Картины из печатных плат

в 19:22, , рубрики: diy или сделай сам, pcb, женщины, идея, концепт, подарки, метки: , , , ,

Концепт изготовления подарка от гика.

Картины из печатных плат

Сокро грядёт Новый Год, день святого Велентина, восьмое марта. Да много чего ещё грядёт, и вот хочется подготовить сани летом, телегу зимой, в общем основательно подготовится к сиим праздным событиям и порадовать нашу вторую половину чем-то необычным. На мой взгляд, самый бесценный подарок — это подарок, который сделан своими руками. Отсюда и будем плясать.

Я не уверен, что эта идея не приходила никому в голову, но беглое гугление мне не дало результатов ни на английском, ни на русском языке.

Идея

Я большую часть своей жизни занимаюсь электроникой, программированием и микроконтроллерами. Заинтересовать этим увлечением мне не удалось ни одну женщину, даже самых лютых инженеров. По сему, надо им хотя бы надо сделать такой подарок, чтобы они поняли что не смотря на любовь к электронике, их мы любим значительно больше.
Для этого, я подумал сделать некоторое запоминающееся электронное устройство, которое будет напоминать ей о замечательных мгновениях проведённых вместе. Обычно запоминающееся мгновение уже зафиксировано в фотографии! Остаётся только совместить фотографию и электронику.
Представьте себе картину: в печатной плате фотография, как вы сидите в кафе, а светодиодами горят свечи. Эта поделка стоит на столе у неё, и поделка сделана вашими руками. Высокотехнологичная романтика!

Так же эта технология может быть полезна разводчикам печатных плат (передаю привет коллегам с работы) для размещения своего рисунка в печатной плате (типа подписи).

Говоря более простым языком, я решил попробовать перенести любую картинку на текстолит.
Ниже я расскажу как я это сделал и что у меня получилось.

Пару слов о технологии

Как мы все понимаем, даже чёрно-белая фотография имеет переходы от белого к чёрному, называемым серым цветом. А в печатной плате мы имеем только два цвета: цвет меди и цвет текстолита. Условно скажем медь будет светлой, а текстолит чёрным. Хотя это всё условности: если взять белый текстолит, а медь окислить, то будет всё наоборот. Как же нам сделать оттенки серого цвета в меди?
Идея проста как и всё гениальное — технология размещения картинок в газете. Суть такова, что от размера точки определяется затемнёность или освещённость участка. Вблизи это выглядит ужасно, но отдаляясь получается нормальная картинка.
Впервые об этой технологии я узнал в детстве, читая занимательную физику. Там была приведена картинка, которая на первый взгляд показалась странным набором точек, но при отдалении она превратилась в глаз женщины.

Картины из печатных плат
Иллюстрация к “Занимательной физике”

Чтобы вам не менять размер страницы, привожу уменьшенную копию этой картинки.

Картины из печатных плат
На отдалении

Наверное вам уже стало понятно куда я веду. Берётся фотография, превращается вот в такое решето, затем с помощью ЛУТ или фоторезиста наносится на плату и травится.

Что нам потребуется?

Для всего этого нужно не много, по пунктам:
1. Прямые руки, растущие из нужного места.
2. Заготовка печатной платы.
3. Лазерный принтер.
4. Самоклейка.
5. Перекись водорода, лимонная кислота, соль (поваренная).

Подготовка изображения

Самое сложное для этой статьи — было найти подходящую фотографию. Фотографии моделей не стал брать из-за проблем с авторскими правами. Фотки из личного фотоархива оказались либо унылы, либо не для широкого круга. В результате для пробы решил просто заснять один из самых моих любимых инструментов: минитиски.

Картины из печатных плат
Тисочки

После чего, их надо специально обработать. Поскольку я пользуюсь только linux, то в моём распоряжении тёплый ламповый gimp.
Я нарошно не стал делать никаких обработок фотографии (высветление, вытягивание контраста и т.п.). Забегая вперёд скажу, что за это я поплатился и результирующая картинка получилась не чёткой.

Итак, открываем картинку в gimp, далее обесцвечиваем её.

Картины из печатных плат
Обесцвечивание

Затем начинается та самая интересная магия, которая и превращает обычную картинку в то, что позволит её воспроизвести, так сказать, в железе. Выбираем “Искажения -> Газетная бумага”

Картины из печатных плат
Магия

После чего начинаем играться с параметрами. В разделе “Разделить на:” флажок надо поставить на CMYK. Опытным путём следует подобрать размер ячейки. Во вкладке “Чёрный”, лично я “Слот-функцию” сделал линией. Это дело вкуса каждого, но мне захотелось попробовать вот так.

Картины из печатных плат
Настраиваем параметры искажения

Жмакаем “Ок”, и получаем следующий результат:

Картины из печатных плат
Результирующая картинка

Сразу виден низкий контраст. Но я решил попробовать, как же получатся столь не яркие картинкии в железе. Посмотреть худший вариант, так сказать и продолжил свои опыты. Теперь самое время рассказать, как перенести полученный рисунок на плату.

Переносим изображение на плату

Для переноса рисунка, я воспользовался традиционной, давно обкатанной Лазерно Утюжной Технологией (ака ЛУТ). Скорее, чтобы напомнить, как она делается, нежели снова научить, расскажу пару слов о ней.

Чтобы точно знать размер будущей заготовки, я воспользовался одним простым читом, известным со школьной скамьи: размещение картинки в редакторе текстов, с нужным размером. Открыв Writer (аналог MS Word в линуксах), задал размер полей таким образом, чтобы длинна картинки по горизонтали составила точно 10 см. Для этого в верху страницы есть очень удобная линеечка. Вставив картинку, можно увидеть, что длина по вертикали составляет 8 см.

Картины из печатных плат
Устанавливаем чёткие границы картинки

После чего, вырезаем из текстолита прямоугольник с такими же параметрами, шкурим его и обезжириваем изопропанолом или любым удобным растворителем.

Картины из печатных плат
Шкурим и обезжириваем

Можно обратить внимание на картинке в верху, что в качестве подложки у меня используется бумажка с тестовой печатью будущего рисунка. Поглядев на него, я решил взять именно линии, а так же увеличить их шаг и толщину.
Для переноса изображения на текстолит я использую подложку для самоклеющихся обоев. В отличии от журнальной бумаги, тут в миллион раз меньше геммороя и не надо ничего отмачивать. Стоит рулон в 10 метров всего 250 рублей, а хватает его очень на долго.
На обратной стороне обычно заботливо нарисованы клеточки. Прикладываем лист А4, и отмечаем каким клеточкам он соответствует.

Картины из печатных плат
Разметка

Не стоит ленится и делать “длинный А4” (не отрезать хвост), мой принтер обиделся на такое и решил что бумагу он зажевал, что она так долго не выходит.
Вырезаем, отрываем наклейку и печатаем на той стороне, на которой была наклейка.

Картины из печатных плат
Результат (Half Life 2 не вспоминается?)

Прикладываем заготовку медью к рисунку, заворачиваем в бумагу текстолит, и начинаем гладить рисунок с тыльной стороны.

Картины из печатных плат
Заворачиваем

Картины из печатных плат
и гладим

Я обычно проглаживаю сквозь чистую бумагу, но тут решил гладить свозь бумагу, на которой было отпечатано. В результате бумажка прилипла к заготовке, порвало бумагу с рисунком и всё забраковалось. Пришлось начинать всё сначала.

Картины из печатных плат
Брак

Брак в таких делах явление нормальное, по сему повторяем все итерации сначала. После чего аккуратно снимаем бумагу с заготовки и нам является следующая картина:

Картины из печатных плат
Перенесённый рисунок

Травим

В связи с минусами хлорного железа:
— невероятно грязное;
— очень сложно отмыть;
— пачкает одежду раз и навсегда;
— трудно отмыть ванну и туалет;
— нужно ехать на другой конец города, чтобы его купить;
Решил для себя открыть новый способ травления печатных плат, описанный тут radiokot.ru/lab/hardwork/62/ как наиболее эффективный. Для него нужно всего три составляющих, которые находятся в аптеках и магазинах шаговой доступности:
— лимонная кислота;
— перекись водорода;
— обычная поваренная соль.

Пропорции травления взяты с сайта (цитирую): В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.

Картины из печатных плат
К травлению всё готово

Поскольку у меня не было мерных весов, всё мешал на глаз, стараясь хоть как-то соблюдать пропорции. В процессе травления начал выпадать гидрооксид, и я добавил ещё лимонной кислоты. Потом пузырей стало меньше, долил перекиси. Так же подсыпал соли. Всё возможно от нетерпения. Травилось всё около двух часов. Полагаю, что это связанно с холодной перекисью, и не желанием моим это всё как-то подогреть (поговаривают, что раствор вскипает, хотя у меня лично раствор так и оставался холодным). Плюс в этот раз я травил в плошке, не используя свой чудесный бульбулятор-травилку, о котором я писал тут: habrahabr.ru/post/109869/. И всё потому, что он занят хлорным железом. Придётся специально для новой технологии сделать новый бульбулятор.

Результат

После травления получается прекрасный голубой раствор, который я, к сожалению догадался сфотографировать, уже после того, как слил в унитаз. По сему поверьте мне на слово, что он прекрасен :).

И вот, наконец, мы можем лицезреть результат. Скажу сразу, изначально он меня не впечатлил :(.

Картины из печатных плат
Протравленная плата

Может показаться, что на плате некоторая мешанина и клякса по форме минитисков. Но на самом деле это не так, всё становится понятно, глядя на просвет

Картины из печатных плат
На просвет

На просвет видны все детали минисков, и чтобы вам не листать в верх, приведу опять исходную фотографию для сравнения.

Картины из печатных плат
Исходная фотография (отражена по горизонтали)

Учитывая исходное качество фотографии, получилось просто апупительно, даже с низкой яркостью и контрастом! Видны все детали. Т.е. технология работает!

Резюмируя

Технология оказалась рабочей, и не просто рабочей, а бомбой! Быть может результат для вас не слишком впечатляющий, но это только проба пера, которая может позволить развиться этим экспериментам далее.
Даже совершенно ужасная картинка вытравилась и получилась. Для получения ещё большего результата, следует использовать более высоконтрастные фотографии. А так же подвергать их дополнительной обработке. Фон лучше делать белым, или однородным и светлым.
Недостаток технологии заключается в низкой контрастности меди относительно текстолита. Решается несколькими способами. Во первых, можно взять более тёмный текстолит. Во вторых можно химически окрасить медь. Например медь темнеет на свету, и данная картинка, если её оставить на солнышке на неделю наберёт достаточной темноты. Полагаю есть более простые способы окислить медь, гугл в помощь. Однако учтите, чтобы сохранить первоначальный блеск, рекомендую покрывать плату лаком, во избежания окисления.
Для использования в разводке печатных плат, следует портировать обработанное изображение в вашу CAD-программу, в которой вы разводите печатные платы. Для P-CAD это весьма нетривиальный и неочевидный путь.
Дальнейшим шагом будет внедрение электрической схемы в печатную плату. Например, чтобы на небе зажигать и гасить звёздочки или глазки любимой при виде тебя :).

Благодарю мой HTC HD2, перешитый на андройд за замечательные фотки и удобную загрузку их на fotki.yandex.ru

Помните: лучшая благодарность автору за пост — это оставленный комментарий.

Автор: dlinyj

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля