405nm Platinen Plotter *Guide*

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WICHTIG

Es werden jetzt mehrere Post's von mir hintereinander kommen. damit alles übersichtlich wird.

ICH BITTE EUCH KEINE SACHEN HIER REINZUSCHREIBEN BIS ICH GRÜNES LICHT GEBE!!!!


DANKE

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Beginnen wir beim Ursprung. Durch dieses Topic http://www.laserfreak.net/forum/viewtop ... 43&t=44872 habe ich mitbekommen das es eine durchaus gute Alternative zum belichten von Leiterplatinen gibt. So kamm der Stein ins rollen.

Ich habe mich auch daran gemacht einen Plotter zu "erweitern" und möchte euch nun dieses Projekt Schritt für Schritt vorstellen.




Okay als erstes musste als ein Plotter her. Ab in die Bucht und günstig einen ROLAND DPX 2200 geschossen

Dieser bietet die Möglichkeit bis A2 zu Plotten und verfügt einen Treiber für WinXP. Die Kommunikation findet Wahlweise über die Serielle oder Parallele Schnittschtelle statt. Ich benutze die Parallele.

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Weiter mitder Auswahl und Montage der Laserdiode.
Es ging wieder in die Bucht

Es wurde für 26§ eine "150mW" <-- wers Glaubt 405nm BluRay Laserdiode gekauft. Diese ist gleich schon in einem Gehäuse eingeklebt.
Das Gehäuse verfügt praktischer Weise über ein M9x0,5 Feingewinde das ein austauch des Kolliminators ermöglich.
Somit habe ich dien Mitgelieferten Kolli gegen einen 39€ Teuren 405nm Kolli getauscht. Nun hatte ich aber um meinen Laserspot sehr viel Streulicht.
Somit bin ich wieder auf den Alten Kolliminator zurückgegangen. Dieser macht einen Absolut kleinen Punkt ohne Streulicht. Dieses verbesserte die Platinen Qualität erheblich.

Um die Laserdiode im Plotter benutzen zu können musste diese ihrgent wie Montiert werden.
Die erste Idee einen "Plotterstift" zu drehen welcher die Laserdiode beinhaltet, musste leider verworfen werden da die Kabelführung sehr mühsam geworden wäre.

Es blieb nur die Möglichkeit die Laserdiode fest am Zeichenstifthalter anzubringen. Dafür wurde die Abdekung durch lösen der 3 M2 Schrauben abgenommen.
Aus einem kleinem Stück Aluminium wurde ein Halter für die Diode gefertigt und mit einer M2 Schraube an den Zeichenstifthalter geschraubt. Die Diode wird in der benötigten 12mm Bohrung durch eine M3 Kunststoffschraube gesichert.

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So Laserdiode hätten untergebracht.

Damit die sich wohlfühlt brachen wir noch einen Laserdioden Treiber. Zum Glück hatte ich noch einen "rumliegen"
Ein eigen Nachbau aus diesem Topic http://www.laserfreak.net/forum/viewtop ... 43&t=43981 .

Dann geht es jetzt an die Ansteuerung. Diese sollte zwei Bedinungen erfüllen.
1. Stift beginnt zu malen --> Laserdiode geht an
kleiner Ausschweifer
Nach einen fliegenden Testaufbau merkte ich das der Laser meine Elektrostatikmatte ( Zum festhalten des Paieres) anschmort.
Da der Laser zudem auch nicht immer an sein sollte. Habe ich fest gelegt, das wenn Stift 8 genommen wird der Laser "Scharf" wird
2. Lasern nur möglich ist wenn Stift 8 in benutzung ist.

Zur Realiserung wurde eine kleine Schaltung entworfen. Die Pen Down und PEN 8 auswertet und dann ein TLL Signal an den Dioden Treiber gibt.

In Groben Zügen: Durch zwei Optokoppler wird eine Und Schaltung aufgebaut die den Shutdown Pin eines 5,0V Spannungsregelers (ZLDO 500 T8TA) steuert. Die 5 V Liegen dann am Modulationseingang des Dioden Treibers an.


Diese Schaltung liegt dann Huckepack auf meinem Dioden Treiber
Diese Schaltung wurde mit dem Plotter hergestellt!!

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Jetzt muss noch geklärt werden wie die Signale für PEN DOWN und PEN 8 erzeugt werden

Fangen wir mit PEN DOWN an:

Mein Plotter verfügt über eine LED dir mir darüber Auskunft gibt. Somit konne ich hier einfach das Signal abgreifen und auf einen Optokoppeler führen

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Kommen wir jetzt zum PEN 8

Es wurden die Abmessungen eines Plotterstiftes genommen und aus Aluminium ein Imitat gedreht. In diesem befindet sich ein Magnet der einen Sensor in der Nähe des Stifthalters betätigt.
Gib der Sensor ein 0 Signal ist der Stift im Einsatz und es kann gelasert werden.
Ist der Stift an Postion 8 gib der Sensor ein 1 Signal und es ist nicht möglich zu lasern.

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Die Montage des Sensors ist auch sehr Simpel.

Der Sensor selber ist an seinem Platz festgeklebt. Kurz dahinter ein Loch für die Kabeldurchführung. Mit Klebhaltern unter dem Abdeckblech endlang und wieder einen schon vorhandenen Durchbrucht in die untere Ebene.

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Sow. Dann geht es jetzt nach unten.

Der DPX 2200 ist sehr servicefreundlich aufgebaut. Zum erreichen der unteren ebene muss man die 11 M5 ( 3 Links, 3 rechts, 5 auf der Hinterseite) Schrauben lösen. Dann kann man den Plottbereicht durch die eingebauten Schaniere hochklappen.

VORSICHT IST JEDOCH GEBOTEN.
Einige interne Kabel sind nicht lang genug. Um diese nicht brutal aus dem Stecker zureißen mit Vorsicht öffnen und die gekennzeichneten Kabel von Hand lösen


1. Flachstecker des Bedienterminals
2. Stecker der Elektrostatikmatte
3. Stecker der Koordinatenanzeige

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Ist das öffnen ohne Schäden abgeschlossen enddeckt man das in dem riesen ding garnicht so viel drin ist.

Aber deswegen packen wir ja noch ein bisschen was hinein.

Zum Beispiel ein 12V 25W Netzteil und den "Diodentreiber" mit der "Logik"
Das 12V Netzteil wird auch dierekt mit dem Ein/Aus Schalter des Plotters gesteuert.

[lexa]

Sow jetzt bin ich müde .... morgen gehts weiter und es wird nochmal nach rechtschreibung geschaut.


und bitte erstmal nur lesen nicht schreiben

[lexa]

Ist die Hardware zusammen gebaut geht es an die software.

Als erstes benötigen wir einen Treiber für den Plotter. Da der Original Roland Treiber nen bissel blöde ist und keine Stifte in seine Programme einbezieht, musste ich nach einer Alternative gucken.

Diese hieß WINLINE in der Demoversion. http://www.winline.com/
Das Programm ist recht kompfortabel. Einen Nachteil gib es jedoch
Nach jedem Print zeichnet der Plotter ein Winline Wasserzeichen auf die Zeichnung. Aber es gibt auch Zufälle.

Die Treiber von Winline schließen den DPX2200 nicht ein. Dafür aber den DPX1350. Dieser hat eine kleinere Zeichenfläche.
Starte ich unter den richtigen Einstellung den Print wird mein Layout gedruckt. Nach Beendigung des Layoutes soll der Plotter noch eine Fußzeile auf mein Blatt schreiben. Und das nutze ich aus.
Die Fußzeile liegt nicht im erreichbaren Bereich des Plotters. Dieser versucht nun also ausserhalb zu plotten. Merkt jedoch selber " ähm da komme ich nicht ihn". Also fährt er an den Rand und wartet auf Koordinaten die er anfahren kann. Die bekommt er nach so ca. 1 Minute (Dauer des übertragens der Fußzeile) .Also reichlich Zeit die Platine zu entnehmen.


Dann geht es jetzt weiter.
Wir zeichnen das Layout in Eagle. Zum Beispiel sowas ( Bild 1).

Nach dem wir das erledigt haben öffnen wir die ULP MillOutlines. Das schaut dann so (Bild 2)
Durch die ULP wird eine .plt Datei erzeugt, welche den Rand der Leiterbahnen abfährt.

Ich benutze zum Anschauen der .plt Datei den ABviewer 7 und das schaut dann so (Bild 3)
Wir haben nun einmal Rechts wie die Datei von der ULP ausgegeben wird. Was man aber nicht braucht kann man anklicken und löschen.
Anschließned sollte es so wie auf der linken Seite aussehen.

Jetzt habe ich aber noch ein Problem. Mein Plotter kann ihrgent wie keine verschiedenen Stiftgeschwindigkeiten realiesieren. Des wegen ist die Belichtungszeit auch in bisschen knapp.
ABER copy&paste hilft. Ich kopiere einfach alles ein mal und lege es nochmal oben drauf. Der Plotter Zeichnet es also Zweimal.

[lexa]

So um nun das Layout auf die Platine zu bekommen. klickt man im AbViewer 7 auf Seitenansicht. Stellt Hochformat ein und setzt unter Erweiterte Einstellung Link und oben auf 0.
Dann nur noch Platine auf den Plotter, Folie ab und Drucken drücken.

Das Bild Zeigt meine 20x20mm große Platine auf dem Plotter. Dierekt nach dem Plotten gehts in den Entwickler, der Griffbereit steht. Ich nutze SENO 4007 NaOH-Freien Universalentwickler.

Nach zwei Minunten ca. gehts ins Ätzbad.

Geätzt wird mit Eisendreichlorid und Schaum. Dieses kleine Ding habe ich mir im Ramen meines Plotters auch selber gebaut und bin absolut begeistert. Ätzen dauert ohne heitzen ca 60 Sekunden.

Bild2 Wir sehen links die frisch entwickelte Platine und rechtes eine die schon 20 Sekunden Ätzen hintersich hat.

und es geht weiter mit dem Schaum des grauens.

[lexa]

hui hui hui.... du hast das ende Erreicht.

Das ist aus der Platine geworden. Der Laserfreak Schriftzug hat eine Linienstärke von gerade mal 0,3mm. Also für den hobby Anwender Absolut ausreichend.

Das Resultat kann sich sehen lassen. Vor allem im Zeit Verhältnis. Vom Layout bis zur Platine sind gerade mal 10 minuten ( 9 minuten 13 Sekunden ). Mit Platine sägen, Printen, Printen, Ätzen.


Ich für mich werde nun immer damit Arbeiten.

Ich hoffe der ein oder andere kann für sich etwas schönes hier für sich finden.


Grüße Axel

[lexa]

Achso

grünes licht

[Dodo]

Aufjedenfall tolles Bastelprojekt, aber das Ergebnis find eich irgendwie nicht so berauschend O.o vielleicht lied das abe rauch am Ätzen. Da ist das Ergebnis von Netzpfuscher deutlich besser

http://www.laserfreak.net/forum/viewtop ... 43&t=44872

deins ist so unsaube rund ausgefranzt .. sieht zumindest so aus!
Aber sonst ein Top Tut .. sowas macht sicher spaß *g* würde ich ja auch gerne machen, nur habe ich keine Verwendung dafür. Also Zuhause kein Platz und Platinen lasse ich auf Arbeit fräsen!

mfg Dodo

[karsten]

Schönes Projekt und vor allem schön dokumentiert Am Ergebnis sollte man allerdings noch etwas feilen - man sieht doch deutlich, wo der Plotter mit niedriger GEschwindigkeit fährt und dabei eine wesentlich breitere Fläche belichtet wird bzw. wo er schneller fährt und dann nur eine ganz schmale Linie entsteht. Ich denke mit etwas weniger Geschwindigkeit und vielleicht etwas weniger Laserleistung / Streulicht dürfte sich das Ergebnis verbessern.

Sowas hätte ich früher, als ich noch Platinen selbst geätzt habe, gerne gehabt. Hab allerdings vor ein paar Jahren die Schaumätzanlage samt Zubehör verkauft, da ich in der neuen Wohnung keine Möglichkeit mehr für die Platinenherstellung habe. Heute schicke ich die Layouts weg und lasse fertigen.

[bluematrix]

Hallo ...
ich habe ein ähnliches Projekt "CNC Laser Plotter" mit folgenden Daten realisiert:

Herausgekommen ist ein funktionsfähiger Laserplotter, der die verschiedensten Materialien schneidet.
Versucht habe ich das ganz mit verschiedenen Lasern unterschiedlicher Leistungen.

Zu letzt habe ich eine 1W infrarot Laserdiode verwendet.
Mit dieser konnte ich in einer relativ zügigen Schnittgeschwindigkeit folgende Materialien schneiden:
(Dabei gilt natürlich, je dunkler das Material desto besser wird die Energie des Lasers aufgenommen.)

• Moosgummi 3mm - sehr gut
  Holz 0,5mm - gut
  Holz 1mm - schlecht

Plotter - Umbau

• Der Ploter wurde bisher für das erstellen von Platinenlayout mit einem Edding verwendet und das sollte auch weiterhin so bleiben.
  Daher durfte die Stiftaufnahme nicht verändert werden. Also wurde, wie schon für den Edding, eine spezielle Halterung für den Lasers gebaut
  
  Da der Plotter auch im "slow Modus" viel zuschnell war, musste die Geschiwndigkeit irgendwie reduziert werden. Nach einigen Versuchen bewährte sich das Austauschen des Prozessor-Quarzes. Den Takt habe ich einfach über einen kleinen Microcontroller der Firma Atmel generiert. Den Controller habe ich so programmiert, dass ich den Takt über ein Potentiometer verstellen kann, um somit die Geschwindigkeit des Plotters zu regulieren.
  Außerdem wurde das Signal zum "Stift heben/ senken" zum Ansteuern des Laseres verwendet. Über eine kleine Schaltung wird aus dem STift-Signal ein TTL Signal generiert, welches über den TTL Eingang des Lasertreibers den Laser moduliert.
  
  In Zukunft soll der Controller auch die Leistung des Lasers regulieren. Die Leistung des Lasers soll beim Einstechen auf das Maximum und sonst auf 80% (zum schutz der Diode) regelt werden.
  
  Außerdem soll der Controller später noch die Schnittgeschwindigkeit beim Einstechen reduzieren.
  Durch die beiden Verbesserungen bekommt man eine bessere Schnittqualität.

mehr Informationen Findet ihr auf folgenden Seite unter "CNC Laser Plotter":
homepage: http://bluematrixi.bl.funpic.de/
Youtube : http://www.youtube.com/watch?v=2pvVddBWbCM

Grüße Martin

[nohoe]

Hallo

Zum Thema unsauberes Ergebnis:
Wie ist denn die Diode fokussiert? Die muss ja nicht wie beim Showlaser auf parallelen Strahlverlauf fokussiert werden.
Hier kann sie doch punktuell fokussiert werden, da die Divergenz vollkommen egal ist und du dich nur auf einer Ebene bewegst.
Oder kommt die unschärfe durch mangelnde Wiederholgenauigkeit beim 2. Durchgang zustande?

Ansonsten mal wieder ein Interessantes Topic.

Gruß
Norbert

[lexa]

Ja ja, ich weiß Totengräber.

Aber ich habe neulich noch mal Platinenen mit dem System gemacht und wollte nur kurz zeigen, das sich durchaus gute Resultate erzielen lassen. Der Fokus ist dabei so eingestellt das ein Durchmesser von 0,2mm Belichtet wird bei einer Stiftgeschwindigkeit von 6cm/s

Damit kann ich noch ne Bahn zwischen einem 603 SMD Widerstand durchlegen.

[VDX]

... schonmal probiert, statt UV-empfindlichen Film zu belichten, die 'nackte' Platine dünn mit schwarzem Lack zu beschichten, darin dünne Iso-Bahnen zu 'gravieren' und nur diese freizuätzen?

Mit einer 405nm-BluRay-Laserdiode mit 200mW oder einer 445nm-Laserdiode mit 1Watt erreiche ich teilweise Schnittbreiten von 0.05mm

Viktor

[lexa]

Ich kann den Fokus auch verkleinern, Aber das wird der UV-Lack nicht belichtet sonderen Verbrannt. Da Ergebnis war nicht so pralle vor allem beim fahren einer Ecke gabe es immer hässliche Punkte weil der Plotter leider nicht mit konstanter Geschwindigkeit fährt.

Mit der Fabe ist ja wieder nen Arbeitsschritt mehr. Das will man ja vermeiden =)

Grüße Axel

[VDX]

Hi Alex,

das mit der unterschiedlichen Geschwindigkeit läßt sich ohne Leistungsteuerung vermeiden, wenn du statt konstant zu leuchten, bei jedem X.OR.Y-Schritt (oder einem Vielfachen) einen Puls ausgibst, so daß der Laser ein gleichmäßiges überlappendes Punktraster brennt - hier unter "6. Methoden der Ansteuerung" eine einfache Schaltung zur Laserpuls-Erzeugung aus den Schritt-Pulsen, mit der ich vor ca. 20 Jahren meine ersten Lasergravierer ohne Leistungskontrolle aufgebaut habe: http://reprap.org/wiki/Laser_Cutter-German

Anbei ein paar Bilder von Beschriftungs-Tests mit IR-Lasern in 0.3mm-PVC-Folie (geht mit dünner Lackschicht viel besser!) - zuerst ein Test mit einem 0.2mm breiten Spot und etwas zu schwacher Leistung, um die Graviertiefe auszutesten ... dann mit passender Leistung und ein Gegentest mit einem 0.04mm-Spot (die dünnen Linien in jeweils 2mm Absatand) ...

Viktor