Tự Chế Tạo Máy Làm Mạch In PCB Đơn Giản

Trang Chủ / Máy In / Tự Chế Tạo Máy Làm Mạch In PCB Đơn Giản

Nếu bạn là người đam mê điện tử, việc tạo ra những mạch in PCB chất lượng là điều cần thiết. Quá trình ăn mòn mạch thủ công thường tốn thời gian và không đồng đều. Một chiếc máy làm mạch in PCB tự chế có thể giải quyết vấn đề này. Bài viết này sẽ hướng dẫn chi tiết cách bạn có thể tự lắp ráp một thiết bị đơn giản nhưng hiệu quả ngay tại nhà, giúp quá trình gia công mạch trở nên nhanh chóng và chính xác hơn.

Table of Contents

Tại Sao Nên Tự Làm Máy Ăn Mòn Mạch In PCB?

Việc tự tay gia công mạch in PCB tại nhà có thể gặp nhiều thách thức khi thực hiện phương pháp ăn mòn thủ công. Dung dịch ăn mòn cần được khuấy đảo liên tục để đảm bảo quá trình phản ứng diễn ra đồng đều trên toàn bộ bề mặt đồng, tránh tình trạng mạch bị ăn mòn không đều hoặc ăn mòn quá mức ở một số điểm. Ngoài ra, việc tiếp xúc trực tiếp với hóa chất ăn mòn cũng tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn.

Một chiếc máy làm mạch in PCB tự chế giúp khắc phục những nhược điểm này. Bằng cách tạo ra chuyển động lắc lư hoặc khuấy đảo tự động cho khay chứa dung dịch, máy đảm bảo dung dịch luôn được lưu thông, giúp quá trình ăn mòn diễn ra nhanh hơn và cho kết quả đồng đều hơn. Thiết bị này không chỉ nâng cao chất lượng mạch in mà còn tiết kiệm thời gian và công sức đáng kể, đặc biệt hữu ích cho các bạn sinh viên hoặc người làm dự án cá nhân. Hơn nữa, việc tự chế tạo còn mang lại trải nghiệm học hỏi quý báu về cơ khí và điện tử.

Những Thành Phần Cần Thiết Để Lắp Ráp

Để xây dựng chiếc máy làm mạch in PCB này, bạn sẽ cần chuẩn bị một số vật liệu và linh kiện cơ bản. Hầu hết chúng đều dễ dàng tìm mua tại các cửa hàng linh kiện điện tử hoặc cửa hàng vật liệu xây dựng nhỏ. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp sẽ đảm bảo độ bền và hiệu quả hoạt động của máy trong môi trường hóa chất ăn mòn.

Các thành phần chính bao gồm hai khay nhựa (ưu tiên loại trong suốt hoặc bán trong suốt để dễ quan sát), một động cơ DC 12V cung cấp lực chuyển động, nguồn adapter 12V phù hợp để cấp điện cho động cơ, một mạch hạ áp LM2596 DC-DC để điều chỉnh tốc độ quay của động cơ thông qua việc thay đổi điện áp đầu ra.

Bên cạnh đó, bạn cần có một biến trở (chiết áp) 10K để điều khiển mạch hạ áp, một giắc cắm DC để kết nối nguồn, một công tắc nguồn để bật/tắt máy tiện lợi. Về cấu trúc cơ khí, bạn sẽ cần tấm gỗ hoặc mica dày khoảng 3mm để làm giá đỡ và liên kết, cùng với bulong, ốc vít M3, vòng đệm và một bản lề nhỏ để tạo cơ cấu bập bênh. Một que kem hoặc thanh nhựa tương tự sẽ đóng vai trò là tay đòn truyền chuyển động.

Xem Thêm Bài Viết:

Hướng Dẫn Từng Bước Chế Tạo Máy Làm Mạch In PCB

Quá trình lắp ráp chiếc máy làm mạch in PCB tự chế này bao gồm nhiều bước chi tiết, từ chuẩn bị cấu trúc cơ khí cho đến đấu nối điện và căn chỉnh chuyển động. Hãy cùng thực hiện từng bước một để hoàn thành dự án này.

Bước 1: Chuẩn Bị Giá Đỡ Hình Chữ T

Bước đầu tiên trong quá trình chế tạo máy làm mạch in là tạo ra một giá đỡ có hình dáng chữ “T”. Cấu trúc này sẽ đóng vai trò là điểm tựa chính và nơi gắn bản lề để kết nối hai khay nhựa lại với nhau. Bạn có thể sử dụng vật liệu như gỗ hoặc mica, với miếng dọc có kích thước khoảng 20x40mm và miếng ngang (đế) có kích thước khoảng 40x40mm.

Sau khi đã cắt vật liệu theo đúng kích thước, hãy đặt bản lề nhỏ lên miếng dọc để định vị và đánh dấu các vị trí cần khoan lỗ. Sử dụng máy khoan với mũi khoan phù hợp để tạo các lỗ trên miếng dọc theo dấu đã đánh. Tiếp theo, dùng keo siêu dính để gắn chặt miếng dọc và miếng ngang lại với nhau, tạo thành hình chữ T hoàn chỉnh. Đảm bảo hai miếng gỗ vuông góc với nhau bằng cách sử dụng thước kẻ hoặc dụng cụ căn chỉnh khác trong lúc keo chưa khô hẳn.

Chuẩn bị giá đỡ chữ T cho máy làm mạch in PCB

Bước 2: Gắn Giá Đỡ Chữ T Vào Khay Phía Trên

Khay phía trên của máy ăn mòn mạch in sẽ là nơi trực tiếp chứa dung dịch ăn mòn. Do đó, việc khoan lỗ và sử dụng ốc vít trên khay này là không nên vì hóa chất có thể làm ăn mòn kim loại theo thời gian. Thay vào đó, phương pháp gắn kết tối ưu là sử dụng keo siêu dính hoặc các loại keo chịu hóa chất mạnh khác.

Bạn cần gắn chặt giá đỡ hình chữ T đã hoàn thành ở bước 1 vào mặt dưới, ngay tại trung tâm của khay nhựa sẽ dùng làm khay phía trên. Vị trí trung tâm giúp đảm bảo sự cân bằng khi khay lắc lư. Thêm một vài giọt keo siêu dính và giữ cố định giá đỡ cho đến khi keo khô hoàn toàn. Đảm bảo bề mặt khay sạch sẽ trước khi dán để keo bám dính tốt nhất.

Gắn giá đỡ T vào khay trên của máy làm mạch in

Bước 3: Cố Định Bản Lề Vào Khay Dưới

Khay nhựa còn lại sẽ được sử dụng làm khay phía dưới của máy làm mạch in. Khay này sẽ chứa các thành phần điện tử và cơ khí, không tiếp xúc trực tiếp với hóa chất ăn mòn. Do đó, bạn có thể sử dụng ốc vít để cố định các bộ phận một cách chắc chắn.

Đặt bản lề nhỏ ở vị trí trung tâm của khay dưới. Sử dụng bản lề làm khuôn để đánh dấu các vị trí cần khoan lỗ. Dùng máy khoan để tạo lỗ tại các điểm đã đánh dấu. Sau đó, đặt bản lề vào đúng vị trí, luồn ốc vít qua các lỗ và sử dụng bu lông để siết chặt bản lề vào khay dưới. Đảm bảo bản lề được gắn cố định và chắc chắn.

Cố định bản lề vào khay dưới của máy làm mạch in PCB

Bước 4: Nối Hai Khay Lại Với Nhau Bằng Bản Lề

Sau khi đã gắn bản lề vào khay dưới và giá đỡ chữ T vào khay trên, bước tiếp theo là nối hai phần này lại với nhau. Bản lề đóng vai trò như một trục xoay, cho phép khay phía trên lắc lư so với khay phía dưới.

Căn chỉnh giá đỡ chữ T (đã gắn trên khay trên) sao cho phần bản lề trên giá đỡ khớp với phần bản lề đã gắn trên khay dưới. Sử dụng một cặp ốc vít và bu lông để siết chặt hai phần bản lề này lại với nhau. Khi hoàn thành, bạn sẽ thấy hai khay được liên kết và có thể xoay quanh trục bản lề, tạo thành cơ chế bập bênh cơ bản cho chiếc máy làm mạch in của bạn.

Nối hai khay của máy làm mạch in PCB bằng bản lề

Bước 5: Gắn Động Cơ DC Vào Khay Dưới

Động cơ DC là trái tim tạo ra chuyển động lắc cho máy làm mạch in PCB. Nó cần được gắn chắc chắn vào mặt trong của khay phía dưới. Vị trí gắn động cơ cần được tính toán sao cho trục quay của nó nằm ở vị trí phù hợp để kết nối với cơ cấu truyền động tay đòn (que kem).

Nếu bạn sử dụng khay nhựa trong suốt cho phần dưới, việc xác định vị trí gắn động cơ sẽ dễ dàng hơn. Bạn có thể sử dụng keo dán đa năng, keo epoxy hoặc một khung đỡ nhỏ được cố định bằng ốc vít để gắn động cơ. Đảm bảo động cơ được gắn thẳng và vững chắc để tránh rung lắc không mong muốn trong quá trình hoạt động.

Gắn động cơ DC vào khay dưới của máy làm mạch in

Bước 6: Lắp Cố Định Các Linh Kiện Điều Khiển

Để người dùng dễ dàng tương tác và điều khiển máy làm mạch in, các linh kiện như công tắc nguồn, giắc cắm nguồn DC và biến trở điều chỉnh tốc độ cần được lắp đặt ở vị trí tiện lợi, thường là trên thành hoặc cạnh của khay phía dưới.

Bạn có thể dùng dao sắc hoặc kéo chuyên dụng để cắt các lỗ trên vỏ khay nhựa sao cho vừa vặn với kích thước của từng linh kiện. Sau khi cắt, lắp đặt công tắc, giắc cắm và biến trở vào các lỗ tương ứng. Biến trở có thể được thêm một núm vặn nhựa bên ngoài để dễ thao tác và tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm. Đảm bảo các linh kiện được gắn chặt để không bị lung lay khi sử dụng.

Lắp đặt các linh kiện điều khiển cho máy làm mạch in PCB mini

Bước 7: Chuẩn Bị Mạch Hạ Áp LM2596

Mạch hạ áp LM2596 DC-DC Buck được sử dụng để điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ, từ đó kiểm soát tốc độ quay của động cơ. Thông thường, module này có sẵn một biến trở nhỏ trên bo mạch để điều chỉnh điện áp đầu ra. Tuy nhiên, việc điều chỉnh biến trở nhỏ này khá bất tiện trong quá trình sử dụng.

Để tạo sự thuận tiện cho người dùng, chúng ta sẽ sử dụng biến trở volume 10K đã chuẩn bị ở bước 6 thay thế cho biến trở nhỏ trên module LM2596. Bạn cần tháo biến trở nhỏ ra khỏi mạch LM2596 (thường bằng cách hàn lại hoặc cắt chân) và kết nối các chân của biến trở volume 10K ra ngoài để lắp đặt và điều chỉnh dễ dàng hơn. Việc này đòi hỏi một chút kỹ năng hàn cơ bản.

Tháo biến trở trên mạch hạ áp LM2596 cho máy làm mạch in

Bước 8: Gắn Mạch LM2596 Vào Khay Dưới

Module LM2596 khá nhẹ và không yêu cầu cách cố định phức tạp. Để tiết kiệm chi phí và đơn giản hóa việc lắp ráp, bạn có thể sử dụng một vài giọt keo siêu dính để gắn module này vào mặt trong của khay phía dưới.

Chọn một vị trí phù hợp bên trong khay, gần nơi các linh kiện điều khiển được gắn ở bước 6 và gần vị trí của động cơ để thuận tiện cho việc đấu nối dây. Chỉ cần nhỏ vài giọt keo vào mặt dưới của module (tránh làm chảy keo vào các chân linh kiện) hoặc vào các tụ điện lớn trên bo mạch và giữ chặt module tại vị trí mong muốn cho đến khi keo khô.

Gắn mạch LM2596 vào khay dưới của máy làm mạch in

Bước 9: Đấu Nối Các Linh Kiện Điện Tử

Đây là bước quan trọng nhất liên quan đến phần điện của máy làm mạch in. Bạn cần đấu nối các linh kiện đã chuẩn bị theo đúng sơ đồ mạch để hệ thống hoạt động chính xác. Sơ đồ đấu nối sẽ cho thấy cách kết nối nguồn adapter, công tắc, giắc cắm DC, mạch LM2596, biến trở và động cơ.

Nguồn adapter 12V sẽ được cắm vào giắc DC. Giắc DC được nối với công tắc nguồn, công tắc nguồn nối tới đầu vào của mạch hạ áp LM2596. Đầu ra của mạch LM2596 (sau khi đã thay thế biến trở nhỏ bằng biến trở volume ngoài) sẽ được nối tới động cơ DC. Biến trở volume được đấu nối với các chân điều chỉnh điện áp trên mạch LM2596. Hãy cẩn thận kiểm tra lại các mối nối để đảm bảo không bị chập hoặc sai cực tính. Để thành công với dự án này, việc hiểu rõ sơ đồ đấu nối là rất quan trọng. Bạn có thể tìm thấy nhiều tài nguyên hữu ích về điện tử và các dự án DIY tương tự tại lavender-panther-755911.hostingersite.com, giúp bạn nâng cao kiến thức và kỹ năng thực hành.

Sơ đồ đấu nối điện cho máy làm mạch in PCB

Bước 10: Chế Tạo Tay Đòn Chuyển Động

Để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động lắc lư của khay phía trên, chúng ta cần một cơ cấu tay đòn. Một chiếc nắp nhựa cũ và một que kem (hoặc thanh nhựa mỏng, cứng) có thể được tận dụng cho mục đích này. Chiếc nắp nhựa sẽ làm “bánh xe” lệch tâm gắn vào trục động cơ, còn que kem sẽ làm tay đòn liên kết bánh xe với khay trên.

Lấy chiếc nắp nhựa, đây sẽ là nơi gắn vào trục động cơ. Khoan một lỗ trên nắp nhựa lệch tâm, cách tâm khoảng 10mm. Lỗ này sẽ là nơi gắn điểm đầu của que kem. Trên que kem, khoan một lỗ ở mỗi đầu. Một lỗ sẽ được nối với bánh xe lệch tâm, lỗ còn lại sẽ được nối với khay phía trên.

Chuẩn bị bánh xe và tay đòn cho máy làm mạch in

Bước 11: Lắp Ráp Cơ Cấu Tay Đòn

Lấy bánh xe lệch tâm (nắp nhựa) đã khoan lỗ ở bước 10. Sử dụng một bu lông nhỏ, luồn qua lỗ lệch tâm trên bánh xe. Thêm một vòng đệm để giảm ma sát. Đặt một đầu của que kem lên bu lông và siết một nửa đai ốc để giữ tạm thời.

Sau đó, đặt đầu còn lại của bu lông vào vị trí mong muốn (lỗ lệch tâm) trên bánh xe và sử dụng đai ốc thứ hai để khóa chặt. Có thể thêm một vài giọt keo siêu dính để đảm bảo các bộ phận không bị lỏng ra trong quá trình máy hoạt động. Cơ cấu tay đòn giờ đây đã sẵn sàng để kết nối với động cơ và khay trên.

Lắp ráp tay đòn chuyển động cho máy làm mạch in PCB

Bước 12: Kết Nối Tay Đòn Với Động Cơ

Bước tiếp theo là kết nối lỗ lệch tâm trên bánh xe (nắp nhựa) với trục quay của động cơ DC. Điều này là cần thiết để chuyển động quay của động cơ được truyền tới cơ cấu tay đòn.

Có nhiều cách để thực hiện việc này. Nếu bạn có máy in 3D, bạn có thể in một khớp nối (coupler) phù hợp để nối trực tiếp trục động cơ với bánh xe. Một phương pháp đơn giản và tiết kiệm hơn là sử dụng epoxy đất sét. Nắn epoxy đất sét xung quanh trục động cơ và lỗ lệch tâm trên bánh xe, sau đó tạo hình và để khô cứng. Điều quan trọng là đảm bảo trục động cơ và lỗ lệch tâm trên bánh xe được căn chỉnh chính xác nhất có thể để cơ cấu hoạt động trơn tru và không bị kẹt.

Kết nối tay đòn với trục động cơ của máy làm mạch in

Bước 13: Tạo Điểm Neo Cho Tay Đòn Trên Khay Trên

Để tay đòn (que kem) có thể truyền chuyển động lắc tới khay phía trên, cần có một điểm neo cố định trên khay này để nối với đầu còn lại của que kem. Vị trí của điểm neo này sẽ ảnh hưởng đến biên độ lắc của khay.

Chọn một vị trí phù hợp trên khay phía trên, thường là gần mép và thẳng hàng với vị trí của bản lề và động cơ ở khay dưới. Khoan một lỗ nhỏ tại vị trí đã chọn. Sử dụng một bu lông nhỏ và đai ốc để cố định đầu còn lại của que kem vào lỗ này. Bu lông đóng vai trò như một trục xoay nhỏ tại điểm neo, cho phép que kem di chuyển linh hoạt.

Tạo điểm neo cho tay đòn trên khay trên của máy làm mạch in PCB

Bước 14: Kiểm Tra Và Cân Chỉnh Chuyển Động

Sau khi hoàn tất lắp ráp cơ khí và đấu nối điện, đã đến lúc kiểm tra hoạt động của chiếc máy làm mạch in PCB tự chế. Cắm nguồn adapter 12V vào giắc DC và bật công tắc nguồn. Động cơ sẽ bắt đầu quay và cơ cấu tay đòn sẽ chuyển động, làm cho khay phía trên lắc lư.

Ở giai đoạn này, bạn cần quan sát chuyển động của khay. Có thể khay sẽ nghiêng quá nhiều sang một bên hoặc chuyển động không đều. Việc cân chỉnh để đạt được chuyển động lắc lư mượt mà và cân bằng là quan trọng và đòi hỏi sự kiên nhẫn. Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến chuyển động là chiều dài hiệu quả của que kem và vị trí các điểm neo. Bạn có thể cần thử nghiệm bằng cách khoan các lỗ khác nhau trên que kem hoặc thay đổi vị trí điểm neo trên khay trên để tìm ra cấu hình tối ưu cho chuyển động cân bằng.

Kiểm tra và cân bằng chuyển động của máy làm mạch in PCB

Bước 15: Hoàn Thiện Cơ Cấu Tay Đòn

Khi bạn đã tìm được chiều dài và vị trí lắp đặt tối ưu của que kem để máy hoạt động cân bằng và lắc lư hiệu quả, hãy tháo que kem ra khỏi điểm neo trên khay trên. Sử dụng máy cắt dây hoặc dụng cụ cắt phù hợp để cắt bỏ phần que kem thừa so với lỗ cuối cùng đã được thử nghiệm và chọn.

Sau khi cắt, lắp lại que kem vào điểm neo trên khay trên. Sử dụng vòng đệm và đai ốc để khóa cố định chắc chắn. Để đảm bảo không bị lỏng theo thời gian, bạn có thể thêm một vài giọt keo siêu dính vào mối nối này. Việc hoàn thiện này giúp cơ cấu tay đòn hoạt động ổn định lâu dài.

Cắt bỏ phần thừa của tay đòn trên máy làm mạch in

Bước 16: Thử Nghiệm Thành Phẩm

Chúc mừng! Bạn đã hoàn thành việc lắp ráp chiếc máy làm mạch in PCB mini tự chế của mình. Bây giờ là lúc kiểm tra lại toàn bộ các mối nối và vị trí lắp đặt. Đảm bảo mọi thứ đều chắc chắn và gọn gàng.

Cắm nguồn điện 12V và bật công tắc nguồn. Quan sát hoạt động của máy. Khay phía trên sẽ bắt đầu lắc lư với tốc độ có thể điều chỉnh được thông qua biến trở. Thiết bị này giờ đây đã sẵn sàng để hỗ trợ bạn trong quá trình ăn mòn mạch in. Bạn chỉ cần đổ dung dịch ăn mòn vào khay trên, đặt tấm PCB cần ăn mòn vào, và bật máy để quá trình khuấy đảo tự động diễn ra.

Máy làm mạch in PCB mini đã hoàn thành

Quá trình chế tạo chiếc máy làm mạch in PCB tại nhà không chỉ là một dự án kỹ thuật thú vị mà còn mang lại một công cụ hữu ích, nâng cao đáng kể hiệu quả khi tự tay gia công mạch in. Từ việc chuẩn bị vật liệu đơn giản đến lắp ráp các thành phần cơ khí và điện tử, mỗi bước đều đòi hỏi sự tỉ mỉ và chính xác. Thành phẩm là một thiết bị tự động giúp quá trình ăn mòn mạch trở nên đồng đều, nhanh chóng và bớt công sức hơn so với phương pháp thủ công truyền thống. Việc tự tay tạo ra công cụ này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giúp bạn hiểu sâu hơn về nguyên lý hoạt động của các thiết bị trong lĩnh vực điện tử.