Создание программатора на основе Ponyprog своими руками

Содержание

Актуальность темы
Создание печатной платы в P-CAD
Вытравливание печатной платы

Актуальность темы

Сегодня на просторах интернет можно найти много информации о различных видах программаторов, как в домашних условиях создать, запрограммировать микроконтроллер, развести печатную плату и др. Данная статья призвана свести эту информация воедино, что бы начинающему пользователю не нужно было искать и обрабатывать тонны информации, а все необходимое находилось в одном месте. Можно найти множество информации о способах вытравливая печатных плат(ПП), но сегодня мы поговорим, как это можно сделать в домашних условия и подручными материалами с минимальными затратами. Все что нам необходимо это сама схема программатора PonyProg, которую можно взять с оффициального сайта по данной ссылке. И так, приступим

Создание печатной платы

Программатор PonyProg состоит из двух частей: базового модуля и адаптера под своё семейство микроконтроллеров.
Рассматривать мы будим на основе модуля AVR AT90SXX
Для создания печатной платы понадобится какой-то из следующих программных продуктов:

P-CAD
Sprint-Layout
Dip Trace
Eagle Cad
KiCad и др.

В данных продуктах рисуем печатную плату выбранного модуля в соответствии с необходимыми размерами. Рисовать ПП необходимо в зеркальном отражении, поскольку после переноса её на текстолит все надписи будут неправильно отображены(если ПП рисовалась не в зеркальном отображении). Надписи еще пол беды, а вот контакты к которым будет припаиваться элементы и модули установки микроконтроллеров не будут соответствовать выводам по спецификации микроконтроллера и Вы можете спалить микроконтроллер.
В нашем случае использовалась программа Sprint-Layout и вот что получилось:
Печатная плата модуля AVR AT90SXX

Когда печатая плата была нарисована необходимо перенести на текстолит. Для этих целей я применял лазерный принтер(струйные принтеры для таких целей непригодны), глянцевая бумага и утюг. В качестве глянца можно использовать как фотобумагу, так и страницы с глянцевых журналов. Печатаем обязательно со стороны глянца!
Далее совместив рисунок печатной платы с текстолитом с металлизированной стороны (предварительно ее очистив, что бы рисунок хорошо отпечатался на металлизированном покрытии печатной платы).
После совмещения разогретым утюгом гладил совмещенный рисунок печатной платы и текстолита. Если использовать фотобумага, то можно производить перенос просто поверх фотобумаги, а если использлвать глянцевую бумагу с журналов, то необходимо подложить лист обычной бумаги между глянцем и утюгом, что бы не испортить утюг.
Для того чтобы качественно перенести рисунок печатной платы необходимо сильными нажимами проглаживать всю поверхность где нанесен рисунок, иначе может плохо пропечататься и придется переделывать. Проверяем печать по краям(места довольно плохого переноса, поскольку, обычно, хорошо проглаживают центральную часть, а на краях не акцентируют внимания), если все хорошо перенесено необходимо снять бумажный слой, но что бы тонер лазерного принтера остался на плате.
Для этого необходимо приклеенную к текстолиту бумагу поднести под теплую воду и легкими движениями размачивал бумагу и производя круговые движения аккуратно очистить от бумаги печатную плату. После того оставляем высыхать печатную плату, для того, что бы удостовериться, что плата очищена и от глянца, поскольку при вытравливании глянец может помешать вытравить плату с достаточным качеством. В этом деле главное не спешить, а то я несколько раз переделывал слишком усердно:) очищал и с бумагой вместе сходила краска.
Удостоверившись, что наша плата готова к вытравливанию, приступаем к следующему этапу.

Вытравливание печатной платы

На данном этапе мы произведем вытравливание печатной платы и её лужение.
Травление — группа технологических приёмов для управляемого удаления поверхностного слоя материала с заготовки под действием специально подбираемых химических реактивов. Ряд способов травления предусматривает активацию травящих реагентов посредством других физических явлений, например, наложением внешнего электрического поля при электрохимическом травлении, ионизацией атомов и молекул реагентов при ионно-плазменном травлении и т.п.
В литературе термин травление, как правило, сопровождается определением, поясняющим конкретную технологию травления (химическое, кислотное, щелочное, электрохимическое и т.п.). При использовании термина травление без дополнительного определения, как правило, подразумевается химическое травление в водном электролите.
Если часть поверхности, подвергаемой травлению, требуется сохранить, то она защищается (химически или механически) путём наложения специальной маски.
Основные виды травления:

химическое (жидкое),
электрохимическое,
ионно-плазменное (сухое).

После того как был перенесен рисунок печатной платы на текстолит погружаем её в раствор хлорного железа (FeCl₃). Вытравливание можно производить в растворе комнатной температуры, что займет большее время, но можно и подогреть. Наиболее оптимальный вариант развести раствор в неметаллической посуде (поскольку можно и лишиться такового) и подогревать на паровой бане перемешивая.
Опускаем будущую печатную плату в раствор хлорного железа и перемешивая посматриваем на степень снятия меди с текстолита. После того как на печатной плате нет меди кроме участков покрытых тонером лазерного принтера вынимаем из раствора и промываем под проточной водой, что бы оставшиеся капли раствора не разъели дорожки печатной платы.
Теперь необходимо залудить дорожки, что бы под воздействием влажности и воздуха дорожки печатной платы не окислились. Но перед тем как приступать к лужению необходимо снять тонер. Для этого используем ацетон (C₃H₆O) и аккуратно вдоль дорожек (без усилий, иначе все произведенный манипуляции ранее пойдут насмарку) намачивая тонер протираем пока от тонер не лишиться и следа.
Ну а теперь можно приступать и к лужению.
Как говорит Wikipedia:
Луже́ние — нанесение тонкого слоя расплавленного олова на поверхность металлических изделий. Лужение производится для защиты металла от коррозии или для подготовки к пайке (лужёная поверхность лучше смачивается припоем).
Таким образом наносим паяльником тонким слоем олово на дорожки для защиты их от неблагоприятных факторов.
После того как произведено лужение можно приступать к пайке элементов.
Вот что имеем в итоге:
Вид собранных модулей для программатор

Используемые источники:

PonyProg на Wikipedia
Хлорид железа на Wikipedia
Травление на Wikipedia
Ацетон на Wikipedia
Электрик
Сайт-портфолио преподавателя Тлупова Заурбека Аликовича
Оффициальный сайт PonyProg
Программатор PonyProg 2000
Сайт о копировальной технике

Данилич Игорь Викторович

Факультет радиотехники и специальной подготовки

Кафедра радиотехники и защиты информации

Специальность Радиоэлектронные устройства, системы и комплексы