Reka Bentuk PCB dan Pengilangan Isolasi Hanya Menggunakan Perisian Percuma: 19 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Dalam Instructable ini saya akan menunjukkan kepada anda cara merancang dan membuat PCB anda sendiri, secara eksklusif menggunakan perisian percuma yang dijalankan di Windows dan juga pada Mac.

Perkara yang anda perlukan:

• komputer dengan sambungan internet
• cnc mill / router, semakin tepat semakin baik
• 45 ° / 20 ° V-Bit
• Bit gerudi 0.8mm
• Endmill 3mm
• papan berpakaian tembaga
• pita pelekat dua sisi

Langkah 1: Dapatkan Perisian

Anda memerlukan perisian berikut:

• Fritzing
• Inkscape
• Makercam

Klik pada pautan, muat turun dan pasang perisian di komputer anda. Makercam tidak perlu dimuat turun / dipasang kerana ia berjalan terus di penyemak imbas anda.

Langkah 2: Merancang dalam Fritzing

Mulakan Fritzing dan mulakan lakaran baru.

Pergi ke paparan papan roti dengan mengklik tab papan roti di bahagian atas tetingkap.

Di sebelah kanan adalah bahagian perpustakaan anda, pilih komponen yang anda mahukan di litar anda dan seret & lepaskan ke tetingkap papan roti. Pastikan bahagian mempunyai spesifikasi yang diinginkan seperti pinout, nilai dan ukuran. Anda boleh mengubah pemboleh ubah komponen yang dipilih di Inspektor ke kanan bawah skrin anda.

Dalam contoh ini saya membuat litar yang menggunakan Arduino Nano untuk menukar geganti 12V. Untuk ini, saya memerlukan transistor dengan perintang ke pangkalan dan juga diod penangkap selari dengan gegelung geganti dan dua terminal skru.

Sambungan / wayar antara komponen dibuat dengan mengklik dan menyeret pada kaki / pin komponen. Titik lengkung di wayar dapat dibuat dengan mengklik dan menyeret ke dalam wayar.

Buat semua sambungan yang anda perlukan dan lakukan pada papan roti sebenar agar litar berfungsi.

Langkah 3: Pandangan Skematik

Sekarang arahkan ke Paparan Skematik.

Anda akan melihat gambarajah pendawaian dengan semua komponen dan sambungannya. Rapi semuanya dengan menyeret komponen dalam urutan yang wajar dan mengklik dan menyeret garis sambungan putus-putus sehingga mereka tidak bersilang.

Langkah 4: Paparan PCB

Pergi ke Paparan PCB.

Seret komponen anda mengikut urutan yang munasabah. Peraturan praktis yang baik adalah meletakkan komponen dengan pin paling banyak ke tengah dan komponen lain di sekitar. Cuba dapatkan sebaran yang padat.

Bahagian terkunci secara automatik ke grid yang anda lihat di latar belakang. Untuk mengubah ukuran grid pergi ke View -> Tetapkan ukuran grid.

Langkah 5: Autoroute

Klik pada Routing -> Autorouter / DRC setting dan pilih jenis produksi tersuai. Kini anda boleh menetapkan lebar jejak ke ketebalan yang diingini bergantung pada mesin / endmill / litar anda. Saya menggunakan 48 juta. Klik "OK".

Pilih segi empat tepat kelabu (Papan PCB) dan di Inspektor ubah lapisan jatuh ke "satu lapisan (satu sisi)".

Sekarang tekan butang Autoroute di bahagian bawah tetingkap dan biarkan komputer melakukan kerja penghalaan!

Langkah 6: Beberapa Laluan Lagi

Apabila Autorouting selesai, rapi jejak dengan mengklik dan menyeret titik bengkok mereka. Klik kanan pada bendpoint dan pilih remove bendpoint untuk menghapusnya.

Kadang-kadang ada sambungan yang tidak dapat dilalui oleh Autorouter. Anda harus mengarahkannya dengan tangan dengan mengklik dan menyeret garis sambungan putus-putus. Gunakan jumper dari bahagian perpustakaan untuk melintasi jejak yang tidak akan anda persimpangan.

Anda juga boleh menambahkan teks / logo yang akan muncul di topeng tembaga dengan menyeret "Silkscreen Image" atau "Silkscreen Text" dari perpustakaan ke papan anda. Pilih logo anda dan di bawah menu Penetapan di bawah Penempatan - lapisan pcb pilih "bahagian bawah tembaga". anda juga boleh memuatkan fail.svg anda sendiri dengan mengklik "muatkan fail gambar" di pemeriksa.

Langkah 7: Periksa Litar Anda

Sekiranya anda rasa anda sudah siap dengan perutean klik pada Perutean -> Peraturan Reka Bentuk Periksa secara automatik memeriksa ciptaan anda untuk sambungan yang terlepas / jejak bertindih atau bersilang.

Cuba hapuskan semua kesalahan dan ulangi DRC sehingga tidak ada lagi masalah. Reka bentuk selesai!

Eksport PCB anda sebagai fail.svg dengan mengklik "Eksport untuk PCB" di bahagian bawah. Klik pada anak panah kecil pada butang Eksport dan pilih "Etchable (SVG)".

Anda akan mendapat banyak svg yang dieksport dalam direktori pilihan anda tetapi kami hanya akan menggunakan dua daripadanya:

• * namafilem anda * _etch_copper_bottom_mirror.svg
• * namafilem anda * _etch_mask_bottom_mirror.svg

Semua fail lain boleh dihapuskan.

Langkah 8: Inkscape

Buka * namafilem anda * _etch_copper_bottom_mirror.svg di Inkscape, pilih semuanya dan tekan berulang kali ctrl + shift + g sehingga semuanya tidak dikelompokkan.

Pilih paparan -> mod paparan -> garis besar. Anda sekarang hanya akan melihat vektor tanpa isian atau pukulan.

Pilih semua jejak dan pergi ke Path -> Stroke to Path.

Pilih semua jejak dan pergi ke Path -> Union.

Jimat.

Failnya kini sudah siap untuk CAM!

. Svg lain yang kami eksport dari fritzing tidak perlu diproses di Inkscape.

Langkah 9: Makercam

Buka penyemak imbas anda dan pergi ke makercam.com.

Pergi ke Edit -> Edit pilihan dan ubah resolusi lalai Import SVG menjadi 90 ppi.

Pergi ke Fail -> Buka fail SVG, arahkan ke direktori anda dan pilih fail "* yourfilename * _etch_copper_bottom_mirror.svg".

Langkah 10: Pengilangan Pengasingan

Pilih semua jejak anda (tetapi bukan lingkaran dalam pin) dan pergi ke operasi profil CAM ->.

Sekiranya CNC anda berasaskan GRBL, anda mungkin mahu melakukan semua CAM di makercam dalam unit imperial (lihat di sini untuk rujukan lebih lanjut). Oleh itu, anda mesti menukar semua milimeter anda ke inci sebelum memasukkannya.

Sekiranya anda menggunakan 45 ° V-Bit dengan hujung 0.2mm untuk proses pengasingan pengasingan dan menyelam 0.25mm ke dalam bahan, diameter alat yang berkesan di permukaan papan tembaga anda ialah 0.39mm. Ini berubah menjadi 0, 015354331 inci, Yayy!

Seperti yang telah kami katakan, kami ingin berada di dalam papan sejauh 0.25mm, jadi kami mengetik -0.0098425197 inci sebagai kedalaman sasaran kami. Nilai turun ke bawah harus lebih besar daripada itu sehingga pemotong melalui satu hantaran.

Saya mendapati kadar suapan 150mm / min dan kadar penurunan 50mm / min berfungsi dengan baik pada mesin saya.

Klik OK.

Langkah 11: Logo

Pilih logo / teks dan pergi ke CAM -> ikuti operasi jalan.

Untuk lebih terperinci dalam logo, saya menggunakan V-Bit 20 ° 0.2mm. Oleh kerana dengan operasi ini, pusat pemotong anda mengikuti jalan (berbanding operasi profil di mana "tepi" pemotong mengikuti jalan), tidak penting untuk anda taipkan mengenai diameter alat.

Kedalaman sasaran kali ini -0.2mm (untuk lebih terperinci).

Semua nilai lain adalah sama dengan pengasingan pengasingan.

Klik OK.

Langkah 12: Pas Kontur

Sekarang kami mahu memotong PCB kami dari papan berpakaian tembaga stok.

Pilih kontur luar dan taipkan nilai yang diperlukan.

Saya menggunakan bit 4-flute 3mm dengan umpan sekitar 400mm / min dan penurunan 50mm / min. Langkah ke bawah adalah 0.4mm.

Klik OK.

Pergi ke CAM -> hitung semua.

Pergi ke CAM -> eksport gcode.

Eksport setiap operasi dalam satu fail. Oleh kerana setiap operasi memerlukan alat lain, sebaiknya beri nama fail mengikut alat.

Langkah 13: Penggerudian

Muat semula halaman sehingga anda memulakan "projek baru".

Buka fail "* yourfilename * _etch_mask_bottom_mirror.svg". Jangan lupa menukar penskalaan SVG menjadi 90ppi sebelum melakukannya!

Pilih semua lubang.

Pergi ke CAM -> operasi gerudi.

Saya menggunakan bit gerudi 0.8mm. Papan saya setebal 1.5mm, jadi untuk lubang bersih saya menggunakan -2mm untuk kedalaman sasaran. Jarak Peck harus lebih besar daripada nilai ini untuk latihan dalam satu hantaran. Saya menggunakan kadar penurunan sekitar 50mm / min.

Klik OK dan semua lubang dapat dikesan secara automatik.

Pergi ke CAM -> hitung semua.

Eksport kod anda.

Langkah 14: Menyiapkan Mesin

Gunakan beberapa helai pita dua sisi untuk merekatkan papan berpakaian tembaga ke papan spoil mesin anda.

Pastikan bahagian spoilboard ini sama rata, misalnya anda boleh meratakannya dengan menggiling saku (hanya perlu sedalam 0.5mm) ke dalamnya.

Atau gunakan penjual automatik. Bagi pengguna GRBL ini boleh dilakukan dengan menggunakan chilipeppr.

Langkah 15: Mulakan Pengilangan …

Muatkan 45 ° V-Bit

Lokasi sifar fail gcode berada di sudut kiri bawah dan di atas permukaan stok.

Oleh itu, arahkan mesin anda ke sudut kiri bawah stok dan turunkan gelendong sehingga hujung bit hampir tidak menyentuh permukaan. Tetapkan ini sebagai lokasi sifar anda dan mulakan pengilangan pengasingan.

Langkah 16:… penggerudian…

Tukar alat ke bit gerudi 0.8mm dan tetapkan sifar Z baru anda apabila hujungnya menyentuh permukaan. Mula menggerudi lubang.

Langkah 17: … ukiran

Tukar alat ke 20-V-Bit dan mulakan operasi jalan ikuti untuk mengukir logo / teks.

Langkah 18: Potong

Langkah terakhir adalah memotong PCB daripada stok bahan.

Gunakan hujung 3mm dan operasi profil kedua untuk melakukannya.

Langkah 19: Berjaya

Di sana anda pergi dengan PCB buatan sendiri yang baru!

Sekiranya anda pantas (dan reka bentuk anda tidak terlalu rumit) anda boleh membuatnya dari idea hingga produk dalam masa kurang dari 1 jam.

Saya harap Tutorial ini membantu anda dalam projek anda dan jika anda mahu, anda boleh memilih saya di bahagian atas halaman ini atau di sini. Terima kasih!

Hadiah Kedua dalam Minda untuk Reka Bentuk