Печатная электроника – это просто

Перевёл alexlevchenko92 для mozgochiny.ru

Эта статья научит вас, как доработать струйный принтер, чтобы он начал печатать дорожки электрических схем. Эта технология является достаточно новой и может обеспечить радиолюбителей быстрым и безопасным способом изготовления печатных плат своими руками.

56

Шаг 1: Материалы

3

4

5

6

7

Необходимые:

По желанию:

  • Изоляционная лента;
  • Медная лента;
  • Компоненты электрической цепи:
    • Светодиод;
    • 330 Ω резистор;
    • ATtiny85;
  • Гравёр;
  • Электрическая дрель;
  • Ножовка.

8

9

10

11

12

13

Шаг 2: Что такое печатная электроника?

14

Печатная электроника охватывает широкий круг методов, которые используются для печати электрических схем на подложку. Некоторые из основных методов: печатный экран, ротогравюрная печать и струйный метод.

Зачем вообще использовать принтеры в электронике? В настоящее время существует два основных способа создания электрических схем: макетная и печатные платы. Оба способа имеют свои плюсы и минусы. Макетная плата позволяет легко подключать провода и различные компоненты. Однако стандартная планировка платы «заставляет» сопоставлять различные элементы цепи. Печатные платы могут быть разработаны в точности с заявленными к ним требованиями. Однако затраты, что идут на их производство заставляют любителей «подышать канифолью» раскошелится. Кроме того её изготовление может занять несколько недель, при этом вы будете использовать различные сильнодействующие химические вещества. «Печатная электроника» сочетает в себе лучшие качества макетной и печатной платы.

Шаг 3: Принцип работы струйного принтера

15

Струйные принтеры работают в основном по одному из двух принципов. Первый «Тепловой пузырь», где ток сначала проходит через крошечные резисторы в печатающей головке. Эти резисторы выделяют тепло и испаряют часть чернил. Испарение чернил создает газовый пузырь, который, при расширении «выталкивает» чернила из сопла в виде мельчайших капелек. Когда пузырь лопается, создается вакуум, который наполняет сопло новой краской.

16

Второй метод известен как «Пьезоэлектрический принтер». Пьезоэлектричество – это свойство материала под действием прикладываемого механического напряжения, создавать электрический потенциал. Обратный эффект – деформация кристалла при прикладывании к нему электрического потенциала. При подаче напряжения на эти кристаллы, они деформируются и удаляют крошечные капельки чернил из сопла.

Шаг 4: Почему именно принтер «Brother»?

17

Для данного проекта подойдет практически любой струйный принтер. Некоторые исследователи утверждают, что лучше всего использовать пьезоэлектрический принтер, а не тепловой так, как он меняет структуру и свойства чернил. Исследования показали, что принтеры Brother являются предпочтительным вариантом поскольку из их сопел выпускаются большие объёмы чернил. Большой объём чернил на странице означает, что будет больше шансов получить твёрдое соединение. Проект будет использовать Brother MFC-J450DW. Эта модель была выбрана из-за своей дешевизны.

Единственный недостаток  принтера – картриджи не установлены на печатающих головках. В качестве картриджей выступают резервуары для чернил. Чернила выкачиваются из них и попадают в печатающую головку. Трубы, по которым транспортируются чернила поставляются с предварительно заправлеными «чернилами». Это может сделать процесс осушения оригинальных чернил немного утомительным.

Шаг 5: Чернила с наночастицами серебра

18

Есть много свойств, таких как вязкость, поверхностное натяжение, летучесть и размер частиц, которые должны быть учтены при выборе подходящих чернил. Чернила с наночастицами серебра № NBSIJ-MU01 от Mitsubishi Paper Mill работают лучше всего для большинства принтеров.

Ещё одно преимущество NBSIJ-MU01 – они химически спекаются. Спекание позволит превратить порошкообразный материал в твердое вещество. Струйный принтер не печатает непрерывные линии. Он печатает большим числом небольших капель. Процесс спекания помогает объединить наночастицы серебра в этих каплях вместе, таким образом, создавая плотную структуру. Традиционно, чернила должны спекаться в печи в течение нескольких часов. Химическое спекание наночастиц происходит благодаря специальному растворителю, который позволяет уменьшить время реакции отвердения (в течение нескольких секунд после печати).

Шаг 6: Настройка принтера

19

20

Первое, что нужно сделать – установить драйверы принтера с диска или веб-сайта.

21

22

При первом подключении принтера вам нужно установить картриджи, которые пришли с ним. Устройство войдет в процесс очистки, а по завершению операции предложит вам запустить тестовую печать.

23

24

Перезаправляемые картриджи пришли с небольшими пластиковыми рычагами. Существует функция, которая не позволяет принтеру работать, когда «крышка открыта». Но эту функцию можно обмануть. Для этого с помощью рычага нужно нажать на сигнальную кнопку. Просто вставьте его в щель и покачивайте рычаг, пока сообщение об ошибке «открытая крышка» не уйдет.

25

26

Шаг 7: Подготовка картриджей

27

28

Установим воздушные фильтры. Доступ воздуха в картридж предотвращает образование вакуума внутри рабочего объёма, когда чернила вытягиваются при печати.

29

30

Затем установим резиновые пробки, которые будут закрывать отверстия для чернил.

31

32

Принтер измеряет уровень чернил двумя способами: визуально и математически. Рекомендуется заклеить чёрной изолентой небольшое окошко в задней части картриджа. Это поможет обмануть принтер, чтобы он «думал», что ёмкости полны. Также на каждый картридж установлен небольшой чип. Благодаря ему принтер рассчитывает оставшийся уровень чернил. Поэтому когда «краска закончится», просто удалите картридж и заново установите его , чип будет сброшен. Когда чип сбрасывается, он информирует компьютер о том, что установлен «новый картридж».

33

34

35

Шаг 8: Добавляем чернила

36

Убедившись, что крышка банки надёжно закрыта, хорошенько встряхнём её. Снимем резиновые заглушки, а затем заполним каждый картридж примерно 8 — 10 мл чернил. Вставим заглушки… принтер готов к печати.

37

Шаг 9: Тестовая печать и слив чернил

38

Первая тест-печать поможет убедиться, что принтер работает правильно и не выдаёт никаких ошибок. После этого нужно слить чернила. Это можно сделать путем печати  / или выбрав функцию очистки (чернила расходуются для очистки печатающей головки). Продолжайте печатать, пока не увидите, что краска закончилась. После того, как вы убедитесь, что успешно слили старую краску, вы можете переходить к печати схем.

39

Шаг 10: Настройка принтера

40

Как упоминалось ранее, чтобы улучшить ваши шансы на «качественную печать», необходимо, чтобы на странице оставалось, как можно больше чернил. Следующие настройки помогут вам сделать это:

  • Тип носителя печати: пленка;
  • Качество печати: Наилучшее;
  • Цветовой режим: Яркий;
  • Усиление цвета: Включить;
  • Плотность цвета : +2;
  • Улучшение печати: Включить.

41

42

Прозрачная плёнка является наилучшим вариантом. Волокна в бумаге имеют тенденцию поглощать чернила. Чтобы сделать хорошее соединение вам нужно, чтобы чернила оставались на поверхности и соединялись вместе.

 

43

Шаг 11: Распечатываем схему

44

45

Схема использует ATtiny85 для включения/выключения светодиода. Она может быть запитана от источника в 5В или 9В.

46

47

Примечание: дорожки должны  быть золотого цвета. Если они по-прежнему серебряные, то линии не будут проводящими. Это значит, что подложка слишком сухая. Для решения этой проблемы можно размазать кожный жир в месте печати схемы.

48

49

50

1

Шаг 12: Пробная схема

51

Прототип желаемой схемы первый раз был сделан с использованием макетной платы и Arduino. Код был загружен в ATtiny85, который позже был смонтирован в печатную плату.

52

Шаг 13: Добавляем компоненты и тестируем плату

53

54

Есть несколько способов для подключения компонентов к печатной плате. Лучший вариант, который был найден для этого проекта – использование медной ленты. Обработаем её припоем, чтобы окончательно соединить с «чернилами» и подложкой.

55

56

Спасибо за внимание!

(A-z Source)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!


About alexlevchenko

Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое - ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

10 Replies to “Печатная электроника – это просто”

  1. Какая-то ерунда, напечатать плату, а потом обкладывать медной лентой. Может тогда уже сразу медную ленту паять? А ещё лучше будет навесным монтажом. ЛУТ наше всё.

  2. Мда 340 баксов за чернила это уже перебор. Хватит не на много. За те же деньги закажу платы сразу на текстолите и промышленного изготовления почти в том же количестве.

  3. Когда читал,то поборов эмоции ,решил написал расширенно -ВОРУЕТЕ ЧУЖИЕ мысли -бог с вами -страна бездарей ничего другого не может ,но СМОТРИТЕ МЛЯ на даты на INSTRUCTABLES.COM — они давно забыли то с чего вы пытаетесь начать и главное зачем —хоть язык выучите для перепостинга -правда не позорьте страну ,которая в свое время чего-то могла ,в отличие от нынешнего поколения или переименуйте сайт в мозгобыдло

    1. Приятно, что читатели пишут комментарии к статьям. Обратная связь очень важна.
      Если есть, какие-то замечание по переводу, то вместо того, чтобы тупо сотрясать воздух…. Жду конкретики.
      Насчет нынешнего поколения и оскорбления сообщества, настоятельно прошу ВАС выбирать выражения.

      1. Статья интересна тем, что печать проводников на плёнке встречается иногда (калькуляторы, клавы, в магнитолах старых), а такое ничем больше не сделать вроде…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *