PCB tulostimen runko

[jyrki.j.koivisto]

Moro,

Tämä ei nyt taaskaan liippaa kovin läheltä CNC:tä, mutta nyt olisi suunnitelmissa tehdä tämän kaltainen tulostin, http://youtu.be/fi4P-Bwc6g8

Tulostusalueena A4 ja nyt mietin kumminpäin olisi helpompaa tämä tehdä, eli siten että kelkka liikkuu vai siten että tulostusalue liikkuu? Pöytäalan puolesta mieluummin siten että kelkka olisi liikkuva, mutta onko tässä muuta mietittävää?

Kelkkaa vai mikä tämä nyt sitten onkaan olen hieman jo kovertanut 120x20mm alumiinilatasta ja hieman sovitellut peilimoottoria siihen samoin kuin optiikkaa.

Projektista sen verran että prossuna pic32 ja tarkoituksena olisi koodata se usb printteriksi jonka Windows tunnistaa. Peilimoottori vanhasta Lexmarkin laserista ja laserina tällä hetkellä 680nm (punainen) 2mW diodi koodailua varten (turvallisempaa). Laserin ajuripiiri samasta tulostimesta (120mA max. virta), peilimottori pyörii 21000rpm ja kivasti tahdistuu, antaa keskeytyksen prossulle moottorin lähdettyä pyörimään ja toisen moottorin tahdistuttua ulkoiseen kellosignaaliin 1250Hz (ronkeli tuosta taajuudesta +-100Hz). Laserin tunnistin piti vaihtaa toiseen kun näissä printtereissä on IR-laseri eikä 680nm diodi liipannnu alkuperäistä.

Edit: Kremmenille kymysys, tämä saksalainen kaveri käyttää järeätä 1 watin diodia, mutta tätä artikkelia lukiessa hieman mietityttää tuo tehon tarve http://bulletin.pan.pl/%2856-1%2917.pdf, alhaisemman tehon diodi olisi helpommin ohjattavissa (Lexmarkin omalla 40mbs) ajurilla eikä tarvitsisi koittaa vääntää päätään taas tuonne analogiapuolelle... mitäs mieltä?

[Kremmen]

Mielenkiintoinen projekti. En tiedä onko tuo helpompaa kuin tulostaa kalvoja tavallisella laserilla ja valottaa niitä UV:lla, mutta on se ainakin erilaista.
Oletko miettinyt kuinka 2-puoleisen printin rekisteröinti on tarkoitus hoitaa? Ilmeisesti tuo valotus tapahtuu yhdeltä puolelta kerrallaan? Silloin aihio pitää kääntää valotusten välillä ja jos käytetään kiinteää vastetta, vaihtuu kohdistusreuna piirilevyssä. Haastetta tulee kun reiät olisi hyvä saada ainakin kympin sisään "päällekkäin" jottei kuviot hajoile poratessa.
Itse olen käyttänyt perinteistä menetelmää jossa levyn molemmista puolista tulostetaan laserkalvo, ja ne kohdistetaan mikroskoopilla ja teipataan. Levy väliin ja valoa perään. Kun mietin miten nuuka tuo kohdistus on, niin vähän epäilyttää mahtaako se toimia kuinka hyvin jollei näe tulosta etukäteen... Tuossa juutuuban videossahan kaveri taisi tehdä 1-puoleisen levyn joka on tässä mielessä triviaali kun kohdistus saa olla vähän sinnepäin.

[jyrki.j.koivisto]

Juu, kaksipuoleisia olisi tarkoitus valottaa. Olen kans tuolla kalvosysteemillä näitä värkännyt, ensin 60w aurinkolampun kaasupurkauspolttimella ja sittemmin tein 8x15w uv-loisteputki systeemin skannerin kuorien sisään.

Tuo kohdistus tapahtuisi erillisellä liikuteltavalla reunalla (vasemmalla puolella kiinteä reuna). Tässä liikuteltavassa olisi valovastus(UV) ja prossu siitä laskeskelisi levyn leveyden ja ottaisi huomioon toista puolta valotettaessa...  ::) Toinen vaihtoehto olisi ajaa laserilla merkkipisteet, mutta ei hyvä...

Mutta, mutta... Tuohon kelkan ajoon riittänee askelmoottori ja hammashihna, ajo kun tapahtuu vain toiseen suuntaan niin ei kai ole kovin tarkka edes välyksistä kunhan ei muutu kesken ajoa. Laserilla kun sitten pojottaa sitä liikuteltavan reunan valovastusta kotiutettaessa niin riittänee tarkkuudet.

[Kremmen]

Minulla tulee tässä kohdistuksessa mieleen kaksi asiaa, joista vain toinen on laskemalla selvitettävissä.
Ensimmäinen siis on se, että jos sulla on piirilevyn ääriviiva vaikka 50 x 50 mm ja käytät sanotaan esim millin marginaalia. Nyt jos fyysinen levyaihio on vaikka 53 x 53 mm niin ohjuriin kohdistettuna levy on toispuoleisesti siten, että ohjuria vasten marginaali on 1 mm mutta toisella puolella 2 mm. Jos nyt käännät levyn niin marginaali peilautuu toiselle puolelle ja kuviot ovat millin pielessä. Tämä on se juttu jonka voi ja pitää laskemalla kompensoida.
Toinen ja mielestäni paljon haastavampi juttu on, että levyaihiot eivät ole geometrisesti täydellisiä. Ihan riippuen siitä miten reunat on sahattu/leikattu/murrettu, ne ovat enemmän tai vähemmän vinoja ja rosoisia. Minun on vaikea uskoa että kohdistuksen saisi paikalleen paremmalla kuin 0,1 mm toleranssilla jos levyaihiot on tuotettu käsin. Mutta tietenkin tilanne on parempi jos aihiotkin on jo esim jyrsitty koneellisesti.

Esim tässä kuvassa joka on sen mun hakkuohjaimen testikappale, nuo viat on 0,5 mm halkaisijaltaan, ja jos tarkkaan katsot niin levyn vasemmassa ylänurkassa näkyy pieni lähes huomaamaton sahauspurse. Se jo riittäisi viemään koko vian mitan pieleen kortin kahta puolen. Sen takia olisi varmasti parempi jos valotuksen voisi jotenkin järjestää niin, että molemmilla puolilla käytetään samaa reunaa kohdistukseen. Se taas tietty tarkoittaa, että Y-suunnan liikkeet pitää pystyä kalibroimaan samalla tarkkuudella vasempaan ja oikeaan reunaan tai kuinka päin tuon nyt haluaisikin järjestää.

Muok: Niille joille piirilevyterminologia on vierasta niin tuossa ylempänä termi "via" ei tarkoita vikaa vaan levyn läpiporausta johtimen viemiseksi levyn toiselle puolelle. Samoin vioja käytetään yhdistämään samaan sähköiseen piiriin kuuluvia kuparointeja levyn kahta puolta. Yleensä viat ovat halkaisijaltaan hyvin pieniä, jopa 0,1 mm. Minullakin on 0,2 mm viaporia mutten niitä juurikaan käytä kun käsintehdyssä kortissa moiset viat ovat hankalia ja pora katkeilee helposti.

[jyrki.j.koivisto]

Tämän kaltaisesti tuota kohdistusta olen lähtenyt hakemaan.

Tulostettaessa yläpuolta printteriajuri kysyy tulostimelta tulostusalueen koon ja tulostin alkaa pojottaa laserilla etsien valovastuksen kohdan (offsetit tiedetään valovastuksesta) näin saadaan selville levyn leveys joka ilmoitetaan ajurille tulostusalueen kokona.

Alapuolta tulostettaessa joko painetaan printteristä nappulaa joka ilmoittaa prossulle ettei etsi enää uudestaan leveyttä vaan lähettää edellisen mittauksen tuloksen printteriajurille (olisi sama joka tapauksessa), mutta erona edelliseen on se että nyt lasketaan kuinka paljon oikealle pitää vasenta marginaalia (tai origoa) siirtää että valotus osuisi kohdilleen.

Vaihtoehtoisesti lisätään printteriasetuksiin täpä "Bottom side" jolloin ajuri laskeskelee offsetit. Kaiken perustana on oletus että printteriajuri tietää jollain tapaa tulosteen leveyden (ofcourse my horse) sekä tulostimen tulostusalueen leveyden (siirrettävä reuna) näistä laskemalla saadaan offsetti alapuolta varten.

Kai....

Toinen (tai kolmas) vaihtoehto olisi että yläpuoli valotetaan levy vasenta reunaa vasten ja alapuoli oikeaa reunaa vasten mutta "peilikuvana" ja laseri valottaisi mukamas oikealta vasemmalle (ei oikeasti mutta rasteri puskuria luettaisiin lopusta alkuun päin origon ollessa oikeassa reunassa)

[nirkkow]

Moi,

Toimisikohan kaksi matalaa kohdistustappia ja cnc:llä levyaihion neljään nurkkaan poratut reijät.

[jyrki.j.koivisto]

Tuommoinen tappisysteemi oli eräässä Vaasan AMK:n piirilevyjyrsimessä kun aikoinaan kulutin sielä aikaa, silloin ne 2 reikää porattiin ensin käsin muistaakseni. Tässähän ei tuota mekaanista kiinnitystä tarvita juuri ollenkaan. Ajatuksena on nyt koittaa tuota kohdistusta ajurissa vasenta ja oikeaa reunaa vasten ja piirilevyn kiinnikkeenä magneetti rautapöydällä millä jumittaa sopivasti levyä.

Tuo ajuripuoli tässä vähän hirvittää... Latailin Windowsin WDK setin ja sielä oli valmiina esimerkkiajuri jonkin sortin plotterille/printterille sekä myöskin löysin opensource imageprintterin, pitää näistä koittaa jotain soveltaa. Pitää vielä selvittää tuo printteri API windowsista (usb ja itse tulostinajuri)

Laserin fokusointi on joko kiinteä tai sitten jostain dvd asemasta harvesteroitu linssin kela. Lexmarkissa oli muovinen linssi mutta aikaisemmista purkuhommista on jäänyt käteen lasinenkin linssi kunhan vain polttoväli on jollain sopivalla välillä.

[Hiekkaranta_92]

tarvittisko tuon toisen vasteen olla edes säädettävä? Kiinteät vasteet ja yks kalibrointi niin että tulostus alueen alku ja loppu on aina tiedossa. Tähän vaan kakspuoli tulostus ajuri niin että ensimmäisen sivun tulostuksen jälkeen kuitataan napilla tai ajurin lähettämällä ikkunalla seuraava sivu alkavaksi. Ikkunaan vaikka vielä hieno animaatio kuinka käännös tehdään. Helppo toki sanoa ku ei mitään ajureita oo tullu kirjoteltua :D

[jyrki.j.koivisto]

Uuuh, ööh... tuon laitteen spooffaaminen printterinä ei loppujen lopuksi käynytkään kuin elokuvissa, mutta pikku askelin...

Tuossa koodinpätkää, XP alkaa hakemaan nyt "ACME ManufacturingLaserBeam ?" printteriä. Lexmarkit koodissa on jäänne kun kuvittelin Wintoosan hakevan ajuria USB:n perusteella.

http://www.anvianet.fi/jyrki.koivisto/PCB_Printer.rar

Ilmeisesti ajuriksi riittänee "mini driver", eli vaikka notepadilla raapustettu tekstitiedosto joka sisältää printterin ominaisuudet tai jotain... Ilmottelen kunhan selviää itellekin. http://www.calsoftlabs.com/whitepapers/bitmap-driver.html

EDIT: Rar paketissa on turhia ja harhaanjohtaviakin tiedostoja, siivoilen koodit kunhan saan jotain valmista. Konekin pitäisi jyrsiä...

EDIT2: Tuohon laserin tehoonkin pitäisi saada jonkin näköinen selvyys, mielestäni tämän Saksalaisen kaverin 1w diodi (en tiedä millä teholla sitä tosin ajoi) on turhan järeä. Tuossa aikaisemmin linkittämässäni teesissä diodin keskimääräiseksi tehonkulutukseksi ilmoitettiin 9mW ja levy näissä testeissä tarvitsi 35-50mJ/cm2 energiaa valottuakseen. 120mA maksimivirta tuolla Lexmarkin diodi ajurilla riittänee? BlueRay asemien kelkkoja lasereineen saa ebaystä alta 10 taalalla, kun taas 1W diodi on huomattavsti kalliimpi ja vaikeampi ajaa (pitäisi väkertää nopea ajuripiiri korkeille virroille ja taidot ei siihen riitä)

[jyrki.j.koivisto]

Koodeja hieman siivoiltu ja uusi paketti samassa osoitteessa. Nyt tuo spooffaa HP:n DeskJet 970c printterinä, koitin tulostaa XP:ltä ja Linuxilta ja kumpainenkin huoli tuon palikan printteriksi, jos en onnistu tekemään omaa ajuria niin pitänee ettiä tarpeeksi yksinkertainen tulostin mitä emuloida.

Tämän koneen rakennehan tulisi tuon alumiinilatan (L120 x K20(+20?) x P400?)mm ympärille jossa siis sijaitsee tuo peilimoottori, laseri ja optiikka sekä myös kaikki elektroniikka.

Pitäis varmaan koittaa piirtää tämä paperille niin rakenteen selittäminen olisi yksinkertaisempaa, mutta perusideana olisi että tuo latta olisi tuettuna yhdellä 16mm tangolla ja latan loppupäässä alla olisi 2 kappaletta kuulaholkkeja sekä askelmoottori, lopputuenta tuolle latalle tulisi "servobelt" systeemistä eli liukutangon alla ja hieman sen edessä olisi katkaistu hammashihna (5M/3M) liimattuna(?) alumiinilattaan ja toinen toisinpäin sen päällä, askelmoottorin kohdalla tekisi mutkan hihnarattaan ympäri ja kumpaisellakin puolella olisi laakerit kiristämässä silmukkaa ja ottamassa vääntövoimat piirtolatasta pois...

Runko olisi nyt tuollainen johtuen ihan siitä että näihin olisi osat valmiina. Pitänee keventää raakasti tuota päälattaa kun muuten se taitaapi vääntää melko kovasti alaspäin.

EDIT: Puuhastelin askelmoottorin kanssa, tämä on jostain pienestä skannerista ja askelia on joko 24 tai 48, selvinnee kunhan saan sen pyörimään. Mallimerkintä on EPOCH T1354827 ja se on semmoinen pieni peltinen purkki. Nyt se on osina kun poistin siitä pellin missä on kiinnityskorvat ja laitoin akseliin toisen hammasrattaan, tarkoituksena on istuttaa se laadukkaaseen(?, maxonin pienestä servomoottorista) 30:1 vaihteeseen

EDIT2: Liimailin sitten moottoria vaihteeseen ilmeisestikin 24h epoksilla... pitäs hävittää koko tuupi! Tuossa vähän kuvia ajankuluksi





EDIT3: Minkähän ihmeen takia lähdin tuota pääparrua tekemään tommosesta jöötistä?  ;D

EDIT4: Tarkistelin nuo remmit mitä aion tässä käyttää ja ne oli 15mm korkeita 3M htd remmejä. Hammaspyörä olisi 10 hampainen ja jos laskeskelin "pitch diameterista" oikein olisi tämän ympärys 30,0035mm ja jos stepperi on 48 askelinen saisin täysaskelilla vaihteiston kanssa etenemäksi 0,02085mm, on siinä nurkilla saisiko tällä 1200dpi tarkkuutta haettua (47,24pistettä millille) tuskin tarvii olla noin tarkka.

[jyrki.j.koivisto]

Koneen elektroniikka alkais olemaan kasassa, askelmoottorikin pyörii mutta homma tökkii nyt tuossa rungossa... Haluaisin että tämä vermeles olisi matala ja kompakti. tällä Saksan kaverilla kelkka oli "pystyssä", mutta itte ajattelin käyttää näitä laserprintterin peilejä ja laittaa latan "makaamaan". Kaippa pitää Zapp Automationilta tilata uusia kuulaholkkeja ja johteita (alta tuettuja) ja koittaa tukea lattaa kummaltakin reunalta, mutta minnepä sen remmisysteemin sitten piilottas? Tähän nämä mun "cnc" systeemit tavallisesti sitten tökkiikin, hirveeseen symmetrian kaipuuseen ja viimmeseen asti piilotettuihin rakenteisiin...  >:(

[Kremmen]

Edit: Kremmenille kymysys, tämä saksalainen kaveri käyttää järeätä 1 watin diodia, mutta tätä artikkelia lukiessa hieman mietityttää tuo tehon tarve http://bulletin.pan.pl/%2856-1%2917.pdf, alhaisemman tehon diodi olisi helpommin ohjattavissa (Lexmarkin omalla 40mbs) ajurilla eikä tarvitsisi koittaa vääntää päätään taas tuonne analogiapuolelle... mitäs mieltä?

Laserin tehontarve on aika helposti laskettu jos/kun tiedetään vaadittu aktivointienergia pinta-alayksikköä kohti. Tuossa paperissa oli tutkittu resistiä jonka aktivointienergia käytetyllä aallonpituudella oli 50 mJ/cm^2. Kun laserin tehoksi oli ilmoitettu 9 mW ja viivanleveys, mikäli sen oikein päättelin oli 50 mikronia, niin on helppo laskea laserin suurin liikenopeus jolla tuo energia vielä saavutetaan. Näillä arvoilla se jää niinkin alas kuin 360 mm/s, eli ilmeisesti tuo teho ei riitä kun skannerin säde liikkuu huomattavasti nopeammin.
Jos laserin peilimoottori pyörii 21000 1/min eli 350 1/s ja peilissä on 6 tahoa niin A4-arkin n. 210 mm leveyden se pyyhkäisee ajassa 476 us, mistä laserpisteen viivanopeudeksi saadaan 441 m/s. Nähdään että tehontarve on yli kolme kertaluokkaa isompi kuin paperissa käytetty arvo.
yhden watin laserilla näyttäisi maksimi liikenopeudeksi tulevan 40 m/s joka on ihan kunniallinen arvo, mutta vielä puuttuu yksi kertaluokka. 10 watin UV-laser meneekin jo sitten asevarustelun puolelle, ja varmasti a) laillista lupaa moisen käyttöön ei heru ja b) joka sellaista kokeilee on päästään vialla :). Henkilökohtaisesti välttäisin kovasti olemasta tekemisissä "edes" 1 watin tehoisen näkymättömän lasersäteen kanssa. Laserilla on ikävä tapa heijastella kiiltävistä pinnoista, ja tuollaisella teholla silmä on entinen saman tien... Ainakin suojalasit ovat siis erittäin suositeltavia, jos käytetylle aallonpituudelle sellaiset löytyy.
Eli sinulla saattaa olla nyt pieni ongelma tehontarpeen kanssa. Tuo paperin laitehan oli XY-vektoriohjattu, jolloin siinä tällaista pakkotahtista tilannetta ei synny, vaan säteen liikettä voidaan ohjata vapaasti.

[jyrki.j.koivisto]

Laskeskelin että 100mW laserilla joutuis pojottamaan levyä 10 sekuntia per rasterilinja, olettaen valotusherkkyydeksi tuon 50mJ. Saksan kaverilla (en ymmärrä Saksaa, voin olla väärässä) oli asetuksissa 400mS (0,4s), ilmeisesti rasterilinjan piirron kesto? Passais noihin laskuihin jos hieman muuttaa levyä herkemmäksi, koska diodi on sen 10 kertaa voimakkaampi. 10 sekuntia per rasterilinja kuulostaa kyllä paljolta...

Muutenkin tämä homma on mutkikas, Pic32 kyllä kerkeis tuohon pikselin vääntöön (tällä moottorilla 20MHz pikseli taajuus, ajattelin kyllä koittaa pikselin lomittelua eli joka pyyhkäisyllä piirretään esim joka kahdeksas pikseli jne.), mutta olisi parempi jos peilimoottori pyörisi hitaammin, mitään syytä korkealle pyörimisnopeudelle ei tässä hommassa ole koska rasterilinjan piirtoon menee muutenkin sekuntiluokan aikaa, eri asia laserprinttereissä jossa rummun herkkyys on korkeampi ja tulostusnopeus on markkina arvo. Hitaampi peilimoottorin pyöriminen-> helpompi diodin ohjaus, jos joutuu oman kyhäämään.

[viilari]

http://www.kta.fi/tuote.php?tuote_ID=1194&pk=3&kat=13&r=
Tuossa kirjapainojen käyttäman filmitulostimen speksejä.

[jyrki.j.koivisto]

Taitaa aihe olla väärän otsikon alla kun ei tuosta rungosta taida tulla valmista ennen kuin on koko systeemin rakenne ja toimintaperiaate selvillä... taas on allekirjoittanut hirveellä innolla kiipeemässä perse edellä puuhun.

Tässä olen purkanut muutaman printterin ja miettinyt miten tuota saisi nopeammaksi ja kuten Kremmen tuossa mietti ettei tämä ole xy-kone niin kallistun sille kannalle että mikseipä tätä voisi tehdä silläkin tapaa? Kerkesin tilata jo Microchipiltä BLDC-ajuri piirin peilimoottorille mutta taidan heivata koko peilin pois ja eka ajatus oli siirrellä laseria perinteisesti jossain kelkassa, mutta sitten taas välähti vanha suunnitelma käyttää LCD näyttöä shutterina ja optiikalla pienentää kuva sopivankokoiseksi levylle. Mulla on kasa vanhoja Nokialaisia (3310) ja niissä on tarpeeksi pienikokoinen näyttö ja ajattelin joko tunkea taakse tuon vanhan 60w kaasupurkauslampun tai sitten käyttää tavallisia UV-ledejä. 60w lamppu voi olla liikaa tuolle LCD:lle kun en edes ole testannut kuinka hyvin se blokkaa valoa.

Täälä kun on ollut puhe näistä peileistä niin osaisiko joku sanoa millä nimellä sellainen linssi kulkee joka kaventaa säteen viivaksi? Tuossa lexmarkin laserissa oli sellainen, se linssi teki pisteestä pystysuoran viivan. Tarkoituksena olisi saada LCD näytöstä kapea viiva ulos. LCD on alkujaan 84x48 pikseliä, mutta olisi tarkoitus saada esim 1x8 ulos siitä levylle. Miksikö? Sillä tavalla saisi ehkä paremmin blokattua UV-valoa kun vaakasuunnassa olisi 84 pikseliä sitä estämässä ja pystysuunnassa 6 pikselin ryhmät (tai mitenpäin tämän nyt asetteleekin)

Mistäköhän tuommoisen lissin saisi?