RMUTSB Acad. J. 4(2) : 207-221 (2016) 207

เครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต The PCB milling machine semi-automatic

วาสนา เกษมสนธ1*

Wassana Kasemsin1*

บทคดยอ งานวจยนมวตถประสงค 1) เพอสรางเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต 2) เพอทดสอบประสทธภาพการใชงานของ

เครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต โดยเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตทสรางขนโครงสรางท ามาจากอะครลกใชระบบการฉดพนกรดลงบนแผนวงจรพมพ ควบคมอตราความเรวในการฉดพนกรดลงบนแผนวงจรพมพดวยบอรดอาดยโน ยโน อารสาม การสงงานสามารถสงผานหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟทสามารถปรบได 3 ระดบ และแสดงผลการท างานดวยจอแสดงผลแบบแอลซด เครองมอทใชในการวจยประกอบดวยเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต การวจยครงนใชตวอยางแผนวงจรพมพขนาด 12× 13 นว จ านวน 15 แผน ขนาด 6× 6.5 นว จ านวน 15 แผน ขนาด 3× 3.25 นว จ านวน 15 แผน และขนาด 1.5× 1.625 นว จ านวน 15 แผน ผลการวจยพบวาประสทธภาพของการสงงานผานหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟตอบสนองตอการกดสงงานได 100 เปอรเซนต จอแสดงผลแบบแอลซด การแสดงผลของค าสงตางๆ แสดงผลได 100 เปอรเซนต ลมตสวตชทางกลทน ามาใชในสวนของความปลอดภยท างานได 100 เปอรเซนต และประสทธภาพในการกดแผนวงจรพมพขนาดตางๆ ทน ามาใชในการทดลองผลปรากฏวาแผนวงจรพมพขนาด12× 13 นว เมอใชค าสงโหมดความเรวต าเวลาเฉลยอยท 1:39:56 นาท โหมดความเรวปานกลาง เวลาเฉลยอยท 53:26 นาท และ โหมดความเรวสงเวลาเฉลยอยท 39:32 นาท แผนวงจรพมพ ขนาด 6× 6.5 นว เมอใชค าสงโหมดความเรวต าเวลาเฉลยอยท 1:19:22 นาท โหมดความเรวปานกลางเวลาเฉลยอยท 1:05:26 นาท และโหมดความเรวสงเวลาเฉลยอยท 51:04 นาท แผนวงจรพมพขนาด 3× 3.25 นว เมอใชค าสงโหมดความเรวต าเวลาเฉลยอยท 1:03:39 นาท โหมดความเรวปานกลางเวลาเฉลยอยท 56:01 นาท และ โหมดความเรวสงเวลาเฉลยอยท 41:54 นาท และแผนวงจรพมพขนาด 1.5× 1.62 นว เมอใชค าสงโหมดความเรวต าเวลาเฉลยอยท 57:10 นาท โหมดความเรวปานกลางเวลาเฉลยอยท 47:55 นาท และโหมดความเรวสงเวลาเฉลยอยท 28:30 นาท ค าส าคญ: การกดแผนวงจรพมพ แผนวงจรพมพ วงจรควบคมมอเตอร บอรดอาดยโน

Abstract

This research aims 1) to create a PCB milling machine semi-automatic, 2) to test the efficiency of PCB (printed circuit boards) milling machine semi-automatic. The PCB milling machine semi-automatic, built a structure made of acrylic. Use spraying acid onto a printed circuit board. Controlled by Arduino Uno R3 which, controlled orders with capacitive touch keypad hads three levels and the LCD display indicated the availability of at works of

1 คณะเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยราชภฏสกลนคร สกลนคร 47000 1 Faculty of Industrial Technology, Sakon Nakhon Rajabhat University, Sakon Nakhon 47000 * Corresponding author. E-mail: wassana_kasemsin@hotmail.com

208 ว.มทรส. 4(2) : 207-221 (2559)

the machine.The instrument used in the research consisted of PCB milling machine semi-automatic. This research used a samples were PCB size 12× 13 inches in size 6× 6.5 inches, 15 sheets measuring 3× 3.25 inches and 1.5× 1.625 inches, 15 sheets. The results showed that the quality of the PCB milling machine semi-automatic. The structure wais made of acrylic. Use spraying acid onto a printed circuit board. Controlled by Arduino Uno R3 which controlled orders with capacitive touch keypad which hads three levels and the LCD display indicated the availability atof works of the machine efficiency evaluation of the semi-automatic PCB milling machine was also conducted. The evaluation results showed that the controlling via a capacitive touch keypad responded to work order pressing with 100% completion. LCD display of the various commands and mechanical limited switches for security also showed 100% completion. The performance of milling printing circuit board sheet in varied sizes was also experimented. The results showed that for the size of 12× 13 inches when using the low speed mode, the average processing time was 1:39:56 minutes, for medium speed mode, the average processing time was 53:26 minutes, and for full speed mode, the average processing time was 39:32 minutes. For the size of 6× 6.5 inches, the results showed that for the low speed mode, the average processing time was 1:19:22 minutes, for medium speed mode, the average processing time was 1:05:26 minutes and for full speed mode, the average processing time was 51:04 minutes. For the size of 3× 3.25 inches, the results showed that for the low speed mode, the average processing time was 1:03:39 minutes, for medium speed mode, the average processing time was 56:01 minutes, and for full speed mode, the average processing time was 41:54 minutes. For the size 1.5× 1.62 inches, the results showed that for the low speed mode resulting the average processing time was 57:10 minutes, for medium speed mode, the average processing time was 47:55 minutes, and full speed mode, the average processing time was 28:30 minutes. Keywords: PCB etching, print circuit board, control motor, Arduino board

บทน า

ปจจบนการผลตแผนวงจรพมพใหมลายวงจรตามตองการดวยวธการกดแผนวงจรพมพมอยหลายวธขนอยกบวตถประสงคการใชงาน (Small lab, 2554) เชน การผลตแผนวงจรพมพอยางงายส าหรบนกศกษาหรอบคคลทว ไปท สนใจส รางระบบและวงจรอเลกทรอนกสดวยตนเอง (หองสมดกรมสงเสรมอตสาหกรรม, 2556) การผลตจ านวนมากๆ โดยใชกระบวนการผลตในโรงงานอตสาหกรรม (สรวฒน, 2556)การกดแผนวงจรพมพ เปนวธการทน าแผนวงจรทท าการออกแบบดวยโปรแกรมส าเรจรปเรยบรอยแลว มาผานกระบวนการสรางแผนปรนตโดยเปนกระบวนการ

ทท าใหลายวงจรทท าการออกแบบไวตดกบแผน ปรนตหรอแผน PCB นนสามารถท าไดหลายวธ เชน การสรางดวยวธการ dry film การซลลสกรน การรดแผนใส (อตชย และณรงค, 2544) จากนนน าผานกระบวนการกดในสวนทไมตองการออกโดยการใชกรดกด การกดแผนวงจรพมพหรอใชเฟอรกคลอไรด (ferric chloride: FeCl3) กจะเหลอเฉพาะลายวงจรทจะน าไปใชงาน (Shi et al., 2004) กระบวนการในการกดแผนวงจรพมพนนมงานวจยและการสรางนวตกรรมหลายเรองประกอบดวยเครองเขยาแผนวงจรพมพอตโนมตในการท างานใชมอเตอรในเปนตวขบเคลอนถาดทมกรดบรรจอยขางใน ซงสามารถปรบความเรวของมอเตอร

RMUTSB Acad. J. 4(2) : 207-221 (2016) 209

ในการเขยาได (นรสงหและคณะ, 2555) เครองกดแ ผ น ว ง จ ร พ ม พ ส า ห ร บ ห อ ง ป ฏ บ ต ก า ร ท า งอเลกทรอนกส ซงใชหลกการเรงปฏกรยาการกดโดยการกวนกรดทควบคมดวยแรงแมเหลกและการควบคมอณหภม เพอชวยเรงการกดแผนวงจรพมพไดรวดเรวขน เพมความปลอดภยในการปฏบตงาน (สรวฒน, 2556) เครองกดแผนวงจรพมพระบบน าวน (ปรชญาและคณะ, 2557) เครองกดแผนปรนต อตโนมต (พงศศรและคณะ, 2552) ซงงานดงกลาว ใชการเขยาเพอใหกรดและแผนวงจรพมพท าปฏกรยากน ยงไมพบเหนการกดแผนวงจรพมพดวยการใช การฉดกรดลงบนชนงาน อกทงเวลาทนกศกษาท าการกดแผนวงจรพมพเพอสรางโครงงานจะน าภาชนะพลาสตกบรรจกรดกดปรนตแลววางแผนวงจรพมพลงไป จากนนท าการเขยาใหแผนวงจรพมพขยบไปมา แลวคอยสงเกตวาสวนทไมตองการนนหลดรอนออกหมดหรอยง จากนนน าแผนการกดแผนวงจรพมพมาลางท าความสะอาดดวยน า เปลา ว ธการน ตองเสยเวลาในการเขยาถาดในการกดแผนวงจรพมพ หากแผนวงจรมขนาดใหญ ตองใชเวลานาน และถาใชแรงในการเขยามากเกนไปจะท าใหกรดกระเดนถกรางกาย นบเปนอนตรายอยางยง นอกจากนนยงหยดลงพนหรอบรเวณทปฏบตงาน ซงกรดจะท าปฏกรยากบโลหะและพนซเมนต ท าใหพนซเมนต ผวโลหะโดยรอบสกปรกและท าความสะอาดไดยาก

จากปญหาขางตนผ วจยมความสนใจทจะสรางเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตขน โดยใชหลกของการฉดพนกรดลงบนแผนวงจรพมพ ในการฉดพนสามารถควบคมความแรงของการฉดโดยใชบอรดอาดยโน ยโน อารสาม ในการควบคมซง

สามารถควบคมไดถง 3 ระดบ มระบบปองกนอนตรายจากการท างานของเครองทไมปดฝาหรอปดฝาไมสนท จงเปนการชวยแกปญหาการกระเดนของกรด การหยดลงพน การลดผลกระทบทจะเกดขนจากกรดกดแผนวงจรพมพ เพมความปลอดภยแกผปฏบตงาน ประหยดเวลาในการท างาน และรกษาความสะอาดของสถานทปฏบตงาน (สรวฒน, 2556) อกทงผ วจยยงท าการสอนในรายวชาเทคโนโลยแผนวงจรพมพทนกศกษาตองเรยนรกระบวนการในการสรางแผนวงจรพมพ ซงเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตทสรางขนนสามารถน ามาใชในการจดการเรยนการสอนในรายวชาดงกลาวและรายวชาทเกยวของไดดวย

วธการศกษา

การออกแบบสวนของโครงสราง 1. ตวของโครงสรางเครองกดแผนวงจรพมพ

กงอตโนมต ท ามาจากอะครลก (acrylic) ชนดใส เพอปองกนการกดของกรดเฟอรกคลอไรด และเพอ สงเกตการกดของกรดเฟอรกคลอไรดกบชนงาน

2. ขนาดของโครงสรางทออกแบบในลกษณะของกลองมขนาดความกวาง 32 เซนตเมตร ความยาว 42 เซนตเมตร และความสง 35 เซนตเมตร เพอใหมขนาดทสามารถเคลอนยายไดสะดวกและมน าหนกทเบา

3. หวฉดทใชเปนหวฉดสเปรยแบบพลาสตก ทดดแปลงมาจากหวฉดตนไมทมวางขายตามทองตลาดและพลาสตกจะทนตอการกดกรอนของกรดเฟอรกคลอไรดไดด

210 ว.มทรส. 4(2) : 207-221 (2559)

4. ฝาปดของ เค รองกดแผนวงจรพ ม พกงอตโนมต มหวฉดแบบ 6 หวฉด ลกษณะโครงสรางของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต (Figure 1-5)

Figure 1 Front.

Figure 2 Side.

Figure 3 Backside.

Figure 4 Top.

Figure 5 Complement.

สวนประกอบของเครองกดแผนวงจรพมพอตโนมต ประกอบดวย

1. หมายเลข 1 ป มหยดการท างาน 2. หมายเลข 2 หนาจอสมผสแบบคาปาซทฟ

ใชเลอกระดบความแรงของการการดดและฉดกรดลงบนชนงาน

3. หมายเลข 3 พอรต 12 VDC 4. หมายเลข 4 จอแสดงผลแบบแอลซด 5. หมายเลข 5 ลมตสวทช 6. หมายเลข 6 หวฉด 7. หมายเลข 7 Adapter 12 VDC 8. หมายเลข 8 ป ม Reset 9. หมายเลข 9 ปมฉดกระจกรถยนต 10. หมายเลข 10 ตะแกรงรองแผนวงจรพมพ 11. หมายเลข 11 พอรตตอ USB ส าหรบ

ดาวนโหลดและสอสารขอมล 12. หมายเลข 12 ทอยาง/สายยาง 13. หมายเลข 13 ฝาปด

สวนของวงจรอเลกทรอนกส

ส าหรบสวนของวงจรอเลกทรอนกสทน ามาประกอบเ ปนชดควบคม ปม ฉดกระจกรถยนต ประกอบดวย

RMUTSB Acad. J. 4(2) : 207-221 (2016) 211

1. ปมฉดกระจกรถยนตทใชไฟ 12 โวลต DC ในการสรางเครองกดแผนวงจรพมพก งอตโนมต ในคร งน ไดน าเอาปมฉดกระจกของรถยนตท ใ ช ไฟเลยง 12 โวลต DC มาประยกตใชกบระบบการฉดกรดเฟอรกคลอไรด (ศรพร, 2539) ลงบนแผนปรนต

2. Arduino Uno R3 (Elec2you, 2015) ในการวจยในครงนไดน าเอา Arduino Uno R3 มาประยกตใชในการควบคมการท างานของปมฉดกระจกรถยนต บอรด Arduino Uno R3 เปนบอรดไ ม โ ค ร ค อ น โ ท ร ล เ ล อ ร แ บ บ open-source

บนแพลตฟอรม Arduinoออกแบบมาให ใ ช งาน ไดงายใชชพ ATmega328 รนทความถ 16 MHz หนวยความจ าแฟลช 32 KB แรม 2 KB บอรดใชไฟเลยง 7 ถง 12 V มระดบแรงดนไฟฟาในการท างานและขาสญญาณอยท 5 V (TTL) ม digital input/output 14 ขา (เปน PWM ได 6 ขา) ม analog input 6 ขา serial UART 1 ชด I2C 1 ชด SPI 1 ชด ในการเขยนโปรแกรมบนซอฟทแวร Arduino IDE และโปรแกรมผานพอรต USB ซงงายตอการเขยนโปรแกรมในการควบคม การท างานของอปกรณ ลกษณะของบอรด Arduino Uno R3 ทน ามาใชงาน

3. Capacitive touch keypad module-blue เปนการน า touch keypad มาประยกตใชกบการควบคมความเรวของปมฉดกรดเฟอรกคลอไรดลงบนแผนปรนต โดยเชอมตอเขากบบอรด Arduino Uno R3 เพอใหสามารถปรบระดบการความแรงของการ ฉดกรดเฟอรกคลอไรดลงบนแผนปรนต โดยในการวจยในครงนสามรถปรบระดบความแรงได 3 ระดบ

4. Display LCD (16× 2 LCD) ใชแสดงผลของการใชงาน เชนการแจงชอของเครองเปนภาษาองกฤษ และใชแสดงสถานะของระดบการปรบหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟ

5. Mechanical limit switch ลมตสวตชทางกล ป ร ะย ก ต เ พ อ ค ว ามปลอดภ ย ขอ ง เ ค ร อ ง ก ดแผนวงจรพมพกงอตโนมต ซงในงานวจยนใชจ านวน 2 ตว ตดกบกลองอะครลกเพอเมอโดนแรงกดจาก การปดฝาเครองกดแผนวงจรพมพก งอตโนมต จะเปนการปดวงจร ท าใหชดควบคมการท างาน ของมอเตอรท างานแตถาฝาโดนเปดอยหรอปดไมสนทจะเปนการเปดวงจรซงท าใหชดควบคมการท างาน ของมอเตอรไมท างาน

6. ท าการออกแบบผงวงจรของวงจรควบคมความเรวมอเตอร โดยใชโปรแกรมส าเรจรป (ทมงานสมารทเลรนนง, 2549) (Figure 6)

Figure 6 Schematic circuit.

7. ท าการออกแบบลายวงจรโดยใชโปรแกรมส าเรจรปในการออกแบบ (Figure 7)

212 ว.มทรส. 4(2) : 207-221 (2559)

Figure 7 Placement equipment.

8. หลงจากออกแบบวงจรเรยบรอยแลวขนตอไปคอการสรางแผนวงจรพมพตามทออกแบบไว ในทนใชวธการปรนตวงจรทออกแบบโดยโปรแกรมส าเรจรปโดยใชเครองปรนตเลเซอร ปรนตโดยใชกระดาษโฟโต (ศมทธ, 2556) และในสวนรปของอปกรณใชแผนใสชนดถายในการปรนต จากนนน าลายวงจรทปรนตออกมา มาท าการรดลงบนแผน ปรนตทเตรยมไว

9. น าไปลางดวยน าเปลาเพอใหกระดาษทตดกบลายวงจรออก จะเหลอเฉพาะลายวงจรทไดท าการออกแบบไว จากนนท าใหวงจรแหงโดยการใช ไดรเปาผมเปาหรอปลอยไวใหแหงเอง

10. น าแผนปรนตทไดมาท าการกดปรน ต เพอใหเหลอเฉาพะลายวงจรทตองการ จากนนน าไปลางดวยน าเปลาและท าการเคลอบแผนปรนต

11. น าสวนทเปนรายละเอยดของอปกรณทตองการตดตงมารดตดอกดานของแผนปรนต

12. น าแผนปรนตมาเจาะรเพอลงอปกรณตามทออกแบบไว

13. ท าการประกอบวงจรและเชอมตอกบสวนประกอบตางๆ เพอท าการทดสอบ

14. หลงจากท าการทดสอบการท างานของอปกรณเรยบรอยแลว ขนตอไปเปนการน าอปกรณดงกลาวมาลงกลองเพอความเรยบรอยและสวยงาม

การหาประสทธภาพ 1. การหาประสทธภาพของวงจรควบคม

มอเตอร ประกอบดวย ประสทธภาพของการกด หนาจอสมผสแบบคาปาซทฟทสามารถกดได 3 ระดบ ประสทธภาพของจอแสดงผลแบบแอลซด ในการแสดงการรบค าสงจากการกดหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟในแตละครง (low, middle, high) ประสทธภาพของระบบปองกนอนตรายจากการท ไม ปดฝาเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต

2. การหาประส ท ธ ภาพในการก ดแผ น วงจรพมพของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต ประกอบดวย ระยะเวลาในการกดเมอกดหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟ low ระยะเวลาในการกดเมอกดหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟ middle ระยะเวลาในการกดเมอกดหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟ full speed

3. การวเคราะหขอมล ประกอบดวย หาประสทธภาพของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต โดยน าผลทไดจากการทดสอบมาหาคาเฉลย ( ) และรอยละ (%)

RMUTSB Acad. J. 4(2) : 207-221 (2016) 213

ผลการศกษา

1. การสรางเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต 1.1 ท าการศกษาเอกสารทเกยวของกบการสราง

เครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต เพอน ามาเปนขอมลในการออกแบบ

1.2 ศกษาการท างานของวงจรควบคมความเรวของมอเตอร และอปกรณตางๆ ทน ามาใชในการสรางเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต

1.3 ท าการออกแบบสวนของโครงสรางโดยใชขอมลทไดท าการศกษามา ดงน

1.3.1 ลกษณะโครงสรางทออกแบบ 1) ต ว ข อ ง โค ร ง ส ร า ง เ ค ร อ ง ก ด

แผนวงจรพมพกงอตโนมต ท ามาจากอะครลกชนดใส ทมความหนา 3 มลลเมตร สาเหตทเลอกใชโครงสรางทท ามาจากอะครลกเพราะวาสามารถปองกนการกดของกรดเฟอรกคลอไรดไดและเพอสงเกตการกดของกรดเฟอรกคลอไรดกบชนงาน

2) ขนาดของโครงสรางทออกแบบ มลกษณะของท เ ปนกลอง มขนาด ความกวาง 32 เซนตเมตร ความยาว 42 เซนตเมตร และความสง 35 เซนตเมตร ซงจากขนาดดงกลาวโครงสรางทท าการสรางมขนาดทไมใหญมากนกจงสามารถทจะเคลอนยายไดสะดวกอกทงยงมน าหนกททเบาดวย

3) หวฉดเลอกทใ ชเปนหวฉดแบบสเปรยชนดท เ ปนพลาสตก ทน าหวฉดตนไมทมวางขายตามทองตลาดมาดดแปลงและประยกตใช

ซงพลาสตกจะทนตอการกดกรอนของกรดเฟอรก-คลอไรดไดดกวาวสดทท ามาจากโลหะ

4) ฝาปดของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต ทสรางขนเปนแบบ 6 หวฉด ซงสามารถเลอกเปด - ปดหวฉดไดโดยการเปด - ปดทวาลว โดยวาลวทควบคมจะมอย 2 จด แตละจดจะควบคมการฉดจดละ 3 หวฉด 2. การทดสอบประสทธภาพการใชงานของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต

2.1 ประสทธภาพการท างานของหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟในการกดต าแหนงหมายเลข 1, 2, 3 (low speed, medium speed, full speed) ในการทดสอบท าการกดจ านวน 10 ครง ผลปรากฏวาวงจรควบคมความเรวมอเตอรทสรางขนนนท างานไดตรงตามการกดในแตละครงและแสดงผลทจอแสดงผลแบบแอลซดเปน low speed, medium speed และ full speed คดเปน 100 เปอรเซนต ของการกด (Table 1)

2.2 ประสทธภาพการท างานของหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟในการกดต าแหนง KEY2 ในการทดสอบท าการกดทต าแหนง KEY2 จ านวน 10 ครงผลปรากฏวาวงจรควบคมความเรวมอเตอรทสรางขนนนท างานไดตรงตามการกดในแตละคร งและแสดงผลทจอแสดงผลแบบแอลซดเปน stop คดเปน 100 เปอรเซนต ของการกด (Table 2)

214 ว.มทรส. 4(2) : 207-221 (2559)

Table1 Performance capacitive touch keypad to dial the numbers 1, 2, and 3 and display. press No

low speed position

medium speed full speed low speed

display medium speed

full speed preciseness (%)

1 100

2 100

3 100

4 100

5 100

6 100

7 100

8 100

9 100

10 100

total average 100

Table 2 Performance capacitive touch keypad in the press position KEY2. press No position display preciseness (%)

1

100

2

100

3

100

4

100

5

100

6

100

7

100

8

100

9

100

10 100

total average 100

RMUTSB Acad. J. 4(2) : 207-221 (2016) 215

2.3 ประสทธภาพของความปลอดภยในการใชงานเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต โดยการทดสอบท าการเปดฝาเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตจ านวน 10 ครง จอแสดงผลแบบแอลซดแสดง milling print NO และไฟแสดงสถานะการท างานของลมตสวตชทางกล ไฟดบ 10 ครง คดเปน 100 เปอรเซนต ของการตดการท างานของเครองกด

แผนวงจรพมพกงอตโนมต ท าการทดสอบการปดฝาเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตจ านวน 10 ครง จอแสดงผลแบบแอลซดแสดง milling print OK และไฟแสดงสถานะการท างานของลมตสวตชทางกล ไฟสวาง 10 ครง คดเปน 100 เปอรเซนต ของการสงการใหวงจรควบคมมอเตอรของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตพรอมท างาน (Table 3)

Table 3 Performance of safety in the workplace.

No open/close

cover display indicator

preciseness (%)

No open/close

cover display indicator

preciseness (%)

1 open

bright 100 11 open

bright 100

2 Close

No bright 100 12 Close

No bright 100

3 open

bright 100 13 open

bright 100

4 Close

No bright 100 14 Close

No bright 100

5 open

bright 100 15 open

bright 100

6 Close

No bright 100 16 Close

No bright 100

7 open

bright 100 17 open

bright 100

8 Close

No bright 100 18 Close

No bright 100

9 open

bright 100 19 open

bright 100

10 Close

No bright 100 20 Close

No bright 100

total average 100

2.4 ประสท ธภาพการท า งานของ เค รองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต ในการกดแผน PCB ขนาด 12× 13 นว ในการทดสอบใชแผน PCB จ านวน 5 แผนในการทดสอบ โดยใชค าสง low speed ผลปรากฏวา ระยะเวลาท ใ ชคอ 1:35:38 นาท 1:45:07 นาท 1:20:47 นาท 1:50:23 นาท และ 1:47:55 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท 1:39:56 นาท ใชค าสง medium speed mode ผลปรากฏวา ระยะเวลาท ใ ชคอ 1:22:54 นาท 0:52:57 นาท 0:43:51 นาท 0:43:49 นาท และ 0:43:49 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท

0:53:26 นาท และใชค าสง full speed mode ผลปรากฏวา ระยะเวลาท ใ ชคอ 0:45:15 นาท 0:34:56 นาท 0:33:19 นาท 0:33:55 นาท และ 0:50:16 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท 0:39:32 นาท (Table 4) รปกอนกดและหลงกดของแผนวงจรพมพขนาด 12× 13 นว (Figure 8-9)

2.5 ประสท ธภาพการท า งานของ เค รองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต ในการกดแผน PCB ขนาด 6× 6.5 นว ในการทดสอบใชแผน PCB จ านวน 5 แผนในการทดสอบโดยใชค าสง low speed ผลปรากฏวาระยะเวลาทใชคอ 1:20:45 นาท 1:43:12 นาท

216 ว.มทรส. 4(2) : 207-221 (2559)

0:55:36 นาท 1:28:56 นาท และ 1:08:19 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท 1:19:22 นาท ใชค าสง medium speed ผลปรากฏวาระยะเวลาทใชคอ 1:10:27 นาท 0:48:22 นาท 0:58:47 นาท 1:08:52 นาท และ 1:20:44 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกด อยท 1:05:26 นาท และใชค าสง full speed ผลปรากฏวาระยะเวลาทใชคอ 0:45:39 นาท 0:42:50 นาท 0:55:18 นาท 0:57:42 นาท และ 0:53:51 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกด อยท 0:51:04 นาท (Table 5) รปกอนกดและหลงกดของแผนวงจรพมพขนาด 6× 6.5 นว (Figure 10-11)

Figure 8 PCB size 12× 13 inches before corrosion.

Figure 9 PCB size 13× 13 inches after corrosion.

Figure 10 PCB size 6× 6.5 inches before corrosion.

Figure 11 PCB size 6× 6.5 inches after corrosion.

Figure 12 PCB size 3× 3.25 inches before corrosion.

Figure 13 PCB size 3× 3.25 inches after corrosion.

Table 4 Performance semi-automatic PCB milling machine. The PCB size 12× 13 inches when using low speed, medium speed, full speed.

plate No.

PCB size 12× 13

low speed medium speed

full speed

1 1:35:38 1:35:38 0:45:15 2 1:45:07 1:45:07 0:34:56 3 1:20:47 1:20:47 0:33:19 4 1:50:23 1:50:23 0:33:55 5 1:47:55 1:47:55 0:50:16 average 1:39:56 0:53:26 0:39:32

Table 5 Performance semi-automatic PCB milling machine. The PCB size 6× 6.5 inches when using low speed, medium speed, full speed.

Plate No.

PCB size 6× 6.5

low speed medium speed

full speed

1 1:20:45 1:10:27 0:45:39 2 1:43:12 0:48:22 0:42:50 3 0:55:36 0:58:47 0:55:18 4 1:28:56 1:08:52 0:57:42 5 1:08:19 1:20:44 0:53:51 average 1:19:22 1:05:26 0:51:04

RMUTSB Acad. J. 4(2) : 207-221 (2016) 217

2.6 ประสท ธภาพการท า งานของ เค รองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต ในการกดแผน PCB ขนาด 3× 3.25 นว ในการทดสอบใชแผน PCB จ านวน 5 แผน ในการทดสอบโดยใชค าสง low speed mode ผลปรากฏวา ระยะเวลาท ใ ชคอ 1:11:25 นาท 0:55:42 นาท 0:57:52 นาท 0:58:31 นาท และ 1:14:45 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท 1:03:39 นาท ใชค าสง medium speed mode ผลปรากฏวา ระยะเวลาท ใ ชคอ 0:55:27 นาท 0:58:19 นาท 0:58:55 นาท 0:54:32 นาท และ 0:52:53 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท 0:56:01 นาท และใชค าสง full speed mode ผลปรากฏวาระยะเวลาทใชคอ 0:38:00 นาท 0:42:11 นาท 0:35:52 นาท 0:42:19 นาท และ 0:51:08 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท 0:41:54 นาท (Table 6) รปกอนกดและหลงกดของแผนวงจรพมพขนาด 6× 6.5 นว (Figure 12-13) Table 6 Performance semi-automatic PCB

milling machine. The PCB size 3× 3.25 inches when using low speed, medium speed, full speed.

plate No.

PCB size 3× 3.25 low

speed medium speed

full speed

1 1:11:25 0:55:27 0:38:00 2 0:55:42 0:58:19 0:42:11 3 0:57:52 0:58:55 0:35:52 4 0:58:31 0:54:32 0:42:19 5 1:14:45 0:52:53 0:51:08 average 1:03:39 0:56:01 0:41:54

2.7 ประสท ธภาพการท างานของเค รองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต ในการกดแผน PCB ขนาด 1.5× 1.62 นว ในการทดสอบใชแผน PCB จ านวน 5 แผน ในการทดสอบ โดยใชค าสง low speed mode ผลปรากฏวาระยะเวลาทใชคอ 0:58:11 นาท 0:58:52 นาท 0:53:17 นาท 0:57:49 นาท และ 0:57:42 นาท โดยท เวลาเฉลยท ใชในการกดอยท 0:57:10 นาท ใชค าสง medium speed mode ผลปรากฏวาระยะเวลาทใชคอ 0:45:55 นาท 0:48:47 นาท 0:49:50 นาท 0:51:07 นาท และ 0:43:55 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท 0:47:55 นาท และใชค าสง full speed mode ผลปรากฏวาระยะเวลาทใชคอ 0:25:52 นาท 0:28:44 นาท 0:22:18 นาท 0:30:10 นาท และ 0:35:10 นาท โดยทเวลาเฉลยทใชในการกดอยท 0:28:30 นาท (Table 7) รปกอนกดและหลงกดของแผนวงจรพมพขนาด 6× 6.5 นว (Table 14-15)

Table 7 Performance semi-automatic PCB

milling machine. The PCB size 1.5× 1.62 inches when using low speed, medium speed, full speed.

plate No.

PCB size 1.5× 1.62 low

speed medium speed

full speed

1 0:58:11 0:45:55 0:25:52 2 0:58:52 0:48:47 0:28:44 3 0:53:17 0:49:50 0:22:18 4 0:57:49 0:51:07 0:30:10 5 0:57:42 0:43:55 0:35:10 average 0:57:10 0:47:55 0:28:30

218 ว.มทรส. 4(2) : 207-221 (2559)

Figure 14 PCB size 1.5× 1.62 inches before corrosion.

Figure 15 PCB size 1.5× 1.62 inches after corrosion.

อภปรายผล

ผลจากการสรางและหาประสทธภาพของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต ในครงน

1. ในสวนของโครงส รางของเค รองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตนนในการออกแบบผวจยไดใชโปรแกรมคอมพวเตอรส าเรจรปชวยในการออกแบบท าใหแบบทออกมาตรงตามความตองการ ซงในการวจยในคร งน โครงสรางของเค รองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตใชอะครลกชนดใสทมความหนาขนาด 3 มลลเมตร โดยในการตดนนไดใชเครองตดทเปนเลเซอร ท าใหอะครลกแตละชนทตดออกมาตรงตามทไดออกแบบไว ในการประกอบอะครลกใหเปนโครงสรางผ วจยใชน ายาประสานพลาสตกมาใชในการประกอบชนสวนตางๆ ใหเปนรปรางตามแบบทไดท าการออกแบบไว เมอประกอบโครงสรางเรยบรอยแลวไดน าซลโคนชนดใสมายงยาแนวตามรอยตอตางๆ เพอเพมความแขงแรงและปองกนการซมหรอรว ในสวนของระบบการฉดพนกรดกดปรนตลงบนวงจรพมพใชหวฉดแบบพลาสตกจ านวน 6 หวฉด ซงตดตงบนบรเวณฝาบน เพอใหการฉดกระจายทวถงแผนวงจรพมพทน ามากด

2. ในสวนของวงจรอเลกทรอนกสนน ไดน า ปมฉดกระจกรถยนตทใชไฟ 12 VDC ทสามารถหาไดตามทองตลาดทวๆ ไป มาประยกตใชกบระบบการ

ฉดพนกรดลงบนแผนวงจรพมพ ใชบอรด Arduino Uno R3 ทเปนบอรดไมโครคอนโทรเลอรตระกล AVR ทมการพฒนาแบบ open source คอมการเปดเผยขอมลทงดาน hardware และ software ตวบอรด Arduino ถกออกแบบมาใหใชงานไดงาย ซงผ ใชงานสามารถดดแปลงเพมเตม พฒนาตอยอดทงตวบอรด หรอโปรแกรมไดดงนนผ วจยจงน าบอรด Arduino Uno R3 มาประยกตใชในงานวจยในครงน โดยผวจยไดท าการเขยนโปรแกรมเพอการสงงานชดควบคมความเ รวมอเตอรทประกอบดวยวงจรควบคมความเรวมอเตอรทไดท าการสรางขน ควบคมการรบค าสงในการกดหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟท 3 ระดบ และสงหยดการท างานของเครอง ควบคมการแสดงผลจอแสดงผลแบบแอลซดโดยทจอแสดงผลแบบแอลซดจะบอกถงความพรอมและไมพรอมในการท างานของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมต นอกจากนนจอแสดงผลดงกลาวยงบอกระดบของความเรวของการดดและฉดกรดลงบนแผนวงจรพมพ 3 ระดบ คอ low speed, medium speed และ full speed และผ วจยไดประยกตใชลมตสวตชโดยน ามาตดตงกบเค รองกดแผนวงจรพมพก งอตโนมต เพอความปลอดภยในการใชงาน ซงเมอปดฝาบนสนทเครองจะพรอมใชงานแตถาฝาเปดหรอปดไมสนทเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตจะไมสามารถท างานได

3. ในสวนของการหาประสทธภาพเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตทสรางขนนนไดท าการทดสอบประสทธภาพของการสงงานผานหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟซงผลท ไดคอ หนาจอสมผสแบบ คาปาซทฟตอบสนองตอการกดสงงานได 100 เปอรเซนต อาจเปนเพราะชดค าสงทเขยนในบอรด

RMUTSB Acad. J. 4(2) : 207-221 (2016) 219

Arduino Uno R3 ก าหนดเงอนไขในการสงงานและรบการกดอยางชดเจนและถกตอง จงเปนผลท าใหการกดหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟในแตละครงทท าการทดสอบตอบสนองไดแมนย า ประสทธภาพของจอแสดงผลแบบแอลซดแสดงผลของค าสงตางๆ ทไดโปรแกรมไว ผลทได 100 เปอรเซนต ทงนอาจเปนเพราะชดค าสงทเขยนในบอรด Arduino Uno R3 ไดก าหนดเงอนไขในการแสดงผลไวอยางชดเจน โดยในตวของโปรแกรมทเขยนขนนจะสงใหจอแสดงผลตอบสนองตอการท างานของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตไมวาจะเปนขอความเรมตนเมอท าการจายไฟเขาสชดควบคม จะแสดง milling print OK ซงเปนสถานะทพรอมใชงาน ถาแสดง milling print NO เปนสถานะไมทพรอมใชงานสาเหตอาจเกดจากการปดฝาทไมสนท ถาแสดง milling print OK ทบรรทดแรกและ stop ในบรรทดทสองจะเปนการแสดงถงการสงใหเครองหยดท างาน ถาแสดง milling print OK ทบรรทดแรกและ low speed ในบรรทดทสองจะเปนการแสดงถงการสงใหปมท างานในความเรวรอบทต า ถาแสดง milling print OK ทบรรทดแรกและ medium speed ในบรรทดทสองจะเปนการแสดงถงการสงให ปมท างานในความเรวรอบทระดบปานกลาง และ ถาแสดง milling print OK ทบรรทดแรกและ full speed ในบรรทดทสองจะเปนการแสดงถงการสงใหปมท างานในความเรวรอบทระดบสงสด อาจเปนเพราะการก าหนดเงอนไขในการเขยนโปรแกรมถกตองและชดเจน เมอเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตเรมท างานจะแสดงผลตางๆ ตามทไดเขยนโปรแกรมไวโดยการสงงานตางๆ จะสงผานหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟดวยการกดไมวาจะเปนการสงหยดการท างานของเครองกดแผนวงจรพมพ

ก งอตโนมต การเลอกระดบการการฉดกรดกดแผนวงจรพมพ ลมตสวตชทางกลทน ามาใชในสวนของความปลอดภยท างานได 100 เปอรเซนต ทงนอาจเปนเพราะต าแหนงของการตดตงเหมาะสม คอน ามาตดตงบรเวณโครงสรางและสวนทเปนสวตช จะใชการกดทบของฝา ดงนนเมอฝาปดไมสนทหรอโดนเปดไวตวสวตชจะท าการเปดวงจรท าใหชดควบคมไมสามารถท างานได แตถาฝาปดสนท สวตชดงกลาวจะอยในสภาวะปดวงจรท าใหไฟฟาไหลครบวงจร จงท าใหวงจรควบคมสามารถท างานไดและประสทธภาพในการกดแผน PCB ขนา ดต า ง ๆ ท น า ม า ใ ช ใ นก า รทดลอ ง ผลปรากฏวา PCB ขนาด 12× 13 นว ซงเปนขนาดมาตรฐานทหาซอไดในรานอเลกทรอนกสทวไป เมอใชค าสง low speed mode เวลาเฉลยอยท 1:39:56 นาท medium speed mode เวลาเฉลยอยท 53:26 นาทและ full speed mode เวลาเฉลยอยท 39:32 นาท PCB ขนาด 6× 6.5 นว เมอใชค าสง low speed mode เวลาเฉลยอยท 1:19:22 นาท medium speed mode เวลาเฉลยอยท 1:05:26 นาท และ full speed mode เวลาเฉลยอยท 51:04 นาท 3× 3.25 นว เมอใชค าสง low speed mode เวลาเฉลยอยท 1:03:39 นาท medium speed mode เวลาเฉลยอยท 56:01 นาทและ full speed mode เวลาเฉลยอยท 41:54 นาท และ PCB ขนาด 1.5× 1.62 นว เมอใชค าสง low speed mode เวลาเฉลยอยท 57:10 นาท medium speed mode เวลาเฉลยอยท 47:55 นาทและ full speed mode เวลาเฉลยอยท 28:30 นาท ทงนอาจเปนเพราะความเรวในการดดและฉดในแตละ mode แตกตางกนและขนาดของแผนวงจรพมพกมขนาดทแตกตางกนจงท าใหเวลาทใชแตกตางกนตามไปดวย

220 ว.มทรส. 4(2) : 207-221 (2559)

สรป เครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตทสรางขน

นโครงสรางท ามาจากอะครลกชนดใส ทประกอบเปนรปรางตามการออกแบบดวยโปรแกรมส าเรจรปทางคอมพวเตอรในการควบคมความแรงของการฉดพนกรด สามารถเลอกได 3 ระดบ คอความแรงในการฉดพนต า ปานกลาง และสง ซงในการควบคมดงกลาวค าสงโปรแกรมทเขยนขนมาผานทางบอรดอาดยโน ยโน อารสาม ใชหนาจอสมผสแบบคาปาซทฟในการสงการระดบความแรงของการฉดพนของกรดลงบนแผนวงจรพมพ ใชลมตสวชตในการควบคมความปลอดภย โดยถาฝาของเครองกดแผนวงจรพมพก งอตโนมต ไมปดหรอปดไมสนท เครองกจะไมสามารถท างานหรอไมสามารถฉดพนกรดได สวนการแสดงผลค าสงและการท างานตางๆ จะแสดงผลผานทางจอแสดงผลชนดแอลซด และประสทธภาพของเครองกดแผนวงจรพมพกงอตโนมตทสรางขนระยะเวลาของการกดแผนวงจรพมพขนอยกบระดบของความ เ ร ว ของกา รดด และ ฉดก รดลงบนแผนวงจรพมพ ขนาดของแผนวงจรพมพ และขนาดของของแผนวงจรพมพทน ามาใช

ค าขอบคณ

ง า น ว จ ย น ไ ด ร บ ก า ร ส น บ ส น น จ า ก มหาวทยาลยราชภฏสกลนคร ทนอดหนนการวจยส าหรบบคลากร มหาวทยาลยราชภฏสกลนคร เงนรายไดประจ าปงบประมาณ 2559

เอกสารอางอง ทมงานสมารทเลรนนง. 2549. การออกแบบวงจรพมพดวย

โปรแกรม Eagle. ดานสธาการพมพ, กรงเทพฯ. นรสงห หมองรอบ, ศราวฒ คนเทศ และศรชย เวยงค าฟา.

2555. เครองเขยาแผนวงจรพมพอตโนมต. แบบเสนอเคาโครงของนกศกษา. สาขาอเลกทรอนกส คณะชางอตสาหกรรม ว ทยาลย เทคโนโลยพายพและบรหารธรกจ, เชยงใหม.

ปรชญา โพธบตร , พฒนพนธ เจรญผล และสมเจตน สขทวญาต. 2557. เครองกดแผนวงจรพมพระบบน า วน . (ระบบออนไลน ) . แหลง ขอมล : http: / / rms.tatc.ac.th/ files/29891_15052215152109.pdf (16 สงหาคม 2559).

พงศศร ทาภ, ปยพงษ ศรกอง, ดนพล บวศร และธระวฒนประเพณ. 2552. เครองกดแผนปรนตอตโนมตวทยาลยการอาชพกบนทรบร. (ระบบออนไลน). แหลงขอมล: http://bverd.vec.go.th/innovation/bverd/bb_project_detail.php?project_id=513 (23 มถนายน 2559).

ศรพร ดาวพเศษ. 2539. คลอไรด ตวปญหาของการกดกรอน.วารสารวชาการพระจอเกล าพระนคร เหนอ . 6(3):11-18.

ศมทธ เอมสมบต. 2556. วธการท า PCB โดยใชแผนใส. ( ร ะ บ บ อ อ น ไ ล น ) . แ ห ล ง ข อ ม ล :http:/www.thaimicrotron.com/Trick/PCB/DIYPCB.html (16 กมภาพนธ 2558).

สรวฒน เรองค า. 2556. เครองกดแผนวงจรพมพ ส าหรบหองปฏบตการทางอเลกทรอนกส. วทยานพนธ คร-ศาสตรอตสาหกรรมมหาบณฑต. สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง, กรงเทพฯ.

หองสมดกรมสงเสรมอตสาหกรรม. 2556. สภาวะอตสาหกรรมแผนวงจรพมพ. อตสาหกรรมสาร 40: 32-36.

อตชย บตรเพชร และณรงค ผงววฒน. 2554. การสกหรอและกา รก ด ก ร อน ขอ งท องแด งแล ะทอง เ หล อ ง . วารสาร วชาการพระจอมเกลาพระนคร เหนอ 11(4): 49-55.

RMUTSB Acad. J. 4(2) : 207-221 (2016) 221

Elec2you. 2015. Arduno Uno R3. (online). Available: http://www. elec2you. com/product/2/arduino-uno-r3 (12 February 2015).

Shi,Y., M. Fan, R.C. Brown, S. Sung and J.V. Leeuwen. 2004. Comparison of corrosivity of polymeric sulfate ferric and ferric chloride as coagulations in water treatment. Chem Eng Process. 43(8): 955-964.

Small lab. 2554. ววฒนาการของแผนวงจรพมพ. (ระบบออนไลน) . แหลง ขอมล : http: / /smalllaboratory . blogspot. jp/ 2011/ 08/ introduction-to-printed-circuit-board.html (28 เมษายน 2557).