Projektiranje PCB -a i izolacijsko glodanje koristeći samo besplatni softver: 19 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

U ovom Instructable -u pokazat ću vam kako dizajnirati i izraditi vlastite PCB -e, isključivo koristeći besplatni softver koji radi na Windowsima kao i na Macima.

Stvari koje su vam potrebne:

• računalo s internetskom vezom
• cnc mlin/usmjerivač, što točniji, to bolje
• 45 °/20 ° V-bit
• Burgija 0,8 mm
• 3 mm krajnja glodalica
• bakreno obložena ploča
• dvostrana ljepljiva traka

Korak 1: Nabavite softver

Potreban vam je sljedeći softver:

• Frizing
• Inkscape
• Makerkamera

Pritisnite veze, preuzmite i instalirajte softver na svoje računalo. Makercam ne morate preuzimati/instalirati jer radi izravno u vašem pregledniku.

Korak 2: Dizajniranje u Fritzingu

Započnite Fritzing i započnite novu skicu.

Idite na prikaz matične ploče klikom na karticu matične ploče na vrhu prozora.

S desne strane je vaša biblioteka dijelova, odaberite komponente koje želite u svom krugu i povucite ih i ispustite u prozor ploče. Uvjerite se da dijelovi imaju željene specifikacije kao što su pinout, vrijednost i veličina. Ove varijable odabrane komponente možete promijeniti u Inspectoru u donji desni dio zaslona.

U ovom primjeru izrađujem krug koji koristi Arduino Nano za prebacivanje 12V releja. Za to mi je potreban tranzistor s otpornikom prema bazi, kao i dioda za hvatanje paralelno sa zavojnicom releja i dva vijčana priključka.

Veze/žice između komponenti ostvaruju se klikom i povlačenjem nožice/igle komponente. Točke savijanja u žicama mogu se napraviti klikom i povlačenjem unutar žice.

Napravite sve potrebne veze i učinite ih na pravoj ploči za rad kruga.

Korak 3: Shematski prikaz

Sada prijeđite na shematski prikaz.

Vidjet ćete dijagram ožičenja sa svim vašim komponentama i njihovim vezama. Uredite stvari povlačenjem komponenti u razumnom redoslijedu i klikom i povlačenjem isprekidanih linija veze kako se same ne bi križale.

Korak 4: Prikaz PCB -a

Idite na PCB View.

Povucite komponente razumnim redoslijedom. Dobro pravilo je da komponente s najviše pinova postavite u središte, a ostale komponente okolo. Pokušajte dobiti kompaktnu distribuciju.

Dijelovi se automatski zaključavaju na rešetku koju vidite u pozadini. Za promjenu veličine mreže idite na Pogled -> Postavi veličinu mreže.

Korak 5: Automatsko usmjeravanje

Pritisnite Routing -> Autorouter/DRC settings i odaberite prilagođenu vrstu proizvodnje. Sada možete postaviti širinu traga na željenu debljinu ovisno o vašem stroju/krajnjem mlinu/krugu. Koristio sam 48mil. Pritisnite "OK".

Odaberite sivi pravokutnik (PCB ploča) i u Inspectoru promijenite padajući sloj slojeva u "jedan sloj (jednostrano)".

Sada pritisnite gumb Autoroute u dnu prozora i dopustite računalu da izvrši usmjeravanje!

Korak 6: Još malo usmjeravanja

Kad je automatsko usmjeravanje dovršeno, sredite tragove klikom i povlačenjem njihovih točaka zavoja. Desni klik na točku savijanja i odaberite ukloni točku savijanja da biste je uklonili.

Ponekad postoje veze koje Autorouter ne može usmjeriti. Morate ih usmjeravati ručno klikom i povlačenjem isprekidanih linija veze. Koristite skakače iz biblioteke dijelova za preskakanje tragova koje biste inače presjekli.

Također možete dodati tekst/logotipe koji će se pojaviti u bakrenoj masci povlačenjem "Slike svilene slike" ili "Teksta na sitotisku" iz biblioteke na vašu ploču. Odaberite svoj logotip i u Inspectoru ispod padajućeg izbornika Placement - pcb layer odaberite "bakarno dno". možete učitati i svoje.svg datoteke klikom na "učitaj slikovnu datoteku" u inspektoru.

Korak 7: Provjerite svoj krug

Ako mislite da ste spremni s usmjeravanjem, kliknite na Usmjeravanje -> Pravila dizajna za automatsku provjeru vaše kreacije radi propuštenih veza / preklapanja ili presijecanja tragova.

Pokušajte ukloniti sve pogreške i ponavljati DRC dok više ne bude problema. Dizajn je gotov!

Izvezite PCB kao.svg datoteke klikom na "Izvoz za PCB" pri dnu. Pritisnite malu strelicu na gumbu Izvoz i odaberite "Etchable (SVG)".

Dobit ćete gomilu svg datoteka izvezenih u odabrani direktorij, ali mi ćemo koristiti samo dva od njih:

• *ime vaše datoteke*_etch_copper_bottom_mirror.svg
• *ime vaše datoteke*_etch_mask_bottom_mirror.svg

Sve ostale datoteke mogu se izbrisati.

Korak 8: Inkscape

Otvorite *yourfilename *_etch_copper_bottom_mirror.svg u Inkscapeu, odaberite sve i više puta pritisnite ctrl+shift+g dok se sve ne razgrupira.

Odaberite prikaz -> način prikaza -> obris. Sada ćete vidjeti samo vektore bez ispune ili poteza.

Odaberite sve tragove i idite na Path -> Stroke to Path.

Odaberite sve tragove i idite na Path -> Union.

Uštedjeti.

Datoteka je sada spremna za CAM!

Drugi.svg koji smo izvezli iz fritzinga ne mora se obrađivati u Inkscapeu.

Korak 9: Makercam

Otvorite svoj preglednik i idite na makercam.com.

Idite na Uredi -> Uredi postavke i promijenite zadanu rezoluciju uvoza SVG -a na 90 ppi.

Idite na Datoteka -> Otvori SVG datoteku, idite u svoj direktorij i odaberite datoteku "*yourfilename*_etch_copper_bottom_mirror.svg".

Korak 10: Izolacijsko glodanje

Odaberite sve svoje tragove (ali ne i unutarnje krugove pinova) i idite na CAM -> profilna operacija.

Ako je vaš CNC baziran na GRBL -u, možda ćete htjeti sve CAM -ove napraviti u makercam -u u carskim jedinicama (pogledajte ovdje za daljnje reference). Dakle, sve svoje milimetre morate pretvoriti u inče prije nego ih upišete.

Ako za postupak glodanja koristite izolacijski nastavak od 45 ° s vrhom od 0,2 mm i zaronite 0,25 mm u materijal, efektivni promjer alata na površini vaše bakreno obložene ploče iznosi 0,39 mm. Ovo se pretvara u 0, 015354331 inča, Yayy!

Kao što je rečeno, želimo ući 0,25 mm duboko u ploču, pa upisujemo -0,0098425197 inča kao našu ciljnu dubinu. Step-down vrijednost bi trebala biti veća od one kako bi rezač prošao u jednom prolazu.

Otkrio sam da brzina ulaganja od 150 mm/min i brzina uranjanja od 50 mm/min dobro rade na mojoj mašini.

Pritisnite U redu.

Korak 11: Logotip

Odaberite logotip/tekst i idite na CAM -> slijedite putanju.

Za više detalja u logotipu koristio sam V-bit od 20 ° 0,2 mm. Budući da s ovom operacijom središte vašeg rezača prati putanje (za razliku od operacije profila gdje "rub" rezača prati putanju), nije važno što upisujete kao promjer alata.

Ciljna dubina je ovaj put -0,2 mm (za više detalja).

Sve ostale vrijednosti iste su kao i za izolacijsko glodanje.

Pritisnite U redu.

Korak 12: Contour Pass

Sada želimo izrezati našu PCB iz ploče s bakrenom oblogom.

Odaberite vanjsku konturu i upišite potrebne vrijednosti.

Koristio sam nastavak od 4 mm sa 4 žljeba s pomakom od oko 400 mm/min i zaron od 50 mm/min. Korak dolje bio je 0,4 mm.

Pritisnite U redu.

Idite na CAM -> izračunajte sve.

Idite na CAM -> izvozi gcode.

Izvezite svaku operaciju u jednu datoteku. Budući da za svaku operaciju treba drugi alat, datoteke je najbolje nazvati po alatu.

Korak 13: Bušenje

Ponovno učitajte stranicu kako biste započeli "novi projekt".

Otvorite datoteku "*yourfilename*_etch_mask_bottom_mirror.svg". Ne zaboravite prije toga promijeniti SVG-skaliranje na 90ppi!

Odaberite sve rupe.

Idite na CAM -> postupak bušenja.

Koristio sam burgiju od 0,8 mm. Moja ploča je bila debljine 1,5 mm, pa sam za čistu rupu koristio -2 mm za ciljnu dubinu. Peck udaljenost bi trebala biti veća od ove vrijednosti da bi vježba prošla u jednom prolazu. Koristio sam brzinu poniranja od oko 50 mm/min.

Pritisnite U redu i sve rupe će se automatski otkriti.

Idite na CAM -> izračunajte sve.

Izvezite svoj gcode.

Korak 14: Priprema stroja

Upotrijebite neke trake dvostrane trake da zalijepite bakrenu ploču na ploču vašeg stroja.

Uvjerite se da je ovaj dio opločne ploče potpuno ravan, na primjer, možete ga izravnati glodanjem džepa (samo treba biti dubine 0,5 mm).

Ili upotrijebite autorazinu. Za korisnike GRBL -a to se može učiniti korištenjem chilipeppr.

Korak 15: Počnite glodanje …

Umetnite V-bit za 45 °

Nulta lokacija gcode datoteka nalazi se u donjem lijevom kutu i na vrhu površine zalihe.

Zato se pomaknite svojim strojem blizu donjeg lijevog kuta zalihe i spustite vreteno tako da vrh bita jedva dodiruje površinu. Postavite ovo kao svoje nulto mjesto i pokrenite izolacijsko glodanje.

Korak 16:… bušenje…

Promijenite alat u svrdlo od 0,8 mm i postavite novu Z nulu kada vrh dodiruje površinu. Počnite bušiti rupe.

Korak 17: … graviranje

Promijenite alat na 20-bitni V-bit i pokrenite operaciju slijeđenja za graviranje logotipa/teksta.

Korak 18: Izrežite

Posljednji korak je izrezivanje PCB -a iz zaliha materijala.

Za to upotrijebite krajnju glodalicu od 3 mm i drugu operaciju profila.

Korak 19: Uspjeh

Izvolite sa svojim novim domaćim PCB -om!

Ako ste brzi (a vaš dizajn nije previše složen), možete to učiniti od ideje do proizvoda za manje od 1 sata.

Nadam se da će vam ovaj vodič pomoći u vašim projektima, a ako želite, možete glasati za mene na vrhu ove stranice ili ovdje. Hvala vam!

Druga nagrada za dizajn