فرن أنبوب DIY لإنشاء دوائر متكاملة
يمكن أن تحتوي رقائق الدوائر المتكاملة الحديثة (IC) على ترانزستورات صغيرة يصل حجمها إلى 2 نانومتر ، أو حوالي 10 ذرات سيليكون فقط موضوعة من طرف إلى طرف. على هذا المقياس ، يعتبر التصنيع أشبه بالكيمياء أكثر من أي نوع من أنواع التلاعب الفيزيائي - لا يقوم الميكانيكي بنحت ترانزستورات صغيرة من رقاقات السيليكون. بالنسبة للعديد من أنواع أشباه الموصلات ، تتطلب عملية التصنيع فرنًا قويًا للغاية. إذا كنت ترغب في إنشاء دوائر متكاملة خاصة بك ، فسيكون لدى YouTuber ProjectsInFlight مقطع فيديو حول كيفية بناء فرنك الخاص.
هذا تصميم لفرن أنبوبي يمكن أن يصل إلى 1200 درجة مئوية ، مشابه لذلك الذي تشتريه المعامل بعدة آلاف من الدولارات. إن إنتاج هذا القدر من الحرارة بطريقة يمكن التحكم فيها ليس مهمة تافهة وهي أكثر تعقيدًا بكثير من بناء فرن لشيء مثل صب الألمنيوم. عنصر التسخين عبارة عن ملف من سلك نيتشروم يلتف حول أنبوب زجاجي كوارتز يتحمل الحرارة. كمية سخيفة من العزل تحيط بالأنبوب والأسلاك لاحتواء الحرارة.
يسخن سلك Nichrome بسبب المقاومة عند مرور تيار من خلاله ، لذلك يمكنك ببساطة توصيله بمصدر طاقة. لكن هذا لن يكون قابلاً للتحكم ، لذلك أنشأت شركة ProjectsInFlight لوحة تحكم تعتمد على لوحة Arduino UNO Rev3. مثل وحدة التحكم في الطابعة ثلاثية الأبعاد التي تدير درجة حرارة النهاية الساخنة من خلال مشتق تكاملي متناسب (PID) ، فإنها تستخدم حلقة PID ذات التغذية المرتدة المغلقة لتعديل قوة سلك نيتشروم من خلال الاستجابة للقراءات من المزدوج الحراري. تحتوي واجهة التحكم على قرص لضبط درجة الحرارة المستهدفة وشاشة LCD مقاس 16 × 2 حرفًا لإظهار درجة الحرارة الحالية التي تستشعرها المزدوجة الحرارية. يستخدم Arduino مرحل الحالة الصلبة (SSR) لتعديل الطاقة التي تمر عبر سلك النيتشروم.
يحتوي الغلاف المعدني البسيط على الأنبوب ، وفي منطقة منفصلة ، أجهزة التحكم الإلكترونية. يبدو أن الفرن قادر على الوصول بأمان إلى درجة الحرارة المرغوبة ، لذلك يمكن لـ ProjectsInFlight الآن استخدامه لتجارب أشباه الموصلات.
يمكن أن تحتوي رقائق الدوائر المتكاملة الحديثة (IC) على ترانزستورات صغيرة يصل حجمها إلى 2 نانومتر ، أو حوالي 10 ذرات سيليكون فقط موضوعة من طرف إلى طرف. على هذا المقياس ، يعتبر التصنيع أشبه بالكيمياء أكثر من أي نوع من أنواع التلاعب الفيزيائي - لا يقوم الميكانيكي بنحت ترانزستورات صغيرة من رقاقات السيليكون. بالنسبة للعديد من أنواع أشباه الموصلات ، تتطلب عملية التصنيع فرنًا قويًا للغاية. إذا كنت ترغب في إنشاء دوائر متكاملة خاصة بك ، فسيكون لدى YouTuber ProjectsInFlight مقطع فيديو حول كيفية بناء فرنك الخاص.
هذا تصميم لفرن أنبوبي يمكن أن يصل إلى 1200 درجة مئوية ، مشابه لذلك الذي تشتريه المعامل بعدة آلاف من الدولارات. إن إنتاج هذا القدر من الحرارة بطريقة يمكن التحكم فيها ليس مهمة تافهة وهي أكثر تعقيدًا بكثير من بناء فرن لشيء مثل صب الألمنيوم. عنصر التسخين عبارة عن ملف من سلك نيتشروم يلتف حول أنبوب زجاجي كوارتز يتحمل الحرارة. كمية سخيفة من العزل تحيط بالأنبوب والأسلاك لاحتواء الحرارة.
يسخن سلك Nichrome بسبب المقاومة عند مرور تيار من خلاله ، لذلك يمكنك ببساطة توصيله بمصدر طاقة. لكن هذا لن يكون قابلاً للتحكم ، لذلك أنشأت شركة ProjectsInFlight لوحة تحكم تعتمد على لوحة Arduino UNO Rev3. مثل وحدة التحكم في الطابعة ثلاثية الأبعاد التي تدير درجة حرارة النهاية الساخنة من خلال مشتق تكاملي متناسب (PID) ، فإنها تستخدم حلقة PID ذات التغذية المرتدة المغلقة لتعديل قوة سلك نيتشروم من خلال الاستجابة للقراءات من المزدوج الحراري. تحتوي واجهة التحكم على قرص لضبط درجة الحرارة المستهدفة وشاشة LCD مقاس 16 × 2 حرفًا لإظهار درجة الحرارة الحالية التي تستشعرها المزدوجة الحرارية. يستخدم Arduino مرحل الحالة الصلبة (SSR) لتعديل الطاقة التي تمر عبر سلك النيتشروم.
يحتوي الغلاف المعدني البسيط على الأنبوب ، وفي منطقة منفصلة ، أجهزة التحكم الإلكترونية. يبدو أن الفرن قادر على الوصول بأمان إلى درجة الحرارة المرغوبة ، لذلك يمكن لـ ProjectsInFlight الآن استخدامه لتجارب أشباه الموصلات.
What's Your Reaction?
