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手把手教你制作一台开源PCB打印机
发布时间:2015-02-03
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手把手教你制作一台开源PCB打印机
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自从很多人开始选择互联网观看和下载电影和电视节目,一度昂贵的蓝光播放机的价格就开始大幅下跌。但是,您知道吗,除了扫描光盘然后播放高清电影的数据,蓝光播放机的拾音器(pickup)实际上还有您想象不到的强大功能。

这其中就包括在Diyouware的DiyouPCB开源PCB打印机中的应用。使用蓝光拾音器,DiyouPCB的开发者创造了制作光敏干膜的一种方法,光敏干膜是在打印PCB时常用的材料。这种使用很方便的膜能够附着在热铜板上,而且其价格低于20美元一平方米,用于印刷小型电路板非常经济实惠。

经过对蓝光拾音器(其正式名称为东芝PHR-803T)的逆向工程,Diyouware团队将其整个系统,包括其多个多个组件如自动对焦、激光振荡器等都移植到他们PCB打印机的设计中。

“在第一次测试中,我们用从蓝光拾音器上拆下来的激光二极管取代我们CNC路由上的Dremmel。”该团队在博客中说。“这些激光二极管发的光接近紫外波段,但我们对他们是否足以致敏干膜还是有疑虑的。我们做了一些测试,它还是有效果的。激光开始在膜上“画”了起来,但还是非常粗糙,可能是因为它发射的能量太大,或者缺乏焦点。”

  PHR-803T

  拆开后的PHR-803T

在确定这个问题后,他们不得不继续改进激光器的功能,开发团队其实对于蓝光拾音器自身的运行原理和如何能够更好地将其功能融入他们的PCB打印机设计中去并不太清楚。而且在尝试着与东芝公司进行沟通又失败了之后,凭着有限的技术信息,他们的结论是,蓝光拾音器的运行原理与一个标准的CD激光拾音器类似,开发团队于是根据已知的东西进行修改,使达到自己预期的功能。

“对于我们而言,我们只需要开启激光器,操作它的能量并将其正确聚焦在PCB上。”该团队表示。“PHR-803T具有一个0.5节距的FPC连接器并带45个引脚。仅仅连接做到与连接器正确连接就费了我们一段时间。最后,我们设计了一个特殊的接口板可以轻松地“嗅到”信号。”

当他们搞定这个PHR-803T之后,开发团队就设计了一个电路使用户能够控制激光。具体来说,用户能够开启和关闭激光、控制强度、移动焦点,读取光电二极管信号,并能够进行自动对焦。

  第一个拾音器驱动原型

为了测试他们的电路和验证自己的设计功能,开发团队用拾音器代替挤出机安装在了一台RepRap3D打印机上。他们把一块覆盖了干膜的PCB放在打印床上,并进行了一些测试。结果证明,这个想法可以是可行的,虽然还需要一些更多的改进。

当激光的功能调试好后,就进入准备机械零件的阶段了。该团队使用了常见的Arduino来驱动整个系统,其它机械系统也不存在障碍。

“我们认为这台打印机将基于一个简单的直角坐标机械装置,有两个轴可驱动拾音器在X/Y平面上移动。”开发团队补充到。“我们并不在意打印区域的大小,因为我们的步进电机有足够的动力。无论打印区域大还是小都没什么区别,最后我们选择了210毫米×170毫米的区域。当然我们从没制造过那么大的PCB板,但说不定什么时候你会需要它呢?

经过一些额外的测试和校正一些问题(包括打印线路的形状和质量、振动和材料等),该团队最终将PCB打印机设计制造了出来。

“我们用这台打印机制造的第一块电路板是它自己的拾音器的驱动PCB。”开发团队说。“我们想证明,PCB打印机可以打印自己的电子器件。再次进行自我复制。”

  拾音器驱动PCB

这是一个开放源代码的设计,Diyouware团队已经释放了所有必需的文件和信息,包括对器件进行编程的必要固件,供任何有兴趣的人参考、打造自己的DiyouPCB打印机。

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