Amatorska trawiarka do płytek drukowanych

Trawiarka to rzecz niezbędna w warsztacie każdego elektronika samodzielnie wykonującego płytki drukowane. Chęć jej posiadania rośnie zwłaszcza po przeczytaniu opisu wykonywania płytek metodą „na folię” i tego jakże prawdziwego opisu poruszania kuwetą w celu równomiernego obmywania płytki przez roztwór trawiący. Zdecydowanie wolę użyć Trawiarki i iść na bro.... i iść sprzątać, rzecz jasna, niż oddawać się temu lekko nudnemu zajęciu jakim jest pilnowanie aby chlorek lub B-327 miał odpowiednią temperaturę lub bawieniu się w generator fal roztworu o wyglądzie zbliżonym do sinusoidy. Owszem, w handlu są już dostępne (inaczej niż kiedyś) podobne urządzenia, ale te najlepsze są bardzo drogi, a te tańsze - kiepskiej jakości. Dlaczego więc nie zbudować samodzielnie trawiarki? Ale do rzeczy...

Na rysunku 1 znajduje się poglądowy schemat opisywanej trawiarki, a na fotografii 1 pokazano wygląd gotowego urządzenia. Wykonano ją z ogólnie dostępnych komponentów - część z nich należy kupić w... sklepie zoologocznym. Myślę, że umieszczona na nim legenda dobrze opisuje elementy urządzenia i nie wymaga specjalnego komentarza. Przejdźmy więc do opisu wykonania.

Rysunek 1. Schemat rozmieszczenia elementów w Trawiarce.

Fotografia 1. Gotowa trawiarka

Zbiorniczek

W pierwszej kolejności podam sposób wykonania zbiorniczka, w którym będzie odbywało się trawienie. Ja zrobiłem go z bezbarwnej plexi przeznaczonej do kontaktu z żywnością (utwardzana chemicznie i dzięki temu trudna do zarysowania oraz odporna na działanie czynników chemicznych), ale nic nie stoi na przeszkodzie aby użyć innego materiału. Używanie trawiarki jest łatwiejsze, jeśli ścianki zbiorniczka będą przeźroczyste. Ostatecznie można użyć też niewielkiego akwarium wykonanego, ze szkła, jednak ze względu na konstrukcję nie jest to rozwiązanie polecane. Niektóre wężyki i przewody oryginalnie były wyproadzane na zewnątrz przez otwory, a w szkle jest je bardzo trudno wykonać i trzeba będzie opracować jakiś inny sposób.
Wymiary zbiornika mojej trawiarki to 25 cm×25 cm×2 cm. Wymusiła je na mnie długość grzałki i łatwość jej montażu - jest ona nieco większa niż sam pojemnik. (patrz rysunek).
Zdecydowałem się na zbiorniczek, w którym płytka będzie ustawiono pionowy, ponieważ zajmuje on mniej miejsca, a jeśli grzałka jest na dole, to podgrzewana ciecz sama unosi się do góry nagrzewając równomiernie całą objętość. W takim zbiorniku jest też łatwiej wymusić obmywanie płytki przez bąbelki powietrza z wężyka, niż w przypadku zbiorniczka poziomego. Nie podaję dokładnych wymiarów, ponieważ i tak pewnie każdy będzie robił trawiarkę o wielkości odpowiadającej jego potrzebom.
Klejenie to już gorsza sprawa. Mojej plexi nie chciał skleić żaden dostępny, popularny klej. Nie dawał jej rady żaden silikon, poxipol, distal itp. Klejenie udało się dopiero za pomocą kleju polimerowego, a to i tak tylko połowa sukcesu, ponieważ wykonanie szczelnego pojemnika, tak aby nic nie ciekło, to ogromna trudność. W tym celu dobrze jest zmatować papierem ściernym klejone krawędzie, odtłuścić benzyną ekstrakcyjną, przesmarować obie klejone krawędzie klejem, odczekać około minuty i dopiero docisnąć. Klej osiąga pełną wytrzymałość po około 8-10 godzinach.
Po wykonaniu zbiornika najpierw do ścianek bocznych przykleiłem wzmocnienia na grzałkę, wężyk i czujnik temperatury (szersze łatwiej uszczelnić). Następnie nawierciłem otwory dla grzałki i wężyka ale ..... grzałka przechodzi na wylot z jednej strony (średnica około 13 mm), a na drugiej ściance trafia na otwór nawiercony do połowy grubości ścianki, który ją usztywnia i mocuje. Wężyk w moim przypadku jest „przelotowy”, bo pompka, którą wymuszam obieg ma dwa tłoczki. Oczywiście można podstąpić podobnie, jak w przypadku grzałki i z jednej strony wykonać otwór, z drugiej płytkie wgłębienie „zaślepiająco - mocujące”.
Do wykonania zbiornika zZużyłem około 0,2 metra kwadratowego plexi, która kosztowała około 10 złotych oraz klej polimerowy, za który zapłaciłem w sklepie około 2,50 zł.

Wymuszony obieg płynu

Przy takim ułożeniu grzałki zostaje wymuszony obieg wody - jest on powodowany przez zjawisko konwekcji. Jednak dla płytki drukowanej jest znacznie korzystaniej, aby strumień roztworu trawiącego mocniej omywał płytkę. Postanowiłem użyć do tego celu bąbelków powietrza. Powietrze jest pompowane z zewnątrz i wydostaje się przez otworki wykonane w wężyku. O sposobie zamontowania wężyka napisałem wyżej.
Wężyk z otworkami można wykonać samodzielnie. Ja w zwykłym wężu igielitowm wierciłem dziurki wiertłem o średnicy 0,15 mm, ale i tak uważam że są zbyt duże. Wystarczy, gdy są zrobione w odstępach co 4 - 5 cm i raczej niech będą o jak najmniejszej średnicy. Wężyk podłączyłem do zwykłej pompki akwariowej majacej dwa tłoczki (bo taką akurat miałem w szufladzie), dodatkowo nakładając na nie zaworki zaciskowe (również do nabycia w „sklepie z rybkami”). Tą metodą mogę regulować intensywność omywania powierzchni płytki, a po ich zakręceniu czy zaciśniećiu płyn nie wylewa się i nie powraca do pompki. Mimo bardzo małych dziurek roztwór chlorku i tak wlewa się do wężyka, i trzeba kombinować z ułożeniem pętli wężyka dużo powyżej poziomu cieczy. Zakładając zaworki mam problem z głowy. Pompka włącza się natychmiast po włączeniu zasilania.
Za pompkę zapłaciłem około 10-15 zł, zaworki - 2 sztuki po 1 zł, wężyk - 0,75 zł (1,5 m)

Termostat

Tu poszedłem na łatwiznę i za 11 złotych nabyłem zestaw firmy Jabel o symbolu J-21. Generalnie jest komplet bo zawiera potencjometr, płytkę, termistor, przekaźnik na 600W i LED sygnalizujący włączenie - brakuje tylko możliwości regulacji szerokości pętli histerezy. Zakres regulacji też nie pasuje, ponieważ rozciąga się od 20 do 35 stopni Celsiusza. Musiałem nieco zmodyfikować termostat. Dodałem potencjometry montażowe do ustalania zakresu. Dodatkowo, do płytki termostatu przylutowałem dwa tranzystory do kontroli i sygnalizacji poziomu cieczy. Całość, wraz z zasilaczem termostatu, wyłącznikiem sieciowym i złączkami śrubowymi, umieściłem w obudowie KM-75 (fotografia 2). Urządzenie nie wygląda pięknie, ale najważniejsze, że jest funkcjonalne i działa.

Fotografia 2. Szczegóły zamocowania termostatu

Termistor umieściłem w koszulce termokurczliwej którą przed ogrzaniem zalałem klejem polimerowym. Dwie elektrody służące do kontroli poziomu cieczy wykonałem ze złoconych szpilek. Dzięki temu są one odporne na działanie roztworu trawiącego.
Wszystkie komponenty razem kosztowały około 30 złotych. Zamiast złączek śrubowych po 1 zł/szt. można wlutować przewody bezpośrednio w płytkę, a zamiast kitu firmy Jabel za 11 złotych można z zapasów z „szufladowy” złożyć jakiś termostat, lub zastosować inny o wymaganym zakresie regulacji.

Dodatki

Podczas trawienia wieszam płytkę na rozgiętych spinaczach biurowych, na które nałożyłem (i oczywiście ogrzałem) koszulkę termokurczliwą. Warto również pomyśleć o szczelnym przykrciu zbiornika, ponieważ podczas trawienia roztwór trochę chlapie, gdy naleje się zbyt dużo płynu, a strumień powietrza jest zbyt intensywny. Roztwór trawiący, zwłaszcza ogrzany, paruje i zostawia na ściankach zbiornika brzydki nalot.

Fotografia 3. Gotowa trawiarka - widok z boku

Epilog

Opis i rysunek zakładki nie jest może zbyt dokładny, ale zdjęcia mojej trawiarki powinny odpowiedzieć na pytania i rozwiać wątpliwości. Oczywiście, zawsze można wysłać do mnie maila - w miarę możliwości służę pomocą. Co do kosztów, to chcąc wszystko kupić, trzeba się liczyć z wydatkiem około 50-60 złotych. Ja sporo rzeczy miałem w rupieciarni, więc zamknąłem się w kwocie około 35 złotych. Niemniej jednak myślę, że za komfort jaki daje trawiarka warto zapłacić taką cenę i kiedy płytka będzie nam się trawiła w stałej temperaturze, „głaskana” bąbelkami powietrza .... iść na brow .... iść sprzątać, rzecz jasna.

Łukasz Romański
bajer@bochnia.pl