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title = 'UV-Belichter (LED) aus Marke Eigenbau'
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date = 2025-04-14T08:11:20+02:00
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draft = false
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toc = true
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cover = 'cover.png'
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Ist man eine gewisse Zeit lang in der (Elektronik-)DIY-Szene unterwegs, kommt man irgendwann
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auch um Platinen (gedruckte Leiterplatten/PCBs) nicht herum. Vorteile gegenüber dem manuellen Löten von
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Schaltungen auf Loch- bzw. Streifenrasterplatinen sind vor allem die einfachere Replizierbarkeit (einmal designed
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kann man eine Schaltung theoretisch beliebig oft herstellen) und die Möglichkeit, Platz effizienter zu
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nutzen (eine Platine ist fast immer kleiner als eine gelötete Lochrasterplatine mit der selben Schaltung). Letzendlich
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wirken Geräte mit Platinen aber auch schlicht professioneller. Sicherlich gibt es noch mehr Vorteile (und natürlich
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auch Nachteile!), auf deren Auflistung ich hier allerdings aus Gründen der Einfachheit verzichte.
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Heutzutage kann man (selbst) kreierte Leiterplattendesigns sehr leicht herstellen lassen, bei einschlägigen Angeboten
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aus China zahlt man für eine einfache Platine mit 2 Seiten nicht mehr als 5€. Im Preis allerdings nicht mit inbegriffen
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sind die Versandkosten und die Wartezeit, in der man auf seine Platinen warten muss. Wenn man nicht vorhat, mehrere
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verschiedene Designs im Jahr anzufertigen, oder nur einmalig eine spezielle Platine braucht, ist mit solchen Angeboten gut
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bedient. Braucht man allerdings des öfteren Spezialanfertigungen, kann es (auch bei den chinesischen Angeboten) schnell
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lukrativ erscheinen, sich die Fertigung ins Haus zu holen. Letztlich macht es auch einfach Spaß und gibt einem zumindest
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das Gefühl von ein wenig Unabhängigkeit, seine Platinen selbst herzustellen!
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Nachdem ich also schon länger von eigens hergestellten Platinen träumte, bin ich nun einen Schritt weiter in die Umsetzung
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gegangen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Leiterplatten selbst herzustellen. Die günstigste Methode ist hierbei
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vermutlich das Belichten eines Platinenrohlings mit photopositiver Beschichtung, und das anschließende Entwickeln und
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schließlich Ätzen der belichteten Stellen. Das Gerät zum Ätzen selbst zu bauen erschien mir zu heikel, hier entschied ich
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mich vorerst für ein gebrauchtes [Ätzgerät 1 von pro-ma](https://gie-tec.de/produkt/aetzgeraete-fuer-platinen/), was mit 50€ sehr günstig war. Was man aber sicher selbst
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bauen kann, ist der **UV-Belichter**. Hier gibt es verschiedene Ansätze, ich möchte hier einfach meinen teilen (siehe z.B.
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[hier](https://www.all4hardware4u.de/platinenherstellung/belichtung/belichtungsgeraet-mit-uv-leds/) oder auch [hier](http://www.fdm-ware.de/UV-Led/) für die Modelle, bei denen ich Inspiration gefunden habe)!
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Jetzt also genug der Vorrede, es folgt das wirklich Wichtige!
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## Das Gehäuse
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Als Gehäuse habe ich einen einfachen Quader aus MDF-Platten mit einem zusätzlichen kleinen Abschnitt vorne gebaut, in dem die
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Steuerelektronik ihren Platz später finden soll.
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{{< figure src="housing-raw-finished.jpg" alt="Dieses Bild würde das fertige Gehäuse mit Acrylglasscheibe und einigen losen Bauteilen zeigen." caption="Das fertige Gehäuse mit Acrlyglas-Scheibe" >}}
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Damit das UV-Licht an die beschichtete Platine kommen kann, muss die Halterung Transparent sein. Hier tut eine Acrylglas-Scheibe
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ihre Dienste. Wichtig hierbei: diese **muss** UV-durchlässig ist, was besonders bei Scheiben für den Gartenbereich nicht unbedingt
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gegeben ist! Baumarkt-Mitarbeiter konnten da in meinem Fall nicht helfen (ist ja auch eine sehr spezielle Anforderung ;), aber
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dank Internet kann man hier schon mehr ausfindig machen. Manchmal hilft es schon, auf der Webseite des Baumarktes der Wahl nach
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UV-durchlässigen Acrylglasscheiben nachzusehen.
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Diese Scheibe muss zu den LEDs einen gewissen Abstand haben, damit sich das Licht der LEDs gleichmäßig verteilen kann. Hier kann man
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natürlich einen perfekten Abstand ausrechnen - über den Abstrahlwinkel der und den Abstand zwischen den einzelnen LEDs. Ich habe mich
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hier allerdings für die einfachere (und manchmal sehr ungenaue) Pi-mal-Daumen-Methode entschieden - die aber funktioniert hat.
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{{< figure src="collage-plans.png" alt="Dieses Bild zeigt Skizzen für die einzelnen Seiten des Holzkastens" caption="Pläne des Kastens" >}}
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## Die LEDs
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UV-LEDs bekommt man recht einfach im Elektronik-Versand, ich entschied mich für diesen Eigenbau vorerst für 48 LEDs in 6 Reihen mit
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je 8 LEDs auf zwei 160x100mm-Lochrasterplatinen (ja, Streifenraster geht auch und wäre einfacher gewesen :). Da UV-LEDs eine Betriebsspannung
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von etwa 3,0 bis 3,3V haben und ich ein 12V-Netzteil nutzen wollte, braucht man für jede LED einen Widerstand von 470 Ohm, an dem bei 20mA
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etwa 9V abfallen (für die Berechnung von LED-Vorwiderständen gibt es etliche gute Tutorials im Internet!)
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Was die Belichtungszeit betrifft, steht weiter unten im Abschnitt [„Die Praxis - Belichtungszeit“](#exposure-time).
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{{< figure src="led-distribution.png" alt="Links: Skizze über die Verteilung der LEDs, Rechts: Blick von oben auf die LEDs" caption="li.: Skizze über die Verteilung der LEDs; re.: Blick von oben auf die LEDs" >}}
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## Die Lackierung
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Als Lackierung für den Belichterraum bot sich Chrom-Effekt-Lack an. Also, alles bis auf den Belichtungsraum abgeklebt (und naürlich auch
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die LEDs!) und mehrmals, den Angaben auf der Sprühdose entsprechend, lackiert, und über Nacht trocknen lassen.
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{{< figure src="masked_for_painting.jpg" alt="Bild des zur Lackierung abgeklebten Kastens" caption="Kasten ist abgeklebt, gleich wird lackiert!" >}}
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{{< figure src="painted_inside.jpg" alt="Bild des innen fertig lackierten Kastens" caption="Es glänzt!" >}}
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## Die Steuerelektronik
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Hier stand ich vor der Wahl: einen einfachen Schalter verbauen, oder eine komplexere Logik mit Timerfunktion? Die Idee des
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eingebauten Timers wirkte anziehend - endlich mal wieder was Hardwarenahes programmieren. Also: eine Lochrasterplatine (vielleicht die
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letzte jemals?!) mit Raspberry Pi Pico, Relais, Anschluss für ein LCD-Display und einige Steuerelemente bestückt, mit meinen schon vorhandenen
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Libraries ein kleines Interface programmiert und fertig war die Elektronik! Um in das Gehäuse eingebaut zu werden, brauchte es noch eine Blende.
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Alles hierzu findet sich im dazugehörigen [Git-Repository](https://git.privacynerd.de/BlueFox/uv-belichter-software)!
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{{< figure src="controller-on-dividing-wall.jpg" alt="Bild der Steuerplatine" caption="Die Steuerplatine" >}}
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{{< figure src="front-panel.png" alt="Bild der Blende mit LCD-Displays und Steuerelementen im Betrieb" caption="Blende mit LCD-Displays und Steuerelementen im Betrieb" >}}
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## Die Praxis - Belichtungszeit {id=exposure-time}
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Wie schaut's nun also in der Praxis aus - die entscheidende Frage zum Schluss. Ich möchte dazu sagen, dass es sich hier um meine ersten
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Erfahrungen mit der manuellen Platinenherstellung handelt. Ich verwendete eine einfache Blinkschaltung (die auch mein erstes vollständig
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selbst erstelltes Leiterplattendesign war) für die Tests.
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{{< figure src="blinky-test-pcb.png" alt="Seite-zu-Seite-Ansicht des gedruckten Schaltkreises und der Ansicht am Computer mit allen Layern" caption="Das Testobjekt..." >}}
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Also, meine ersten Erfahrungen mit dem selbstgebautem Belichter waren gemischt. Der erste Versuch mit 3 Minuten Belichtungszeit ging
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etwas schief. Konkret sah man auch nach 10-20 Minuten im Entwickler auf Raumtemperatur keine Konturen, und auch nach 20-30 Minuten
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Ätzen passierte nichts. Der zweite Versuch war schon vielversprechender, nach 30 min belichten sah man nach ca. 15 min entwickeln erste Konturen,
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die dann beim Ätzen auch tatsächlich verschwanden. Nach einigen weiteren Versuchen kam ich schließlich auf die Idee, statt mit einer bedruckten
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Folie, mit zwei übereinander gelegten zu arbeiten, wodurch viel weniger Licht durch die bedruckten Flächen kommt. Die Ergebnisse wurden
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schlagartig besser, und nach kurzer Zeit hatte die Leiterplatte zur Funktion des Schaltkreises ausreichende Qualität!
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{{< figure src="first-diy-pcbs.png" alt="Collage der ersten Herstellungsversuche bis zum ersten funktionstüchtigen Exemplar" caption="...und die Ergebnisse" >}}
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Also: Die Belichtungszeit, bei der sich erfolgreiche Ausführungen ergeben, liegt zwischen 40 und 45 Minuten. Das ist zugegebenermaßen eine
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recht lange Zeit, für meine ersten Versuche allerdings ausreichend und wenn man den Preis fertiger Belichter bedenkt (der gut mal in die
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Hunderte gehen kann) mehr als akzeptabel (zusammengerechnet hat der Belichter ca. 30-50€ Materialwert - und der Bau hat viel Spaß
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gemacht!). Für kürzere Belichtungszeiten überlege ich, nachträglich die LED-Anzahl zu erhöhen. Aber das ist eine Geschichte für ein andermal.
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