PCB projektēšana un izolācijas frēzēšana, izmantojot tikai bezmaksas programmatūru: 19 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā izveidot un izgatavot savus PCB, izmantojot tikai bezmaksas programmatūru, kas darbojas operētājsistēmā Windows, kā arī Mac.

Nepieciešamās lietas:

• dators ar interneta pieslēgumu
• cnc dzirnavas/maršrutētājs, jo precīzāks, jo labāk
• 45 °/20 ° V bits
• Urbis 0,8 mm
• 3 mm gala dzirnavas
• vara pārklāts dēlis
• divpusēja līmlente

1. darbība: iegūstiet programmatūru

Jums nepieciešama šāda programmatūra:

• Fritzing
• Inkscape
• Makercam

Noklikšķiniet uz saitēm, lejupielādējiet un instalējiet programmatūru savā datorā. Makercam nav nepieciešams lejupielādēt/instalēt, jo tas darbojas tieši jūsu pārlūkprogrammā.

2. solis: projektēšana Fritzing

Sāciet Fritzing un sāciet jaunu skici.

Dodieties uz maizes dēļa skatu, noklikšķinot uz maizes dēļa cilnes loga augšdaļā.

Labajā pusē ir jūsu daļu bibliotēka, atlasiet ķēdē vajadzīgos komponentus un velciet un nometiet tos maizes dēļa logā. Pārliecinieties, ka detaļām ir vajadzīgās specifikācijas, piemēram, pinout, vērtība un izmērs. Šos Inspector atlasītā komponenta mainīgos var mainīt ekrāna apakšējā labajā stūrī.

Šajā piemērā es izveidoju ķēdi, kurā 12 V releja pārslēgšanai tiek izmantots Arduino Nano. Šim nolūkam man ir nepieciešams tranzistors ar rezistoru pie pamatnes, kā arī uztveršanas diode paralēli releja spolei un diviem skrūvju spailēm.

Savienojumus/vadus starp komponentiem veic, noklikšķinot un velkot uz detaļas kāju/tapu. Liekuma punktus vados var noteikt, noklikšķinot un velkot vadu iekšpusē.

Izveidojiet visus nepieciešamos savienojumus un dariet to uz īsta maizes dēļa, lai ķēde darbotos.

3. darbība: shematisks skats

Tagad dodieties uz shematisko skatu.

Jūs redzēsit elektroinstalācijas shēmu ar visiem komponentiem un to savienojumiem. Sakārtojiet lietas, velkot komponentus saprātīgā secībā un noklikšķinot un velkot pārtrauktās savienojuma līnijas, lai tās nekrustojas.

4. solis: PCB skats

Dodieties uz PCB skatu.

Velciet komponentus saprātīgā secībā. Labs īkšķa noteikums ir novietot komponentus ar visvairāk tapām uz centru un pārējās sastāvdaļas apkārt. Mēģiniet iegūt kompaktu izplatīšanu.

Daļas automātiski tiek bloķētas pie režģa, ko redzat fonā. Lai mainītu režģa izmēru, dodieties uz Skatīt -> Iestatīt režģa izmēru.

5. darbība. Automātiskā maršrutēšana

Noklikšķiniet uz Maršrutēšana -> Autorouter/DRC iestatījumi un atlasiet pielāgotu ražošanas veidu. Tagad jūs varat iestatīt izsekošanas platumu vēlamajam biezumam atkarībā no jūsu mašīnas/galējās dzirnavas/ķēdes. Es izmantoju 48 mil. Noklikšķiniet uz "Labi".

Atlasiet pelēko taisnstūri (PCB plate) un inspektorā mainiet slāņu nolaižamo izvēlni uz "viens slānis (vienpusējs)".

Tagad nospiediet pogu Autoroute loga apakšā un ļaujiet datoram veikt maršrutēšanas darbu!

6. solis: vēl daži maršruti

Kad automātiskā maršrutēšana ir pabeigta, sakopiet pēdas, noklikšķinot un velkot to līknes. Ar peles labo pogu noklikšķiniet uz līkuma punkta un izvēlieties noņemt līknes punktu, lai to noņemtu.

Dažreiz ir savienojumi, kurus automātiskais maršrutētājs nevar novirzīt. Jums tie jānovirza ar roku, noklikšķinot un velkot pārtrauktās savienojuma līnijas. Izmantojiet džemperus no detaļu bibliotēkas, lai pārlēktu pāri pēdām, kuras citādi krustojas.

Varat arī pievienot tekstu/logotipus, kas tiks parādīti vara maskā, velkot "Silkcreen Image" vai "Silkcreen Text" no bibliotēkas uz tāfeles. Atlasiet savu logotipu un inspektora sadaļā Izvietojums - PCB slāņa nolaižamajā izvēlnē atlasiet “vara apakšdaļa”. Jūs varat ielādēt arī savus.svg failus, inspektorā noklikšķinot uz "ielādēt attēla failu".

7. darbība: pārbaudiet ķēdi

Ja domājat, ka esat gatavs maršrutēšanai, noklikšķiniet uz Maršrutēšana -> Projektēšanas noteikumi Pārbaudiet, vai jūsu izveidotais automātiski pārbauda, vai nav neatbildētu savienojumu / pārklājas vai krustojas pēdas.

Mēģiniet novērst visas kļūdas un atkārtojiet KDR, līdz vairs nav problēmu. Dizains ir pabeigts!

Eksportējiet savu PCB kā.svg failus, apakšā noklikšķinot uz "Eksportēt PCB". Noklikšķiniet uz mazās bultiņas uz pogas Eksportēt un atlasiet “Kodināms (SVG)”.

Jūsu izvēlētajā direktorijā tiks eksportēts daudz svg, bet mēs izmantosim tikai divus no tiem:

• *jūsu faila nosaukums*_etch_copper_bottom_mirror.svg
• *jūsu faila nosaukums*_etch_mask_bottom_mirror.svg

Visus citus failus var izdzēst.

8. darbība: Inkscape

Programmā Inkscape atveriet *jūsu faila nosaukums *_etch_copper_bottom_mirror.svg, atlasiet visu un atkārtoti nospiediet taustiņu kombināciju ctrl+shift+g, līdz viss ir atgrupēts.

Izvēlieties skatu -> displeja režīmu -> kontūru. Tagad jūs redzēsit tikai vektorus bez aizpildīšanas vai gājiena.

Atlasiet visas pēdas un dodieties uz Path -> Stroke to Path.

Atlasiet visas pēdas un dodieties uz Ceļš -> Savienība.

Saglabāt.

Fails tagad ir gatavs CAM!

Cits.svg, ko eksportējām no fritzes, nav jāapstrādā Inkscape.

9. solis: Makercam

Atveriet pārlūkprogrammu un dodieties uz vietni makercam.com.

Atveriet Rediģēt -> Rediģēt preferences un mainiet SVG importa noklusējuma izšķirtspēju uz 90 ppi.

Dodieties uz Fails -> Atvērt SVG failu, dodieties uz savu direktoriju un atlasiet failu "*jūsu faila nosaukums*_etch_copper_bottom_mirror.svg".

10. solis: izolācijas frēzēšana

Atlasiet visas pēdas (bet ne tapas iekšējos apļus) un dodieties uz CAM -> profila darbību.

Ja jūsu CNC pamatā ir GRBL, iespējams, vēlēsities veikt visu CAM operētājsistēmā imperatora vienībās (papildu informāciju skatiet šeit). Tāpēc pirms ievadīšanas jums ir jāpārvērš visi milimetri collas.

Ja izolācijas frēzēšanas procesā izmantojat 45 ° V veida uzgali ar 0,2 mm uzgali un iegremdējat materiālā 0,25 mm, tad efektīvais instrumenta diametrs pie vara pārklājuma plāksnes virsmas ir 0,39 mm. Tas tiek pārveidots par 0, 015354331 collas, Yayy!

Kā jau minēts, mēs vēlamies iedziļināties tāfelē 0,25 mm dziļumā, tāpēc mēs kā mērķa dziļumu ierakstām -0,0098425197 collas. Pazemināšanas vērtībai vajadzētu būt lielākai, lai griezējs izietu cauri vienā piegājienā.

Es atklāju, ka padeves ātrums 150 mm/min un ieniršanas ātrums 50 mm/min labi darbojas manā mašīnā.

Noklikšķiniet uz Labi.

11. darbība: logotips

Izvēlieties logotipu/tekstu un dodieties uz CAM -> sekojiet ceļa darbībai.

Lai iegūtu sīkāku informāciju par logotipu, es izmantoju 20 ° 0,2 mm V-Bit. Tā kā, veicot šo darbību, griezēja centrs seko ceļiem (atšķirībā no profila darbības, kur griezēja "mala" seko ceļam), nav svarīgi, ko ievadāt attiecībā uz instrumenta diametru.

Mērķa dziļums šajā laikā ir -0,2 mm (lai iegūtu sīkāku informāciju).

Visas pārējās vērtības ir tādas pašas kā izolācijas frēzēšanai.

Noklikšķiniet uz Labi.

12. solis: kontūru pāreja

Tagad mēs vēlamies izgriezt mūsu PCB no vara pārklājuma plāksnes.

Izvēlieties ārējo kontūru un ierakstiet nepieciešamās vērtības.

Es izmantoju 3 mm četrkārtas uzgali ar padevi aptuveni 400 mm/min un 50 mm/min. Pakāpiens bija 0,4 mm.

Noklikšķiniet uz Labi.

Dodieties uz CAM -> aprēķiniet visu.

Dodieties uz CAM -> eksportēt gcode.

Eksportējiet visas darbības vienā failā. Tā kā katrai darbībai ir nepieciešams cits rīks, failus vislabāk ir nosaukt pēc rīka.

13. solis: urbšana

Pārlādējiet lapu, lai sāktu "jaunu projektu".

Atveriet failu "*jūsu faila nosaukums*_etch_mask_bottom_mirror.svg". Pirms to izdarīšanas neaizmirstiet SVG mērogošanu nomainīt uz 90 ppi!

Izvēlieties visus caurumus.

Dodieties uz CAM -> urbšanas darbība.

Es izmantoju 0,8 mm urbi. Mans dēlis bija 1,5 mm biezs, tāpēc tīram caurumam mērķa dziļumam izmantoju -2 mm. Lai urbis varētu iziet vienā piegājienā, tam vajadzētu būt lielākam par šo vērtību. Es izmantoju ieniršanas ātrumu aptuveni 50 mm/min.

Noklikšķiniet uz Labi, un visi caurumi tiek automātiski atklāti.

Dodieties uz CAM -> aprēķiniet visu.

Eksportējiet savu gcode.

14. darbība: iekārtas sagatavošana

Izmantojiet dažas divpusējas lentes sloksnes, lai pielīmētu vara pārklātu dēli pie mašīnas spoilera.

Pārliecinieties, vai šī spoilera daļa ir pilnīgi līdzena, piemēram, varat to izlīdzināt ar frēzēšanas kabatu (tai jābūt tikai 0,5 mm dziļai).

Vai arī izmantojiet pašlīmeņotāju. GRBL lietotājiem to var izdarīt, izmantojot chilipeppr.

15. darbība: sāciet frēzēšanu…

Ievietojiet 45 ° V bitu

Gcode failu nulles atrašanās vieta atrodas apakšējā kreisajā stūrī un krājuma virsmas augšpusē.

Tāpēc virziet savu mašīnu pie krājuma apakšējā kreisā stūra un nolaidiet vārpstu tā, lai uzgaļa gals tikko nepieskartos virsmai. Iestatiet to kā nulles atrašanās vietu un sāciet izolācijas frēzēšanu.

16. solis:… urbšana…

Nomainiet instrumentu uz 0,8 mm urbi un iestatiet jauno Z nulli, kad uzgalis pieskaras virsmai. Sāciet urbt caurumus.

17. solis:… gravēšana

Nomainiet rīku uz 20 ° V bitu un sāciet logotipa/teksta gravēšanas darbību.

18. solis: izgrieziet

Pēdējais solis ir izgriezt PCB no krājuma materiāla.

Lai to izdarītu, izmantojiet 3 mm gala dzirnavas un otro profila darbību.

19. solis: panākumi

Turpiniet ar savu jauno mājās gatavoto PCB!

Ja esat ātrs (un jūsu dizains nav pārāk sarežģīts), varat to no idejas līdz produktam padarīt mazāk nekā 1 stundas laikā.

Es ceru, ka šī apmācība jums palīdzēs jūsu projektos, un, ja vēlaties, varat balsot par mani šīs lapas augšpusē vai šeit. Paldies!

Otrā balva prātā par dizainu