Простое и дешевое фрезерование печатной платы: 41 шаг (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Я пишу это руководство, потому что считаю его полезным для начинающих по фрезерованию печатных плат очень простым способом и с небольшим бюджетом.

Вы можете найти полный и обновленный проект здесь

Шаг 1. Инструменты: маршрутизатор

Если у вас есть страсть к самодельным вещам, вам необходимо построить роутер.

Для его создания вам понадобится arduino, старый сканер и старый принтер.

Я пишу старое жирным шрифтом, потому что в новых устройствах иногда нет шагового двигателя, но есть щеточный двигатель с устройством обратной связи.

Чем если у вас дома есть дремель, он идеально подходит для завершения вашего ЧПУ.

Мой ЧПУ - это (сочетание направляющих для ящиков, epson gt-8700 и Lexmark x642e, все в комплекте с плексигласом).

Наконец я обновил свой роутер:

www.mischianti.org

Шаг 2: Инструменты: Электронный маршрутизатор

Компонент ЧПУ

• Arduino UNO.
• CNC Shield (eBay).
• DRV8825 (eBay).
• Шаговый от сканера и принтера.
• Реле для активации Dremel (eBay).
• Вы должны создать плату, чтобы устранить шум от концевого выключателя.
• Я использую Bluetooth HC-05 для управления ЧПУ, потому что шум dremel очень высок, и я предпочитаю управление из другой комнаты (eBay) (объясните подключение здесь).

Программа / прошивка на Ардуино

Вы можете найти здесь программу для загрузки в Arduino (я должен изменить некоторые свойства кода, чтобы использовать его без регулятора скорости, мой дремель активируется или деактивируется без ШИМ)

Шаг 3: Инструменты: односторонняя плакированная медью пластина FR4

Для проекта я выбрал одностороннюю плакированную медью пластину толщиной 1,5 мм.

eBay

Существует 2 варианта: один с желтым (ламинат) и другим белым материалом (стекловолокно), второй лучше поддается фрезеровке.

Шаг 4: Инструменты: бит V-образного типа (угол 10 ° и наконечник 0,1 мм)

Это очень дешевый бит, я покупаю 10 штук за 3 доллара, и работает хорошо.

eBay

Шаг 5: Инструменты: обжаривание

Красивая программа для прототипа платы.

fritzing.org/home/

Шаг 6: Инструменты: FlatCam

Указанная программа для создания gcode из файла Gerber.

flatcam.org/

Шаг 7: Инструменты: универсальный отправитель GCode

Я люблю использовать эту программу для управления своим ЧПУ, но вы можете использовать то, что хотите.

winder.github.io/ugs_website/

Шаг 8: Запуск проекта

Для начала нам нужен проект, мне нравится создавать быстрые прототипы платы для моей IC, и мне нравится программировать с ESP01, мне нравится работать только с двумя проводами (так что я могу использовать Serial olso), поэтому PCF8574 IC a I / Расширитель портов O по протоколу i2c - мой первый прототип платы.

Входная розетка - GND, VCC, SDA и SCL, DIP-переключатель-03 предназначен для установки адреса i2c.

Затем есть 8 гнездовых контактов для ввода / вывода (P0-P7) и контакт прерывания рядом с контактом SDA SCL.

Вы можете найти библиотеку для простого использования IC здесь и инструкции здесь.

Шаг 9: Фритцинг: проект

Сначала вы должны создать свой прототип на макете.

Как видите, единственное отличие от «обычной платы-прототипа» состоит в том, что я добавляю гнездовой контакт.

Я добавляю это, потому что у меня есть эти контакты в схеме печатной платы.

Если вы хотите, вы можете создать схему для лучшего понимания, но в этом нет необходимости.

Шаг 10: Fritzing: начните рисовать печатную плату

Затем в третьей вкладке у вас есть зашифрованная печатная плата, и здесь мы должны работать.

Позиционирование очень простое, поэтому добавлю лишь несколько советов.

Шаг 11: Fritzing: выберите правильный макет печатной платы

Сначала выберите серую печатную плату и на правой панели выберите однослойную печатную плату.

Шаг 12: Фриттинг: используйте перемычку для перекрытия

Затем приступайте к размещению элемента на плате.

Чем соединить элемент, когда у вас есть перекрытие, вы можете использовать элемент перемычки, вы можете найти его в конце основных частей с другим полезным инструментом для создания печатной платы.

Шаг 13: Фриттинг: для кольца с большим отверстием

Мне нужно подключить 2 элемента, но 2 провода находятся посередине, поэтому вы можете использовать перемычку для этого.

Иногда я не использую перемычку, потому что мне нравится делать отверстие больше обычного.

Вы можете указать размер, когда я смогу сделать отверстие 0,8 0,8 (для кольца большего диаметра).

Шаг 14: Фриттинг: установите размер печатной платы, чтобы уменьшить количество отходов

Я покупаю пустую печатную плату размером 7 x 5 см.

Чтобы получить лучшую поверхность фрезерования, я предпочитаю использовать несколько медных проводов под углом 45 °, и я собираюсь использовать большую поверхность с минимальными отходами, поэтому я выбираю подмножественные размеры, такие как 1/2 от размера 3,5 см x 5 см.

Шаг 15: Фриттинг: используйте медную проволоку большего размера

Когда вы используете несколько углов 45 °, вы можете получить толстую медную проволоку.

Медный провод большего диаметра более безопасен при прокладке печатной платы.

Так что выберите медный провод и «толстый» на панели.

Шаг 16: Фритцинг: создавать компоненты не всегда

В этом проекте мне нужен микропереключатель 03, но в Fritzing у вас есть 02 и 08, если вы хотите, вы можете создать компонент или перекрыть два из них, чтобы создать один микропереключатель 03.

Шаг 17: Фритцинг: немного текста на печатной плате

Если вы хотите добавить текст на печатную плату, вы можете использовать текстовый инструмент.

Теперь мы создаем одностороннюю печатную плату, чтобы написать что-то вроде второго изображения.

Вы должны выбрать нижнюю часть шелкографии, и для хорошей читаемости, я думаю, вы должны установить высоту текста 4 мм.

Шаг 18: Фритзинг: соедините все элементы

В конце когда соединяете все элементы и пишете то, что хотите.

Типичный результат на изображении.

Шаг 19: Фритцинг: создание файла Gerber

Во Fritzing мы можем экспортировать файл gerber из меню FileExport для ProductionExtended Gerber.

Выберите папку и вперед.

Имя сгенерированного файла вполне читабельно.

Шаг 20: FlatCam: настройки

Сначала я установил для FlatCam какое-то значение по умолчанию.

Я установил 0,57 для диаметра инструмента [метр], потому что это максимальный размер инструмента без слишком большого количества перекрытий.

Для Excellon (информация о сверле) я установил 1,5 мм, потому что это толщина медного покрытия, которое я покупаю.

Область закраски Я установил перекрытие (0,01) и поле (0,1) очень низким, чтобы создать маленькую букву.

Граница ставится на маржу 0,1, рекомендуется другое значение.

Шаг 21: FlatCam: импорт файла

Вы должны импортировать в FlatCam так:

Файл Open Gerber

• CopperBottom.gbl
• silkBottom.gbo
• contour.gm1

Файл Открыть Excellon

Drill.txt

Шаг 22: FlatCam: создание задания с ЧПУ (сверление)

Последний - сверление, но Excellon уже геометрия.

Я не хочу менять бит; Я использовал ту же самую насадку и перфоратор, чтобы увеличить самую маленькую часть V-образного отверстия. Или, если можно установить низкую глубину и закончить отверстие сверлом 0,75 мм.

Я также использую перфоратор для удаления медных соединений, которые не удаляются ЧПУ.

• Выберите файл Drill.txt на экране, где есть список размеров бит, щелкните и выберите все (Ctrl + a).
• Затем перейдите к созданию задания ЧПУ.
• Отрезок Z - это глубина отверстия, я установил его на -1,5 мм высоты медного покрытия.

Шаг 23: FlatCam: создание задания ЧПУ (CopperBottom)

Диаметр инструмента, как обычно, 0,57, и при необходимости установите скорость шпинделя (я использую dremel с дополнительной скоростью).

Шаг 24: FlatCam: создание задания ЧПУ (silkBottom)

Теперь выберите элемент «Комбо» (созданный из геометрии соединения silkBottom), затем «Создать задание ЧПУ».

Шаг 25: FlatCam: создание задания ЧПУ (контур)

Наконец, выберите contour.gm1_cutout.

Здесь я предпочитаю создавать срез глубиной 0,5 мм, затем я режу до линии оловянными ножницами, поэтому я установил 0,5 конечной глубины и 0,05 для прохода.

Шаг 26: FlatCam: создание файла Gcode

В FlatCam выберите один к одному файл «* _cnc» и «Экспорт G-кода».

Шаг 27: универсальный отправитель GCode

Использую для отправки команды в ПХГ ЧПУ, это очень просто и красиво.

Обычный порядок резки:

• медьДно
• метка
• дрель
• граница

Шаг 28: универсальный отправитель GCode: моделирование

Вот симуляция Universal GCode Sender.

Шаг 29: нанесите медное покрытие на маршрутизатор

Я использую биадезив, чтобы удерживать медь на поверхности.

В этой части я использую фотографию другого проекта, который у меня есть прямо сейчас.

Шаг 30: начать маршрутизацию

После установки нулевой координаты приступайте к трассировке.

В этой части я использую фотографию другого проекта, который у меня есть прямо сейчас

Шаг 31: Начать маршрутизацию: видео

Закончить медную нижнюю фрезеровку.

Шаг 32: грязный результат

Когда закончите результат довольно некрасивый.

В этой части я использую фотографию другого проекта, который у меня есть прямо сейчас

Шаг 33: шлифовальная доска

С помощью наждачной бумаги печатная плата принимает форму.

Затем ножницами обрежьте границу.

В этой части я использую фотографию другого проекта, который у меня есть прямо сейчас.

Шаг 34: Фрезерование плакированной меди

Теперь у нас есть первое представление о печатной плате.

Шаг 35: пайка компонента

На полноценной печатной плате толщина медного кольца довольно тонкая, но припаять его не проблема.

Шаг 36: окончательный результат

Результат Все в порядке.

Шаг 37: Примеры: ЖК-адаптер I2c

Ссылка на библиотеку здесь.

Шаг 38: Примеры: прототип платы Pcf8591

Ссылка на библиотеку здесь.

Шаг 39: Примеры: прототип платы ESP-01

Очень полезно использовать все 4 контакта ESP01 и управлять внешним источником питания.

Шаг 40: Примеры: минимальная версия прототипной платы Pcf8574

Эта версия - мой наименьший размер платы с очень тонким медным проводом под углом 45 °.

Ссылка на библиотеку здесь.