Paano Gumawa ng isang Pasadyang PCB Gamit ang isang Mababang Power Laser Engraver: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sa pamamagitan ng IgorF2Follow Higit Pa sa may-akda:

Tungkol sa: Tagagawa, inhenyero, baliw na siyentista at imbentor Higit Pa Tungkol sa IgorF2 »

Pagdating sa paggawa ng isang lutong bahay na PCB, maaari kang makahanap ng maraming mga pamamaraan sa online: mula sa pinaka-panimula, gamit lamang ang isang panulat, hanggang sa mas sopistikadong gamit ang mga 3D printer at iba pang kagamitan. At ang tutorial na ito ay nahuhulog sa huling kaso na iyon! Sa proyektong ito ipinapakita ko kung paano gumawa ng isang naka-print na circuit board gamit ang isang mababang gastos at mababang pamutol ng laser na kapangyarihan.

Hanggang kamakailan lamang, makikita mo lamang ang isa sa mga machine sa makerspaces o iba pang mga pasilidad sa komersyal. Nagkakahalaga sila ng libu-libong dolyar, upang ang isang ordinaryong tagagawa ay hindi magkakaroon ng isa para sa kanyang sarili. Mayroon ding ilang mga serbisyo sa paggupit ng laser sa online, ngunit sa palagay ko hindi sila magiging perpektong pagpipilian para sa mabilis na prototyping. Sa kabutihang palad ngayon mayroong maraming mga laser engraving machine na magagamit online! Karamihan sa kanila ay may mababang power laser at maaaring magamit lamang para sa pag-ukit at pagguhit ng pagguhit sa iba't ibang mga ibabaw (halimbawa, salamin, metal o kahoy). Ang kanilang ibabaw na lugar at lakas ng laser ay isang maliit na bahagi lamang ng mga propesyonal na makina, ngunit ito ay magiging isang magandang pagsisimula para sa mga gumagawa at libangan.

Sa tutorial na ito ipapakita ko sa iyo kung paano ka gumamit ng isang low power laser engraver upang makabuo ng isang naka-print na circuit board (PCB). Ito ay magiging isang mahusay na kahalili kung nais mong gawin ang iyong unang prototype ng isang circuit board (hindi bababa sa hanggang sa mag-order ka ng isang mas mahusay na bersyon mula sa isang online na tagagawa!).

Mahahanap mo ang laser cutter na ginamit ko sa mga sumusunod na link:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Alam mo bang makakahanap ka ng isang kahanga-hangang Klase ng Pagputol ng Laser dito sa Mga Instructable? Suriin ito:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

_

Quando se trata de fazer uma PCB caseira, vocode pode encontrar vários métodos online: desde os mais rudimentares, utilizando apenas uma caneta, at os mais sofisticados usando impressoras 3D and out equipamentos. E esse tutorial cai nesse último caso! Nesse projeto eu mostro como fabricar uma placa de circuito impressiono utilizando uma Cortadora a laser de baixa potência e baixo custo.

Até kamakailan lamang, tinitingnan ang encontraria uma dessas máquinas em makerspaces ou outras instalações comerciais. Eles custariam milhares de dólares, então um fazedor comum não seria capaz de ter uma própria. Ang pode encontrar também alguns serviços de corte a laser on-line, mas, na minha opinion, ay hindi na serye ng isang escolha perfeita para prototipagem rápida. Felizmente, mayroon nang isang magandang diskarte sa online! Ang isang maioria delas têm lasers de baixa potência e podem ser usadas apenas para gravação em diferentes superfíacles (vidro, metal ou madeira, por exemplo). Sárea de superfície e poténcia de laser são apenas uma fração das máquinas profissionais, mas são um bom começo para os fazedores and entusiastas. Ang tutorial na ito, ay maaari mong gamitin ang lahat ng isang laser de baixa poténcia para sa isang produksyon ng isang impression (PCB o PCI). Pode ser uma boa alternativa se você tiver uma dessas máquinas ao seu alcance e quiser fazer um primeiro protótipo e uma placa de circuito (pelo menos até encomendar uma versão melhorada de algum fabricante online!).

Mangyaring i-encode ang isang gravadora ng isang laser usada tutorial na walang link na abaixo:

rebrand.ly/laserengraver-BGhttps://rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Ano ang maaari mong gawin? Confira:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

Hakbang 1: Mga Tool at Materyales

Ang mga sumusunod na tool at materyales ay ginamit sa tutorial na ito:

• 10W laser engraver (link / link / link). Ginamit ito para sa pagpi-print ng pagguhit ng circuit sa isang blangko na PCB board na tanso.
• Copper PCB (link / link / link). Ang mga homemade circuit board ay kadalasang naka-print sa tanso na pinahiran na phenolic plate. Ang buong ibabaw ng board ay pinahiran (sa isang gilid o pareho). Ang tanso ay isang kondaktibong materyal, habang ang phenolic substrate ay hindi maaaring magsagawa ng kuryente. Sa pamamagitan ng pag-alis ng mga bahagi ng layer ng tanso, ang isa ay maaaring lumikha ng mga track sa pagitan ng mga bahagi, na lumilikha ng circuit board.
• Latex PVA water based ink. Tulad ng makikita mo sa paglaon sa tutorial na ito, gumamit ako ng water based ink upang lumikha ng isang mask sa ibabaw ng isang PCB na tanso. Pinipigilan ng maskara na ito ang mga bahagi ng layer ng tanso na matanggal ng ferric chloride solution.
• Brush ng pintura. Ang isang makapal na layer ng pintura ay kailangang mailapat sa circuit board, at isang brush ng pintura ang magiging kapaki-pakinabang dito.
• Ferric chloride. Ito ay dumating bilang isang asin at dapat na matunaw sa tubig bago ito magamit. Ang solusyon na ito ay magagawang magwasak ng tanso, aalisin ito mula sa phenolic substrate. Mag-apply ng maskara at ang mga bahagi lamang ng plate na tanso na nakalantad sa solusyon ang matutunaw.
• Papel de liha. Sa huli, kakailanganin mong alisin ang natitirang maskara mula sa pisara. Madali itong magagawa gamit ang isang papel de liha.

_

Os seguintes materiais e ferramentas foram usado nesse tutorial:

• Gravadora laser de 10W (link / link / link). Esse equipamento foi usado para sa impression do desenho do circuito em uma placa cobreada nova.
• PCB de cobre (link / link / link). Circuitos caseiros são normalmente impressionos em placas cobreadas de fenolite, podendo ter um lado ou ambos revestidos com cobre. O cobre é um material condutor, enquanto o substrato de fenolite se comporta como isolante de eletricidade. Removendo-se partes da camada de cobre, pode-se criar trilhas entre os komponenes, criando-se assim um circuito impressiono.
• Batayang Tinta PVA água. Maaari kang mag-aral ng isang tutorial, upang magamit ang lahat ng mga base para sa lahat ng mga máscara na superfície da placa cobreada. Essa máscara evita que partes da camada de cobre sejam ermovidas pela solução de cloreto de ferro.
• Pincel. Uma camada de tinta precisará ser aplicada sobre a placa de circuito a ser impressa, e um pincel será bem útil nesse momento.
• Cloreto de ferro. Essa substância é vendida na forma de um sal que deve ser dissolvida em água antes de ser usada. Essa solução é capaz de correr o cobre, removendo-o do substrato formado pela placa de fenolite. Aplicando-se uma máscara, garante-se que apenas nas partes de cobre expostas serão dissolvidas.
• Lixa. Mabilis na gawin ang proseso, mag-remover ng remover o restante da máscara da placa. Isso pode ser feito facilmente utilizando-se uma lixa.

Hakbang 2: Proseso ng Paggawa ng Homemade PCB

Ang proseso ng pagmamanupaktura ng homemade PCB ay karaniwang binubuo ng mga sumusunod na hakbang:

1. Disenyo ng PCB

Sa hakbang na ito ang pagguhit ng board na gagawin ay ginawa. Posibleng pareho ang pagdidisenyo ng isang bagong board at gumawa ng mga kopya ng mga proyekto ng opensource. Maaaring magamit ang iba't ibang software ng CAD (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, atbp.).

2. Maglagay ng mask sa PCB

Kapag ang naka-print na circuit board ay dinisenyo, dapat itong ilipat sa circuit board. Mayroong maraming mga paraan upang gawin ito: gamit ang thermal na pamamaraan (sa pamamagitan ng paglilipat ng toner mula sa isang sheet ng papel sa plato, sa pamamagitan ng paglalapat ng init), manu-mano (sa pamamagitan ng pagguhit ng circuitry na may angkop na panulat) at kahit na paggamit ng isang 3D printer. Sa proyektong ito, gumamit ako ng isang laser engraver upang ilipat ang disenyo sa plato.

3. Pag-ukit ng kemikal sa PCB

Kapag ang maskara ay inilipat sa plato, ang kaagnasan ng mga bahagi ng plato ay ginaganap upang alisin ang mga bahagi ng tanso. Sa pagtatapos ng proseso, ang board ay dapat lamang kasama ng mga track na bumubuo sa circuit.

4. Paglilinis at pagtatapos

Kapag nakumpleto na ang kaagnasan, ang plato ay magiging handa na na malinis, drill at ang mga sangkap ay hinangin. Pagkatapos nito, suriin lamang ang lahat, paganahin ito at maging masaya!

_

O proseso ng tela ng PCB caseira normalmente na binubuo ng mga segos na passos:

1. Disenyo da placa

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. Ang posibilidad na matanto ang realizar o projeto de uma placa nova, quanto realizar cópias de projetos opensource. Diferentes softwares de CAD podem ser utilizados (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, atbp.).

2. Aplicação da máscara na PCB

Uma vez com o desenho do circuito impresso, é kinakailangan upang ilipat-lo para sa isang placa de circuito. Existem várias formas de fazer isso: usando o método térmico (transferindo-se toner de uma folha de papel para a placa, através da aplicação de calor), manualmente (desenhando-se os circuito com uma caneta apropriada) e até mesmo utilizando-se uma impressionora 3D. Hindi ito dapat gawin, magamit ang lahat ng laser laser para sa transferir o desenho para sa isang placa.

3. Corrosão da PCB

Sa gayon ay ilipat ang isang máscara para sa isang placa, é realizada a corrosão de partes da placa para remoção de partes do cobre. Ang unang paraan ng proseso, isang placa deverá ficar apenas com bilang trilhas que compõem o circuito.

4. Limpeza e acabamento

Uma vez concluída a corrosão, a placa estará pronta para ser limpa, perfurada e ter os componentes soldados. Depois disso, é só verificar tudo, energizar e ser feliz!

Hakbang 3: Disenyo ng PCB at Paglikha ng Mask

Kapag mayroon kang isang disenyo ng PCB (na idinisenyo gamit ang anumang CAD software na iyong pinili) maaari mo itong i-export sa format na SVG para sa pagbabasa sa iba pang graphic editing software. Maraming mga layer ang maaaring ma-export sa prosesong ito: tuktok na pagtingin, ilalim na pagtingin, maskara, sutla, atbp. Lahat ng mga layer ay magagamit sa normal o naka-mirror na format. Ang proseso ng katha na inilarawan sa tutorial na ito ay nangangailangan ng isang maskara na mailapat sa PCB. Ang bahagi ng takip na plato na natatakpan ng maskara ay hindi maiwaksi at samakatuwid ay mananatili sa plato ng pagtatapos. Ang mga bahagi na hindi natatakpan ng maskara ay ilalantad sa iron chloride, na kinakain at tinanggal mula sa naka-print na circuit board.

Sa prosesong ito kinakailangan na coat ang buong plato ng isang layer ng pintura, at alisin lamang ang ilang mga seksyon gamit ang laser engraver.

Sa ganitong paraan, ang mask na nabuo ng karamihan sa software ay dapat na baligtad ang mga kulay nito (baligtarin ang mga itim na pixel sa puti at vice versa). Upang maisagawa ang pagbabaliktad sa mask, ginamit ang dalawang mga softwares:

- Inkscape: ginamit upang i-convert ang mga SVG file sa format ng imahe (PNG). Ginamit din upang ibahin ang anyo ng pagguhit sa isang itim at puting imahe (kung ang pag-export ng CAD sa format ng kulay);

- Gimp: ginamit upang baligtarin ang kulay ng maskara (puting mga pixel sa mga itim na pixel).

Ang nagresultang imahe pagkatapos ay mai-load sa software ng laser engraver para sa pag-print sa ibabaw ng plato.

Bigyang pansin ang mga sukat ng imahe: suriin na ang mga sukat ng output ng software ng laser engraver ay ang nais na mga para sa aktwal na prototype.

Sa kaso ng tutorial na ito, ang disenyo ng isang tukoy na board ay hindi tapos. Sa halip, sinubukan kong magtiklop ng isang board ng opensource, na binuo ni Fábio Souza: Franzininho. Ang hindi kapani-paniwala na board na ito ay maaaring madaling tipunin at mai-program ng mga gumagamit ng lahat ng mga antas, ito ay katugma sa Arduino IDE at ganap na idinisenyo sa Brazil!

Higit pang impormasyon tungkol sa board sa proyekto ng Github:

_

Uma vez que você tenha o desenho da placa (projetado usando qualquer software de CAD de sua preferência) ay posible na i-export ang modelo ng form na SVG para masuri ang mga ito sa mga softwares de edição gráfica. Ang mga camadas podem ay maaaring i-export sa proseso: ang superior na tao, ang mas mababa, ang isang maliit na sutla, ang sutla, atbp.

O proseso ng tela ng paglalarawan ng tutorial na kinakailangan para sa isang aplada sa lahat ng isang PCB. A parte da placa cobreada que estiver coberta pela máscara não será corroída e, portanto, será mantida na placa final. Bilang partes que não estiverem cobertas com a máscara serão expostas ao cloreto de ferro, sendo corroídas at alisin ang mga ito mula sa placa de circuito impression.

Ang proseso na ito ay kinakailangan upang muling magawa ang isang placa com uma camada de tinta, at remover apenas algumas seções utilizando a Cortadora a laser.

Dessa forma, a máscara gerada pela maioria dos softwares deverá ter suas cores invertida (inverter os pixel para sa branco at vice-versa). Para sa realizar a inversão da máscara, foram utilizados dois softwares:

- Inkscape: magamit para sa converter ng mga arctivos na SVG em formato de imagem (png). Magagamit ang mga ito para sa pagbabago o disenho em uma imagem preto e branca (caso o CAD exporte em formato colorido);

- Gimp: magagamit para sa inverter isang cor da máscara (mga pixel brancos em pixel na mga pretos).

Ang isang resulta ng imahe ay maaaring magdagdag ng isang software na walang gravadora at isang laser para sa impression na superfície da placa.

Atentar para sa bilang dimensões da imagem: deve-se verificar se as dimensões de saída do software da gravadora são as desejadas para o protótipo real.

Walang tutorial sa caso desse, alinman sa mga proyekto o proyekto. Ao invés disso, tentei replicar uma placa opensource, desenvolvida pelo Fábio Souza: a Franzininho. Essa incrível placa pode ser facilmente montada e programada por usuários de todos os níveis, é compatível com o Arduino IDE and inteiramente projetada no Brasil!

Mais informações sobre a placa no Github do projeto: