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Einige elektronische Selbst- und Nachbauprojekte verwenden Microcontroller der Fa. Microchip. Diese PIC's müssen je nach Anwendungsfall mit einen speziellen Programm geladen werden. Der hierfür anzuschaffende Brenner ist nur für den privaten Gebrauch gedacht.

Deshalb scheiden die recht teuren professionellen Geräte aus. Die alternativ im Handel angebotenen Bausätze und Fertigbausteine für Experimentierplatinen sind auch nicht die erste Wahl. Die Flexibilität der programmierbaren PIC's (Anzahl) und die Testmöglichkeiten schränken die Einsatzmöglichkeiten schon stark ein, aber eine Möglichkeit zum Einstieg in das Thema PIC-Programmierung sind die Experimentierbausätze allemal.

Viel interessanter und geeigneter erscheinen die Selbstbauvarianten der Brenner und Experimentierplatinen von sprut. Beides gibt es in verschiedenen Ausführungen, so dass eine bessere Abstimmung auf die konkreten Anwendungsfälle möglich ist. So kann die Entwicklungsumgebung den Anforderungen entsprechend mitwachsen, ohne das eine Investition irgendwann nutzlos rumliegt. Die Wahl viel auf den Brenner8P von sprut als Selbstbau. Der von ihm autorisierte Bausatz von AATIS e.V wurde ganz bewusst nicht gewählt, weil mit dem Selbstbau gleich der Einstieg in die Leiterplattenherstellung erfolgen soll. Denn es zeigte sich bei der Entwicklung der Blockschaltung, dass Projekte auf Streifenrasterplatinen sehr viel Platz benötigen.

Zu Beginn droht dann das Projekt gleich wieder zu scheitern, weil der Brenner8P einen Steuer-PIC beinhaltet. Aber wie kommt man zu einem programmierten Steuer-PIC, wenn man keinen Brenner hat? Also doch einen Bausatz? Eine Anfrage bei sprut brachte die Lösung. Er machte das Angebot, den zugesandten Steuer-PIC zu brennen. Nun kann es endlich losgehen.

Eine Leiterplatte muss irgendwie her. Und weil gar keine Ausrüstung vorhanden ist, gibt es für die Wahl des Herstellungsverfahrens zunächst keinerlei Einschränkungen. Nach umfangreichem Studium verschiedener Quellen bleiben für den privaten Gebrauch zwei Verfahren übrig, die mit vertretbarem Aufwand sinnvoll umsetzbar sind. Zunächst soll die Tonertransfermethode (auch Tonerdirektmethode genannt) ausprobiert werden. Wenn das Ergebnis nicht genügt, kann dann immer noch ganz klassisch mit Belichtung und Entwickeln gearbeitet werden. wobei für diesen Fall die komplette Ausrüstung angeschafft werden müsste.

Ausrüstung für Transfer des Layouts
Der Ausdruck des Layouts erfolgte auf Hochglanzpapier (Katalogblatt). Weil es vom Drucker schlecht eingezogen wird, wurde es kurzerhand auf ein normalem A4-Blatt befestigt (mit Klebestreifen aufgeklebt).
Die Platine muss vor dem Aufbügeln des Layouts gut gereinigt sein. Hierzu kam haushaltsübliches Spülmittel und feinste Stahlputzwolle zum Einsatz. Mit Aceton wurde dann die finale Reinigung durchgeführt (Reste von Spülmittel und Fetten beseitigen).

 

Damit beim Aufbügeln die Platine möglichst vollflächig eben auf der Arbeitsplatte aufliegt, wurde ein Handtuch zum Ausgleich untergelegt. Das Küchenkrepp soll das Verrutschen des gedruckten Layouts und Verunreinigungen am Bügeleisen verhindern. Gebügelt wurde dann mit der höchsten Temperatureinstellung so ca. 10 min lang.
Layout bügeln

 

Papier ablösen
Das Papier muss irgendwie ab, ohne dass die Farbe von der Platine gelöst wird. Eine Fotoschale mit warmen Wasser und einem Spritzer Spülmittel ist dafür vollkommen ausreichend. Nach einigen Minuten Einwirkzeit kann man durch Abrubbeln das Papier vorsichtig lösen. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis sich nur noch am aufgebügelten Layout einige Faserreste befinden.


Was sich bis hierher als recht einfach darstellt, musste in der Realität zwei mal durchgeführt werden. Beim ersten Versuch war nach dem Entfernen des Papiers auch das Layout zerstört. Das Bügeln des Layouts und das Abrubbeln des Papiers muss also sehr vorsichtig erfolgen und braucht auch Erfahrung. Wenn hier was schief geht, kann es aber noch einfach korrigiert werden. Einfach die Platine mit Aceton reinigen und zurück auf Anfang (ausdrucken des Layouts).


Ätzen Bad in Bad
Die Platine wurde dann in Natriumpersulfat geätzt. Der Ätzvorgang läuft nur bei einer Temperatur von ca. 40-50 °C ab. Mit dem gezeigten Aufbau der Bad-in-Bad-Variante sollte eigentlich die Temperatur während des Ätzens entsprechend hoch gehalten werden. Allerdings war diese Variante nicht so erfolgreich. Die Ätzlösung kühlt zu schnell aus. Um überhaupt ein brauchbares Ergebnis zu erzielen, musste zwischendurch das äußere Bad erhitzt werden (Nachgießen von heißem Wasser). Dadurch gelang es die Ätzlösung entsprechend warm zu halten.


Das Verfahren mit Bad-in-Bad-Ätzen geht so also nicht. Entweder muss das Warmhaltebad ein viel größeres Volumen bekommen, oder eine Ätzküvette muss beschafft werden.


Nach dem Ätzen wird die Tonerfarbe dann mit Aceton entfernt (ist ja bereits bekannt wie das geht). Inwieweit die Fehlstellen in den Kupferflächen ihre Ursache im Übertragen des Layouts oder unpräzisem Ätzen haben, kann aktuell nicht ermittelt werden. Hierzu müssen noch weitere Versuche erfolgen. Allerdings zeigte eine Prüfung der Platine, dass diese Fehlstellen zu keiner Funktionsstörung führen. Anschließend wurde die Platine gebohrt, freihand mit dem Feinbohrschleifer IB/E von Proxxon.
Platine



Ergebnis: Für einzelne Anwendungen möglich, aber ein Bohrständer für die private Kleinserienfertigung hilft schon ungemein, kommt also auf die "Wunschliste" für Werkzeuge.

Abschließend muss noch auf die Kupferfläche ein Oxydationsschutz aufgebracht werden. Hierzu pinselt man die Kupferseite mit einer Kolofonium-Lösung ein.


PIC Brenner
Und so sieht der fertige PIC-Brenner aus. Beim Löten zeigte sich, dass die fehlende Beschriftung der Bestückungsseite hinderlich für den Arbeitsablauf ist. Man muss sehr genau aufpassen, an welchen Plätzen man die Bauteile einlötet. Zur Herstellung der Beschriftung müsste die Tonertransfermethode nochmals zum Einsatz kommen, jedoch mit einem Trägerpapier, welches restlos entfernbar ist.


Die Inbetriebnahme gestaltete sich Dank der Anleitung zum PIC-Brenner sehr einfach. Was nicht in der Anleitung steht, aber selbstverständlich vor der Inbetriebnahme durchgeführt wurde, eine Prüfung der Schaltung ohne Steuer-PIC (Spannungen am USB-PORT, PIC-Sockel, ...). Schließlich soll der PIC nicht beim ersten Einschalten gleich in die ewigen Jagdgründe gehen.


Fazit: Der PIC-Brenner von sprut ist auch für ungeübte Elektronikbastler "zu stemmen" und vereinfacht den Einstieg in die PIC-Programmierung erheblich. Die Technologie zur Herstellung von Platinen muss überarbeitet werden. Als Erstes wird eine Ätzküvette beschafft, denn die Bad-in-Bad-Variante erscheint ungeeignet. Die Tonertransfermethode wird weiter entwickelt. Hier vornehmlich in Richtung Auswahl des Trägermaterials für Layout- und Beschriftungstransfer.