Kolay ve Ucuz PCB Frezeleme: 41 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu kılavuzu yazıyorum çünkü PCB'yi çok basit bir şekilde ve düşük bütçeyle frezelemeye yardımcı bir başlangıç öğreticisi olduğunu düşünüyorum.

Tam ve güncel projeyi burada bulabilirsiniz

Adım 1: Cihazlar: Yönlendirici

Ev yapımı şeyler için biraz tutkunuz varsa, bir yönlendirici oluşturmalısınız.

Bunu inşa etmek için arduino'ya eski bir tarayıcıya ve eski bir yazıcıya ihtiyacınız var.

Eskiyi kalın harflerle yazıyorum çünkü yeni cihazın bazen bir step motoru değil, geri besleme cihazı olan fırça motoru var.

Evinizde böyle bir dremel varsa, CNC'nizi tamamlamak için mükemmeldir.

Benim CNC'm bu (çekmece kılavuzları, epson gt-8700 ve Lexmark x642e'nin tamamı pleksiglas ile tamamlanmış).

Sonunda yönlendiricimi yükseltiyorum:

www.mischianti.org

Adım 2: Aletler: Yönlendirici Elektronik

CNC Bileşeni

• Arduino UNO.
• CNC Kalkanı (eBay).
• DRV8825 (eBay).
• Tarayıcı ve Yazıcıdan Stepper.
• Dremel'i (eBay) etkinleştirmek için röle.
• Limit anahtarından gelen gürültüyü ortadan kaldırmak için bir pano oluşturmalısınız.
• CNC'yi kontrol etmek için HC-05 bluetooth kullanıyorum çünkü dremel'in gürültüsü çok yüksek ve başka bir odadan (eBay) kontrolü tercih ediyorum (Bağlantıyı burada açıklayın).

Arduino'da program/bellenim

Arduino'ya yüklenecek programı burada bulabilirsiniz (hız regülatörü olmadan kullanmak için kodun bazı özelliklerini değiştirmeliyim, dremel'im PWM olmadan etkinleştirilir veya devre dışı bırakılır)

Adım 3: Aletler: FR4 Tek Taraflı Bakır Kaplı Plaka

Proje için 1,5 mm inceliğinde tek taraflı Bakır kaplı plaka seçiyorum.

eBay

Biri sarı (laminat) ve diğeri beyaz malzemeli (Cam Elyaf) 2 varyantı vardır, ikincisi frezeleme için daha iyidir.

Adım 4: Aletler: V Stil Bit (10° Açı ve 0.1mm Uç)

Çok ucuz bir parça, 3 $ için 10 adet satın alıyorum ve iyi çalışıyor.

eBay

Adım 5: Aletler: Fritzing

Pano prototipi için güzel bir program.

fritzing.org/home/

Adım 6: Cihazlar: FlatCam

Gerber dosyasından gcode oluşturmak için belirtilen bir program.

flatcam.org/

Adım 7: Araçlar: Evrensel GCode Gönderici

Bu programı CNC'mi kontrol etmek için kullanmayı seviyorum ama istediğinizi kullanabilirsiniz.

winder.github.io/ugs_website/

Adım 8: Projeyi Başlatma

Başlamak için bir projeye ihtiyacımız var, IC'm için hızlı bir prototip kartı oluşturmayı seviyorum ve ESP01 ile programlamayı seviyorum, sadece iki kabloyla çalışmayı seviyorum (böylece Seri olso kullanabilirim), bu nedenle PCF8574 IC a I/ i2c protokolü üzerinden O port genişletici benim ilk prototip kartım.

Giriş dişi pini GND, VCC, SDA ve SCL'dir, dipswitch-03 i2c adresini ayarlamak içindir.

Daha sonra I/O (P0-P7) için 8 dişi pin ve SDA SCL pininin yanında bir Interrupt pini vardır.

Burada IC'yi basit bir şekilde kullanmak için kütüphaneyi ve burada öğretilebilir olanı bulabilirsiniz.

Adım 9: Fritzing: Proje

İlk önce prototipinizi breadboard üzerinde oluşturmalısınız.

Gördüğünüz gibi "normal prototip kartından" tek fark dişi pin eklemem.

Bunu ekliyorum çünkü bu pinlere PCB şemasına sahibim.

İsterseniz daha iyi anlamak için bir şema oluşturabilirsiniz, ancak buna gerek yok.

Adım 10: Fritzing: Draw PCB'yi Başlatın

Üçüncü sekmede şifreli bir PCB'niz var ve burada çalışmalıyız.

Konumlandırma çok basit, bu yüzden sadece bazı tavsiyeler ekliyorum.

Adım 11: Fritzing: Doğru PCB Düzenini Seçin

İlk önce gri bir PCB seçin ve sağ panelde bir katman PCB seçin.

Adım 12: Sürtünme: Örtüşmek için Jumper'ı kullanın

Daha sonra elemanı PCB üzerinde konumlandırmaya başlayın.

Connect element yerine, bir örtüşmeniz olduğunda bir jumper element kullanabilirsiniz, PCB oluşturmak için diğer bazı faydalı araçlarla çekirdek parçaların sonunda bulabilirsiniz.

Adım 13: Fritzing: Daha Büyük Delik Halkası için

2 eleman bağlamam gerekiyor ama 2 tel ortada, böylece bunu yapmak için bir atlama teli kullanabilirsiniz.

Normalden daha büyük delik açmayı sevdiğim için bazen jumper teli kullanmıyorum.

0,8 0,8 delik oluşturabildiğimde boyutu belirtebilirsiniz (daha büyük delik halkası için).

Adım 14: Fritzing: PCB Boyutunu Atığı Azaltacak Şekilde Ayarlayın

Satın aldığım boş PCB 7cm x 5cm.

Daha iyi bir frezeleme yüzeyine sahip olmak için birkaç 45° açılı bakır tel kullanmayı tercih ediyorum ve minimum atıkla daha büyük bir yüzey kullanacağım, bu yüzden 3.5cm x 5cm boyutunun 1/2'si gibi bir alt çoklu boyut seçiyorum.

Adım 15: Fritzing: Daha Büyük Boy Bakır Tel Kullanın

Birkaç 45 ° açı kullandığınızda kalın bir bakır tel oluşturabilirsiniz.

PCB'yi yönlendireceğiniz zaman daha büyük bakır tel daha güvenlidir.

Bu yüzden panelde bakır tel ve "ekstra kalın" seçin.

Adım 16: Fritzing: Bileşenler Oluşturmak Her Zaman Gerekli Değildir

Bu projede bir dipswitch 03'e ihtiyacım var ama Fritzing'de 02 ve 08 var, isterseniz bileşeni oluşturabilirsiniz veya tek bir dipswitch 03 oluşturmak için bunun 2'sini üst üste getirebilirsiniz.

Adım 17: Fritzing: PCB Üzerinde Bazı Metinler

PCB'ye biraz metin eklemek istiyorsanız, bir metin aracı kullanabilirsiniz.

Şimdi ikinci görüntü gibi bir şey yazmak için tek taraflı bir PCB oluşturuyoruz.

Serigrafi altını seçmelisiniz ve iyi bir okunabilirlik için 4mm metin yüksekliğini ayarlamanız gerektiğini düşünüyorum.

Adım 18: Fritzing: Tüm Elemanları Bağlayın

Sonunda tüm elemanları bağladığınızda ve ne istediğinizi yazın.

Tipik sonuç Resimdedir.

Adım 19: Fritzing: Gerber Dosyası Oluşturun

Fritzing'de gerber dosyasını FileExport for ProductionExtended Gerber menüsünden dışa aktarabiliriz.

Bir klasör seçin ve gidin.

Oluşturulan dosyanın adı oldukça okunabilir.

Adım 20: FlatCam: Ayarlar

Önce FlatCam'imde bazı varsayılan değerler belirledim.

Takım çapı[metre] için 0,57 ayarladım çünkü bu, çok fazla örtüşme olmaksızın maksimum takım boyutudur.

Excellon için (matkap bilgisi) 1.5mm olarak ayarladım çünkü bu benim aldığım bakır kaplamanın kalınlığı.

Boya alanını küçük harf oluşturmak için örtüşme (0.01) ve kenar boşluğunu (0.1) çok düşük olarak ayarladım.

Kenar boşluğuna 0,1 konur, diğer değer önerilir.

Adım 21: FlatCam: Dosyayı İçe Aktarın

FlatCam'e şu şekilde içe aktarmalısınız:

Dosya Aç Gerber

• bakırAlt.gbl
• silkBottom.gbo
• kontur.gm1

Dosya Aç Excellon

matkap.txt

Adım 22: FlatCam: CNC İşi Oluşturun (matkap)

Sonuncusu delme ama Excellon zaten geometri.

Biraz değiştirmek istemiyorum; V deliğinin en küçük kısmını büyütmek için hep aynı ucu ve bir delme aleti kullandım. Veya 0,75 mm'lik bir bit ile düşük derinlik ayarlayabilir ve deliği bitirebilirse.

CNC tarafından çıkarılmayan bakır bağlantıları çıkarmak için de delme aletini kullanıyorum.

• Bit boyutları listesinin bulunduğu ekranda Drill.txt'yi seçin, tıklayın ve tümünü seçin (Ctrl+a).
• Ardından CNC İşi oluşturmaya gidin.
• Cut Z, deliğin derinliğidir, onu bakır kaplı yüksekliği -1,5 mm olarak ayarladım.

Adım 23: FlatCam: CNC İşi Oluşturun (copperBottom)

Alet çapını her zamanki gibi 0,57'ye ayarlayın ve gerekirse iş mili hızını ayarlayın (dremel'i sabit hızda kullanıyorum).

Adım 24: FlatCam: CNC İşi Oluşturun (silkBottom)

Şimdi "Combo" öğesini seçin (silkBottom'un eklem geometrisinden oluşturulur), ardından CNC İşi Oluşturun.

Adım 25: FlatCam: CNC İşi Oluşturun (kontur)

Son olarak, kontur.gm1_cutout'u seçin.

Burada 0,5 mm derinlikte bir kesim oluşturmayı tercih ediyorum, sonra kalay makasla çizgiye kadar kestim, bu yüzden son derinliğin 0,5'ini ve geçiş için 0,05'i ayarladım.

Adım 26: FlatCam: Gcode Dosyası Oluşturun

FlatCam'den "*_cnc" dosyasını ve "G-Code'u Dışa Aktar"ı bire bir seçin.

27. Adım: Evrensel GCode Göndericisi

CNC UGS'ye komut göndermek için kullanıyorum, çok basit ve güzel.

Ortak kesme sırası:

• bakırAlt
• etiket
• delmek
• sınır

28. Adım: Evrensel GCode Gönderici: Simülasyon

İşte Universal GCode Sender'ın bir simülasyonu.

Adım 29: Bakır Kaplamayı Yönlendiriciye Yerleştirin

Bakır kaplamayı yüzeye tutmak için çift taraflı kullanıyorum.

Bu kısım için doğrudan elimde olan başka bir projenin fotoğrafını kullanıyorum.

Adım 30: Yönlendirmeyi Başlatın

Sıfır koordinatını konumlandırdıktan sonra yönlendirmeye başlayın.

Bu kısım için doğrudan elimde olan başka bir projenin fotoğrafını kullanıyorum

31. Adım: Yönlendirmeyi Başlatın: Video

Bakır alt yönlendirmeyi bitirin.

Adım 32: Kirli Sonuç

Bittiğinde sonuç oldukça çirkin.

Bu kısım için doğrudan elimde olan başka bir projenin fotoğrafını kullanıyorum

Adım 33: Zımpara Tahtası

Zımpara kağıdı ile PCB formu alır.

Daha sonra kenarlığı makasla kesin.

Bu kısım için doğrudan elimde olan başka bir projenin fotoğrafını kullanıyorum.

Adım 34: Bakır Kaplı Öğütülmüş

Şimdi ilk PCB görüşümüz var

Adım 35: Lehimleme Bileşeni

Tam bir PCB'de bakır halka kalınlığı oldukça incedir, ancak lehimlenmesi sorun değildir.

Adım 36: Nihai Sonuç

Sonuç Tamam.

Adım 37: Örnekler: I2c LCD Adaptörü

Kütüphane bağlantısı burada.

Adım 38: Örnekler: Pcf8591 Prototip Kartı

Kütüphane bağlantısı burada.

Adım 39: Örnekler: ESP-01 Prototip Kartı

ESP01'in 4 pininin tamamını kullanmak ve harici güç kaynağını yönetmek için çok kullanışlıdır.

Adım 40: Örnekler: Pcf8574 Prototip Kartı Minimal Sürümü

Bu sürüm, 45° eğrilerde çok ince bakır tel ile en küçük anakart boyutum.

Kütüphane bağlantısı burada.