Проектиране на печатни платки и фрезоване на изолация, използвайки само безплатен софтуер: 19 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

В тази инструкция ще ви покажа как да проектирате и изработвате свои собствени печатни платки, като използвате изключително безплатен софтуер, който работи както на Windows, така и на Mac.

Нещата, от които се нуждаете:

• компютър с интернет връзка
• cnc мелница/рутер, колкото по -точни, толкова по -добре
• 45 °/20 ° V-бит
• Свредло 0,8 мм
• 3 мм крайна фреза
• медна дъска
• двустранна лепяща лента

Стъпка 1: Вземете софтуера

Нуждаете се от следния софтуер:

• Фризиране
• Inkscape
• Makercam

Кликнете върху връзките, изтеглете и инсталирайте софтуера на вашия компютър. Makercam не е необходимо да се изтегля/инсталира, тъй като работи директно във вашия браузър.

Стъпка 2: Проектиране във Fritzing

Започнете Fritzing и започнете нова скица.

Отидете на изглед на дъска, като щракнете върху раздела макет в горната част на прозореца.

От дясната страна е вашата библиотека с части, изберете компонентите, които искате във вашата схема, и ги плъзнете и пуснете в прозореца на макета. Уверете се, че частите имат желаните спецификации, като извод, стойност и размер. Можете да промените тези променливи на избрания компонент в Инспектора в долния десен ъгъл на екрана.

В този пример правя схема, която използва Arduino Nano за превключване на 12V реле. За това се нуждая от транзистор с резистор към основата, както и захващащ диод успоредно на бобината на релето и два винтови клеми.

Връзките/проводниците между компонентите се осъществяват чрез щракване и плъзгане по крак/щифт на компонента. Точки на огъване в проводниците могат да бъдат направени чрез щракване и плъзгане вътре в проводника.

Направете всички връзки, от които се нуждаете и бихте направили на истинска макет, за да работи веригата.

Стъпка 3: Схематичен изглед

Сега отидете до схематичен изглед.

Ще видите електрическа схема с всички ваши компоненти и техните връзки. Подредете нещата, като плъзнете компонентите в разумен ред и щракнете и плъзнете прекъснатите линии за връзка, така че да не се пресичат.

Стъпка 4: Изглед на печатни платки

Отидете на PCB View.

Плъзнете компонентите си в разумен ред. Добро правило е да поставите компонентите с най -много щифтове в центъра, а другите компоненти наоколо. Опитайте се да получите компактно разпределение.

Частите се заключват автоматично към мрежата, която виждате на заден план. За да промените размера на мрежата, отидете на View -> Set grid size.

Стъпка 5: Автоматично насочване

Щракнете върху Маршрутизация -> Настройки на автоматично маршрутизиране/DRC и изберете персонализиран тип производство. Сега можете да зададете ширината на следата до желаната дебелина в зависимост от вашата машина/крайни фрези/верига. Използвах 48 мили. Щракнете върху „OK“.

Изберете сивия правоъгълник (платката за печатни платки) и в Инспектора променете падащото меню на слоевете на "един слой (едностранно)".

Сега натиснете бутона Autoroute в долната част на прозореца и оставете компютъра да свърши маршрутизацията!

Стъпка 6: Още малко маршрутизиране

Когато автоматичното маршрутизиране приключи, подредете следите, като щракнете и плъзнете техните точки на огъване. Щракнете с десния бутон върху точката на огъване и изберете премахване на точката на огъване, за да я премахнете.

Понякога има връзки, които Autorouter не може да насочи. Трябва да ги насочите ръчно, като щракнете и плъзнете прекъснатите линии за връзка. Използвайте Jumpers от библиотеката с части за прескачане на следи, които иначе бихте пресекли.

Можете също да добавите текст/лога, които ще се показват в медната маска, като плъзнете „Изображение за копринен екран“или „Текст за копринен екран“от библиотеката на дъската си. Изберете вашето лого и в инспектора под падащо меню Поставяне - печатна платка изберете „медно дъно“. можете да заредите и вашите.svg файлове, като кликнете върху „зареждане на файл с изображение“в инспектора.

Стъпка 7: Проверете веригата си

Ако смятате, че сте готови с маршрутизирането, щракнете върху Маршрутизиране -> Правила за проектиране Проверете за автоматично проверяване на вашето творение за пропуснати връзки / припокриващи се или пресичащи се следи.

Опитайте се да отстраните всички грешки и повтаряйте DRC, докато няма повече проблеми. Дизайнът е завършен!

Експортирайте вашата печатна платка като.svg файлове, като щракнете върху „Експорт за печатна платка“в долната част. Кликнете върху малката стрелка на бутона Експорт и изберете „Etchable (SVG)“.

Ще получите куп svg, експортирани в избраната от вас директория, но ние ще използваме само две от тях:

• *вашето име на файл*_etch_copper_bottom_mirror.svg
• *вашето име на файл*_etch_mask_bottom_mirror.svg

Всички други файлове могат да бъдат изтрити.

Стъпка 8: Inkscape

Отворете *yourfilename *_etch_copper_bottom_mirror.svg в Inkscape, изберете всичко и многократно натискайте ctrl+shift+g, докато всичко се разгрупира.

Изберете изглед -> режим на показване -> контур. Сега ще виждате само векторите без запълване или ход.

Изберете всички следи и отидете на Path -> Stroke to Path.

Изберете всички следи и отидете на Път -> Съюз.

Запазване.

Файлът е готов за CAM!

Другият.svg, който експортирахме от фризирането, не е необходимо да се обработва в Inkscape.

Стъпка 9: Makercam

Отворете браузъра си и отидете на makercam.com.

Отидете на Редактиране -> Редактиране на предпочитания и променете разделителната способност на SVG Import по подразбиране на 90 ppi.

Отидете на Файл -> Отворете SVG файл, отворете директорията си и изберете файла „*yourfilename*_etch_copper_bottom_mirror.svg“.

Стъпка 10: Изолационно фрезоване

Изберете всичките си следи (но не и вътрешните кръгове на щифтовете) и отидете на операцията CAM -> профил.

Ако вашият CNC е базиран на GRBL, може да искате да направите всички CAM в makercam в имперски единици (вижте тук за допълнителна справка). Така че трябва да конвертирате всичките си милиметри в инчове, преди да ги въведете.

Ако използвате 45 ° V-бит с накрайник 0,2 мм за изолационния процес на фрезоване и се гмурнете с 0,25 мм в материала, ефективният диаметър на инструмента на повърхността на вашата медна облицована дъска е 0,39 мм. Това се превръща в 0, 015354331 инча, Yayy!

Както казахме, ние искаме да отидем на 0,25 мм дълбоко в дъската, затова въвеждаме -0,0098425197 инча като нашата дълбочина на целта. Стъпващата стойност трябва да бъде по-голяма от тази, така че фрезата да премине през един единствен проход.

Установих, че скоростта на подаване 150 мм/мин и скоростта на потапяне 50 мм/мин работят добре на машината ми.

Щракнете върху OK.

Стъпка 11: Лого

Изберете логото/текста и отидете на CAM -> следвайте операцията по пътя.

За повече подробности в логото използвах 20 ° 0,2 мм V-бит. Тъй като с тази операция центърът на вашата фреза следва пътеките (за разлика от операцията с профил, където "ръбът" на фрезата следва пътя), не е критично какво въвеждате като диаметър на инструмента.

Целевата дълбочина е този път -0.2 мм (за повече подробности).

Всички други стойности са същите като при изолационното фрезоване.

Щракнете върху OK.

Стъпка 12: Contour Pass

Сега искаме да изрежем нашата печатна платка от дъската, покрита с мед.

Изберете външния контур и въведете необходимите стойности.

Използвах 3 мм 4-флейтов бит с подаване около 400 мм/мин и спускане 50 мм/мин. Стъпката надолу беше 0.4 мм.

Щракнете върху OK.

Отидете на CAM -> изчислете всички.

Отидете на CAM -> експортирайте gcode.

Експортирайте всяка операция в един файл. Тъй като всяка операция се нуждае от друг инструмент, най -добре е да кръстите файловете на инструмента.

Стъпка 13: Пробиване

Презаредете страницата, за да започнете „нов проект“.

Отворете файла "*yourfilename*_etch_mask_bottom_mirror.svg". Не забравяйте да промените SVG-мащабирането на 90ppi, преди да го направите!

Изберете всички дупки.

Отидете на CAM -> тренировка.

Използвах свредло 0,8 мм. Дъската ми беше с дебелина 1,5 мм, така че за чиста дупка използвах -2 мм за дълбочината на целта. Разстоянието на кълване трябва да бъде по -голямо от тази стойност, за да може тренировката да премине за един проход. Използвах скорост на потапяне от около 50 мм/мин.

Щракнете върху OK и всички дупки се откриват автоматично.

Отидете на CAM -> изчислете всички.

Експортирайте вашия gcode.

Стъпка 14: Подготовка на машината

Използвайте няколко ленти от двустранна лента, за да залепите медната облицована дъска към спойлера на вашата машина.

Уверете се, че тази част от спойлера е напълно равна, например можете да я изравните с фрезоване на джоб (просто трябва да е с дълбочина 0,5 мм) в нея.

Или използвайте автоматичен нивелир. За потребителите на GRBL това може да стане с помощта на chilipeppr.

Стъпка 15: Започнете фрезоване…

Заредете 45 ° V-бита

Нулевото местоположение на gcode файловете е в долния ляв ъгъл и върху горната повърхност.

Затова придвижете машината си близо до долния ляв ъгъл на запаса и спуснете шпиндела, така че върхът на накрайника едва да докосва повърхността. Задайте това като ваше нулево местоположение и стартирайте изолационното фрезоване.

Стъпка 16: … пробиване …

Сменете инструмента на свредло 0,8 мм и задайте новата си Z нула, когато върхът докосва повърхността. Започнете да пробивате дупките.

Стъпка 17: … гравиране

Променете инструмента на 20 ° V-бит и стартирайте операцията по следния път за гравиране на логото/текста.

Стъпка 18: Изрежете

Последната стъпка е да изрежете печатната платка от изходния материал.

Използвайте 3мм крайната фреза и втората профилна операция, за да направите това.

Стъпка 19: Успех

Ето го и вашата нова домашна печатна платка!

Ако сте бързи (и вашият дизайн не е твърде сложен), можете да го направите от идея до продукт за по -малко от 1 час.

Надявам се този урок да ви помогне в вашите проекти и ако искате, можете да гласувате за мен в горната част на тази страница или тук. Благодаря ти!

Втора награда в съзнанието за дизайн