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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

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

Stvari koje su vam potrebne:

• računar sa internetskom vezom
• cnc glodalica/usmjerivač, što točnije to bolje
• 45 °/20 ° V-bit
• Burgija 0,8 mm
• 3mm krajnja glodalica
• bakar obložena ploča
• dvostrana ljepljiva traka

Korak 1: Nabavite softver

Potreban vam je sledeći softver:

• Fritzing
• Inkscape
• Makercam

Kliknite na veze, preuzmite i instalirajte softver na svoje računalo. Makercam ne treba preuzimati/instalirati jer radi direktno 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.

Na desnoj strani 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 ekrana.

U ovom primjeru pravim kolo koje koristi Arduino Nano za prebacivanje 12V releja. Za to mi je potreban tranzistor sa otpornikom prema bazi, kao i dioda za hvatanje paralelno sa zavojnicom releja i dva vijčana terminala.

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 veze koje trebate i koje biste učinili na pravoj matičnoj ploči da bi krug funkcionirao.

Korak 3: Shematski prikaz

Sada idite 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 tako da se same ne križaju.

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 oko njih. Pokušajte dobiti kompaktnu distribuciju.

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

Korak 5: Automatsko usmjeravanje

Kliknite na Usmjeravanje -> Postavke automatskog usmjerivača/DRC i odaberite prilagođenu vrstu proizvodnje. Sada možete postaviti širinu traga na željenu debljinu ovisno o vašoj mašini/krajnjem mlinu/krugu. Koristio sam 48mil. Pritisnite "OK".

Odaberite sivi pravokutnik (PCB ploča) i u Inspectoru promijenite padajuće slojeve na "jedan sloj (jednostrano)".

Sada pritisnite dugme Autoroute u dnu prozora i dopustite računaru da izvrši rutiranje!

Korak 6: Još malo usmjeravanja

Kada je automatsko usmjeravanje dovršeno, sredite tragove klikom i povlačenjem njihovih točaka savijanja. Desnim klikom na točku savijanja odaberite uklanjanje točke savijanja da biste je uklonili.

Ponekad postoje veze koje Autorouter ne može usmjeriti. Morate ih usmjeriti 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 maski povlačenjem "Slike svilene slike" ili "Teksta svilene ekrane" iz biblioteke na vašu ploču. Odaberite svoj logotip i u Inspectoru u padajućem izborniku Placement - pcb layer odaberite "bakarno dno". možete učitati i svoje.svg datoteke klikom na "učitaj datoteku slike" u inspektoru.

Korak 7: Provjerite svoj krug

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

Pokušajte ukloniti sve greške i ponavljajte DRC dok više ne bude problema. Dizajn je gotov!

Izvezite PCB kao.svg datoteke klikom na "Izvezi 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 se mogu izbrisati.

Korak 8: Inkscape

Otvorite *yourfilename *_etch_copper_bottom_mirror.svg u Inkscape -u, 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.

Save.

Datoteka je sada spremna za CAM!

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

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 "*vašeime datoteke*_etch_copper_bottom_mirror.svg".

Korak 10: Izolaciono glodanje

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

Ako je vaš CNC zasnovan na GRBL -u, možda ćete htjeti učiniti sve CAM u makercam 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 45-bitni V-bit sa vrhom od 0,2 mm i zaronite 0,25 mm u materijal, efektivni promjer alata na površini vaše bakarno 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. Vrijednost snižavanja mora 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 OK.

Korak 11: Logotip

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

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

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

Sve ostale vrijednosti su iste kao za izolacijsko glodanje.

Pritisnite OK.

Korak 12: Contour Pass

Sada želimo izrezati našu PCB ploču iz zalihane bakrene ploče.

Odaberite vanjsku konturu i upišite potrebne vrijednosti.

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

Pritisnite OK.

Idite na CAM -> izračunajte sve.

Idite na CAM -> izvozi gcode.

Izvezite svaku operaciju u jednu datoteku. Budući da je za svaku operaciju potreban drugi alat, najbolje je nazvati datoteke 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 -> rad 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 dubinu cilja. 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 mašine

Upotrijebite neke trake dvostrane trake da zalijepite bakrenu ploču na ploču vaše mašine.

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

Ili upotrijebite autorazina. 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 mašinom blizu donjeg lijevog kuta zalihe i spustite vreteno tako da vrh bita jedva dodiruje površinu. Postavite ovo kao svoju nultu lokaciju i pokrenite izolacijsko glodanje.

Korak 16:… bušenje…

Promijenite alat na 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 slijedeće putanje 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 operaciju drugog profila.

Korak 19: Uspjeh

Izvolite sa svojim novim domaćim PCB -om!

Ako ste brzi (i 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 ti!

Druga nagrada za dizajn