Ультразвуковая ванна расширенной емкости своими руками
Одна из основных проблем в ремонте любой радиоэлектроники это грязь, особенно это актуально в модулях управления с микроконтроллерами и SMD компонентами, где очень сложно вымыть флюс, оксиды и грязь не сверху элементов, а снизу, можно конечно же выпаивать все по очереди, но когда дело имеешь с тараканами или мертвыми грызунами, бывает что дорогостоящий модуль приходиться выкинуть и искать замену. Классические методы с зубными щетками и замачиванием не помогают, особенно с мегаомными наводками, из-за которых стиральная машина может показывать ошибку по тэну или датчику NTC, для решения этой проблемы чудесным образом подходит ультрозвук
Принцип работы УЗВ ванны основывается кавитации(от лат. cavitas — пустота)
Пузырьки или пустоты образуются в результате вибрации пьезоэлемента на частоте 27 кГц, схлопываясь пузырьки образуют микро ударную волну, которая и разрушает оксидные пленки и загрязненные участки. Так как процесс происходит в жидкой среде, которая легко протекает под микроконтроллер или SMD компонент, результат не заставляет себя долго ждать.
Первопроходцами в применение ультразвуковых ванн стали ремонтники телефонов, так как одна из топовых неисправностей любого смартфона это «утопленник». Неисправность очень капризная и может выпить все соки из ремонтника своим плавающим (непостоянным) проявленим, сегодня телефон работает, завтра нет. При такой неисправности не понятно куда копать, ведь плата может быть залита очень сильно, и даже если ее просушить и восстановить питание, все равно испарившиеся жидкость оставит оксиды, которые будут давать наводки, а для цифровой техники даже мегаомные сопротивления в ненужных местах несет вред
Купить ультразвуковую ванну не представляет особого труда, стоит она около 1-2 тысяч рублей, но имеет маленькую емкость, так как рассчитана только на платы для телефонов. Мы решили изобрести велосипед и сделать ванну для модулей управления стиральных машин. Все 100% конечно же охватить не удастся, но наиболее популярные мы все же захватим.
Новое корыто (емкость) было куплено в магазине «метро» , материал пищевая нержавейка, емкость эта применяется в ресторанах и кафе, цена конечно же кусается около 600-700 руб., но для хорошего инструмента денег не жалко.
Простая задача по переклейки пьезоэлемента стала фатальной и затянула проект на несколько месяцев. Оставшийся электрический заряд в элементе, который был им накоплен по принципу конденсатора, ударил меня в руку и я разбил уже демонтированный (со старой ванны) пьезо о пол. Заказали новые элементы, но пока они шли время тянулось в мучительных ожиданиях, ведь было неизвестно будет ли эффект с новым корытом, да еще мы захотели поставить два пьезоэлемента вместо одного, так как длина емкости ванны существенно расширилась
Пока пьезоэлементы шли мелкими китайскими шагами, мы напечатали корпус на 3d принтере. Печать корпуса была в три этапа, так как размер рабочей области печати не позволял нам сделать это за раз.
Пьезокерамический излучатель питается напряжением от двухтактного резонансного преобразователя с самовозбуждением. Управление питанием происходит с помощью контроллера, неизвестной фирмы с отсутствием маркировки, что для нас не критично, пока он живой и работает. Регулировка мощности происходит с помощью пропусков генерации, по принципу широтно-импульсной модуляции
По приходу излучателей из страны восходящего солнца мы приступили к сборке, большая часть которой заняла приклейка и ожидание отвердения эпоксидного клея. Для более лучшего эффекта эпоксидку погрели с помощью фена и оставили на сутки.
Вначале мы запитали один пьезо и провели испытание, результат нас очень порадовал, все были с приятных чувством обретения нового помощника в сервисе. Местами плата не на 100% отмыла грязь и старый флюс, но при малейшем механическом воздействии она отваливалась, так как была разрыхлена нашим эффектом кавитации
Последовательно запитав второй элемент мы готовились с сгоревшему блоку питанию или отсутствия эффекта, но все получилось чудесным образом, в какой то момент в середине ванны пошла круговая волна и было ощущение что спирт вот вот начнет плескаться как лава из вулкана. Микротечения и миллионы пузырков было видно не вооруженным взглядом. Эффект был достигнут и проект завершился успешно.
Хотя нет, почему завершился. Теперь нужно испытать в бою наш танк и проверить не будут ли гусеницы рваться (я все же переживаю за блок питания), ну и конечно же я бы немного изменил управление ванной, сделав селектор регулировки мощности и времени, возможно прикрутив все на Arduino, как Вы думаете стоит .
Источник
Процесс изготовления ультразвуковой ванны
включайся в дискуссию
Поделись с друзьями
Человека в современной жизни окружают многочисленные помощники – бытовая техника, электрические приборы, предметы повседневного пользования. Они намного упрощают действительность и делают ее более комфортной. К сожалению, все эти вещи со временем загрязняются и требуют тщательной чистки, чтобы продлить срок эксплуатации.
Стоит отметить, что научно-технический прогресс не стоит на месте, и вносит свои коррективы в повседневность. Всего несколько десятилетий назад некоторая техника применялась только на производстве, в области промышленности, сегодня – она у нас дома. И это – не фантастика, а реальность. Примером тому служит ультразвуковая ванна, которая стремительно завоевывает популярность у населения.
Особенности
Конструкции ультразвуковых ванн содержат:
- излучатель;
- нагревательный элемент;
- генератор частот;
- блок управления.
Излучатель, преображающий электрические колебания тока в механические, является основным механизмом устройства. Видоизмененные колебания, попав в чистящий раствор, воздействуют на очищаемые предметы через стенки емкости. Нагревательный элемент – структурный компонент, поддерживающий постоянную температуру жидкости. Источником вибрации выступает генератор частот. Все параметры установленных режимов и временных отрезков очистки контролируются блоком управления.
Благодаря своим особенностям, ультразвуковая ванна привнесет в вашу жизнь немало приятных моментов:
- с ее помощью можно очистить самые труднодоступные места изделий;
- действие ультразвука извлечет сор из мельчайших трещин и щелей;
- после обработки загрязненных предметов данным приспособлением, вы не обнаружите ни единого механического повреждения;
- вы намного сэкономите свое время;
- вам не придется соприкасаться с загрязненной поверхностью, лишь положите деталь в ванну и включите устройство;
- используя чистку таким методом, вы не рискуете испортить само изделие, что не всегда гарантируется при механическом воздействии на него;
- прямые контакты с химическими веществами минимальны;
- ваше здоровье в безопасности.
Назначение
Сфера применения ультразвуковой ванны постоянно расширяется как на предприятиях, где подобные агрегаты используются для очистки крупногабаритных инструментов и деталей, так и в быту. И если на промышленных заводах и фабриках данная технология применяется достаточно долгое время, то в домашних условиях с этим процессом познакомились не так давно, но с каждым днем он привлекает все более заслуженное внимание. Такие устройства широко задействованы в различных сферах.
- В современной медицине ультразвуковые ванночки используют для стерилизации хирургических, лабораторных инструментов.
- Ювелирные и реставрационные мастера при помощи этих устройств тщательно очищают драгоценные металлы, возвращая им привлекательный, сияющий вид. Кстати, налет на серебре или золоте удаляется в течение получаса.
- На предприятиях машиностроения чистят с их помощью крупные узлы и детали, очищение происходит после полировки и шлифовки поверхности.
- В салонах автосервисов ни одна промывка карбюраторов, форсунок, инжекторов не обходится без ультразвуковой ванночки.
Например, форсунка, дозирующая подачу топлива, не поддается тщательной промывке при засорении. В этом случае, снимают инжектор с форсунками и производят очищение в ванночке волнами на щадящей частоте. Такую процедуру повторяют неоднократно. Такой же чистке подвергаются все металлические детали для устранения признаков старения.
- В типографиях и мастерских по ремонту организационной техники приборы привлечены промывать печатные головки принтеров, тем самым увеличивая их срок эксплуатации, а также струйные элементы. Качество печати после чистки заметно улучшается.
- В химической промышленности при необходимости ускорить некоторые синтетические реакции прибегают к услугам ультразвуковой обработки.
- Высокую оценку эффективные механизмы завоевали в области электроники. В технических сервисах часто используется бытовая очищающая ванночка, куда помещается плата (без динамиков, микрофонов, камер). Далее ее заливают специальным раствором и включают прибор, работающий в заданной частоте. Таким образом, восстанавливается работоспособность техники. Тем более что хрупкие платы не подлежат обработке механическим путем. Многие небольшие ремонтные мастерские используют ванночки, сделанные своими руками.
- В оптической промышленности все компоненты приборов, подвергшиеся коррозии, очищаются в ультразвуковых ванночках.
- Слишком мелкие детали приходится очищать в часовых мастерских. Это процесс, требующий аккуратности, тщательности, скрупулезности, поэтому без данных механизмов обойтись невозможно.
- В домашних условиях сегодня ультразвуковые ванночки применяются для чистки малогабаритных элементов бытовой техники и электроприборов.
На сегодня трудно назвать какой-либо другой метод восстановления функционирования деталей и приборов эффективнее, чем очищение в ультразвуковой ванне. Он намного действеннее традиционных вариантов.
Как сделать своими руками?
Из названия понятно, что речь пойдет об ультразвуке. Из уроков физики этот термин помнят все – звуковые высокочастотные волны. Слух человека их не улавливает и не распознает.
При их воздействии на жидкости образуется многочисленное количество пузырьков, которые взрываются, если повысить давление. Другими словами, можно добиться процесса кавитации. Маленькие пузырьки становятся тем больше, чем выше давление.
Это явление изобретатели ультразвуковой ванны и взяли за основу. В емкость с необходимым жидким раствором помещают изделие, которое собираются чистить. Запускается устройство, и множество лопающихся пузырьков воздействуют на загрязненные детали, приборы, поверхности, скрупулезно удаляя с них налет, пятна, очищая от засаленности.
Этот метод позволяет обновить такие части деталей, которые неподвластны ручному очищению. Кстати, структурная целостность механизма при этом не пострадает.
Перед тем как приступить к изготовлению ультразвуковой ванны, нужно выяснить, какие потребуются материалы:
- емкость, желательно фарфоровая или керамическая, можно взять таз из нержавейки;
- стальная основа, на которой будут крепиться все элементы;
- насос для наполнения ванны жидкостью;
- кассета или катушка с ферритовым стержнем;
- стеклянная или пластмассовая трубка;
- преобразователь на импульсной основе (чтобы повысить давление);
- жидкость для ванны;
- круглый магнит (подойдут из старых динамиков).
Можно приступать к изготовлению изделия. Прежде чем начать сборку, досконально разберитесь в принципе работы устройства, тщательно изучите характерные черты его функционирования. Процесс работы над созданием ультразвуковой ванны представляет собой несколько этапов.
- Катушку с ферритовым стержнем наматываем на трубку, причем саму шпильку (стержень) не убираем и ни к чему не приматываем, оставляя ее свободно висеть. На один конец нанизывается магнит – получаем излучатель ультразвука.
- Емкость закрепляем в каркасе – это наша ванночка.
- На дне сосуда просверливается отверстие и вставляется излучатель – магнитострикционный преобразователь.
- Саму ванну дополняем двумя прорезями – для залива жидкости и ее слива.
- Устанавливаем насос.
- В наличии обязательно должен быть трансформатор, который приклеиваем строго по центру дна емкости.
- Паяем плату и собираем цепь.
- Выходной преобразователь подключаем к обмотке на 5 В.
Как пользоваться?
Используя ультразвуковые ванны, нужно помнить о некоторых правилах:
- соблюдение правил пожарной и электрической безопасности;
- обязательный внешний осмотр прибора;
- категорически запрещается во время работы агрегата касаться жидкости и очищаемой детали;
- при необходимости прикосновения, необходимо это делать в резиновых перчатках;
- установку нельзя включать, если ванна не наполнена жидкостью;
При чистке мелких изделий, поместите их в стакан с чистящей жидкостью, а затем опустите в емкость, в которой будет налита обыкновенная вода.
Механизм, созданный своими руками, прост в эксплуатации. Емкость наполняете специальной жидкостью и процесс очищения изделия можно начинать. Специальную жидкость приобрести довольно сложно, но приготовить ее самостоятельно вполне допустимо.
Выбор определенного варианта жидкости зависит от сферы ее использования. Так как один ее вид подходит к очистке изделий из одного материала, а другой эти изделия не очистит вовсе. Основой ее служит спирт или вода. Создавая раствор, нужно выбрать основу.
- Спирт чаще используется при промывке плат электронной техники и мобильных телефонов. Он в процессе чистки не замыкает транзисторы, чипы и другие детали между собой. Очищая поверхность от устойчивых к воде составов, также прибегают к спирту.
- Если же речь идет о чистке ювелирных изделий, используют воду. Вода – хороший очиститель, эффективность ее свойств повышается в сочетании с активными веществами.
- Раствор мыла, самый простой ПАВ, используют в стирке, промывке автомобильных деталей и форсунок.
- Также применяют стиральные порошки, средства для мытья посуды или шампуни для автомобилей. Используются в крайне редких случаях керосин и бензин. Работать с ними необходимо очень осторожно.
- Главное в мягких жидких средствах – отсутствие в составе агрессивных и абразивных веществ, что является залогом целостности деталей и высоких показателей производительности (не более трех минут) качественной чистки.
Советы
Ультразвуковые ванны сегодня являются одним из наиболее востребованных видов подобного оборудования. При выборе данного изделия необходимо обязательно обратить внимание на наличие систем:
- защищенности от сухого пуска;
- автоматического регулирования мощности;
- автоподстройки частоты;
- мягкого пуска и отключения;
- защиты от экстренных режимов работы;
- диагностики.
Полезно будет знать, что частота волн и эффективность очистки изделия прямо не взаимосвязаны. Качество процесса зависит от индивидуальных особенностей очищаемого предмета. Чем выше частота, тем ультразвуковое устройство успешнее справляется с более мелкими частичками жира, грязи, налета. Очень важны такие параметры, как размер бака и очищаемых объектов, а также их количество. На дно ванны не рекомендуется класть предметы для очистки.
Обязательно обращайте внимание на функцию подогрева, лучшие результаты были зафиксированы при температуре до 65 градусов Цельсия.
Замечательно, если устройство снабжено таймером – это позволит обратить внимание на другие дела, а не сосредотачиваться только на ванне.
Не забывайте после курса очищения ополаскивать изделия чистой или дистиллированной водой под краном или в ванне. Отсутствие достаточного количества раствора в емкости в состоянии навредить ультразвуковой ванне.
Схема в конструкции может быть самодельная. В микросхеме должны присутствовать все необходимые детали. Также можно собрать конструкцию зарядки.
Не оставляйте очиститель постоянно включенным. Очистке в ультразвуковой ванне не подлежат малахит, бирюза, коралл, жемчуг и некоторые другие природные камни, а также хрупкие изделия.
Методы очистки различаются между собой. При обычной очистке можно использовать водопроводную воду, в ванной она должна покрыть изделия, но не превышать максимальную отметку.
Улучшенная очистка производится двумя этапами: при сильнозагрязненных предметах добавляют в воду пару капель средства для посудомоечных машин. После этой очистки смените воду и повторите процедуру. Ультраочистку применяют, если предметы слишком крупных размеров. Чистят их частями.
При пользовании устройством следует принять к сведению следующие нюансы:
- необходима обязательная проверка соединения штекера питания со шнуром;
- механизм запрещается запускать непрерывно;
- перемещение агрегата производите осторожно, избегая различных ударов по нему.
О том, как самому сделать ультразвуковую ванну, можно увидеть в следующем видео.
Источник