat mijn 'goei machien' een gebouw aan 't fotograferen is ;)

Aluminium etsen

Een simpele vraag: kan je aluminium etsen? Uiteraard kan dat, alleen bedoel ik eigenlijk: kan ik dat? Dat wil dus zeggen: zou mijn zuur dat ik gebruik om printplaatjes te etsen ook aluminium oplossen?

Ik wil het gebruiken om geocache tags te maken. Soms zie je aluminium plaatjes met coördinaten of tekst die er met een hamer cijfer per cijfer werd ingeslagen.

Het zou mooi zijn als ik hetzelfde procédé kan gebruiken als met printplaten, dan zou ik tekst kunnen afdrukken op aluminium en het laten oplossen rond de tekst, zodat de tekst nooit vervaagt.
Zoiets als deze foto zou de max zijn :)

De tekst is voor later maar voor nu: gewoon proberen dus! Koper lost op in een kleine tien minuten. Lost aluminium ook op? Zo ja, hoe snel?

Het is een kort filmpje :D

PCB sunday

Een pcb sunday tijdens de week kan ook gewoon hoor. Niet kunnen werken heeft soms ook voordelen.

En er is een grote stap gezet. Ik moet toegeven dat het niet is gegaan zoals gepland, want eigenlijk is er nog veel werk in de kattenkamer/werkkamer eer ik deze kamer ook pcb kamer mag noemen. Maar nood breekt wet en ik heb gewoon nu al de ruimte nodig om printplaatjes te etsen in de nieuwe opstelling.

Vaak was het echt een probleem omdat het etsen in de garage moest gebeuren. Omdat alles nooit van de eerste keer lukte, was dit het stramien: ga eerst naar de garage, vul een grote bak met heet water en plaats de kleine bak met zuur erin. Laat dat opwarmen en kom een half uur later terug. Doe dat dan nog eens opnieuw, zodat de temperatuur van het etszuur hoog genoeg is om ook echt goed te werken. In de winter moest ik drie keer naar daar en die bak met heet water haal ik van de kraan in de wasplaats in de kelder. Dat is een eind lopen met een dom gewicht in de handen. Dat mag ik ook helemaal niet, en telkens wist ik dat 's avonds als ik extra pijnstillers nodig had. Dat was niet het enige, ik moest vele tripjes naar de garage maken omdat niks van de eerste keer lukte. Het etsen zelf deed ik gehurkt voor een plastic bak en dan wachtte ik tien minuten of langer. Er is geen stoel waar je even kan rusten en tien verdiepingen hoger gaan rusten doe je niet, je moet ook de printen in 't oog houden.

Ik ga veel printjes moeten maken de komende dagen, dat heeft alles met Rondje Vlaanderen te maken. Het kan dan ook niet langer op die manier. Daarom is nu dus de nieuwe opstelling in gebruik. Het is een extra bureau met een bidet erop geïnstalleerd, extra waterleiding (warm en koud) en een extra afvoer. Een extra kast onder de lavabo heeft een plastic bak die ik vul met heet water en leegpomp met een pompje op batterijen. Er loopt nog niks automatisch, maar alle elementen zijn er om het al in gebruik te nemen.

En dat lukt dus prima! Omdat alles nogal gauw mislukt, besliste ik twee printjes te maken, elk met 9 stuks van een nieuw ontwerp voor mijn 7-segment potje dat hier al eens stond. Ik heb dan toch beslist om voor Rondje Vlaanderen helemaal opnieuw te beginnen en de oude modellen te laten voor wat het was. Ze waren niet mooi, hadden maar twee digits en de magneetknop moest altijd actief zijn, anders viel het licht uit.

Het nieuwe ontwerp was al lang klaar op het scherm, vandaag dus ook in 't echt. Ik heb er maar drie nodig (één waypoint in elk van de drie gemeentes zal er zo uitzien) maar voor de veiligheid probeerde ik dus twee printjes van 9. Eén printje kan makkelijk helemaal mislukken, dus dan heb je niks. Je kan er ook een hoop verpesten op één print, en dan heb je er te weinig.

Maar het geluk lacht me toe! Ik probeer er dus 18 en ze zijn alle 18 gelukt! Misschien een beetje retoucheren hier en daar, maar het ziet er prima uit. De nieuwe omgeving geeft het hele proces vleugels! En het nieuwe microscoopje heb ik ook veel in gebruik, kijk maar :)

PCB sunday irriteert !

Het wil echt niet meer lukken. Ik zou nu net zoals enkele weken geleden een boel printplaatjes kunnen posten die mislukt zijn, maar dat ga ik je besparen. Het wordt ook redelijk eentoning.

Er zijn twee principiële problemen, en die wil ik allebei aanpakken. Ze staan ook zeker niet los van elkaar.

Het eerste punt is gewoon dat ik te weinig geduld heb. Ik leer elke keer wel weer iets bij tijdens het proces, maar de volgende keer ben ik weer te snel en maak dezelfde fout. En er kan enorm veel fout lopen, zeker als je - zoals dat nu het plan is - zelf ook fotogevoelige printen wil maken.

Probleem één zit in de lengte van de procedure. Dit is hoe ik het nu doe:

1. ik ontwerp de print in FreePCB, een gratis CAD programma voor prinplaten
2. omdat die software niet kan afdrukken, moet ik printscreens nemen van het ontwerp en alles verkleinen tot de verhoudingen kloppen. Ik moet dus enkele keren afdrukken en zien of een chip echt past op het afgedrukte ontwerp (in SMD is dat niet simpel met baantjes die 0.8 mm uit elkaar liggen)
3. ik druk alles 2x af op een transparant
4. ik lijm beide transparanten op elkaar (fijn werk met vergrootglas)
5. ik zaag lege koperen printplaatjes op maat
6. met een spray met fotogevoelige lak maak ik de printjes zelf fotogevoelig (in een donkere kamer)
7. de printjes moeten 30 minuten drogen in een oven op 70° (alles moet helemaal donker zijn, ik moest ook het lichtje van de oven verwijderen)
8. ik plaats de twee transparanten op de print (alles nog steeds in 't donker) en ik belicht de print twee minuten in mijn UV lichtbak 
9. in een NaOH oplossing (wc ontstopper verdund met water) ontwikkel in de print (ik gebruik nu vaak professionele ontwikkelaar, dat is herbruikbaar. Ontstopper werkt niet meer na een uur)
10. in een oplossing van Fe3Cl (geel bijtend zuur), verdund met water en aangelengd met zoutzuur ets ik de print 
11. de resterende fotolak verwijder ik met aceton

Het eerste probleem is dus dat elk van de elf stappen kan mislopen, en je weet dat niet meteen. Je ziet het pas later in het proces dat er drie stappen terug iets misliep. Dat is behoorlijk frustrerend, als het gebeurt na stap 9 moet je ook je printplaat weggooien. De stappen daarvoor kunnen hersteld worden, meestal herbegin ik dan in stap 6 of als het tegenzit soms vroeger.

Stappen 6 en 7 kan je omzeilen door fotogevoelige printplaten te kopen, maar die zijn voor mijn toepassingen te duur. Als ik voor mezelf een 'robuust' ontwerp wil maken, doe ik het wel, maar de plannen zijn nu vaak geocachewaypoints en ik reken er gewoon op dat je die in veelvoud moet maken wegens vandalenstreken of gewoon diefstal.

Een tijd geleden vond ik goedkope fotogevoelige printplaatjes, maar die heb ik niet meer in gebruik. Het resultaat was slechter dan mijn eigen sprayplaatjes en vaak mislukten ze zelfs volledig.


Maar er is een tweede probleem dat alles nog veel lastiger maakt. Alle stappen gebeuren namelijk in verschillende ruimtes omdat sommige dingen gevaarlijk zijn en sommige dingen geen licht verdragen.

• 1 tot 4: bureau
• 5: werkplaats
• 6 en 7: kelder
• 8 en 9: donkere kamer (zo'n echte met een rode lamp ;) )
• 10: kelder
• 11: keuken

Daar komt bij dat ik als voorbereiding voor stap 10 (etsen) eerst naar de kelder moet om mijn zuur in een bak met warm water te plaatsen. Het zuur moet 30-40 graden zijn en dat lukt enkel door het au bain marie op te warmen. Eerst een half uur, dan nog eens warm water verversen.

Dat is dus gewoon allemaal te veel van het goede. Daarom heb ik beslist, in samenspraak met mijn medebewoners (de katten waren ook akkoord) dat het gedeelte in de kelder weg moet. Dat wil zeggen dat de gevaarlijke dingen nu in de werkkamer zullen gebeuren en dat vraagt grondige aanpassingen.

De bak met bijtend zuur moet in een afgesloten kast komen, en er moet een extra wasbak komen. Ik moet de prinptlaatjes kunnen afspoelen, maar als ik dat in de 'goede' wastafel doe, zal die na een tijd geel uitslaan. Ik spreek uit ervaring uit mijn tienerjaren.

En dit is de oplossing. Mijn ventje irriteert zich mateloos aan dit ding dat nog in onze badkamer staat. Net zoals hij, dacht ik als kind dat zo'n bidet een voetbad was om je voeten in te wassen. Wellicht vonden onze mama's toen geen woorden om de lichaamsdelen te beschrijven die proper werden in dit wasbakje. 

In elk geval, als ik dit heb uitgebroken en opnieuw heb aangesloten in de werkkamer, zullen er in de toekomst printplaatjes proper worden in dit bakje :)

PCB sunday

Ik hoop meestal toch op een betere opbrengst dan dit. Toegegeven, ik had dit keer slechts één ontwerpje gepland, dus het was helemaal niet de bedoeling van er een PCB zondag van te maken. Waarom het dan wel zo was, dat zie je hier. Voor de niet-kenners, deze printplaatjes zijn dus allemaal mislukt hè ;-)

Ik moet echt gaan herbekijken hoe ik in het vervolg printen wil maken, want wat ik nu doe werkt gewoon niet. Ik heb een hele plaat verknoeid van 160x200 mm om dit ene ontwerp te maken. Ik koop nu goedkope fotogevoelige printplaatjes bij Conrad. Ze kosten maar de helft van het merkproduct, maar als ik dit soort verliezen mee moet incalculeren, komen de dure printen veel goedkoper uit.

Nu, uiteindelijk zijn er drie van deze gelukt dus laat ik vooral daarom blij zijn :)

Maar als het lukt, ben ik ook heel erg tevreden over het resultaat. De nieuwe macrolens drukt me wel meteen met de neus op de feiten. En in dit geval is dat fijn, want dit is het moeilijkste stuk van het ontwerp.

Men rekent in dit geval met de eenheid 'mils'. Om makkelijk te rekenen, heeft men de afstand tussen twee gaatjes 100 mils genoemd (100 mils = 0.1 inch = 2.54 mm). Je ziet op deze foto vier gaatjes van een connector en de uitdaging is steeds om tussen die gaatjes nog een baantje koper te kunnen leggen. Vroeger deed ik dat nooit, want het lukte toch niet. Ik moest steevast bijwerken met een cuttermes ofwel was de baan weggevreten door het zuur omdat ze te dun was.

Dit verticale baantje is 12 mils dik (dus 0.3 mm), voor de andere baantjes neem ik standaard 15 of 20 (ook het horizontale deel van dat baantje is 15 mils, het wordt dus een beetje dunner tussen de gaten). Maar zoals je ziet, lukt dat perfect zo. Het verbaasd me zelfs dat de vorm nog zo consequent overeenkomt met het ontwerp. Het lastige is meestal dat ze de eilandjes ernaast raken, maar dat is niet meer zo. Ik kan dus met mijn transparanten en mijn lichtbak behoorlijk nauwkeurig werken.




Hier is het minder fijn, want nu zie ik pas hoe onnauwkeurig ik gaatjes boor. Als ik daarmee bezig ben, denk ik altijd dat ik heel fijn werk doe, maar als je dit ziet, lijkt het wel een slagveld. Het is maar een klein boortje (1 mm dik) maar het geeft behoorlijk wat schade aan de koperlaag. Ze komt zelfs helemaal omhoog op deze plaats, hoewel je daar in 't echt dus niks van ziet.

Maar binnenkort gaat ook dat allemaal perfect zijn. Het zal één van de taken worden van mijn nieuwe CNC machine. Hoe ik dat dan moet programmeren, da's een ander paar mouwen. Iets zegt me dat er nog een behoorlijke uitdaging volgt :)

Zondag, PCB dag

Als het telkens vlotter gaat, kunnen we net zo goed de lat wat hoger leggen. Voor dit printplaatje was dat ook zo. Nu is er niet echt veel nieuws in dit ontwerp, ik maakte al iets dat er erg op lijkt om een display, een toetsenbord en servo'tjes te besturen. Maar dit moest een beetje anders omdat er geen servo te besturen valt maar een stappenmotor. Het ding zal ook niet op batterijen werken maar via een adapter op netspanning. Daarom is er rechts zo een groot vlak koper te zien: ik hoop dat het genoeg koeling verzorgt voor een spanningsstabilisator in SMD formaat.


Nu ja, een groot vlak koper is relatief: als het goed is, zou de vorige foto ongeveer ware grootte moeten zijn dus zo groot is het ook niet. Daarom is het dus een uitdaging, dit printje. Alleen, je ziet dat niet want de moeilijkheid zie je niet met het blote oog.

Om te beginnen was ik al blij dat dit nog leesbaar was. Het was namelijk niet bedoeling om het op de print te zien. Ik had de aanduidingen "Vcc" en "gnd" enkel gemaakt om het ontwerp te verduidelijken. Dat je het (met een loep) nog op de print ziet, is meegenomen.

Maar de echte uitdaging zit hier. Omdat ik (voorlopig) geen dubbelzijdige printjes maak, kon ik niet anders dan deze koperbaan tussen twee contactpunten van een connector leggen. Ik heb een gelijkaardig printje al eerder gemaakt en vaak moet ik dan het baantje van de twee contactpunten lossnijden met een breekmes als het proces beëindigd is.

Ik heb het baantje in de rode cirkel wat versmald tot 0.3mm. Zo blijft er langs beide kanten 0.2mm over om de contactpunten niet te raken. En wonder boven wonder, dat lukte dus heel goed. De truuk zit hem in het op elkaar lijmen van de twee transparanten die ik uit de laserprinter haal. Die moet je exact op elkaar leggen en dat doe ik nu onder een loep. Dan krijg je dus dit:

Als je het ontwerp ziet, denk je misschien dat het uiteindelijk resultaat wat wazig is, maar hou er rekening mee dat dit allemaal millimeterwerk is op deze schaal.

Tienden-van-een-millimeter-werk dus eigenlijk ;-)

My Useless Box

Wat doe je zoal als je weer verplicht thuis moet zitten? Niks nuttigs dus. En dit is het meest nutteloze dat ik kon doen. Een tijdje geleden zag ik een Youtube filmpje van een useless box en ik moest er enorm om lachen. Daarom dus mijn poging om er ook eentje te maken.

ook op Mancave

Voor de duidelijkheid: het heeft absoluut geen zin, dit toestel. Kom dus niet vragen waar het voor dient. Waarom maak ik het dan? Omdat het hilarisch nutteloos is :D

Bandwerk

Tot nu toe was het dus een beetje sukkelen. Er zijn zoveel manieren om printjes te maken dat ik nog steeds niet weet wat nu het beste is. Er is trouwens nog steeds één manier die ik niet heb geprobeerd. Het is de 100% Chinese manier: je hebt er een rol fotogevoelige film voor nodig die je op de goedkope printjes uit hetzelfde land moet strijken. Ja, strijken dus, met een strijkijzer zonder stoom. Ik heb het nog nooit geprobeerd maar de reacties die ik al las op enkele fora zijn erg positief. Chinezen vinden altijd een manier om iets goedkoper te doen, en dit keer is het misschien zelfs beter. Ik heb trouwens alles klaarliggen om het te proberen, alleen moet de afdruk op de transparant negatief zijn. Dus de transparanten die ik al afdrukte zijn waardeloos en daarom blijft het voorlopig links liggen. Het gaat trouwens veel toner kosten, want er zullen grote zwarte vlakken op de afdruk ontstaan. Misschien is dat het addertje onder 't gras in de prijsberekening.

Maar nu dus de andere manieren. De bovenste print met 6 lay-outs is de meest betrouwbare manier. Ze is ook de duurste omdat er kant-en-klare fotogevoelige printen worden gebruikt. Nu valt dat wel mee als je zes lay-outs op één afdruk krijgt. Maar deze wou ik zeker goed hebben, want ze zijn niet voor mij.

De ondersten dus wel, en daar blijft het toch wat aanmodderen. Ik zal van de vijf printjes die er liggen misschien de helft van de lay-outs kunnen gebruiken. Dan nog is het goedkoper, maar de vraag blijft of het die extra moeite waard is. Er komen immers extra stappen aan te pas met fotogevoelige lak in een spray en ook een heteluchtoven heb ik van doen. Die mocht trouwens geen intern lichtje hebben, want dat zou de print meteen belichten terwijl ze een half uur in de oven ligt. Gelukkig heb ik een microgolfoven met hetelucht op overschot en een lichtje kapot doen is niet moeilijk. Uiteraard gaan we die oven niet meer voor andere doeleinden gebruiken. Hij staat veilig in de garage zodat niemand ooit per ongeluk een pizza in de verkeerde oven opwarmt.

Maar dit zijn ze dus: de opbrengst van een middagje tussen de zuren. En ja het zijn allemaal geocachewaypoints ;-)

Flood and suck

Nee ik kan daar echt niks aan doen. De methode die ik nu heb aangeleerd om SMD microcontrollers te solderen heet echt zo :-)

Het hoeft niet altijd per se kleiner en kleiner te worden, want de printjes waren al heel klein. Maar je hebt nu eenmaal veel meer keuze in chips die nog kleiner zijn dan wat ik tot nu toe zelf kon solderen. Vanaf dit punt zijn ze zo klein dat ik ze niet meer op de normale manier kan solderen, vandaar dat ik wat opzoekwerk op YouTube deed over deze methode.

Maar nu ik het onder de knie heb, kan ik alleen maar blij zijn. De Atmega8 microcontroller heeft 32 pinnetjes, en die soldeer ik nu op een minuutje of twee helemaal vast. Hoe het echt moet zie je vooral de laatste seconden van het filmpje. Let wel, de pinnetjes staan maar 0.8mm uit elkaar dus de breedte van de chip is maar een halve centimeter. Negeer ook even de slechte kwaliteit van de print, dit is alleen een testprintje. Eens ik "in productie" ga, zullen ze veel mooier zijn ;-)

Blijven oefenen

Het is een beetje vreemd toch deze keer. Een nieuw ontwerp wou ik eerst één keer als test om daarna een printplaat met 12 stuks "in productie" te nemen. Het gaat opnieuw over een display en een chip die coördinaten moet tonen op de display. De display is nu 4 cijfers breed in plaats van de 2 die ik eerder in dit potje voor glucosestrips had gefriemeld.

Maar het liep dus mis. Het liep zelfs keer na keer mis. Ik wil eerst één ontwerp solderen om te zien of alles wel werkt voor ik twaalf stuks ga maken. Eerst zat ik dan ook met het idee dat ik enkel één ontwerp moest hebben, maar voor de veiligheid maak je er toch best twee. Printplaten maken is nog altijd een delicaat werkje en vaak komt het niet goed. En zeker niet met dit ontwerp. Er zitten maar liefst 8 koperbaantjes tussen de aansluitingen van de chip. Vroeger kon ik op die afstand met moeite drie banen etsen, nu ligt de lat dus veel hoger.

Uiteindelijk is dit toch één exemplaar van de drie die bekwaam zijn. In totaal heb ik er veertien geprobeerd, en buiten die drie waren ze allemaal mislukt. Geef toe dat dit op een beetje "ruis" na een pareltje is. Ik heb zelfs een goede font gevonden die je ook kan lezen deze keer ;-)

Maar dit was een lucky shot en de rest was dus slecht. Deze print is dan nog de mooiste van de pogingen. Dat het niet lukt is best raar, want ik doe helemaal niks anders dan de vorige keer. De eerste poging was met printplaten van een ander merk, en meteen gaf ik dat de schuld. Maar ook op mijn goedkope manier, dat zijn Chinese printplaten die ik zelf een fotogevoelige laag geef met een spray, was het resultaat slecht.


Ik begon dan ook te twijfelen aan mijn origineel ontwerp, want het lijkt alsof steeds de bovenkant van de print slecht is en onderaan is ie soms bruikbaar. Ik dacht dus aan de nieuwe laserprinter die misschien niet zwart genoeg afdrukt. Alleen, je kan dat dus helemaal niet zien omdat alles veel te klein is. Je kan ook geen foto nemen van een transparant want dat is niet duidelijk genoeg.

Dan heb ik toch deze foto kunnen nemen met de iPhone, die maakt zich minder zorgen over focussen op korte afstand. En tegen de avondzon zag ik dus wel dat het zwart is. Ik kan nergens door die baantjes kijken, dus ook het UV licht uit de belichtingsbak zal er dus niet doorkunnen.

Hoe het dan wel misliep weet ik niet zeker, ik gok op een slechte verdeling van die spray op de printplaat. Je moet die laag aanbrengen en dan een half uur in de oven laten drogen. Toevallig zal daar twee keer iets fout zijn gelopen.

Maar we blijven proberen..

Doe-het-zelf

Dat viel dus enorm goed mee, ik kan de printplaten die ik zelf maak nu zo scherp ontwikkelen dat de nieuwe generatie microchips ook in het gamma van de keuzemogelijkheden zit. Dat is fijn omdat alles dus veel kleiner kan, en het is fijn omdat massaproductie van die dingen maakt dat ze in prijs nu vaak erg voordelig uitkomen.

Alleen is er één ding dat steekt in het verhaal. In het filmpje van de printplaat die ik zelf maak is er één stadium niet echt DIY, en dat is de fotogevoelige printplaat. Die koop je dus zo in de winkel of online, en die zijn behoorlijk duur. Alles is relatief hoor, maar als in het ontwerp van mijn geocache potje dat hier gisteren stond blijkt dat de printplaat het duurste onderdeel is, dan is dat een beetje jammer.

Zoals altijd kan dat veel goedkoper. Ik ken het nog van vroeger, het kan tot 5x goedkoper. Je kan de printplaat en de fotogevoelige laag apart aankopen. Ik had een tijd geleden al 10 printplaten in China gekocht zonder fotogevoelige laag, en deze week werd ook de spray met fotogevoelige laag geleverd.

De eerste resultaten zijn helaas slecht. Ook hier weet ik van vroeger dat ik er nooit behoorlijk in geslaagd ben om printplaten zelf fotogevoelig te maken. En zeker niet in dit geval, nu alles nog dichter bij elkaar moet liggen op de afdruk.

Nu ja, ik moet meteen toegeven dat het er behoorlijk mislukt uit ziet, maar toch is het potentieel daar om alles in orde te krijgen.






Eerst en vooral ligt er te veel stof op de plaat. Er zitten zwarte puntjes tussen de banen en sommige banen zijn zelfs onderbroken door stofdeeltjes. Da's het risico als je zo'n resolutie wilt proberen natuurlijk.

Maar het belangrijkste is wel dat ik niet de goede verhouding heb gevonden tussen belichtingstijd en ontwikkelingstijd. Deze print is onderbelicht, en dan krijg je dus banen die elkaar raken zoals op de foto (tussen tweede en derde gaatje bovenaan).







Op de andere plaat lukte dat dan weer wel, zoals je ziet is de baan hier wel los van de twee gaatjes die ernaast liggen, maar dit is overbelicht. De laag komt helemaal los en als ik dit zou etsen, zouden vele banen gewoon niet geleiden.




De truuk zal zijn om ergens de gulden middenweg te vinden, maar dat is niet makkelijk. Elke print die ik probeer heeft immers een laag die niet egaal verspreid is omdat ik het zelf met een spuitbus erop spuit.

Blijven oefenen, zeker...






UPDATE

Ik heb de pagina maar net geschreven en ze is verouderd ;-)

Het is nu dus wel gelukt, op een print van 12 stuks zijn de meesten (OK, met een beetje hulp van een breekmes) gelukt. Ik zal wellicht niet de hoogste nauwkeurigheid halen die ik met de kant-en-klare platen haal, maar dit is behoorlijk goed. Als je weet dat de hoogte van de font van mijn bijnaam 0.9 mm is, moet je toegeven dat het behoorlijk goed is. In real life is dit plaatje zo groot als een stuk van 5 cent, remember?

bibi is tevreden :-)

Printplaten zelf maken

Hoogmoedig? Nee hoor, helemaal niet. Het petieterig kleine ontwerpje maal acht op een vel papier... daarna op een transparant. Als je die in twee knipt, hou je er twee keer vier over. Ik hoef niet naar het copycenter te gaan om er een echte super zwarte transparant van te maken. Twee identieke afdrukken uit de laserprinter kan je op elkaar leggen en vastkleven met wat plakband. Het resultaat is wonderbaarlijk!

Ik heb er 5 geprobeerd, en er zijn er meteen 3 gelukt. De belichting van 2 minuten is ideaal. De juiste concentraties van de ontwikkelaar en het etsbad heb ik uitgeprobeerd. Met een temperatuur van 40 graden in het etsbad duurt het etsen slechts 8 minuten.

Ik ben super super super tevreden dat dit zo vlot lukt. Er gaat een wereld voor me open als ik zelf SMD electronica kan maken.

En dat ik het kan, dat is natuurlijk gedocumenteerd ;-)

Klein, kleiner, kleinst

Nu ja, kleinst is het zeker en vast niet hoor. Maar ik denk wel dat wat ik nu van plan ben het kleinste is wat ik kan maken zonder dat het geld kost om printplaten te laten maken. Dan ben je al snel een goeie 100€ kwijt en nu moet het toch net de bedoeling zijn dat dit zo goedkoop mogelijk wordt.

Niet dat ik plots extreem gierig ben geworden, maar als ik een geocache ga leggen waar elektronica aan te pas komt, moet je er gewoon vanuit gaan dat die ooit vernield wordt of dat er onderdelen gestolen worden. Het enige middel dat ik dan heb is zorgen dat er dan verloren moeite is en zo weinig mogelijk verloren budget.

Daarom besliste ik een tijd geleden dat ik zelf opnieuw prinplaten wilde gaan maken. Vreemd genoeg heb ik deze fles daar voor nodig. Niet omdat er iets niet verstopt zit dat het proces zou belemmeren, ik heb natriumhydroxide (NaOH) nodig om de fotografische afdruk te ontwikkelen net zoals bij een klassieke foto. Ontstopper bevat 10% van dat spul.

De belichtingsbak is nog één stap in het best wel ingewikkelde procédé. Ik heb trouwens ook een zakje Fe3Cl in huis, dus ik moet erg gaan opletten wat ik nu doe. Mijn kleding is me nu dierbaarder dan toen ik 15 was ;)



Vandaag deed ik stap één. Dat is het ontwerp natuurlijk. Ik heb gratis software gevonden die net doet wat moet en niet meer dan dat. Dit was het resultaat van mijn allereerste ontwerp.


Ik heb nu dus meteen de lat twee keer hoger liggen dan 25 jaar geleden. Dit is een ontwerp dat een SMD chip zal bevatten en net dat maakt het een super leuke uitdaging.

Ik heb er meteen 8 gemaakt op één afdruk en om de echte grootte in te schatten ligt er een stuk van 5 cent op de laatste. Zo klein zal de printplaat dus echt worden. De diameter moet 2 centimeter zijn, zo past het ontwerp inclusief minibatterij net in een potje van glucosestrips.

Het is nog maar de vraag of ik het procédé zo goed onder de knie krijg dat deze fijne lijntjes op het blad papier ook echte koperbaantjes worden op een printplaat. Die liggen nu dus twee keer zo dicht bij elkaar dan toen ik jong was. Toen kwam SMD net in the picture, maar geen doe-het-zelver haalde het in zijn hoofd om hier zelf aan te beginnen.

Nu doet deze dat dus wel. Ik ben immers ouder en wijzer, heb nu meer oog voor detail en veel meer geduld dan vroeger. Ofwel ben ik gewoon hoogmoedig, dat kan ook :)

UV belichtingsbak

De volgende stap die ik wou zetten is om opnieuw zelf printplaten te gaan maken. Ik herinner me uit mijn nog jongere jaren dat het toen heel veel fun was. Maar nu is er ook een extra factor die meespeelt. SMD componentjes kwamen maar net op toen ik eind jaren '80 bezig was met electronica. Nu zijn ze echt wel aanwezig en ik zou er graag meer uithalen dan wat ik nu kan.

Ik ben immers beperkt tot het kopen van zogenaamde adapter printplaatjes. De kleine SMD componenten kan ik nu enkel op een voorgedrukte print solderen, en dan die print mee integreren in een project. Het zou natuurlijk veel fijner zijn moest ik dat opnieuw zelf kunnen maken, zoals ik dat vroeger deed. Nu, dat klopt niet helemaal want vroeger deed ik dat nooit. Ik maakte enkel printplaten met grote componenten, dat was trouwens al moeilijk genoeg. Nu zal het dus nog twee keer moeilijker worden. De verbindingen liggen immers twee keer dichter bij elkaar dan vroeger.

De eerste uitdaging is dan zeker om een goede belichtingsbak te hebben. Uiteraard maak ik die zelf. Daarvoor heb ik deze oude flatbed scanner gesloopt en er twee UV buislampjes in gemonteerd.

Het meest cruciale bij de belichting is de afstand tot de printplaat en de belichtingstijd. De afstand heb ik nu gegokt op 3 à 4 cm. Ik ken deze lampen niet, dus dat wordt afwachten.


Maar de tijd zal ik goed kunnen regelen omdat ik uiteraard een microcontroller heb voorzien. Dit was het ideale moment om mijn nieuwe één dollar Arduino principe echt uit te testen. Dat is heel erg goed gelukt, alleen was het wel wringen om in het 2kB geheugen van deze Attiny 2313 de hele logica te stoppen die de display, de twee IR-sensoren, de originele power LED, de relaykaart en een kleine SMD buzzer bestuurt.


Het leuke aan deze simpele microcontroller is dat hij gewoon zonder extra externe electronica kan werken. Je hebt geen kristal nodig als timing niet heel belangrijk is. Dat is het niet in mijn geval, de seconden zullen best nauwkeurig genoeg zijn met de interne oscillator van de microcontroller zelf. Ik hoef echt geen atoomklok precisie om 2 minuutjes belichting af te tellen.

Met deze kabel kan ik trouwens de belichtingsbak programmeren terwijl de chip gemonteerd is. Dat is wel handig aangezien ik los vergeten ben om een IC voet in huis te halen, en de chip dus maar meteen op de print heb gesoldeerd.




In plaats van twee knopjes te voorzien om de tijd mee in te stellen, heb ik deze twee infrarood sensoren onder de glazen plaat van de scanner geplaatst. Je kan gewoon op de plaat drukken met je vinger om de sensoren te activeren. Als er op een afstand van ongeveer één centimeter licht weerkaatst wordt, zal de microcontroller weten dat er daar een vinger hangt. Het kan ook het deksel zijn, want meteen is een volgend stuk van de puzzel opgelost. Als je het deksel sluit, zullen beide sensoren geactiveerd worden. Daarvoor moest ik wel een etiket kleven op de zwarte onderkant van het deksel. Het witte papier weerkaatst de infrarood stralen zeer goed, en als dat gebeurt weet de slimmerik dat ie de het relay mag activeren waardoor de lamp zal branden en de tijd zal aftellen tot 0:00.

En natuurlijk zijn daar beelden van:

Fe3Cl

Deze zak met korrels heeft me behoorlijk wat troubles bezorgd in mijn jonge jeugdjaren. Ijzer (III) Chloride is een etsmiddel dat gebruikt wordt om koper op te lossen. Het laatste deel van een ingewikkeld procédé vergde heel wat aandacht en precisie van de hobbyïst. Laat dat nu net niet één van mij kwaliteiten zijn. 

Pas op, ik spreek van de leeftijd van 15 à 16 jaar hè. Ik sta versteld van welke precisie en geduld ik blijkbaar nu wel kan hebben als het op diezelfde hobby aankomt. Er werd al behoorlijk gelachen met het beeld van bibi die aan een werktafel zit met een leesbril op de neus terwijl ik door een loep kijk en een object met fijne attributen en veel geduld behandel. Het moet enorm vloeken met wat men van mij gewoon is.

Maar toen was het dus nog anders. Het bijtend zuur is op zich niet zo heel erg gevaarlijk, want je kon het gewoon kopen in de electronicashop. Aanlengen met water en je krijgt een donkerbruine vloeistof die koper wegvreet op een printplaat. De stappen die voorafgegaan waren in het procédé hadden ervoor gezorgd dat er een fotografisch beeld op de koperplaat lag. Het beeld werd door het etsmiddel weggevreten op de plaatsen die nuttig waren in mijn ontwerp. Hetgeen dan overbleef, was een printplaat met koperbanen die elektronische componenten verbinden mits wat boor- en soldeerwerk.

Dat was dus allemaal heel erg spannend, ware het niet dat ik nogal onbezonnen omging met het zuur. Het was ook niet zo belangrijk, want je kan je handen gewoon in het zuur houden zonder dat je daar echt last van hebt. Als je wondjes hebt zou je het wel geweten hebben, maar anders was er weinig bezwaar tegen het product. Alleen, het minste spatje dat van het zuur op je kleding terechtkwam, bleef onverbiddelijk een donkergele vlek. Als de concentratie hoog was, verdween de stof zelfs helemaal na een tijdje. Resultaat was dan een gat in de kleding met rondom een gele vlek.

Je kon dat dus nooit camoufleren, en je kon tegen de mama ook niet zeggen dat je ergens aan was blijven hangen met je trui. Het patroon was inmiddels bekend en de mama wist waar ik mee bezig was. Ze had eerder al gevloekt toen de tapis plein in de slaapkamer ook alsmaar meer gele vlekken ging vertonen. Het maakte niet uit welk poetsmiddel werd geprobeerd om de vlekken te lijf te gaan. Voor zover ik me herinner waren er altijd gele vlekken in de vloerbekleding van mijn kamer tijdens mijn jeugd nadat ik met de hobby begonnen was.

Nu zijn er dus opnieuw plannen. Maar deze keer wordt het anders. Ik ga me beter voorbereiden en de etsbak zal nu hightech zijn, zodat ongelukjes onmogelijk worden. Alleen daarom zou je beginnen met deze hobby. Printplaten maken, ik heb er alleen mooie herinneringen aan.

Mijn ma niet ;-)

SMD solderen

Dat ik het nog kan, dat had ik al een tijdje door. Maar de nieuwe technieken zijn best wel moeilijker. Er komt ook heel wat meer aan te pas dan een soldeerbout en wat soldeersel. Het plan was dan ook om zelf Arduino's in elkaar te solderen.

Gelukkig was ook dat allemaal in stock in Chinese winkels. Eventjes geduld moest ik hebben, maar vandaag is de eerste microcontroler in SMD formaat op een printplaat gesoldeerd. Dat het dus ook lukt zonder een geautomatiseerde robot, dat heb ik gemerkt. Alleen de afwerking is minder mooi, de soldeerpunten zijn zo klein dat je het niet ziet. De loep gebruik ik om de klus te klaren en een telelens op het fototoestel om te controleren of het echt goed is. Kortsluitingen kan je niet zien met het blote oog. Dit was de eerste van 20 printplaten en hij lukte meteen.

Als ze alle 20 lukken, heb ik dus 20 Arduino's zelf gesoldeerd. Misschien komen er nog enkele kleine componentjes bij, maar op het eerste gezicht is dit een werkende basis die bijvoorbeeld een geocache kan besturen. En vooral: als vandalen een Arduino vernielen is dat pijnlijk voor de portemonee. Dit ding kost maar enkele dollars en daar lig ik niet van wakker :-)

Arduino DIY

Do it yourself wil dat zeggen hè. En dat ben ik nu van plan. De Chinese websites hebben al wel goedkopere versies van de Arduino, maar ik moest weten: how low can you go?

Voor de duidelijkheid: rechts zie je de originele versie. Met het risico om nu veel geld uitgegeven te hebben zonder dat er iets werkt, komt hopelijk het verlossend "eureka" als ik de dingen die volgen aan de praat krijg.

Ik heb namelijk 20 DIY style Arduino's besteld. Alleen 20 printplaten en 20 processoren. Geen extra componenten, geen connectoren en geen toebehoren voor de communicatie met een PC. Dat heb je namelijk allemaal maar één keer nodig, en vanaf dan kan je weg met dit basis Arduino pakketje. Maar ik moet ze natuurlijk nog zelf in elkaar solderen en de microcontroller moet geprogrammeerd worden met een "bootloader" om er een Arduino van te maken. Het wil gewoon zeggen dat ik een beetje werk heb, zowel qua elektronica als programmatie. Dat tweede lukt zeker, het eerste is afwachten.

De microchip is namelijk in SMD formaat, dat wil zeggen dat de verbindingen 2 keer zo dicht bij elkaar staan dan wat een normale electronicus gewoon is. Het is dan ook normaal de bedoeling om dit machinaal te solderen. Ik heb er goede moed op dat het manueel ook lukt.

Dan zal ik op 2.63€ per stuk uitkomen, terwijl de echte 25€ kost. De printplaten werden al geleverd, de chips volgen nog. Als het niet lukt, verlies ik een bedrag ter waarde van 2 Arduino's. Als het lukt win ik er 20.

I like those odds :-)