一種數字紫外線曝光量控制器的製作方法
2023-10-23 14:10:37
專利名稱：一種數字紫外線曝光量控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種印刷業和PCB製造業的曝光量控制器，特別是涉及一種基於單片機技術的數字紫外線曝光量控制器。
背景技術：
在印刷業和PCB製造業，普遍採用紫外線曝光燈進行圖形轉印，一般曝光時間為 20 120秒，但紫外線燈的啟動時間都大於60秒，且受電源電壓、環境溫度、燈管的老化等因素的影響。特別是在重複曝光時，由於紫外線燈管每次曝光後的餘溫都不同，所以同一曝光時間，其曝光量都不相同，這樣就直接影響到圖形轉印的效果，進而影響到制板質量。目前使用的紫外線曝光裝置都是單一的倒計時時間控制器，使用者經常需要根據外界因素調整曝光時間，以達到正確的曝光量。稍不住意，就會產生曝光過度或曝光不足的現象，影響制板效果。
發明內容
本發明針對現有技術不足，提出一種用紫外線傳感器和單片機技術相結合的數字曝光量控制器，實時檢測紫外線的照度，由單片機計算出該照度時的曝光時間，達到準確控制曝光量的目的，實現了曝光量的數位化，可使印刷制板的曝光更加準確。本發明所採用的技術方案
一種數字紫外線曝光量控制器，含有紫外線傳感器，單片機，曝光時間設置開關、曝光控制開關和曝光時間顯示模塊，所述紫外線傳感器安裝在曝光箱中，紫外線傳感器輸出信號通過模數轉換器接入單片機，所述曝光時間設置開關、曝光控制開關和顯示模塊均和單片機連接，所述單片機通過驅動控制電路連接紫外線曬板燈，所述驅動控制電路輸入端受控連接單片機，驅動控制電路的控制開關接入紫外線曬板燈電源迴路。所述的數字紫外線曝光量控制器，單片機採用51系列的任意一種單片機，模數轉換器採用8位串行A/D轉換器，所述紫外線傳感器輸出信號接入A/D轉換器的模擬信號輸入埠，A/D轉換器的REF-和GND與電源之間連接一可調電阻，所述可調電阻輸出端連接 A/D轉換器的REF+，A/D轉換器的時鐘和數據輸出端埠連接單片機的串行通訊埠，其選通控制埠連接單片機的一個中斷請求埠，所述曝光控制開關兩端接點分別連接電源和單片機的復位埠，所述單片機的另一個中斷請求埠與顯示模塊的選通埠或公共端之間連接曝光時間設置開關(K1、K2、K3)，所述顯示模塊的選通埠或公共端分別連接單片機的一個控制埠。所述的數字紫外線曝光量控制器，顯示模塊採用顯示數碼管，曝光時間設置開關對應為三個，分別為Κ1、Κ2、Κ3，曝光時間設置開關Κ1、Κ2、Κ3分別連接單片機的三個控制埠，單片機的該三個控制埠同時分別和個位、十位和百位數的顯示數碼管的公共端連接， 所述個位、十位和百位數的顯示數碼管的驅動輸入端分別連接單片機的一個控制埠，所述各顯示數碼管的驅動輸入端同時通過上拉電阻連接電源。
所述的數字紫外線曝光量控制器，數模轉換電路採用集成電路LTC549，單片機採用 AT89C2051。本發明的有益積極效果
1、本發明數字紫外線曝光量控制器，對曝光量的控制是數位化的，曝光時間極其準確， 基本不受外界因素的影響。減少了在制板過程中的廢品率，提高了制板的合格率。採用紫外線傳感器實時檢測紫外線的照度，並將其轉換成電壓信號，經模數轉換器轉變為數位訊號輸入到單片機中，配合單片機的程序設計，算出在該照度時所需的曝光時間。則此時的曝光量=照度X時間。並且可以利用倒計時的方法實現曝光量的遞減。當達到所設定的曝光量時，啟動中斷程序，停止曝光。2、本發明數字紫外線曝光量控制器，是一種用紫外線傳感器和單片機技術相結合的新型曝光量控制器。整體結構簡單、製作成本低、使用方便，便於推廣應用。能夠滿足印刷業和電路板制板行業的曝光需要，廣泛應用於印刷行業以及大、中專院校的印刷電路板製作設計中。
圖1 本發明數字紫外線曝光量控制器方框圖； 圖2 本發明數字紫外線曝光量控制器電路原理圖。
具體實施例方式實施例一參見圖1，本發明數字紫外線曝光量控制器，含有紫外線傳感器，單片機，曝光時間設置開關、曝光控制開關和曝光時間顯示模塊，所述紫外線傳感器安裝在曝光箱中，紫外線傳感器輸出信號通過模數轉換器接入單片機，所述曝光時間設置開關、曝光控制開關和顯示模塊均和單片機連接，所述單片機通過驅動控制電路連接紫外線曬板燈，所述驅動控制電路輸入端受控連接單片機，驅動控制電路的控制開關接入紫外線曬板燈電源迴路。所述控制開關可採用繼電器，所述繼電器的控制線圈接入驅動控制電路，繼電器的常開觸點接入紫外線曬板燈電源迴路。實施例二 參見圖1、圖2，本實施例的數字紫外線曝光量控制器，與實施例一不同的是，單片機採用51系列的任意一種，模數轉換器採用8位串行A/D轉換器，紫外線傳感器輸出信號接入A/D轉換器的模擬信號輸入埠，A/D轉換器的REF-和GND與電源之間連接一可調電阻，所述可調電阻輸出端連接A/D轉換器的REF+，A/D轉換器的時鐘和數據輸出端埠連接單片機的串行通訊埠，其選通控制埠連接單片機的一個中斷請求埠，所述曝光控制開關兩端接點分別連接電源和單片機的復位埠，所述單片機的另一個中斷請求埠與顯示模塊的選通埠或公共端之間連接曝光時間設置開關，所述顯示模塊的選通埠或公共端分別連接單片機的一個控制埠。顯示模塊採用顯示數碼管，曝光時間設置開關對應為三個，分別為K1、K2、K3，曝光時間設置開關ΚΙ、Κ2、Κ3分別連接單片機的三個控制埠，單片機的該三個控制埠同時分別和個位、十位和百位數的顯示數碼管的公共端連接，所述個位、十位和百位數的顯示數碼管的驅動輸入端分別連接單片機的一個控制埠，所述各顯示數碼管的驅動輸入端同時通過上拉電阻連接電源。實施例三參見圖1，圖2。本實施例的數字紫外線曝光量控制器，紫外線傳感器Ul 採用德國生產，型號為UV10T2E10L，測量範圍210 450nm，輸出電壓0 5V模擬信號。 數模轉換電路U2採用美國德州儀器公司生產的8位串行A/D轉換器晶片LTC549或TLC548， 可與通用微處理器、控制器通過CLK、CS、DATA OUT三條口線進行串行通訊。具有4MHz片內系統時鐘和軟、硬體控制電路，轉換時間最長17 μ s，TLC548允許的最高轉換速率為45500 次/S，TLC549為40000次/S。總失調誤差最大為士0. 5LSB,典型功耗值為6mW。單片機U3 採用美國ATMEL公司生產的低電壓、高性能CMOS 8位單片機AT89C2051，片內含業bytes 的可反覆擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128bytes的隨機數據存儲器(RAM)，器件採用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。數碼管DS1、DS2、DS3採用XSM-S4031A共陰極7段高亮度數碼管，8字高度10. 2mm,具有亮度高，功耗小的特點。紫外線傳感器Ul和LTC549數模轉換電路U2相連，數模轉換電路U2和AT89C2051 單片機U3相連接，AT89C2051單片機U3的Pl. 0 Pl. 6連接數碼顯示管DS1、DS2、DS3的段顯示，AT89C2051單片機U3的Pl. 7、P3. 7、P3. 4連接數碼顯示管DS1、DS2、DS3的位顯示， 所述各顯示數碼管的驅動輸入端同時通過上拉電阻連接電源。曝光時間設置開關ΚΙ、K2、 K3連接AT89C2051單片機U3的P3. 3和Pl. 7、P3. 7、P3. 4之間，P3. 5通過一個電阻R8和三極體Tl相連，繼電器J採用HRS4H-S型6V直流繼電器，連接在電源和三極體Tl的發射極，繼電器控制連接紫外線曬板燈電源迴路。曝光控制開關K4連接電源+ 5V和AT89C2051 單片機U3的第1腳復位端。紫外線傳感器Ul將紫外線的照度轉變為電壓信號，紫外線傳感器Ul的輸出電壓隨紫外線的照度而變化。當紫外線的照度從零到最大變化時，其輸出電壓從O 5V變化。 紫外線傳感器Ul的輸出端接至LTC549模數轉換電路U2的輸入端，LTC549數模轉換電路 U2是8位串行模轉換電路，可以將0 5V的電壓信號轉變為個二進位數，解析度為0. 02V。LTC549模數轉換電路U2的輸出接單片機的串行輸入口 P3. 0。配合程序設計，由 KU K2、K3分別設置個位、十位、百位的曝光量數值，最大設置999個曝光量值，由數碼管顯示。曝光控制開關K4 (啟動/復位鍵)按K4時，P3.5輸出高電平，繼電器J吸合，動開接點Jw閉合，紫外線燈通電，發出紫外線，開始曝光。曝光量按設定值從個位順序減1，速度 A/5 (秒)。A 紫外線傳感器Ul輸出的模擬量(0 5V)，當A=5V (穩定時)，每秒遞減一個數。當減到000時，P3. 5輸出低電平，繼電器J釋放，動開接點Jh斷開，紫外線燈斷電，曝光結束，延時5秒，數碼管顯示最後一次的設定值，並能重新設定曝光量，為下一次的曝光作好準備。紫外線燈(UV燈)設置於曝光箱中，可以採用PHILIPS公司生產的，光譜主要分布於315nm 450nm之間，主波峰為420nm，功率從0. 4KW 7KW，其燈具有壽命長，電弧穩定， 強度高曝光質量好等優點，可根據需要選用不同的功率。本發明使用狀態下，電路部分安裝在曝光箱機殼內，開關和顯示數碼管設置於曝光箱面板上，其執行電路控制連接紫外線燈 (UV 燈)。
權利要求
1.一種數字紫外線曝光量控制器，含有紫外線傳感器，單片機，曝光時間設置開關、曝光控制開關和曝光時間顯示模塊，其特徵是所述紫外線傳感器安裝在曝光箱中，紫外線傳感器輸出信號通過模數轉換器接入單片機，所述曝光時間設置開關、曝光控制開關和顯示模塊均和單片機連接，所述單片機通過驅動控制電路連接紫外線曬板燈，所述驅動控制電路輸入端受控連接單片機，驅動控制電路的控制開關接入紫外線曬板燈電源迴路。
2.根據權利要求1所述的數字紫外線曝光量控制器，其特徵是單片機採用51系列的任意一種單片機，模數轉換器採用8位串行A/D轉換器，所述紫外線傳感器輸出信號接入A/ D轉換器的模擬信號輸入埠，A/D轉換器的REF-和GND與電源之間連接一可調電阻，所述可調電阻輸出端連接A/D轉換器的REF+，A/D轉換器的時鐘和數據輸出端埠連接單片機的串行通訊埠，其選通控制埠連接單片機的一個中斷請求埠，所述曝光控制開關兩端接點分別連接電源和單片機的復位埠，所述單片機的另一個中斷請求埠與顯示模塊的選通埠或公共端之間連接曝光時間設置開關(K1、K2、K3)，所述顯示模塊的選通埠或公共端分別連接單片機的一個控制埠。
3.根據權利要求2所述的數字紫外線曝光量控制器，其特徵是顯示模塊採用顯示數碼管，曝光時間設置開關對應為三個，分別為ΚΙ、Κ2、Κ3，曝光時間設置開關ΚΙ、Κ2、Κ3分別連接單片機的三個控制埠，單片機的該三個控制埠同時分別和個位、十位和百位數的顯示數碼管的公共端連接，所述個位、十位和百位數的顯示數碼管的驅動輸入端分別連接單片機的一個控制埠，所述各顯示數碼管的驅動輸入端同時通過上拉電阻連接電源。
4.根據權利要求1、2或3所述的數字紫外線曝光量控制器，其特徵是數模轉換電路採用集成電路LTC549，單片機採用AT89C2051。
全文摘要
本發明涉及一種印刷業和PCB製造業的曝光量控制器。一種基於單片機技術的數字紫外線曝光量控制器，含有紫外線傳感器，單片機，所述紫外線傳感器安裝在曝光箱中，紫外線傳感器輸出信號通過模數轉換器接入單片機，所述曝光時間設置開關、曝光控制開關和顯示模塊均和單片機連接，所述單片機通過驅動控制電路連接紫外線曬板燈，所述驅動控制電路輸入端受控連接單片機，驅動控制電路的控制開關接入紫外線曬板燈電源迴路。本發明利用紫外線傳感器實時檢測紫外線的照度，由單片機計算出該照度時的曝光時間，達到準確控制曝光量的目的，實現了曝光量的數位化，可使印刷制板的曝光更加準確。
文檔編號G03F7/20GK102540762SQ20121000294
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者李晨希, 梁雲真, 申傑奮, 秦鑫, 董兵超, 趙合運 申請人:新鄉醫學院