Geleid opgedroogd kraanwater?

Bij het schoonmaken van het moederbord van de laptop waar koffie overheen gegaan was, moest ik denken aan de discussies op circuitsonline.net waarbij iemand vraagt waarmee een printplaat schoon te maken. Bijvoorbeeld omdat er koffie overheen gegaan is, maar ook bijvoorbeeld bij een gelekte batterij.

Vaak wordt dan gedemineraliseerd water aangeraden¹, maar is dat nodig? Zou opgedroogd kraanwater dusdanig geleiden dat het problemen geeft?

Daarom wil ik eens meten hoe goed opgedroogd kraanwater geleid. Of bijvoorbeeld azijn², ruitenreiniger³ en alcohol⁴. En opgedroogd suikerwater, bij wijze van koffie/frisdrank substituut, om zo een ‘vervuilde’ printplaat te hebben ter vergelijking met de schone printplaat. De foto boven de post is van de proef met opgedroogd suikerwater.

Ik verwacht dat de geleidbaarheid afhankelijk is van de aangelegde spanning: Als de spanning hoog genoeg is, blijkt zelfs lucht gewoon geleiden, zie onweer. Dus ik ben benieuwd of een dergelijke doorslag terug te zien gaat zijn bij opgedroogd kraanwater, suikerwater of schoonmaakmiddel⁵.

Ik ga spanningen tot 300 V ⁶ proberen. Ik meet welke stroom er gaat lopen. Als bij 300 V opgedroogd kraanwater (etc) nog isoleert (er geen stroom loopt), zal het bij lagere spanningen vast ook isoleren. Dan weet ik dus dat ik printplaten die met lagere spanningen werken, met kraanwater kan schoonmaken. Bijvoorbeeld een afstandsbediening op 3 V die in de koffie gevallen is, of een laptop op 19 V⁷.

De spanning die ik aanleg komt uit een Delta E300-01, de stroom wordt gemeten met een Brymen BM257S. Ik kan dus stromen detecteren van 0.1 uA of groter.

Het water of het te testen schoonmaakmiddel wordt aangebracht op een stukje printplaat met daarop 2 parallelle banen van ongeveer 14 mm lengte met ongeveer 0.5 mm tussenruimte. De vloeistof wordt gedroogd met een föhn zonder de druppel weg te blazen. Zo blijft residu tussen de banen. Direct na het drogen wordt gemeten. Of een residu daarna opnieuw vocht aantrekt⁸ is niet bekeken. Na elke meting wordt de print schoongespoeld, afgedroogd, en droog geföhnd.

Tijdens een meting wordt de spanning opgevoerd en de stroom gemeten.

Bij een niet-droge print vormen zich belletjes, zoals op onderstaande foto’s in kraanwater.

Elk van de geteste vloeistoffen is geleidend. Als de print nog niet droog is, loopt bij alle middelen (water, azijn, ruitenreiniger, suikerwater) stroom. Daarbij is eigenlijk geen goede meting te doen van hoe veel stroom er loopt: de waarde van de gemeten stroom fluctueert sterk⁹.

De meetwaarden zijn vaak 0 of niet goed af te lezen, maar ik heb ze desondanks opgeschreven¹⁰:

Alleen bij het ter vergelijking gebruikte opgedroogde suikerwater was de stroom stabiel genoeg om af te lezen. Dat laat zien dat de methode van geleiding meten werkt.

Zoals in onderstaand youtubefilmpje heb ik ook bij de andere stoffen de meting uitgevoerd. Praten tegen een camera ben ik (nog steeds) niet gewend¹¹ dus ik praat zacht en “subtiel gemoduleerd” ¹². Ik heb ondertitels toegevoegd.

Opgedroogd kraanwater blijkt niet meetbaar te geleiden. Ik heb hiervoor een druppel water op de print gelegd tussen de 2 banen, en deze droog geföhnd zonder de druppel weg te blazen, zodat eventueel residu op de printplaat achterblijft. Deze test is uitgevoerd met Leids kraanwater, in een andere regio zijn de resultaten mogelijk anders.

Bij het schoonspoelen van de print tussen de proefjes met de verschillende middelen in, is de print juist afgedroogd om geen of zo min mogelijk residu van kraanwater achter te laten.

2 proefjes gaven opvallende resultaten:

Bij de azijn (in de tabel meting 6) rook de print na het droogföhnen nog sterk naar azijn, en liep er stroom. Het gekke was dat de stroom afnam bij toenemende spanning. De spanning verlagen resulteerde opnieuw in de hogere stroom. Ongeveer een uur later¹³ rook de print niet meer naar azijn en was ook geen geleiding meer meetbaar, het effect liet zich niet reproduceren. Waarschijnlijk was de azijn bij de eerste proef nog niet goed opgedroogd.

Het was bij dit proefje wel grappig om te zien dat ook azijn niet geleid, als het maar echt goed droog is (meting 7). Desondanks zou ik het niet op de print laten zitten.

Het andere opvallende proefje was dat met alcohol (meting 8):

Als de print eenmaal echt goed droog is, is geen geleiding meer meetbaar. Bij een print met een druppel alcohol is geleiding meetbaar met fluctuerende stroom, zoals ook bij kraanwater. De druppel alcohol droogt ondertussen op.

Op een gegeven moment trad hierbij vonkoverslag op¹⁴, en na afloop van de proef was een zwart residu op de print aanwezig, waarschijnlijk koolstof. Een print die met alcohol is schoongemaakt en nog niet goed droog is, is dus riskant.

De proefjes erna zijn met een onaangetast stukje print gedaan, zodat niet de geleiding van dat residu gemeten wordt.

Voor wie youtube wil vermijden een link naar hetzelfde filmpje rechtstreeks.

TLDR:

Opgedroogd kraanwater, in elk geval het Leidse water¹⁵, is niet meetbaar geleidend¹⁶ bij spanningen tot 300 V. En lijkt mij daarom bruikbaar om printplaten die op lagere spanningen werken mee schoon te maken, op voorwaarde dat ze goed gedroogd worden.

Zelfs goed opgedroogde azijn is niet meetbaar geleidend, anders dan ik had verwacht. Ik zou toch aanraden azijn echt van de print te verwijderen. Bijvoorbeeld met water. Net-niet-helemaal opgedroogde azijn is geleidend, ook is niet bekeken of azijn-residu over tijd vocht kan aantrekken en op die manier geleidend kan worden.

Alcohol die niet goed gedroogd is, blijkt vrij goed te geleiden. In het proefje trad zelfs vonkoverslag op, dat koolstof achter liet op de print. Alcohol is dus niet zo’n geschikt schoonmaakmiddel als ik dacht.

Goed drogen is altijd noodzakelijk, alle geteste vloeistoffen geleiden.

voetnoten

(want ik houd van details, dingen tussen haakjes, en voetnoten)

1. Gedemineraliseerd water om mee schoon te maken of om mee na te spoelen. Het idee is dat er geen geleidende elementen in zitten. De discussie vermijdende of je dan niet eigenlijk gedeïoniseerd water of gedestilleerd water moet hebben: zodra er koffie of batterijleksel in oplost is het toch geen zuiver water meer en wordt het geleidend. ↩︎
2. Om de troep uit gelekte alkalinebatterijen te neutraliseren wordt azijn gebruikt. Dat werkt inderdaad prima, maar om alle batterijtroep kwijt te zijn gebruik je een overmaat azijn, en stel dat je die niet goed uitspoelt? ↩︎
3. Ik gebruik een microvezeldoek met ruitenreiniger voor de buitenkant van mijn apparaten, maar stel dat het op de print terecht komt of bijvoorbeeld in een toetsenbord lekt? ↩︎
4. Gedenatureerde alcohol voor het reinigen van huid en instrumenten. Dat zou in principe volledig moeten vervliegen, en bovendien sneller moeten drogen dan water. Maarrr… spoiler: het lijkt bij dit proefje juist meer problemen te geven dan kraanwater! Waarschijnlijk vervliegt niet alles – bijvoorbeeld de toevoegingen die het ondrinkbaar moeten maken. ↩︎
5. Bij de spanningen waarmee ik dat kan testen. Die veel lager zullen zijn dan de spanningen die optreden bij onweer. ↩︎
6. Ohja. “Don’t try this at home”. De doelgroep van die waarschuwing zal een dergelijke (lab)voeding hopelijk ook niet in huis hebben. ↩︎
7. Maar wellicht geen cameraflitsers, invertermagnetrons, beeldbuismonitoren, ccfl-inverters, neonvoedingen, etc. die met hogere spanningen werken. ↩︎
8. Bijvoorbeeld door hygroscopische werking van sommige zouten. ↩︎
9. De stroom daalt na aanvang, mogelijk doordat gasbelletjes (veroorzaakt door elektrolyse) contactoppervlak innemen. Ook grijpt de stroombegrenzing van de voeding in als de stroom tot boven de ongeveer 18 mA stijgt, waardoor de spanning daalt, wat ook effect heeft op de stroom. Er is geen pijl op te trekken, de ‘weerstand’ van de vloeistof is zo niet te meten. ↩︎
10. De “volgorde” van de metingen staat voor de tabel, als er geen nummer voor staat heb ik het niet getest. (Ik had geen zin meer in natte koffie of natte azijn, nat spul geleid en er is geen stabiele stroom bij af te lezen anyway, dus het heeft ook niet veel zin. Er hoort gewoon geen koffie of azijn op een printplaat te zitten). Als er een X is ingevuld was er geen zinnige meetwaarde af te lezen. Dan is ook de geleidbaarheid of weerstand niet uitgerekend. ↩︎
11. Normaal praat ik met mensen, die zeggen dan vaak iets terug. Een camera zegt niks terug. Terwijl er toch wel 10 mensen naar zo’n filmpje kunnen kijken! Of soms zelfs meer! 😉 ↩︎
12. Wie details slecht of niet hoort, noemt dat ook wel monotoon. Een goed verstaander kan merken dat ik wel degelijk moduleer. ↩︎
13. Tussendoor avond gegeten geavondeten avondeten gegeten gedineerd ↩︎
14. Oei, slechte combinatie met alcohol. ↩︎
15. Met Leids water wordt in dit geval bedoeld: kraanwater in de regio Leiden, zoals geleverd door de firma Dunea. Niet te verwarren met “Leids water” zoals geleverd door de firma Hartevelt. Aangezien ik thee drink kan ik daarover geen verdere uitspraken doen – ik heb niet geprobeerd of er thee mee te zetten valt. Steve Mould heeft wel iets dergelijks geprobeerd. ↩︎
16. Met de in deze blogpost geschetste meetopstelling ↩︎