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自製 UV 紫外線曝光控制器

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自製 UV 紫外線曝光控制器

本控制器以 Arduino 的 ATMEGA328P 為核心,控制 UV LED 燈板,作為 DIY PCB 曝光用。

目錄

控制器硬體概要說明

控制器分為兩版本:595 版與 I2C LCD 版。
兩版本電路、功能都大同小異,最大差別在於 595 版是使用 74x595 控制七段顯示器作為顯示;I2C LCD 則是使用 PCF8574 控制 1602 的 LCD(相容HD44780)。
I2C LCD 版提供 USB 界面(使用 FT232R),可直接修改 Arduino 程式;而 595 版本就必須使用 ICSP 界面進行更新。

使用 4 + 1 個按鍵共 5 個按鍵進行控制:

  • Start : 開始曝光
  • Mode : 選擇模式
    • 同時點亮上下兩板
    • 僅點亮上板
    • 僅點亮下板
    • 亮度調整模式
  • Up / Dn :
    • 亮度調整模式:增加/減少亮度值,增減量 +/- 5%
    • 其餘模式:增加/減少秒數,增減量 10 秒
  • Reset : 重新啟動

595 版是第一個版本,小弟先用麵包版電路作第一片 595 版的 PCB,再用他去做其他的 PCB。

使用一般 Notebook 電源供應器(DC 19V)做為電源輸入,由於電路主要電壓使用 5V,為避免壓差太大,造成降壓晶片過熱燒毀,所以我做了兩次降壓:19v -> 12v -> 5v。
由 ULN2003 控制 UV LED 燈板,也就是燈板部分直接使用 19V 電源。

在此不提供 UV LED 燈板的電路,我使用 5 串 1 並 14 的方式組成一片燈板,意思就是 5 顆 UV LED 與 1 顆限流電阻為一組做串聯,一共有 14 組併聯(請參閱下方照片)。
LED 間距約為 7 x 2.54 mm。

依 LED 編排密度、曝光亮度、燈板高度、線路複雜度、感光 PCB 有效期、遮色片材質等等因素,都會互相影響,所以建議各位自行實驗,找出適合的亮度、時間與燈板高度。

以小弟的經驗是:

  • 線路片使用噴墨投影片,兩張重疊,增加黑色遮光效果
  • 燈板高度約 7cm
  • 亮度 70%
  • 時間 90s~110s 不等

以上述條件,即可成功製作一片漂亮的 PCB 線路。

對了,很基本的一件事:遮色片與感光 PCB 一定要夾緊,不能有任何間隙,否則非常容易失敗。

還有,UV 紫外線很傷眼睛,為了您的眼睛著想,建議戴著抗 UV 的鏡片,以及也不要讓皮膚長時間曝曬紫外線的環境下喔...


Arduino 程式功能

開始曝光後,會顯示倒數時間,曝光時間結束時會將燈板關閉且蜂鳴器會發出警示音。

控制功能:

  • 可單一控制上下燈板
  • 亮度調整範圍自 0% ~ 100%
  • 時間可調整範圍自 0s ~ 600s
  • 曝光時間結束時,自動關閉光板,並響起警示音
  • 警示音響起時,按任何一鍵停止響音

原理圖與板線圖

595版
595 版原理圖 595 正面板線圖 595 背面板線圖

I2C LCD版
I2C LCD 版原理圖 I2C LCD 正面板線圖 I2C LCD 背面板線圖


實做範例

UV LED 燈板與控制板(595)

595 版正反面

自製 USB to UART 轉接板  

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自製 UV 紫外線曝光控制器


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