Lo schema elettrico che ha ispirato il modulare deriva dalle norme NEM/FIMF, le quali hanno in catalogo gli schemi di base per realizzare un impianto modulare. Qui la versione attuale modificata, in quanto quella ufficiale prevede una linea secondaria che noi non usiamo.
Al posto della linea secondaria è stata prevista l'alimentazione della linea aerea, per ora molto improbabile da attuare nel nostro impianto. Tuttavia essa esiste ed è bene che si sappia per eventuali sviluppi futuri.
In un modulo di piena linea vi sono due circuiti elettrici distinti che sono:
- alimentazione;
- circuiti di binario.
Questi 2 circuiti insieme formano una scheda di piena linea.
Schemi elettrici:
Alimentazioni:
Piena linea e circuiti di binario:
I due schemi sono messi in serie tra loro, cioè sono racchiusi in un'unica scheda, il cui layout è visibile qui:
Layout scheda di piena linea:
Nella parte bassa c'è il "bus", cioè l'insieme dei 15 fili che formano la condotta. Il termine bus è tipicamente inglese, come tutte le definizioni riferite agli schemi elettrici, in quanto l'inglese è una lingua standard che bene o male dobbiamo adottare. Anche "layout" lo è e significa più o meno "schema di base".
Nella parte alta vi sono i morsetti che portano i fili al modulo, cioè i punti dove collegheremo i fili ai binari o agli accessori del modulo.
Il layout della scheda è stato disegnato con il programma Corel Daw che ha la caratteristica di lavorare in grafica vettoriale. Rispetto ai programmi come il classico Paint o il più evoluto Photoshop che lavorano in "bitmap", Corel Draw memorizza gli elementi grafici con coordinate X/Y come un CAD. Questo consente di disegnare in modo preciso ed in perfetta scala un progetto che poi verrà usato realmente.
Non entro più di tanto nel merito di queste applicazioni, ma sono sicuro che avrete compreso di cosa sto parlando.
Eravamo rimasti al layout dello schema e stampando su un foglio di acetato il circuito stampato (CS) otteniamo questo:
Disegno su acetato:
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La foto è un po' sovraesposta, ma si vedono gli schemi stampati; quello superiore è per la scheda sperimentale, quello inferiore per la scheda di piena linea trattata in questo post.
Ora inizia il bello e posizioniamo il foglio di acetato sul vetro del bromografo con la parte stampata verso l'alto:
Bromografo:
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Il bromografo è una scatola che contiene delle lampade fluorescenti a raggi ultravioletti dotata di temporizzatore.
La sua struttura è simile a quella di un comune scanner e serve per impressionare i circuiti stampati peresensibilizzati con fotoresist per trasferire l'immagine di un circuito stampato disegnato su acetato sulla lastra in forma positiva.
Cioè, tutto il disegno in nero non verrà impressionato.
Disposizione del CS sul bromografo:
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Il tempo di esposizione è di circa 3 minuti (180 secondi), dopo l'esposizione inizia il lavoro chimico vero e proprio per lo sviluppo.
Io ho la fortuna di usare un lavandino dedicato a questo scopo e consiglio a chiunque intenda intraprendere questa tecnica di fare altrettanto. Gli acidi usati non perdonano e purtroppo i loro effetti sono irreversibili.
Quindi massima cautela.
Dopo l'esposizione della lastra ai raggi UV dobbiamo sviluppare il disegno e per questo si usa una soluzione acquosa di soda caustica diluita al 2% in comune acqua. In commercio vendono dei prodotti concentrati che vanno a loro volta diluiti e che funzionano per molte applicazioni:
ISviluppo del disegno:
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Quando il disegno è ben visibile sulla lastra e non ci sono più residui di fotoresist si procede con un abbondante lavaggio in acqua.
Ora abbiamo la basetta con il disegno del circuito pronta per la corrosione:
Basetta:
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Questa è una fase molto delicata e che usa il cloruro ferrico, un acido che macchia qualsiasi cosa tocca. Il cloruro corrode il rame esposto lasciando protette le zone coperte dal disegno.
Solitamente uso una vaschetta in plastica e dopo averci versato il cloruro inserisco la scheda da corrodere facendola galleggiare con la faccia da corrodere rivolta verso il basso.
Tuttavia vi sono altri modi per fare questa operazione che possono essere valutati.
Scheda appena immersa nel cloruro:
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Dopo circa 20 minuti, dipende molto dalla temperatura ambiente, abbiamo la scheda pronta per lo strippaggio.
Schede corrose:
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Qui vi sono alcuni difetti causati da bolle d'aria, ma con un successivo passaggio in cloruro possono essere eliminati.
Quando la scheda è priva di difetti va effettuato lo strippaggio, che è la pulitura del fotoresist residuo e va fatta con del comune diluente nitro.
Si effettuano i fori per il passaggio dei reofori dei componenti con punte che variano da 0,8 a 1 mm. e si inizia il montaggio vero e proprio.
Montaggio:
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Per arrivare alla fine del processo con tutti i componenti installati:
Scheda completa:
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Per le schede di blocco il lavoro è doppio, in quanto le schede sono a doppia faccia (una superiore e una inferiore) e anche il montaggio dei componenti è più compesso.
Ho voluto spiegare tipo tutorial come realizzo le schede per rendervi in un certo senso complici dell'impegno che viene portato per la realizzazione delle schede, che come potete ben vedere è notevole.
L'ideale sarebbe quello di fare dei file gerber con Eagle o altri programmi di CAD per circuiti stampati, in modo tale da farceli fare da ditte specializzate. E' da poco che mi sto avvicinando a queste tecniche e putroppo non so come fare, quindi se qualcuno ha qualche idea in merito che si faccia avanti per risolvere il problema anche solo con suggferimenti costruttivi.
Grazie
, non mi funziona...
