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martes, 4 de abril de 2017

Tutorial Electrónica Básica. Cap 24. INSOLADORA CON SCANER USADO Y TIRAS LED UV















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ÍNDICE

1. Vamos a construir una insoladora. 
2. La mejor caja: Un scanner de segunda mano
3. ¿Qué tipo de luminaria elegir? Mi elección: La tira de LEDs
4. Características de la tira de LEDs: Tensión, intensidad, potencia, ángulo...
5. La problemática de la caída de tensión en las tiras LED
6. Prestaciones/Ficha técnica de esta insoladora
7. Lista de materiales para hacer la insoladora
8. Montaje
      8.1. Vaciar el escáner de elementos inútiles
      8.2. Poner y conectar las tiras de LEDs
      8.3. La fuente de alimentación
9. Prueba de la insoladora con un fotolito real
10. Próximo vídeo: Hacer un circuito impreso con insoladora
11. El vídeo
12. Otros vídeos que pueden interesarte
13. Toda mi colección de vídeos de Youtube




1. Vamos a construir una insoladora

Una insoladora es un dispositivo que sirve para hacer circuitos impresos.

Hay varias formas de hacer un circuito impreso al alcance del aficionado... o no tan aficionado. Vimos las dos primeras formas en este mismo tutorial, en el capítulo 15:

- Método (I), del circuito pre-impreso
- Método (II), el rotulador permanente.

Quedan, pues, dos formas, precisamente las dos mejores:

- El método (III), del planchado
- El método (IV), de la insoladora

Nos saltaremos, de momento, el método del planchado e iremos al método de la insoladora, que de los dos, es con diferencia el mejor.

Está claro que antes de usar una insoladora habrá que disponer de una. 
Se puede comprar, si, pero,... ¿No somos electrónicos y un poco manitas? 
Mejor nos la hacemos nosotros mismos, funcionará perfectamente y nos ahorraremos un buen dinero (no son precisamente baratas) y con la satisfacción del "Hágalo Ud. mismo".

El tema insoladora dará para dos vídeos: Este primero, en donde veremos las distintas opciones en cuanto a los materiales para hacerla, y el montaje propiamente dicho, así como una prueba real haciendo un PCB para asegurarnos de que realmente funciona.

Y un segundo vídeo, en donde haremos un circuito real y práctico, de principio a fin, sin "olvidar" ningún paso. Y ese vídeo sería un capítulo más en este tutorial con el título:

"Elaboración de circuitos impresos (IV): Método de la insoladora"


Fig 1. Fotolito

El cometido de una insoladora, básicamente, consiste en impresionar con luz ultravioleta un PCB virgen. Entre esa luz ultravioleta y el PCB virgen se interpone "el fotolito", Fig.1, que es el diseño de las pistas impresas en un papel transparente (acetato, papel vegetal o poliester).




El PCB para usar con insoladora no es del tipo común. Es específico para insoladora ya que encima de la capa de cobre contiene un recubrimiento sensible a la luz ultravioleta. Sólo las partes no cubiertas por el fotolito se impresionarán. Después, el PCB se revela con un sencillo procedimiento y a continuación se somete a la acción de los ácidos en la misma forma en que se haría para cualquiera de los otros métodos.

Acerca del recubrimiento fotosensible del PCB destinado a insoladora, debo decir dos cosas: 

1) PCB los hay positivos y negativos. El PCB "positivo" es el más usado, y es el que normalmente adoptaré. "Positivo" quiere decir que el PCB final tendrá las pistas iguales que el fotolito. Las zonas del PCB alcanzadas por la luz se desprenderán del esmalte fotosensible en el proceso de revelado, mientras que en las zonas a salvo de la luz permanecerá el esmalte. El PCB "Negativo" es al revés que el positivo. Las zonas que reciban luz permanecerán con el esmalte, y las zonas no alcanzadas por la luz verán desaparecer el esmalte en el proceso de revelado.

2) También adelanto que ese recubrimiento fotosensible puede venir de fábrica o lo podemos aplicar nosotros, con un spray, en un PCB convencional. 
Al principio, con nuestros primeros PCB con insoladora, será más cómodo y seguro usar placas con recubrimiento de fábrica, pero más adelante veremos que puede ser conveniente tener uno de esos sprays.

El método de la insoladora, siendo accesible para el gran público, ya que no es caro ni complicado, permite excelentes acabados, de nivel profesional.



2. La mejor caja: Un scanner de segunda mano

Una insoladora siempre está basada en una caja, en la cual se disponen:

- Las luces ultravioleta
- Una pequeña fuente de alimentación para esas luces
- Un cristal para poner el fotolito y el PCB
- Una tapa para sujetar el PCB contra el cristal

Normalmente, la caja se hace con maderas, a la medida, otras veces se aprovechan cajas ya hechas, como cajas de puros, cajas del chino, y hasta cajas de cartón.

Pero hay una opción que considero estupenda: Un escáner usado, incluso uno que no funcione (Fig.2). Se pueden encontrar en tiendas de segunda mano a precios tan económicos como cinco euros.


Fig 2. Escáner usado, no importa que no funcione. Excelente opción como caja para la insoladora. Ya lleva el cristal...

Con esto, ya tenemos mucho trabajo hecho. Tenemos:

- La caja

- Podemos aprovechar la fuente de alimentación del propio escáner, o al menos algunos de sus componentes como por ejemplo, la entrada de corriente.

- Lo mejor: El cristal, ya en su sitio. Nos ahorramos una visita al cristalero o tener que cortarlo nosotros mismos para lo cual nos harían falta herramientas específicas.

- La tapa del escáner también servirá para afirmar el PCB contra el cristal.

- Y por qué no: El acabado es estupendo.


3. ¿Qué tipo de luminaria elegir? Mi elección: La tira de LEDs

¿Qué tipo de fuente luminosa vamos a usar para producir luz ultravioleta?

También aquí las opciones son varias.

Tenemos los típicos tubos actínicos, y tambien las lámparas de luz negra que emiten en ultravioleta. Funcionan bien, pero tienen una vida más corta que la tecnología LED, y estas lámparas son más caras que los LED.

En esta ocasión, para la insoladora, me inclino claramente por la tecnología LED, que trabaja a tensiones más amigables, un bajo consumo y tienen una esperanza de vida mucho mayor.

A su vez, en LED, tenemos dos opciones:

El LED con encapsulado común, ver figura 3. Hay bastante gente que dice estar encantada con su insoladora hecha con este tipo de LEDs, y no lo pongo en duda, pero a este tipo de LED le veo algunos inconvenientes y me genera algunas dudas. Son tres las pegas que le veo:


Fig 3. LED UVA con encapsulado común

Uno: Necesitan de un circuito impreso, y bastante grande. Tan grande como el más grande de los PCB que tengamos pensado hacer con la insoladora.

Dos: A menos que vayamos a hacer circuitos minúsculos y nos conformemos con una micro-insoladora, el número de LED a utilizar sube fácilmente a más de 100, dispuestos en una matriz cuadrada o rectangular, bastante próximos entre sí, y no es difícil llegar a doscientos LED si quieres hacer PCBs de un tamaño apreciable. Esto supone un trabajo de soldadura que puede llegar a ser pesado.

Tres: Lo peor de todo. Estos LED emiten la luz en forma de haz con un ángulo de sólo 10º, a lo sumo 20º. Un haz bastante estrecho. Esto significa que tendremos que disponer los LED con una separación entre sí muy estudiada. También es de suma importancia la distancia entre los LED y el PCB que vayamos a insolar. Es decir, la distancia entre los LED y el cristal sobre el que pondremos el fotolito y el PCB, en otras palabras: La altura de la insoladora.


Fig 4. Apertura del haz de luz de los LEDs convencionales, sólo 20º


En el gráfico de arriba, fig.4, vemos como hay zonas sin luz, incluso disponiendo los LED muy próximos entre sí. Si ponemos el PCB demasiado cerca de los LED, esas zonas de sombra arruinarán nuestro PCB.

Pero si ponemos el PCB demasiado lejos de los LED, también nos exponemos 
a perder el PCB, pues habrá zonas iluminadas por un solo LED, y otras zonas más iluminadas por la superposición de dos o tres LEDs

En definitiva: Estos LED exigen un diseño muy cuidadoso de la insoladora, y también necesitan de mucho más trabajo para montarla.

Estos inconvenientes desaparecen con la TIRA DE LEDS ULTRAVIOLETA:


Fig 5. Tiras de LEDs ultravioleta

Uno: No necesitan circuito impreso, ni grande ni pequeño. Ninguno. Son LED tipo SMD y ya van montados en una tira flexible. Estas tiras, simplemente se sujetarán al fondo del escáner (o de la caja elegida) con el adhesivo que las propias tiras de LED llevan.

Dos: Lógicamente, nos ahorramos el largo proceso de soldar decenas o cientos de terminales. La tira de LED no necesita soldaduras (aunque se pueden cortar y volver a unirlas soldándolas). Las conexiones ya vienen hechas en la propia tira. A lo sumo, conectaremos con cables las distintas tiras que podamos cortar (Las tiras de LED se pueden cortar a la medida para disponerlas en la forma que deseemos, y después, se pueden conectar entre sí con dos cables).

Tres: El ángulo con que emiten las tiras de LED es mucho más amplio: Unos 120º, lo que suponen unos 60º a cada lado respecto de la vertical. Esto tiene varias consecuencias muy favorables: Primero, podremos acercar mucho más el PCB a los LED, y por tanto usar como caja un escáner y hacer una insoladora más baja, mas esbelta, menos vetusta. La opción "escáner" como caja no creo que sirva para los LED convencionales debido a lo estrecho de su haz.

Gracias al gran ángulo (120º) del haz emitido, cualquier punto del PCB será iluminado por varias decenas de LEDs, lo que hará que la luz esté bien difundida, evitando zonas de sombra y de brillo, con lo cual la impresión ultravioleta en el PCB será más uniforme. Ver figura 6.

Fig 6. El gran ángulo (120º) de los LEDs tipo SMD de las tiras nos va a facilitar mucho las cosas...

En cuanto a precio, me ha parecido ver que ambos tipos de LED, los convencionales y las tiras de LED, están mas o menos igual.




4. Características de la tira de LEDs

La tira de LED (Fig.7) que he elegido para este proyecto tiene las siguientes...

CARACTERÍSTICAS

Longitud de la tira: 5 metros
De los cuales utilizaré: 4.5 metros (sobra medio metro)
Número de LEDs por metro: 120
Tamaño LED: 3528 (3,5 mm x 2,8 mm)
Voltaje: 12V
Potencia de toda la tira: 48W (aprox. 10W el metro) (va a ser que no)
Intensidad de toda la tira: 4 amperios (va a ser que no)
Longitud de onda: 395-405 nanómetros
Ángulo del haz: 120º
Se puede cortar la tira a cada tres LEDs
Proteción IP65

Fig 7. El rollo de 5 metros de tira de LEDs ultravioleta que utilicé en este proyecto

Comentaré algunas cosas sobre las características anteriores:

Los dos parámetros en que puntualizo "va a ser que no", quiere decir que los valores reales no se parecen a los anunciados por los vendedores, y esto es a causa de la notable caída de tensión que se produce en la tira de LEDs. Esto lo comento en el punto siguiente, el punto 5.

- Dónde comprarlas: En Amazon, en eBay, etc. Allí la compré yo. Se ofrecen en tiras de longitud variable, entre un metro y cinco metros. Voy a utilizar 4.5 metros de tira y dejaré medio metro por si surge algún imprevisto. Aunque había vendedores que ofrecían por metros (1, 2, 3, 4, 5), creo que mi opción de 5 metros fue la acertada.

- Precio: Por el estilo de los LED convencionales. O incluso mejor. Hay que tener en cuenta que esta tira de 5 metros lleva 600 LED, así que a 45 euros la tira, incluyendo gastos de envío, cada LED sale a 7.5 céntimos. El pedido me lo sirvieron en tan sólo dos días. Si a alguien le parece muy caro, debe saber que los LED de ultravioleta son bastante más caros que los de luz blanca, verde, roja...

- LEDs por metro: Elegí 120 LEDs por metro pero también hay de 60


- Tamaño del LED: Los más habituales son 3528 y 5050. Estos números son las dimensiones del LED en milímetros. Por ejemplo, el 3528 mide 3,5 mm x 2.8 mm. El LED tipo 5050 de 5 x 5 mm, más grande, emite hasta tres veces más luz que el 3528, pero a costa de un mayor consumo y también son más caros, creo que el 3528 será adecuado para la insoladora.

Tensión de alimentación: Hay tiras LED para 12 voltios (mi elección) y también para 24 voltios.

Potencia (e intensidad): Hay bastante para elegir. Los he visto con una potencia tan reducida como 5W para la tira de cinco metros, que considero insuficiente para el uso que les vamos a dar.

Potencias más adecuadas son
- 24W la tira de cinco metros (5W el metro)
- 48W la tira de cinco metros (Unos 10W el metro, esta fue mi elección)
- e incluso las he visto de 72W la tira de cinco metros (14.4W el metro)

Por supuesto, LEDs, los hay mucho más potentes, pero me refiero a lo común y sobretodo sin salirnos de la opción ultravioleta.

- Longitud de onda emitida: Entre 395 y 405 nm. Por debajo de 400 nm se considera ultravioleta, por encima se considera violeta, luz visible. Así que, aunque sea parcialmente y "por los pelos", estamos dentro del ultravioleta.
Aquí no hay elección: Para que la insoladora funcione, los LED deben ser del tipo ultravioleta y deben emitir por debajo de 400 nm, aunque sea a 395 nm.

Ángulo del haz: Ya vimos que es de 120º, bastante amplio.

- Posibilidad de cortar la tira a la medida: El manejo de estas tiras es muy fácil. Se pueden cortar trozos de tiras cada "x" LED, en mi caso, cada 3 LEDs, y la zona de corte viene señalizada en la propia tira con un símbolo de unas tijeras para que no tengamos que contarlos y así evitamos errores, Fig.8.


Fig 8. Tira de LEDs con indicación de la zona por donde cortar (unas tijeras sobre una línea)
Una vez cortada, cada extremo tiene dos círculos metalizados que podremos soldar o unir con cables

- Protección del LED: En la documentación o en el anuncio de la tira de LED veréis las siglas IP seguidas de dos cifras. Es un código internacional acerca del grado de protección del LED. 

La primera cifra habla de protección contra sólidos, mayormente polvo y suciedad. El cero es nula protección, el 6 es la máxima. Mi elección pues, presenta el mayor nivel de protección contra el polvo (IP65)

La segunda cifra es respecto de la protección frente a líquidos, agua, lo que nos dará la idea de si vale para intemperie y condensación o es sólo para interiores.
Igualmente, el dígito 0 es nula protección, y 8, la máxima: Aguanta sumergido indefinidamente. La protección IP65, con su "5" indica que resiste chorros de agua. Creo que nuestra insoladora nunca va a tener que vérselas con esas...

Por sólo 4 euros más, la tira de LED pasaba de protección IP20 (casi sin protección ninguna) a protección IP65, más que notable. 

También es cierto, aviso, que la protección IP65 dificulta un poco el proceso de unir las tiras mediante cables cuando las cortemos, pues habrá que retirar ese plástico protector para poder soldar. Con una herramienta afilada o incluso con la uña se toma un trozo de ese plástico y se tira de él. Sale un trozo con facilidad dejando al aire el extremo de la tira, listo para soldar. 

La ventaja de las tiras con poca protección tipo IP20 es que no llevan recubrimiento ninguno y se pueden soldar inmediatamente. 

Tú eliges...



5. La problemática de la caída de tensión en las tiras LED

Primero compré una tira de LED ultravioleta de 5 metros, 60 Led/metro, de 24W a 12 voltios, es decir, 2 amperios.


Cuando recibí la tira, lo primero que hice fue conectarla a 12 voltios y medir la intensidad que circulaba.

SORPRESA. 

De los 2 amperios que debía esperar, sólo circulaban 0.4 Amperios. La quinta parte. Si hubieran sido 1.8 o incluso 1.6 amperios, me hubiera conformado. Pero una diferencia tan grande no estuve dispuesto a aceptarla.

Devolví la tira al vendedor.

Ese mismo día pedí otra tira, en otra página web y a otro vendedor.
Aproveché y la compré de mejores prestaciones:

Igualmente una tira de 5 metros Ultravioleta a 12 voltios, pero...:
120 Led por metro, en vez de 60
48W en lugar de 24W
Protección IP65 en lugar de IP20

Nada más recibirla también me lancé a medir la intensidad de la tira entera alimentada con 12 voltios. Nuevamente, SORPRESA. La intensidad era de 1 amperio y no 4. Esta vez, la CUARTA parte de lo esperado (4 amperios).

A estas alturas entendí que no se trataba de una estafa. ¿Dos estafas seguidas? No creo... ¿Y además con el mismo patrón, de la intensidad entre 4 y 5 veces menos? Demasiado orden para ser azar... pensé que eso era una característica inherente de las tiras LED, pero había algo que se me escapaba.

Después de investigar el asunto resolví que la razón de ese bajo consumo es la gran caída de tensión que se produce en los cinco metros de tira. A pesar de que los LED están conectados en paralelo (en grupos de 3 + resistencia limitadora), a pesar de la reducida longitud de la tira (5 metros tampoco es para tanto), el caso es que entre ambos extremos de la tira de LED se produce un caída de tensión que puede llegar a casi tres voltios. 

Un disparate.

Si conectas la tira a 12.5 voltios en un extremo, en el extremo opuesto obtienes sobre 9.7 voltios. Casi tres voltios menos.


Dos son las consecuencias de esto:

1) Menor brillo global de la tira (respecto del que debería ser)

2) Y lo que es peor: Los últimos LED brillarán menos que los primeros ya que están siendo alimentados por una tensión bastante menor. Esto producirá una iluminación más fuerte en un lado de la insoladora, y una iluminación más floja en el lado opuesto. Mal asunto: Esto no ayudará a obtener resultados coherentes y consistentes. La iluminación debe ser homogénea y regular para que el PCB  salga nítido y bien hecho.

¿Soluciones?

Una solución sencilla y que atenúa en gran medida el problema de la caída de tensión es aplicar la tensión de la fuente de alimentación en ambos extremos de la tira de LED, respetando la polaridad, pero en ambos extremos. Así, la caída de tensión se minimiza. Al hacerlo, verás que a pesar de que estás alimentando la tira de LED con la misma tensión, la intensidad sube bastante (y por tanto, el brillo de los LED). Esto supone usar tan sólo dos cables más.

Además de lo anterior, alimentaré la tira de LEDs no con 12V, sino con 13 voltios. No se romperán los LEDs. En primer lugar, la tensión de una batería a plena carga es de 13.2 voltios, no de 12V. Y en segundo lugar, teniendo en cuenta la importante caída de tensión, esos 13 voltios bajarán a 11-12 voltios. El resultado de alimentar la tira de LEDs con un voltio más es que la intensidad sube de 1 amperio a unos 2 amperios. Si conectas la tira alimentándola por ambos extremos como digo en el párrafo anterior, la intensidad sube medio amperio más, en total, 2.5 amperios. No son los 4 amperios prometidos, pero puede valer. Multiplicados estos 2.5 amperios por los 12 voltios reales, tenemos una potencia de 12V x 2.5A = 30W. Aceptable.


Fig 9. Izquierda, alimentación a 12V simple. Derecha, alimentación en ambos extremos a 13V



6. Prestaciones/Ficha técnica de esta insoladora

- Tamaño máximo de PCB: 300 mm x 210 mm. Un PCB realmente grande. 
En efecto, son aproximadamente las medidas de un papel A4, que es el que podemos poner en un escáner normal.


- Cómo dividiremos la tira de LED:

No podemos poner la tira de LED de una pieza.
El ancho del escáner corresponde a aproximadamente 210 mm, que es el ancho de un A4. Pondré 15 trozos de 300 mm cada uno, separados 14 milímetros entre sí. Esto cubrirá esos 210 mm. No se puede negar que la iluminación será bien uniforme y regular ya que, horizonalmente, cada pocos mm hay un LED, y cada 14 mm hay una tira.

Si hacéis el cálculo de lo anterior, parece que no cuadra: 15 trozos de 300 mm cada uno = 4.500 milímetros. Sobran 500 milímetros, medio metro de tira, que nos vendrá bien si hay algún imprevisto.


Fig 10. Las 15 tiras de LEDs a 300 mm cada una, pegadas a la tapa inferior del escáner. Aún falta conectarlas entre sí.


- Tensión de trabajo: 12 voltios, corriente continua


- Potencia, intensidad
Una vez montadas las tiras y conectadas a 13 voltios, dejando de lado los valores "de fábrica", la intensidad real es de 2.5 amperios, lo que representa una potencia de 30W


- Tiempo de insolación:
Al final del vídeo hago la prueba y determino que el tiempo ideal para exponer un PCB con esta insoladora es de aproximadamente 10-12 minutos usando acetato como soporte para el fotolito.

En pruebas posteriores obtuve excelentes resultados usando papel de poliéster en vez de acetato, con 8 minutos de exposición.



7. Lista de materiales para hacer la insoladora

- Un escáner (mejor si es uno roto, o de segunda mano) o en su defecto, una caja que se adapte a este montaje.

- Cinco metros de tira de LED ultravioleta, igual o parecida a la que describo en el punto 4 de este blog. No es por hacer publicidad (no gano nada) pero el sitio donde las compré:



- Un poco de cable para unir las tiras de LEDs

- Fuente de 13 voltios continua, capaz de suministrar 2.5 Amperios o más.
Tenemos dos opciones: 

1) Montarla nosotros. El problema es que si hacemos una fuente lineal clásica, el transformador de 2.5 a 3 amperios resultará bastante pesado y voluminoso, además de nada barato.

2) Usar una fuente conmutada ya montada, con selección de múltiples voltajes incluyendo la opción de 13 voltios.



8. Montaje

8.1. Vaciar el escáner de elementos inútiles

Las tiras de LED irán fijadas en el interior del escáner, sobre la tapa inferior.
Hay que quitar de esa tapa todos los elementos, motores, raíles, guías, etc y dejarlo completamente liso para poner las tiras de led sobre ella. Hay modelos de escáner con la tapa inferior llena de relieves, protuberancias, etc. que no se pueden quitar porque forman parte de la tapa inferior. Esta no es buena opción. Mejor elegimos un escáner que tenga la tapa inferior lisa, sin relieves.


Fig 11. Todo esto que estaba en el interior del escáner, va fuera. No es necesario y sólo añade peso y resta sitio


8.2. Poner y conectar las tiras de LEDs

Hay que disponer 15 trozos de tira de LEDs a una longitud de 300 mm cada uno. Los cortamos con unas tijeras. Ya sabes que se deben cortar por el símbolo de las tijeras. En cada uno de los extremos de estos trozos hay que retirar el plástico protector para dejar a la vista la pista conductora en donde soldaremos, con cables el final de cada trozo de tira con el inicio del siguiente trozo. La figura siguiente lo aclara:


Fig 12. Unimos los trozos de tira con pequeños cables. Respetamos la polaridad.

Estas uniones con cable deben hacerse en zigzag, uniendo todos los trozos como si fuese un serpentín. La siguiente foto lo aclarará:


Fig 13. Forma de unir las tiras de LEDs


Para distribuirlas equitativamente habrá que hacer unos cálculos sencillos y trazar unas líneas sobre la tapa inferior del escáner donde irán fijadas. Ya he determinado que una solución óptima son 15 trozos separados a 14 mm.




Fig 14. Puede ayudar a situar las tiras el trazar unas líneas paralelas separadas 14 mm entre sí























Con esa separación de 14 mm entre trozos cubriremos 210 mm de ancho del escáner y nos aseguramos una buena distribución de la luz ultravioleta sobre el PCB.

Las fijamos a la tapa del escáner con el adhesivo que las mismas tiras llevan

Hacemos la conexión con cables entre trozos de tira. Respetaremos la polaridad. Conectaremos la fuente de alimentación a cada extremo de las tiras y no sólo a un extremo. Recuerda que esto lo hacemos para minimizar la caída de tensión.

Poner un interruptor es opcional.


Fig 15. Las quince tiras, ya en su sitio



8.3. La fuente de alimentación



Al final, de las dos opciones posibles citadas en el punto 7, mi elección ha sido...

Fuente conmutada, regulable a distintas tensiones incluyendo 13 voltios, con una capacidad de corriente de hasta 2.5 amperios. Esta fuente es interesante, ofrece una gran cantidad de voltajes de salida, podéis verlo impreso en la propia fuente en la fig.16 bajo estas líneas.


Fig 16. Fuente de alimentación externa, conmutada, con muchas posibilidades de salida, incluyendo 13V a 2,40 amperios

Un poco justa en cuanto a intensidad, pero como el tiempo de funcionamiento serán minutos, no importa. Ya he comprobado que la fuente apenas se calienta.

Esta pequeña fuente es tan versátil que podremos usarla para otros fines mientras no la utilicemos para la insoladora. Creo que es una buena compra...

El escáner tiene junto a la clavija de entrada su propia fuente de alimentación que habrá que descartar: No nos sirve y nos puede alterar la tensión que aplicaremos desde la fuente externa.


Fig 17. La fuente del escáner no, pero su clavija de entrada sí la vamos a aprovechar...



9. Test de la insoladora con un fotolito real

En este test vamos a comprobar dos cosas:

1). La primera, respecto del tiempo de exposición, con un fotolito y un PCB más bien pequeños (Fig 18). Las insoladoras mas potentes, con tubos actínicos, pueden tener tiempos tan breves como 3 minutos. Teniendo en cuenta que esta insoladora tiene unos 30W, daré inicialmente 5 minutos, que creo que estará por ahí el tiempo correcto. Según los resultados, en una segunda prueba alargaré o acortaré el tiempo de exposición.


Fig 18. Pequeño fotolito que voy a utilizar para probar la insoladora.

La primera  prueba resultó fallida. En el revelado no apareció ninguna pista, por lo que estaba claro que había que alagar el tiempo de exposición. Lo subí a 12 minutos con una PCB nueva, por supuesto. Ese resultó ser un tiempo correcto.

Por cierto, un PCB malogrado en la etapa de insolación no se tira: Se deja al Sol unos minutos, se revela para quitar el esmalte fotosensible, y quedará como un PCB ordinario, listo para usar con el método del rotulador o del planchado.


2). También voy a probar que el circuito terminado sale realmente bien. Para eso, tengo que seguir adelante con el proceso hasta terminar el PCB:


Fig 19. Revelado. Trabajo con una luz roja para no velar el PCB con el ultravioleta de los fluorecescentes

-  Someto el PCB ya impresionado al proceso de revelado. Sobre este proceso daré toda la información en el próximo vídeo en que haremos un PCB útil. En el revelado despareció el esmalte fotosensible en aquéllas zonas que recibieron luz por no estar protegidas por el fotolito. Paralelamente, las zonas cubiertas por el fotolito y que no recibieron luz quedaron con el esmalte. La nitidez, la calidad y la resolución de las pistas eran fantásticas. La foto de la fig.19 lo muestra a pesar de estar hecha dicha foto con luz roja.

Enjuago con agua el PCB y pasamos al tercer proceso:


- Ataco con ácidos el PCB para formar las pistas. Utilizo atacador rápido, salfuman y agua oxigenada. En cuestión de 2-3 minutos desparece el cobre en las zonas en donde debe desaparecer. La protección del esmalte es excelente, el ácido no consigue hacer la menor mella en la zona de pistas. A todo esto, sigo con la luz roja ya que el PCB aún es vulnerable a la luz ultravioleta. Si enciendo luz fluorescente, rica en UVA, mientras hago el atacado del PCB, puedo debilitar el esmalte y con ello permitir al ácido atacar las pistas.

Fig 20. Atacado del PCB con ácidos. Sigo con la luz roja

- Para terminar, retiro de las pistas el esmalte fotosensible con un poco de acetona y papel, quedando visible el cobre de las pistas, bien reluciente.


El resultado fue más que satisfactorio. El PCB quedó así:


Fig.21. PCB terminado, vista general y ampliación.

Las pistas, a pesar de ser muy delgadas y próximas entre sí, tenían un trazado prácticamente perfecto, muy nítido. Sin embargo, en la foto de arriba a la derecha se pueden ver dos pequeñas imperfecciones, a modo de discontinuidad en dos pistas. Esto me extrañó mucho. ¿Tanta precisión y tanta nitidez para, al final, dos fallos consistentes en pistas cortadas?. Pensé sobre ello y decidí echar un vistazo al fotolito, que para mí estaba fuera de toda duda por haber sido impreso en una papelería con una impresora de gran calidad...

...Pues el fallo estaba en el fotolito, tal como muestra la siguiente foto de la figura 22, lo que demuestra que esta insoladora y el proceso en sí mismo reproducen con toda fidelidad hasta el más mínimo detalle... incluidos los errores.


Fig 22. La insoladora reprodujo fielmente las imperfecciones del fotolito

Sin embargo, debo entonar el mea culpa, pues en las fotos de las figuras 1 y 18, el fotolito aparece sin esos defectos. Así que esos dos defectos seguro que los provoqué yo mismo en el manipulado. La verdad es que desde que me imprimieron el fotolito hasta que finalmente lo usé transcurrieron al menos diez días, y en ese tiempo, a pesar de tenerlo protegido y bien guardado, seguro que recibió algún roce que desprendió la tinta en esas dos zonas.

La moraleja de esto es que hay que poner el mayor empeño en que el fotolito sea lo más perfecto posible, y manipularlo con sumo cuidado. Todo lo que haya en el fotolito saldrá en el PCB final, nos guste o no...



10. Próximo vídeo: Hacer un circuito impreso con insoladora

En el presente trabajo se ha tratado el tema de construir la insoladora, y también de probarla.


Dejaré para un próximo vídeo el usar esta insoladora de forma práctica para hacer un circuito real, un "circuito útil". Y es un circuito que va a gustar a muchos. Será en el capítulo 25 del tutorial de electrónica básica:

      "Elaboración de circuitos impresos (IV): Método de la insoladora"



11. El vídeo







12. Otros vídeos que pueden interesarte


En el capítulo 15 de este mismo tutorial encontrarás los dos primeros métodos para hacer circuitos impresos o "PCB" del inglés: "Printed Circuit Board"

Método I: Circuito pre-impreso. En realidad, no se "hace" el PCB sino que se utiliza un tipo que se vende ya pre-impreso en forma de puntos o topos, y también los hay en forma de tiras. Puede ser una opción interesante por su sencillez e inmediatez, para circuitos muy pequeños. No se utilizan fotolitos, ni productos químicos. Pero no lo aconsejo si el circuito va más allá de 5-6 componentes o lleva algún circuito integrado.

Método II: Rotulador permanente: En un papel translúcido, por ejemplo, papel vegetal, se hace el diseño con un rotulador permanente. Después se dibuja sobre el cobre del PCB dicho diseño, empezando por los pads, después se dibujan las pistas. Se utilizan ácidos para atacar al cobre, por lo que ya implica cierta complejidad. Aconsejable para circuitos pequeños incluyendo algún integrado que otro. Con este método, la componente "artística" es importante. Se pueden hacer verdaderas obras de arte con este método, pero te tiene que gustar el dibujo...

En este vídeo también se tratan las reglas de diseño de un buen PCB, que son de común aplicación a todos los métodos de elaboración de PCBs







13. Toda mi colección de vídeos de Youtube

En Youtube, una "lista de reproducción" es una colección de vídeos, normalmente de una misma temática. A continuación tienes mis listas de reproducción:











Mis redes sociales:

9 comentarios:

  1. por favor maestro jose. comparta el fotolito de la fuente de alimentacion reguada. estoy seguro que muchisimos se lo vamos a agradecer. yo en primer lugar. felicidades por un logro mas

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    Respuestas
    1. Lo vuestro es telepatía jaja. Ese es precisamente el primer fotolito que me gustaría publicar

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  2. Y yo buscando como un loco el video, ya pensaba que me habia imaginado que habias subido un video :)

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  3. por cierto. como se te apoya desde patreon? se puede con pay pal?

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    1. Hola, si se puede con PayPal
      Primero te registras en Patreon (es muy fácil)
      Después eliges cantidad y forma de pago. PayPal es lo más cómodo. Un saludo y gracias.

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  4. Felicidades, muy interesante el proyecto, realmente queda una insoladora muy compacta cosa que cuando uno anda escaso de espacio se agradece.
    lo que me extraña es el tiempo quizás un pelin largo.
    he mirado la documentación de una PCB de UV (http://www.farnell.com/datasheets/38517.pdf?_ga=1.46506592.618217820.1490873691) y anda entre los 350nm a 450nm por lo que se cubre algo más de la mitad inferior del espectro.
    Mi insoladora hace ya algunos lustros (bastante mamotrético) la hice con luces de ahorro de energía aprovechando que emiten mucha luz entre 400 y 500 nm (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Spectral_Power_Distributions.png).
    Creo recordar que eran unos 8 a 10 minutos si no me falla la memoria.

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    1. Gracias,
      Creo que un tiempo de 10 minutos también sería adecuado.
      No es un tiempo muy corto, pero tampoco se pasa mucho,
      A fin de cuentas, tampoco hay mucha prisa.
      En esos diez minutos podemos preparar los materiales para el revelado y el atacado.
      Gracias por comentar

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  5. Hola jose, hay posibilidad de que pases el link exacto de donde compraste los LEDs? Es que he estado buscando y la verdad no encuentro con las mismas especificaciones que colocas. Muchas gracias

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