Knightrider / Kitt scan

Snygg effekt till fronten av datorlådan.
Inkluderar en guide för kretskortstillverkning.

• Inledning
• Verktyg och utrustning
• Inköpslista
• Schema och kretskortslayout
• Lite förberedelser
• Exponering
• Framkallning
• Etsning
• Borra
• Löda
• Allt är klart
• Anpassa till dina behov
• Slutord
• Hur och var

Denna artikel kan även läsas på 64bits, där jag publicerade den först.

Inledning

Kommer ni ihåg TV-serien Knightrider med Michael Knight i huvudrollen, eller David Hasselhoff som han heter i verkligeheten? Jamen det är väl självklart! Den snygga frisyren, det breda leendet, de vita tänderna, den urläckra läderjackan... INTE! Det är inte han som är det balla. Det är ju självaste Kitt, den talande bilen. Spegelblank, svart som natten och snabbast av alla, med ett häftigt pulserande rött ljus i fronten.

Förut hade jag inte en tanke på att bygga något dylikt, men så fick jag se att en kille byggt en med 16 blåa lysdioder. Ojojoj tänkte jag. En sån skulle ju passa i fronten på min burk! Fast röd då. Dels för att den "ska" vara röd, och dels för att jag redan bytt ut alla lysdioder i datorn mot röda.

Det är just det vi ska bygga nu, det röda rinnande (eller studsande kanske är mer riktigt) ljuset, för att montera in i vår käraste ägodel datorn och därmed göra den om möjligt ännu tuffare än den redan är.

Verktyg och utrustning

• Skrivare
• Overheadfilm
• Sax
• Tejp
• Avbitartång
• Skruvstäd
• Bågfil
• Varmluftspistol
• Lödkolv
• Lödtenn
• Tennsug
• Sandpapper eller en fil
• Två glasskivor
• Tidtagarur
• UV-lampa
• Mörka solglasögon med UV-skydd, eller svetsglasögon
• Ett par värme/mikro-tåliga plastkärl
• Måttsats
• En tom tvåliters colaflaska eller annan lämplig(are) behållare
• Kemiskt ren aceton utan olja
• Hushållspapper
• Lamphållare (att sätta UV-lampan i)
• Stekpincett i plast
• Borrmaskin med stativ
• 0,7mm borr
• Mikrovågsugn

Lamphållaren ska tåla rätt så höga temperaturer. En vanlig skrivbordslampa som det står max 60W på är inte så bra, då lampsockeln i den antagligen kommer smälta av den 300W starka UV-lampan. Vill man bygga en fin lamphållare har ELFA lampsocklar av keramik.

Stekpincetten är en pryl som är bra att ha om man vill pilla på kretskortet undertiden det ligger i etsvätskan.

För att kunna tillverka kretskortet behövs också en UV-ljuskälla. En stark sådan. Även här kan ELFA stå till tjänst. Men den lampan är dyr. Den kostar lite mer än hela knightriderkretsen, ca 600 kronor inklusive moms. Så har mamma ett ansiktssolarium går det lika bra med det. Sådana brukar dessutom ha en inbyggd klocka/timer. Dock får man då troligen experimentera mellan olika avstånd och exponeringstider för att få ett bra resultat.

Inköpslista

Det är ganska mycket som behövs för att färdigställa bygget.

Artiklar från      (kr) = inkl. moms Ladda hem kundvagnen
Komp.	Benämning	Antal	Pris	Artikelnr.
D1-16 U1 U3 U5 R1 R2 R3 R5 R6 R4, R7 T1 C2 C1 U4 U2 utr utr utr utr	Glasf lam 75x100 1mm P20E EL264-7SRC LED 3mm röd SN74154N logikkrets DIL24 SN74LS169BN logikkrets PC817 optokopplare DIL-sockel 6-pol löd 0,3¨ DIL-sockel 14-pol löd 0,3¨ DIL-sockel 16-pol löd 0,3¨ DIL-sockel 24-pol löd 0,6¨ Motst 165ohm 1% 0,6W Motstånd 1,00k 1% 0,6W Motstånd 22,0k 1% 0,6W Motstånd 47,0k 1% 0,6W Motstånd 1,20k 1% 0,6W Trimpot 82P 50kohm BC547C trans NPN TO92 Rad ellyt 4,7uF/50V 2mm Rad ellyt 10uF/50V 2mm HEF4093BP logikkrets NTE74LS76A logikkrets Flatkabel grå 34-led Flatkabel färgkodad 9-led Krympslang 1,2 mm svart UV lamp E27 230 VAC Lamphållare E27 Etspulver 2 hg Framkallare för fotoresist	1 16 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	30,80 56,16 30,50 26,90 5,02 1,99 1,61 2,66 2,84 1,99 1,99 1,99 1,99 1,99 28,60 0,53 0,57 0,57 4,26 25,00 33,70 47,80 16,30 486,00 9,60 36,90 57,10	49-575-51 75-012-40 73-578-09 73-723-62 75-350-08 48-155-60 48-155-62 48-155-63 48-155-66 60-713-77 60-722-84 60-737-87 60-741-81 60-723-67 64-673-93 71-027-67 67-013-46 67-013-53 73-694-40 73-580-47 55-661-12 55-662-03 55-065-06 33-540-08 36-565-19 49-577-26 49-577-00
	Summa		915,36	(1144kr)

Har man redan grejer till att göra kretskort med så behövs naturligtvis inte de artiklar jag märkt med "utr", för utrustning.

Det går naturligtvis också bra att löda upp kretsen på ett experimentkort med en massa sladdstumpar om man inte vill eller kan tillverka ett kretskort.

Schema och kretskortslayout

Ja, såhär ser alltså kopplingsschemat ut, och kretskortslayouten jag knåpade ihop av det. En översikt av komponentplaceringen kan ju vara bra att ha också.

Lite förberedelser

Börja med att blanda till framkallningsvätskan enligt anvisningarna som följde med pulverpåsen. Man kan blanda till två liter (eller hur mycket det nu blir av allt pulver) på en gång och förvara i Cola-flaskan, då vätskan kan sparas rätt så lång tid. Plus att man slipper hålla på med två olika pulversorter när man ska etsa och göra fel och fördärva hela alltet.

Planerar man att förvara vätskan under väldigt lång tid rekommenderas en flaska som är till för kemikalier. PET-plasten degraderas av natriumhydroxiden och till slut går det hål.

Skriv ut kretskortslayouten på overheadfilm. Den ska skrivas ut med 600dpi och bli exakt 84,5x54mm. Om man håller upp utskriften mot en lampa och ljus syns igenom det svarta, skriv ut en eller två till. Har man en skrivare med hög precision på pappersmatningen kan man skriva ut på samma film ett par gånger tills inget eller mycket lite ljus syns igenom. Min skrivare har det inte så jag får lägga fler filmer på varandra istället när jag belyser med UV-ljus. Har man som jag varit tvungen att skriva ut tre overheadfilmer så fäst ihop dem tillsammans med tejp så exakt som möjligt. När man sen ser genom filmerna mot en lampa ska alla borrhål synas tydligt. Annars, gör om. Tänk på att layouten som den är här, är sedd från komponentidan, och inte från kopparsidan.

Sätt lamphållaren på något bra ställe, exempelvis på köksbordet, och skruva i UV-lampan. Undvik att ta i lampan direkt med fingrarna. Använd papper eller en handske. Placera en glasskiva på bordet med ett A4-papper under, och rikta in lampan så den är precis mitt ovanför glasskivan. Avståndet mellan bordet och lampan ska vara mellan 40 och 50cm. Jag har 42cm för min lamphållare räckte inte högre.

Ställ fram påsen med etspulver, plastkärlen, måttsatsen samt flaskan med framkallningsvätska i närheten av diskbänken. Bra lyse är att föredra på den platsen.

Ta fram ett kretskortslaminat och rita ut hur du ska såga. Kortet ska vara minst 84,5x54mm. Det är onödigt att ta mer än en millimeter större bl.a. för att det kommer lösas upp onödigt mycket koppar under etsningen vilket medför att det kommer ta längre tid. Rita upp rektangeln mitt på så att man sågar längs med alla kanter, dels för att skyddstejpen har en tendens att lämna kvar lite av sitt svarta klister längs med originalkanterna när den avlägsnas, och dels för att inte skruvstädet ska skada den del vi ska använda. Ta bort fnaset som blev efter sågningen med en bit sandpapper eller en fil.

Så, nu är det dags att mörklägga köket, eller var man nu håller till. Lysrör ska vara släckta för de avger för mycket UV-ljus. Direkt solljus är inte heller bra, så dra för persiennerna. En vanlig glödlampa kan vara tänd så man ser vad man gör, men hellst inte så den lyser direkt på kretskortet.

Nu kan man dra av skyddstejpen på kretskortslaminatet. Förhoppningsvis sitter det inte kvar några svarta klisterrester. Gör det det så ta en bit tejp och sätt fast längs kanten och dra bort. Det svarta ska följa med tejpen. Försök inte pilla med nånting på kortet, särskilt inte med fingrarna. Det UV-känsliga skiktet får inte skadas, och fettfläckar vill man inte heller ha, för det hindrar etsvätskan att få kontakt med kopparen. Inga lösningsmedel får heller användas, så fortsätt med tejp tills allt är borta. Eltejp har funkat bra för mig.

Exponering

Då var det dags att utsätta kretskortet för lite UV-strålning. Lägg kortet med kopparsidan uppåt mitt på glasskivan och placera overheadfilmen ovanpå, med utskriftsidan nedåt mot kortet, så att man ser texten rättvänd. Sen på med den andra glasskivan. De som hävdar att all slags glas hindrar UV-ljus kan få förklara sig när det här är färdigt. Se till att overheadfilmen ligger tryckt helt mot hela kretskortet. Det ser ut som jag haft jätteljust i köket på följande två bilder, men så är inte fallet. Kameran höjde sin ljuskänslighet ett par steg.

Täck sedan över allt med något lämpligt som inte släpper genom den minsta gnutta ljus. En tjock tidsskrift är väldigt lämpligt. Ta på solglasögonen/svetsglasögonen och tänd därefter UV-lampan och låt den värmas upp i ca 4 minuter. Undvik att titta direkt in i ljuset.

När ca 4 minuter gått är det dags att ta bort övertäckningen. Nu ska kortet belysas i ca 6-7 minuter.

Framkallning

Stäng av lampan efter ca 6-7 minuter och lägg kortet i ett litet plastkärl, fortfarande med halvskum belysning. Man får INTE komma åt ovansidan med fingrarna. Då blir resultatet inget bra. Titta på botten av cola-flaskan och se ifall det ligger lite pulver där. Det kan lösas ut lite med tiden, så skaka flaskan tills det lösts upp igen. Häll över framkallningsvätska från cola-flaskan så att det täcker kortet. Genast framträder mönstret, men håll vätskan i rörelse så det sköljer över kortet, ända tills man ser att alla detaljer framträder tydligt. Framkallningsvätskan ska bli rätt så färgad av fotoresistskiktet som löses upp från kortet.

När framkallningsprocessen är klar efter några minuter så skölj kärlet och kortet noga med rent kallt vatten, fortfarande utan att ta på ovansidan av kortet. Låt hellst kortet ligga kvar i kärlet med vatten i, så kortet inte torkar. Minsta skikt med kalk kan få hela etsningen spolierad. Nu kan man dra upp persiennerna och tända så många lampor och lysrör man vill.

Etsning

Nu ska man räkna lite. Först kollar man hur mycket vatten som behövs för att täcka kortet i kärlet. I mitt fall räckte 1dl, eller 100ml om man vill. Koka upp vattnet i mikron.

Blanda sen i 15ml (en matsked) etspulver till den kokande decilitern vatten.

Rör om så att pulvret löses upp helt. Det kan ta en liten stund. Sen är det bara att stoppa i kortet. Vicka kärlet fram och tillbaks så etsvätskan sköljer över kortet. Nu ser man om man råkat lämna några feta fingeravtryck. Etsvätskan ska hellst hålla en temperatur på 50°C för att etsningen inte ska avta.

För att hålla värmen på vätskan kan man koka upp vatten i ett lite större kärl och placera under.

Det bildas en massa gasbubblor över kortet, som jag tror hindrar etsningen en aning. Därför tar jag stekpincetten och skakar kortet fram och tillbaks i vätskan så bubblorna släpper. Kopparen löses upp lite fortare när man gör så har jag märkt, så den som orkar kan ju skaka kortet hela tiden. Etsvätskan ska bli alldels blå. Eller snarare turkose. Nu ska vi inte ha en kemilektion här, men det är kopparjonerna som gör det blåa.

När man tycker att all koppar är borta som ska vara borta tar man upp kortet och håller det framför en lampa. Titta så att man ser alla små punkter där man ska borra. Om inte, ner i vätskan igen. När det är färdigt, eller när det absolut inte händer något mer, skölj kärlet och kortet noga i rent vatten. Nu ska all fotoresist tvättas bort från kretskortet. Det gör man med aceton. Tvätta noga och flera gånger. På mitt satt det fotoresist på baksidan också av någon underlig anledning, så kolla om det behövs tvättas av där också.

Borra

Nu ska vi borra. Jag använde mig av ett 0,6mm-borr. Det flesta komponenter gled ner lätt i hålen (med bara lite våld), men ett par motstånd ville inte, så ett 0,7mm-borr går nog bra till alltihop. Var MYCKET noga med att hålen kommer exakt där de ska vara, annars får man inte dit IC-socklarna. Är man snabb och duktig på att löda går det bra att skippa socklarna, men det är onödigt att riskera att bränna en IC-krets ifall man skulle råka hålla lödkolven där lite för länge, så jag använder oftast IC-socklar ändå. (Hmm, det där lät bra )

När borrningen är klar är det bäst att tvätta av kortet med aceton igen. Fingeravtryck gör så att lödtennet inte fäster ordentligt på kopparen. Särskilt om flottfläckarna får sitta ett tag så kopparen oxiderar. Det gör den ändå, men det går inte lika fort när det är rent.

Löda

Sådär, nu ska grejerna på plats. Rätt plats då, så titta i kolumnen längst till vänster i inköpslistan där komponentförteckning står.

Ben 1 på Optokopplaren är där det sitter en prick och pricken ska då vara närmast trimpotentiometern.

På med värmen bara. Lödkolven ska vara varm och go. Dela på flatkabelns ena sida. En centimeter är mer än väl. Skala av isoleringen. 4mm är lagom. Det var rätt så pilligt att få dit flatkabeln, men det gick till slut.

Ordningen man löder efter kan ju variera, men såhär tycker jag: Löd först fast flatkabeln, som på bilden ovan. Efter flatkabeln löds alla motstånd. Efter det alla IC-socklar. Det är lite märkligt att det finns IC-kretsar med fyra ben, men de minsta socklarna har sex. Så man får kapa och fila lite.

Sen följer kondensatorerna och efter dem transistorn. Den är känsligast för värme av allt som löds här så var försiktig. Jag tycker det är enklast att hålla lödkolven mot kopparen på kretskortet först, ca en halv millimeter från komponentbenet och sen trycka dit lite lödtenn samtidigt som man flyttar lödkolven mot komponentens ben. Det hela ska hellst inte ta mer än en sekund.

Då var det dags att antasta lysdioderna. Notera vilket ben som ska kopplas till plus. Det är det längsta. Nu ska vi klippa av benen till lagom längd, så det kan vara svårt att se ifall det ena är längre sen. På de lysdioder jag har är plusbenet det som slutar i den största delen inne i lysdioden, den som ser ut som en kopp. Kapa till 32 bitar av krympslangen så bitarna blir en liten bit längre än lysdiodernas nya benlängd. Sen delar man på flatkabeln minst dubbelt så långt som krympslangsstumparna så de inte krymper ihop av värmen som fortplantas genom kabeln vid lödningen. Skala av isoleringen på varje sladdstump. Mer än 2mm behövs verkligen inte. Trä på en krympslangsstump och löd fast den skalade kabeländen på ett lysdiodsben.

Koppla in varmluftspistolen och krymp alla krympslangar. Även här ska man vara lite försiktig, så man inte bränner sönder lysdioderna. Det skulle vara hemskt tråkigt, särskilt nu när allt nästan är klart!

Javisst ja. Vi får ju inte glömma spänningsmatningssladdarna. Ta fram den regnbågsfärgade flatkabeln och kapa den i lämplig längd och dela på den så det blir en flatkabel med fyra ledare. Löd sen fast den.

Allt är klart

Äntligen. Efter en lång tids slit som krävt både blod svett och tårar kan man nu luta sig tillbaks i stolen och känna stoltheten breda ut ett stort leende över ansiktet. Aah.

Men vänta nu. Det fattas ett steg. Vi måste testa funktionen! Nu blev det nervöst. Ställ först båda potentiometrarna i mittenläge. Få se nu. +5V-sladden till den röda i molexkontakten. Jordsladden till den svarta... WOOHOO! Det funkar! Man ställer in hastigheten med den högra potentiometern.

Man kan lätt kolla det snabba läget genom att kortsluta de två benen på optokopplaren närmast kretskortskanten. Nere till vänster på bilden ovan. Det går inte att ställa in den snabba hastigheten när man gör så. Vet inte riktigt varför. Den hastigheten ställs för övrigt in med den vänstra potentiometern. Det händer inte mycket när man vrider på den. Man får vänta tills man kopplat in de resterande sladdarna till HDD-activity LED och låter den spänningen styra optokopplaren istället. H+ kopplas till HDD+ och H- till HDD-. Kabelfärgerna varierar från moderkort till moderkort, men det brukar oftast vara en färgad och en svart eller vit. Den färgade ska vara plus och den andra minus. Starta en film i mediaspelaren. Den brukar hålla hårddisken igång. Nu ska ljuset fara fram och tillbaks i det snabba läget. Det ska nu även gå att ställa in hur snabbt med den vänstra potentiometern. Inte det? Nähä, då är nog spänningen lite högre från moderkortet än vad jag har från mitt. Har inte testat någon annanstans. Pröva att seriekoppla ett motstånd med H+-sladden och se vad som händer.

Och så till sist ett filmklipp som visar hur det kan se ut när man monterat den i ett Chieftec Scorpio TA-10W. Det ser lite ryckigt ut när kretsen går över i det snabba läget, men det är bara min kamera som inte är så snabb.

Anpassa till dina behov

Alla har ju inte samma önskemål om hur en sak ska se ut och fungera. Detta gäller givetvis även denna krets. Man kanske vill ha blå eller gröna lysdioder. Man kanske inte vill att den ska reagera på hårddiskaktivitet. Man kanske vill ha möjligheten att stänga av den. Fast det sistnämnda är väl inte så troligt.

Använda andra lysdioder

En blå lysdiod som många använt sig av till andra saker är artikelnummer 75-005-80 på ELFA. Den ska ha 4,9 Volt och den lyser hela 350mcd vid 20mA. Hur ska man då göra för att använda en sån istället? Jo, för det första så är matningen till lysdioderna 5 Volt i min krets. För det andra så är det motståndet R1 som begränsar strömmen till lysdioderna. Den enda modifieringen man behöver göra är att byta ut R1 till ett annat motstånd. Men vilket då?

Matningen är 5V. Vi säger att det är V₁.
Lysdioderna ska ha 4,9V. Det är deras framspänningsfall. Betecknas V_F.
Strömmen får inte överstiga 20mA (0,02A). Betecknas I_F.
Motståndet betecknas R.
Formeln blir då: R=(V₁-V_F)/I_F
Man sätter in värdena och får R=(5-4,9)/0,02=5
Det nya motståndet ska alltså vara på 5Ω. Hittar man inget som är exakt, så tar man det som är närmast över. Det närmaste man kan hitta på ELFA är ett på 5,1Ω och det har nummer 60-761-78. Det löder man då dit på platsen för R1.

Nu undrar säkert en del hur man ska räkna när lysdioderna ska ha 5 Volt. Formeln ger ju noll ohm. Men det kan man inte ha. Såvida lysdioderna inte har ett inbyggt seriemotstånd. Då är det bara att löda dit en bit ståltråd istället. Men har de inte något inbyggt så måste man alltid koppla ett motstånd i serie. Ta något mellan 1 - 5Ω. Man märker ingen större skillnad.

Ingen reaktion på hårddiskaktivitet

Vill man att kretsen ska gå fram och tillbaks hela tiden utan att reagera på hur hårddiskarna jobbar, så är det bara att inte koppla in sladdarna H+ och H-. Vill man ha en mer permanent lösning så ska man utesluta vissa komponenter. Det är inte svårare än så. Dessa komponenter är:

R2  R3  R4  R5  R6  C1  T1  U5

Den 6-poliga DIL-sockeln behövs ju inte då heller.

Slutord

Tycker man om lysdioder som blinkar och har sig ska man definitivt bygga denna. Mycket effektfullt måste jag säga. Sen är det ju alltid roligt att höra uttalanden som "Ååå va coolt! En sån vill ju jag också ha! Har du gjort den själv?", "Såklart jag har" svarar man då. Att den kostat nästan 500 spänn behöver man ju inte hojta med.

Det har varit roligt att bygga denna knightrider-krets. Kladda med kemikalier i köket, utsätta sig för stark UV-strålning...

Ett stort tack till Magnus Runnsjö aka "the_flyer" för att han en kväll kom på originalschemat på väg hem i ett tåg.

Hur och var?

Programvaran jag använde mig av för att rita upp kopplingsschema och designa kretskortslayouten är:

Orcad Capture CIS samt Orcad Layout plus. Hemsida

Alla prylar har jag köpt hos ELFA. Hemsida