Pagdidisenyo ng PCB at Paghiwalay ng Paggamit ng Paggamit lamang ng Libreng Software: 19 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Sa Instructable na ito ipapakita ko sa iyo kung paano magdisenyo at gumawa ng iyong sariling mga PCB, eksklusibo na gumagamit ng libreng software na tumatakbo sa Windows pati na rin sa isang Mac.

Mga bagay na kailangan mo:

• computer na may koneksyon sa internet
• cnc mill / router, mas tumpak mas mabuti
• 45 ° / 20 ° V-Bit
• 0.8mm drill bit
• 3mm endmill
• tanso na nakasuot ng board
• dobleng panig na malagkit na tape

Hakbang 1: Kunin ang Software

Kailangan mo ng sumusunod na software:

• Fritzing
• Inkscape
• Makercam

Mag-click sa mga link, mag-download at mag-install ng software sa iyong computer. Ang Makercam ay hindi kailangang ma-download / mai-install dahil direktang tumatakbo ito sa iyong browser.

Hakbang 2: Pagdidisenyo sa Fritzing

Simulan ang Fritzing at magsimula ng isang bagong sketch.

Pumunta sa view ng breadboard sa pamamagitan ng pag-click sa tab ng breadboard sa tuktok ng window.

Sa kanang bahagi ay ang iyong bahagi-library, piliin ang mga sangkap na nais mo sa iyong circuit at i-drag at i-drop ang mga ito sa window ng breadboard. Siguraduhin na ang mga bahagi ay may nais na mga panoorin tulad ng pinout, halaga at laki. Maaari mong baguhin ang mga variable na ito ng napiling sangkap sa Inspector sa ibabang kanang bahagi ng iyong screen.

Sa halimbawang ito gumagawa ako ng isang circuit na gumagamit ng isang Arduino Nano para sa paglipat ng isang 12V relay. Para sa mga ito kailangan ko ng isang transistor na may isang risistor sa base pati na rin ang isang catch diode kahanay sa relay coil at dalawang mga screw terminal.

Ang mga koneksyon / wire sa pagitan ng mga bahagi ay ginawa sa pamamagitan ng pag-click at pag-drag sa isang binti / pin ng sangkap. Ang mga Bendpoints sa mga wire ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pag-click at pag-drag sa loob ng isang kawad.

Gawin ang lahat ng mga koneksyon na kailangan mo at gagawin sa isang tunay na pisara upang gumana ang circuit.

Hakbang 3: Tanawin ng Skematika

Mag-navigate ngayon sa View ng Skema.

Makakakita ka ng isang diagram ng mga kable kasama ang lahat ng iyong mga bahagi at kanilang mga koneksyon. Pag-ayos ng mga bagay sa pamamagitan ng pag-drag sa mga bahagi sa isang makatuwirang pagkakasunud-sunod at pag-click at pag-drag sa mga linya ng koneksyon na hindi tinagubayan upang hindi nila kinagitan ang kanilang sarili.

Hakbang 4: Tingnan ang PCB

Pumunta sa PCB View.

I-drag ang iyong mga bahagi sa isang makatuwirang pagkakasunud-sunod. Ang isang mahusay na patakaran ng hinlalaki ay upang ilagay ang mga bahagi na may pinakamaraming mga pin sa gitna at iba pang mga bahagi sa paligid. Subukang makakuha ng isang compact na pamamahagi.

Ang mga bahagi ay awtomatikong nag-lock sa grid na nakikita mo sa background. Para sa pagbabago ng laki ng grid pumunta sa View -> Itakda ang laki ng grid.

Hakbang 5: Autoroute

Mag-click sa Routing -> Mga setting ng Autorouter / DRC at piliin ang pasadyang uri ng produksyon. Ngayon ay maaari mong itakda ang lapad ng bakas sa nais na kapal depende sa iyong machine / endmill / circuit. Gumamit ako ng 48mil. I-click ang "OK".

Piliin ang grey na rektanggulo (ang PCB Board) at sa Inspektor palitan ang mga layer-dropdown sa "isang layer (solong panig)".

Ngayon pindutin ang Autoroute-button sa ilalim ng window at hayaan ang computer na gawin ang gawain sa pagruruta!

Hakbang 6: Ilang Higit pang Pagruruta

Kapag nakumpleto ang Autorouting, ayusin ang mga bakas sa pamamagitan ng pag-click at pag-drag sa kanilang mga bendpoint. Mag-right click sa bendpoint at piliin ang alisin bendpoint para sa pag-aalis nito.

Minsan may mga koneksyon na hindi maaaring ruta ng Autorouter. Kailangan mong i-ruta ang mga ito sa pamamagitan ng kamay sa pamamagitan ng pag-click at pag-drag ng mga linya ng koneksyon. Gumamit ng mga Jumper mula sa library ng mga bahagi para sa paglukso sa mga bakas na kung hindi man ay lumusot.

Maaari ka ring magdagdag ng mga teksto / logo na lalabas sa tanso na tanso sa pamamagitan ng pag-drag sa "Silkscreen Image" o "Silkscreen Text" mula sa library sa iyong board. Piliin ang iyong logo at sa Inspektor sa ilalim ng Placed - menu ng dropdown ng layer ng pcb piliin ang "ilalim ng tanso". maaari mong mai-load ang iyong sariling.svg file din sa pamamagitan ng pag-click sa "load image file" sa inspektor.

Hakbang 7: Suriin ang Iyong Circuit

Kung sa palagay mo handa ka na sa pag-click sa pagruruta sa Pagruruta -> Mga Panuntunan sa Disenyo Suriin para sa awtomatikong pagsuri sa iyong nilikha para sa mga napalampas na koneksyon / pag-o-overlap o mga intersecting na bakas.

Subukang tanggalin ang lahat ng mga error at ulitin ang DRC hanggang sa wala nang mga problema. Tapos na ang disenyo!

I-export ang iyong PCB bilang.svg file sa pamamagitan ng pag-click sa "I-export para sa PCB" sa ibaba. Mag-click sa maliit na arrow sa pindutan ng Export at piliin ang "Etchable (SVG)".

Makakakuha ka ng isang pangkat ng mga svg na na-export sa iyong napiling direktoryo ngunit gagamitin lamang namin ang dalawa sa kanila:

• * yourfilename * _etch_copper_bottom_mirror.svg
• * yourfilename * _etch_mask_bottom_mirror.svg

Maaaring tanggalin ang lahat ng iba pang mga file.

Hakbang 8: Inkscape

Buksan ang * yourfilename * _etch_copper_bottom_mirror.svg sa Inkscape, piliin ang lahat at paulit-ulit na pindutin ang ctrl + shift + g hanggang ang lahat ay ma-unroup.

Piliin ang view -> display mode -> outline. Ang mga vector lamang ang makikita mo nang walang pagpuno o stroke.

Piliin ang lahat ng mga bakas at pumunta sa Path -> Stroke to Path.

Piliin ang lahat ng mga bakas at pumunta sa Path -> Union.

Magtipid

Handa na ang file para sa CAM!

Ang iba pang.svg na na-export namin mula sa pag-fritze ay hindi kailangang maproseso sa Inkscape.

Hakbang 9: Makercam

Buksan ang iyong browser at pumunta sa makercam.com.

Pumunta sa I-edit -> I-edit ang mga kagustuhan at baguhin ang SVG I-import ang default na resolusyon sa 90 ppi.

Pumunta sa File -> Buksan ang SVG file, mag-navigate sa iyong direktoryo at piliin ang "* yourfilename * _etch_copper_bottom_mirror.svg" file.

Hakbang 10: Isolation Milling

Piliin ang lahat ng iyong mga bakas (ngunit hindi ang panloob na mga bilog ng mga pin) at pumunta sa CAM -> pagpapatakbo ng profile.

Kung ang iyong CNC ay nakabase sa GRBL maaaring gusto mong gawin ang lahat ng CAM sa makercam sa mga yunit ng imperyal (tingnan dito para sa karagdagang sanggunian). Kaya kailangan mong i-convert ang lahat ng iyong millimeter sa pulgada bago i-type ang mga ito.

Kung gumagamit ka ng 45 ° V-Bit na may tip na 0.2mm para sa proseso ng paghihiwalay na pag-iikot at pagsisid ng 0.25mm sa materyal, ang mabisang diameter ng tool sa ibabaw ng iyong board na nakasuot ng tanso ay 0.39mm. Nagko-convert ito sa 0, 015354331 pulgada, Yayy!

Tulad ng sinabi, nais naming pumunta sa 0.25mm malalim sa pisara, kaya't nagta-type kami ng -0.0098425197 pulgada bilang aming lalim ng target. Ang step-down na halaga ay dapat na mas malaki kaysa sa gayon ang cutter ay dumaan sa isang solong pass.

Natagpuan ko ang isang rate ng feed na 150mm / min at isang rate ng plunge na 50mm / min upang gumana nang maayos sa aking makina.

Mag-click sa OK.

Hakbang 11: Logo

Piliin ang logo / teksto at pumunta sa CAM -> sundin ang pagpapatakbo ng path.

Para sa karagdagang detalye sa logo, gumamit ako ng 20 ° 0.2mm V-Bit. Dahil sa pagpapatakbo na ito, ang gitna ng iyong pamutol ay sumusunod sa mga landas (taliwas sa pagpapatakbo ng profile kung saan ang "gilid" ng pamutol ay sumusunod sa landas), hindi kritikal kung ano ang nai-type mo para sa diameter ng tool.

Ang lalim ng target ay ang oras na ito -0.2mm (para sa karagdagang detalye).

Ang lahat ng iba pang mga halaga ay kapareho ng para sa isolation milling.

Mag-click sa OK.

Hakbang 12: Pass ng Contour

Ngayon nais naming i-cut ang aming PCB mula sa stock copper clad board.

Piliin ang panlabas na tabas at i-type ang mga kinakailangang halaga.

Gumamit ako ng isang 3mm 4-flute bit na may feed ng halos 400mm / min at isang plunge na 50mm / min. Ang pagbaba ay 0.4mm.

Mag-click sa OK.

Pumunta sa CAM -> kalkulahin ang lahat.

Pumunta sa CAM -> export gcode.

I-export ang bawat operasyon sa isang solong file. Dahil ang bawat operasyon ay nangangailangan ng isa pang tool, pinakamahusay na pangalanan ang mga file pagkatapos ng tool.

Hakbang 13: Pagbabarena

I-reload ang pahina upang magsimula ka ng isang "bagong proyekto".

Buksan ang file na "* yourfilename * _etch_mask_bottom_mirror.svg". Huwag kalimutan na baguhin ang SVG-scaling sa 90ppi bago gawin ito!

Piliin ang lahat ng mga butas.

Pumunta sa CAM -> operasyon ng drill.

Gumamit ako ng 0.8mm drill bit. Ang aking board ay 1.5mm makapal, kaya para sa isang malinis na butas na ginamit ko -2mm para sa lalim ng target. Ang distansya ng Peck ay dapat na mas malaki kaysa sa halagang ito para dumaan ang drill sa isang solong pass. Gumamit ako ng isang plunge rate na halos 50mm / min.

Mag-click sa OK at ang lahat ng mga butas ay awtomatikong napansin.

Pumunta sa CAM -> kalkulahin ang lahat.

I-export ang iyong gcode.

Hakbang 14: Paghahanda ng Makina

Gumamit ng ilang mga piraso ng dobleng panig na tape upang idikit ang tanso na nakasuot ng board sa spoiler ng iyong machine.

Siguraduhin na ang bahaging ito ng spoiler ay ganap na antas, halimbawa maaari mo itong i-level sa paggiling ng isang bulsa (kailangan lamang na malalim na 0.5mm) dito.

O gumamit ng isang autoleveller. Para sa mga gumagamit ng GRBL maaari itong magawa sa pamamagitan ng paggamit ng chilipeppr.

Hakbang 15: Simulan ang Paggiling …

I-load ang 45 ° V-Bit

Ang zero na lokasyon ng mga file ng gcode ay nasa ibabang kaliwang sulok at sa tuktok ng ibabaw ng stock.

Kaya't i-navigate ang iyong makina malapit sa ibabang kaliwang sulok ng stock at babaan ang suliran upang ang dulo ng kaunti ay bahagya na mahipo ang ibabaw. Itakda ito bilang iyong zero na lokasyon at simulan ang paghihiwalay ng paggiling.

Hakbang 16:… pagbabarena…

Baguhin ang tool sa isang 0.8mm drill bit at itakda ang iyong bagong Z zero kapag ang tip ay hawakan sa ibabaw. Simulan ang pagbabarena ng mga butas.

Hakbang 17:… pag-ukit

Baguhin ang tool sa 20 ° V-Bit at simulan ang operasyon ng follow path para sa pag-ukit ng logo / teksto.

Hakbang 18: Gupitin

Ang huling hakbang ay upang i-cut ang PCB mula sa stock material.

Gamitin ang 3mm endmill at ang pangalawang pagpapatakbo ng profile upang magawa ito.

Hakbang 19: Tagumpay

Doon ka na sa iyong bagong lutong bahay na PCB!

Kung mabilis ka (at ang iyong disenyo ay hindi masyadong kumplikado) maaari mo itong gawin mula sa ideya hanggang sa produkto sa ilalim ng 1h.

Inaasahan kong makakatulong sa iyo ang Tutorial na ito sa iyong mga proyekto at kung nais mo maaari mo akong iboto sa tuktok ng pahinang ito o dito. Salamat!

Pangalawang Prize sa Isip para sa Disenyo