ARM PCB etching controller – cyfrowy sterownik wytrawiarki

Przedstawiam projekt sterownika urządzenia popularnie zwanego „wytrawiarką” przydatnego podczas prototypowania płytek PCB, czyli przyrządu podgrzewającego nadsiarczan sodu (B327) do temperatury 40 stopni i utrzymującym go na tym poziomie. Urządzenie to zapewnia także ruch kąpieli trawiącej miedzianą płytkę PCB, w przedstawianym przeze mnie projekcie za pomocą napowietrzania.

 

Projekt nagrodzony w konkursie

 

Samo urządzenie nie jest innowacyjne i jego zasada działania jest ogólnie znana natomiast zastosowanie mikrokontrolera STM32 w roli układu wykonawczego według mnie już tak: korzystając z popularnej przeglądarki zasobów internetowych Google nie udało mi się znaleźć podobnego urządzenia wykorzystującego ten typ mikrokontrolera np. jako projekt DIY, aczkolwiek nie twierdzę że takowe urządzenie oparte o ten mikrokontroler nie istnieje.

Myślę również, że sporą innowacją jest zastosowanie modułu Wi-Fi w sterowniku tego typu, co umożliwia jego komunikację ze światem zewnętrznym. W przedstawianej przeze mnie aplikacji urządzenie łączy się z telefonem komórkowym opartym o system Android, pokazując na ekranie podstawowe informacje o stanie jego pracy, temperaturę B327, a także dając możliwość kontroli jego pracy. Dodatkowym urozmaiceniem są komunikaty głosowe podające np. osiągniętą zadaną temperaturę, potwierdzające wystąpienie zdarzenia, a największym rzekłbym jak dla mnie „bajerem” i chyba nie spotykaną innowacją w takim sterowniku jest wydawanie komend głosowych.

Całe urządzenie zostało tak pomyślane nie zostało zrobione – jak to zwykle jest w projektach DIY różnych wytrawiarek – że układ sterowania, napowietrzania i akwarium stanowią jedność. Ja zrobiłem specjalnie osobny sterownik i peryferia dołączane do niego, by w razie jakiejkolwiek awarii wymienić tylko grzałkę, akwarium czy moduł termometru lub napowietrzacza, jak również móc zastąpić je innymi modelami. W ogóle na potrzeby pokazania jak urządzenie pracuje na filmie i zdjęć stało ono przy akwarium z B327 docelowo jednak będzie ono znajdowało się z boku na biurku i sterowało tylko hermetycznym gniazdami prądowym dla napowietrzania i grzałki w takim jakby dygestorium z podświetleniem specjalnie do tego celu przeze mnie zrobionym. Głownie to ze względu na niekorzystne warunki panujące związane z wilgocią i unoszącymi się oparami nadsiarczanu wokół akwarium, jak i również pracy z wodą podczas płukania PCB po wyjęciu.

Tutaj właśnie też się przydaje proponowana przeze mnie innowacja związana z obsługą urządzenia przez telefon. Mianowicie użyty model Sony M4 Aqua jest hermetyczny zgodny z normami IP65 oraz IP68, więc podczas pracy z zakładaniem czy wyciąganiem płytki PCB z trawienia można go ze spokojem trzymać obok urządzenia i nim zarządzać nie przejmując się jego zalaniem czy zamoczeniem, a sam sterownik stoi sobie bezpiecznie z boku.

Opis części elektronicznej
PCB sterownika

„Sercem” urządzenia jest mikrokontroler STM32F411RET6 w obudowie LQFP64, który jest może trochę nadmiarowy jak na specyfikę tego urządzenia, chciałem jednak żeby był szybki (zwłaszcza dla magistrali SPI wyświetlacza) i miał sporą ilość pamięć Flash, RAM dla użytych bitmap i czcionek, zmiennych oraz posiadał jeden z najnowszych rdzeni ARM jakie są obecnie dostępne. O jego wyborze zdecydowała także dostępność platform sprzętowych do testów, takich jak NUCLEO-F411RE czy STM32F411E-DISCO firmy STMicroelectronics, aczkolwiek urządzenie początkowo zwłaszcza biblioteka do obsługi wyświetlacza powstawała na bardzo dobrze wyposażonym zestawie uruchomieniowym ZL27ARM firmy KAMAMI z mikrokontrolerem STM32F103VBT6.

Do pobrania