Proyek Pelapisan Tembaga: Bangun Sistem Cerdas dengan Arduino UNO
Komponen dan Perlengkapan
Arduino UNO
×
1
Relay (umum)
×
1
Saklar pushbutton SparkFun 12mm
×
1
LED (umum)
×
2
Resistor 100 ohm
×
2
Kliplek badak
×
1
Ember
×
1
Pompa udara akuarium
×
1
Buck converter
×
1
Pipa tembaga
×
1
Sulfat tembaga
×
1
Air teradis
×
1
Elegoo Starter kit
×
1
Cat konduktif
×
1
Alat dan Mesin yang Diperlukan
Printer 3D (umum)
Tentang Proyek Ini
Pelapisan logam adalah proses yang menggunakan arus listrik untuk mengurangi kation logam terlarut sehingga membentuk lapisan logam tipis yang koheren pada elektroda.
Alasan pelapisan logam:
Ketahanan korosi
Karakteristik mekanis yang ditingkatkan
Estetika - Tampak keren :)
Sistem ini akan menggunakan ember dengan larutan elektrolit yang terbuat dari sulfat tembaga serta pipa tembaga untuk melapisi objek logam.
Saya membuat larutan elektrolit saya dengan mencampur sulfat tembaga dan air teradis. Rasio sulfat tembaga terhadap air akan menentukan sekonduktivitas elektrolit, dan Anda harus bervariasi rasio ini tergantung pada kecepatan pelapisan yang diinginkan. Semikonduktif larutan, semakin cepat proses pelapisan akan terjadi. Saya memulai dengan rasio 1 ons sulfat tembaga untuk 2 cangkir air teradis.
Setelah kita memiliki larutan elektrolit, kita perlu menyiapkan pipa tembaga dan pompa akuarium. Saya merancang beberapa klip di Tinkercad untuk memegang pipa tembaga di sisi ember dan mencetaknya 3D pada Anet A8 saya. Saya kemudian memasukkan tabung dari pompa akuarium melalui pipa tembaga ke dasar larutan. Ini akan membantu menggerakkan larutan elektrolit selama proses pelapisan. Saya juga mencetak 3D mount untuk menggantungkan katoda di tengah bak.
Arduino
Arduino Uno digunakan bersama dengan relay untuk mengaktifkan dan mematikan daya ke larutan elektrolit. Uno akan menyalakan daya selama 10 detik dan kemudian membiarkannya mati selama 1 detik. Nilai ini dapat disesuaikan dalam sketch sesuai keinginan.
Saya memiliki saklar tombol sederhana untuk mengaktifkan/menonaktifkan proses pelapisan.
/* Electroplating * * Toggle relay with set on and off durations * Power switch interrupt to toggle cycling of relay * */ const int powerSwitch = 2; const int bathLed = 6; const int relay = 7; const int powerLed = 13; long onTime = 10000; long offTime = 1000; volatile bool isActive = false; void turnOn() { digitalWrite(relay, HIGH); digitalWrite(bathLed, HIGH); } void turnOff() { digitalWrite(relay, LOW); digitalWrite(bathLed, LOW); } void toggleState() { isActive = !isActive; digitalWrite(powerLed, isActive); } // Delay with escape logic void await(long timeToWait) { for(int j=0; j<timeToWait; j++) { delay(1); if(isActive == LOW) return; } } void setup() { // Set both relay and powerLed pins to OUTPUT pinMode(relay, OUTPUT); pinMode(powerLed, OUTPUT); // Set power switch pin to INPUT pinMode(powerSwitch, INPUT); // Default power switch to HIGH state // Pressing switch brings it LOW digitalWrite(powerSwitch, HIGH); // Attach an interrupt to the power switch pin attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(powerSwitch), toggleState, FALLING); } void loop() { while(isActive) { // Turn on relay for on duration turnOn(); await(onTime); // Turn off relay for off duration turnOff(); await(offTime); } }
Saya menggunakan baterai lipo 4s bersama dengan buck converter untuk mengatur tegangan karena saya tidak memiliki sumber daya laboratory. Saya berencana untuk menguji pelapisan pada berbagai tegangan untuk melihat yang terbaik untuk pengaturan saya.
Apakah Ini Bekerja?
Saya memulai dengan melapiasi beberapa koin. Ini dilakukan sekitar 3 volt dan menarik sekitar 600mA selama proses pelapisan. Saya melapiasi setiap koin selama sekitar lima sampai sepuluh menit dan terkejut dengan seberapa cepat mereka melapisi.
Ini bekerja! Tetapi melapiasi koin telah dilakukan banyak kali sebelumnya. Jadi saya memesan beberapa cat konduktif dan mulai melukis beberapa print 3D.
Print 3D
Percobaan pertama adalah cincin serigala ini, yang bukan print terbaik tetapi bekerja bagus sebagai tes pertama.
Cincin tidak melapisi secepat koin karena saya tidak menerapkan cukup lapisan cat konduktif. Saya melapiasi cincin ini selama sekitar 4 jam.
Kemudian saya mencoba beberapa print 3D lainnya tetapi kali ini saya menerapkan jumlah cat yang berlebihan dengan harapan akan membuat print lebih konduktif.
Print jauh lebih sulit untuk dilapiasi dan sepertinya saya masih perlu menguji beberapa pengaturan berbeda untuk menyempurnakan proses.
Sepertinya saya masih perlu menguji beberapa pengaturan berbeda pada sistem tetapi secara keseluruhan saya sangat puas dengan hasilnya.
Saya harap Anda menikmati pengantar pelapisan logam ini dan mendorong Anda untuk mencobanya.
Terima Khusus
Saya ingin berterima kasih kepada Elegoo atas sponsorisasi proyek ini. Mereka mengirimkan Super Starter Kit mereka yang datang dengan semua yang Anda butuhkan untuk mulai hacking proyek Arduino. Saya menggunakan item berikut dari starter kit: Arduino Uno, prototyping hat, breadboard, relay, resistor, led, saklar tombol, dan kabel jumper.
Unggah sketch ini ke Arduino Uno Anda menggunakan Arduino IDE.
/* Electroplating * * Toggle relay with set on and off durations * Power switch interrupt to toggle cycling of relay * */ const int powerSwitch = 2; const int bathLed = 6; const int relay = 7; const int powerLed = 13; long onTime = 10000; long offTime = 1000; volatile bool isActive = false; void turnOn() { digitalWrite(relay, HIGH); digitalWrite(bathLed, HIGH); } void turnOff() { digitalWrite(relay, LOW); digitalWrite(bathLed, LOW); } void toggleState() { isActive = !isActive; digitalWrite(powerLed, isActive); } // Delay with escape logic void await(long timeToWait) { for(int j=0; j<timeToWait; j++) { delay(1); if(isActive == LOW) return; } } void setup() { // Set both relay and powerLed pins to OUTPUT pinMode(relay, OUTPUT); pinMode(powerLed, OUTPUT); // Set power switch pin to INPUT pinMode(powerSwitch, INPUT); // Default power switch to HIGH state // Pressing switch brings it LOW digitalWrite(powerSwitch, HIGH); // Attach an interrupt to the power switch pin attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(powerSwitch), toggleState, FALLING); } void loop() { while(isActive) { // Turn on relay for on duration turnOn(); await(onTime); // Turn off relay for off duration turnOff(); await(offTime); } }
Bagian dan Enclosure Kustom
Klip untuk ember untuk memegang pipa tembaga dan klip untuk memegang katoda.
