Oblikovanje PCB in izolacijsko rezkanje z uporabo samo brezplačne programske opreme: 19 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

V tem navodilu vam bom pokazal, kako oblikovati in izdelati lastne tiskane vezje, izključno z uporabo brezplačne programske opreme, ki deluje v sistemu Windows in na računalniku Mac.

Stvari, ki jih potrebujete:

• računalnik z internetno povezavo
• cnc mlin/usmerjevalnik, bolj natančno, bolje
• 45 °/20 ° V-bit
• 0,8 mm sveder
• 3 mm končni rezkar
• bakreno obložena plošča
• dvostranski lepilni trak

1. korak: Pridobite programsko opremo

Potrebujete naslednjo programsko opremo:

• Frizing
• Inkscape
• Maker kamera

Kliknite povezave, prenesite in namestite programsko opremo v računalnik. Makercam ni treba prenesti/namestiti, ker deluje neposredno v brskalniku.

2. korak: Oblikovanje v Fritzingu

Začnite Fritzing in začnite novo skico.

Pojdite na pogled mize tako, da kliknete zavihek mizica na vrhu okna.

Na desni strani je knjižnica delov, izberite komponente, ki jih želite v svojem vezju, in jih povlecite in spustite v okno mize. Prepričajte se, da imajo deli želene specifikacije, kot so pinout, vrednost in velikost. Te spremenljivke izbrane komponente v inšpektorju lahko spremenite v spodnji desni del zaslona.

V tem primeru izdelam vezje, ki uporablja Arduino Nano za preklapljanje 12V releja. Za to potrebujem tranzistor z uporom proti podstavku, pa tudi vzvodno diodo vzporedno z relejno tuljavo in dva vijačna priključka.

Povezave/žice med komponentami se vzpostavijo s klikom in vlečenjem po nogi/čepu komponente. Točke upogibanja v žicah lahko določite s klikom in vlečenjem po žici.

Naredite vse povezave, ki jih potrebujete in bi naredili na pravi ploščadi, da bo vezje delovalo.

Korak: Shematski pogled

Zdaj se pomaknite do shematskega pogleda.

Videli boste shemo ožičenja z vsemi komponentami in njihovimi povezavami. Uredite stvari tako, da sestavne dele povlečete v razumnem vrstnem redu ter kliknete in povlečete črtkane povezave, da se ne križajo same od sebe.

4. korak: Pogled na tiskano vezje

Pojdite na pogled PCB.

Povlecite komponente v razumnem vrstnem redu. Dobro pravilo je, da sestavne dele z največ zatiči postavite na sredino, ostale komponente pa okoli. Poskusite dobiti kompaktno distribucijo.

Deli se samodejno zaklenejo v mrežo, ki jo vidite v ozadju. Če želite spremeniti velikost mreže, pojdite na Pogled -> Nastavi velikost mreže.

5. korak: Samodejna pot

Kliknite na Usmerjanje -> Nastavitve samodejnega usmerjevalnika/DRC in izberite vrsto proizvodnje po meri. Zdaj lahko nastavite širino sledi na želeno debelino, odvisno od vašega stroja/končnega mlina/vezja. Uporabil sem 48 mil. Kliknite "V redu".

Izberite sivi pravokotnik (plošča PCB) in v inšpektorju spremenite spustni meni slojev na "eno plast (enostransko)".

Zdaj pritisnite gumb Autoroute na dnu okna in pustite, da računalnik opravi usmerjanje!

6. korak: Še nekaj usmerjanja

Ko je samodejna usmeritev končana, pospravite sledi tako, da kliknete in povlečete njihove točke upogibanja. Z desno miškino tipko kliknite točko upogibanja in izberite odstrani točko upogibanja, da jo odstranite.

Včasih obstajajo povezave, ki jih samodejni usmerjevalnik ne more usmeriti. Ročno jih morate usmeriti tako, da kliknete in povlečete črtkane povezave. Uporabite skakalce iz knjižnice delov za preskakovanje sledi, ki bi jih sicer presekali.

Besedilo/logotipe, ki bodo prikazani v bakreni maski, lahko dodate tudi tako, da iz slike v knjižnici povlečete »Silkscreen Image« ali »Silkscreen Text«. Izberite svoj logotip in v spustnem meniju Placement - pcb layer (Plast - pcb plast) izberite "baker dnu". lahko naložite tudi svoje datoteke.svg s klikom na "naloži slikovno datoteko" v inšpektorju.

7. korak: Preverite svoje vezje

Če menite, da ste pripravljeni z usmerjanjem, kliknite Routing -> Design Rules Check, če želite samodejno preveriti, ali je vaše ustvarjanje izgubljenih povezav / prekrivajočih se ali sekajočih se sledi.

Poskusite odpraviti vse napake in ponavljajte DRK, dokler ne bo več težav. Oblikovanje je končano!

Izvozite tiskano vezje kot datoteke.svg s klikom na "Izvoz za tiskano vezje" na dnu. Kliknite na majhno puščico na gumbu za izvoz in izberite "Etchable (SVG)".

V izbrani imenik boste izvozili kup svg -ov, vendar bomo uporabili le dva:

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

Vse druge datoteke je mogoče izbrisati.

8. korak: Inkscape

Odprite *yourfilename *_etch_copper_bottom_mirror.svg v Inkscapeu, izberite vse in večkrat pritisnite ctrl+shift+g, dokler se vse ne razvrsti.

Izberite pogled -> način prikaza -> oris. Zdaj boste videli samo vektorje brez polnila ali poteze.

Izberite vse sledi in pojdite na Pot -> Potegni na pot.

Izberite vse sledi in pojdite na Path -> Union.

Shrani.

Datoteka je zdaj pripravljena za CAM!

Drugega.svg, ki smo ga izvozili iz fritzinga, ni treba obdelati v Inkscapeu.

9. korak: Makercam

Odprite brskalnik in pojdite na makercam.com.

Pojdite na Uredi -> Uredi nastavitve in spremenite privzeto ločljivost uvoza SVG na 90 ppi.

Pojdite na Datoteka -> Odpri datoteko SVG, pojdite v svoj imenik in izberite datoteko "*ime svoje datoteke*_etch_copper_bottom_mirror.svg".

10. korak: Izolacijsko rezkanje

Izberite vse svoje sledi (ne pa tudi notranjih krogov zatičev) in pojdite na CAM -> profilna operacija.

Če vaš CNC temelji na GRBL, boste morda želeli narediti vse CAM v makercam v imperialnih enotah (za več informacij glejte tukaj). Zato morate vse svoje milimetre pretvoriti v palce, preden jih vnesete.

Če za izolacijski rezkalni postopek uporabljate 45 ° V-bit z 0,2 mm konico in potopite 0,25 mm v material, je efektivni premer orodja na površini vaše bakreno obložene plošče 0,39 mm. To se pretvori v 0, 015354331 palcev, Yayy!

Kot rečeno, želimo iti 0,25 mm globoko v ploščo, zato kot ciljno globino vnesemo -0,0098425197 palcev. Vrednost znižanja mora biti večja od tiste, da gre rezalnik v enem samem prehodu.

Ugotovil sem, da hitrost podajanja 150 mm/min in potop 50 mm/min dobro delujeta na mojem stroju.

Kliknite V redu.

11. korak: Logotip

Izberite logotip/besedilo in pojdite na CAM -> sledi operaciji poti.

Za več podrobnosti v logotipu sem uporabil V-bit 20 ° 0,2 mm. Ker s tem postopkom središče rezalnika sledi potim (v nasprotju s profilom, kjer "rob" rezalnika sledi poti), ni pomembno, kaj vnesete kot premer orodja.

Globina cilja je tokrat -0,2 mm (za več podrobnosti).

Vse ostale vrednosti so enake kot pri izolacijskem rezkanju.

Kliknite V redu.

Korak: Contour Pass

Zdaj želimo izrezati naše tiskano vezje iz zaloge bakrene plošče.

Izberite zunanjo konturo in vnesite zahtevane vrednosti.

Uporabil sem 3-milimetrski 4-žlebni nastavek s pomikom okoli 400 mm/min in potopom 50 mm/min. Korak navzdol je bil 0,4 mm.

Kliknite V redu.

Pojdite na CAM -> izračunaj vse.

Pojdite na CAM -> izvozi gcode.

Izvozi vsako operacijo v eno datoteko. Ker vsaka operacija potrebuje drugo orodje, je najbolje, da datoteke poimenujete po orodju.

13. korak: Vrtanje

Znova naložite stran, da začnete "nov projekt".

Odprite datoteko "*yourfilename*_etch_mask_bottom_mirror.svg". Pred tem ne pozabite spremeniti velikosti SVG na 90 ppi!

Izberite vse luknje.

Pojdite na CAM -> postopek vrtanja.

Uporabil sem 0,8 mm sveder. Moja deska je bila debela 1,5 mm, zato sem za čisto luknjo uporabil -2 mm za ciljno globino. Peck razdalja mora biti večja od te vrednosti, da lahko vaja preide v enem prehodu. Uporabil sem hitrost potopitve približno 50 mm/min.

Kliknite V redu in vse luknje se samodejno zaznajo.

Pojdite na CAM -> izračunaj vse.

Izvozite gcode.

14. korak: Priprava stroja

Z dvema trakoma dvostranskega traku prilepite bakreno oblečeno ploščo na pokrov vašega stroja.

Prepričajte se, da je ta del pokrova popolnoma raven, na primer ga lahko poravnate z rezanjem žepa (samo globina mora biti 0,5 mm).

Ali pa uporabite avtonivelirnik. Za uporabnike GRBL je to mogoče storiti z uporabo chilipeppr.

Korak 15: Začnite rezkanje…

Naložite 45-bitni V-bit

Ničelna lokacija datotek gcode je v spodnjem levem kotu in na vrhu površine zaloge.

Zato krmarite s svojim strojem blizu spodnjega levega kota zaloge in spustite vreteno, tako da se konica nastavka komaj dotakne površine. Nastavite to kot svojo ničelno lokacijo in začnite izolacijsko rezkanje.

Korak 16:… vrtanje…

Orodje spremenite v 0,8 mm sveder in nastavite svojo novo ničlo Z, ko se konica dotika površine. Začnite vrtati luknje.

17. korak:… graviranje

Orodje spremenite v 20-bitni V-bit in začnite postopek sledenja poti za graviranje logotipa/besedila.

18. korak: Izrežite

Zadnji korak je izrezovanje tiskanega vezja iz zaloge materiala.

Za to uporabite 3 -milimetrski končni rezkar in drugo profilno operacijo.

19. korak: Uspeh

Takole z novim domačim tiskanim vezjem!

Če ste hitri (in vaš dizajn ni preveč zapleten), lahko to naredite od ideje do izdelka v manj kot 1 uri.

Upam, da vam bo ta vadnica pomagala pri vaših projektih in če želite, lahko glasujete zame na vrhu te strani ali tukaj. Hvala vam!

Druga nagrada za oblikovanje