Satshakit Panoları: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-31 10:26

Hey oradaki yapımcılar ve fabbers!

Evde kendi gelişmiş mikro denetleyici kartınızı yapmayı ve smd bileşenlerini kullanmayı hiç hayal ettiniz mi?

Bu sizin ve bir sonraki projenizin beyni için doğru talimat:)

Ve evde demek istediğimde, tüm bu PCB'leri yapmak için tüm ekipmanı birkaç yüz dolara satın alabileceğinizi (sonraki adımlara bakın) ve sadece bir masa alanına koyabileceğinizi kastediyorum!

Her şey 2015 yılında çıktığım Fab Academy yolculuğumla başladı. Fabb bir drone yapmak amacıyla, ilk satshakit board olarak uçuş kontrol cihazının prototipini piyasaya sürmeye karar verdim. Bir hafta sonra pano, Fab Lab Taipei'den Jason Wang tarafından kopyalandı. Bu bana, projemi kopyalayan ve başarılı bir şekilde kullanan birini görmek gibi inanılmaz bir his verdi, o zamandan beri başka açık kaynaklı elektronikler yapmak için hiç durmadım.

Daha sonra panolar, PCB'lerin nasıl yapılacağı ve birçok Fab Lab projesine hayat verilmesi konusunda bir öğrenme deneyimi olarak dünya çapındaki Fab Lab topluluğundan birkaç yüz kez çoğaltıldı ve değiştirildi. Günümüzde github'da birkaç başka satshakit panosu yayınlandı:

• https://github.com/satshakit
• https://github.com/satstep/satstep6600
• https://github.com/satsha-utilities/satsha-ttl

Fab Academy'nin ne olduğunu merak ediyorsanız, hayatınızı değiştirecek "(neredeyse) her şeyi nasıl yapacağınıza" dair bir öğrenme deneyimi düşünün, benim için olduğu gibi:)!

Daha fazla bilgi burada:

Satshakit tahtalarını yaratmamda beni destekleyen muhteşem Fab Laboratuvarlarına çok teşekkürler:Fab Lab Kamp-Lintfort

Hochschule Rhein-Waal Friedrich-Heinrich-Allee 25, 47475 Kamp-Lintfort, Almanya

Fab Lab OpenDot

Via Tertulliano N70, 20137, Milano, İtalya +39.02.36519890

Adım 1: Hangi Satshakit'in Yaptığına veya Değiştirdiğine Karar Verin

Satshakit tahtalarından birini yapmadan önce onunla ne yapmak istediğinizi düşünmelisiniz.

Eğlenmek ve öğrenmek için diyebilirsiniz:D!

Ve bu doğru, ayrıca özel kullanımları.

Görüntülerde satshakit panolarını kullanan bazı projeler.

Aşağıdaki listedeki pano adına tıklamak, onları üretmek ve/veya değiştirmek için ihtiyacınız olan tüm bilgileri içeren github depolarına götürecektir:

• CNC/Lazer ile yapmak için kartal şemaları ve panoları
• İsteğe bağlı olarak Eagle dosyalarını Çin'de üretmek için PcbWay kullanıyorum
• Malzeme Listesi (BOM)
• CAM için hazır-p.webp" />
• Panonun çalışma görüntüleri ve videoları

Panonun dosyaları da bu adımda ek olarak sıkıştırılır.

Her bir panonun işlevlerine ve özelliklerine genel bir bakış:

• satshakit

  • atmega328p tabanlı genel amaçlı kart
  • tamamen USB ve voltaj regülatörü olmayan çıplak bir Arduino UNO gibi
  • USB'den Seriye dönüştürücü kullanılarak programlanabilir
  • bunu kullanan örnek projeler: AAVOID Drone, FabKickBoard, RotocastIt

• satshakit mikro

  • atmega328p tabanlı genel amaçlı mini kart
  • alan kısıtlı uygulamada kullanılmak üzere yapılmış
  • bunu kullanan örnek projeler: MyOrthotics 2.0, Hologram, FABSthetics

• satshakit çok çekirdekli

  • atmega328p tabanlı genel amaçlı kart
  • satshakit'in çift katmanlı versiyonu, her iki taraf için 2 x atmega328p
  • I2C üzerinden bağlanan 328p ile istiflenebilir çoklu kart tasarımı
  • çoklu mcu sistemleri için kullanışlıdır (örneğin, her kart farklı bir sensör setini yönetir)
  • USB'den Seriye dönüştürücü kullanılarak programlanabilir
  • bunu kullanan örnek projeler: Bluetooth trilaterasyon, satshakit IoT sistemi

• satshakit 128

  • atmega1284p tabanlı genel amaçlı kurulu
  • iki donanım dizisi, 16K ram, 128K flash, atmega328p'den daha fazla I/O
  • satshakit'ten daha fazla donanım kaynağına sahip kompakt kart
  • USB'den Seriye dönüştürücü kullanılarak programlanabilir
  • bunu kullanan örnek projeler: LedMePlay, FabScope, WorldClock

• satshakit uçuş kontrolörü

  • atmega328p tabanlı anakart
  • Multiwii ile uyumlu DIY drone'lar için uçuş kontrolörü
  • 8 motora, 6 kanal alıcıya ve bağımsız IMU'ya kadar destekler
  • isteğe bağlı tümleşik güç dağıtım panosu
  • bunu kullanan örnek projeler: satshacopter-250X

• satshakit mini uçuş kontrolörü

  • satshakit uçuş kontrolörünün daha küçük versiyonu, ayrıca atmega328p tabanlı
  • Multiwii ile uyumlu mini DIY dronlar (150mm olanlar gibi) için uygundur
  • 4 motora ve 4 kanal alıcıya kadar destekler
  • entegre güç dağıtım panosu
  • bunu kullanan örnek projeler: satshacopter-150X

• satshakit nero

  • atmega328p ve atmega1284p kullanan çift mikrodenetleyici uçuş kontrol kartı
  • gelişmiş drone uygulaması için uygun
  • atmega1284p, otomatik uçuş için Multiwii Seri Protokolünü kullanarak uçuş komutları enjekte edebilir
  • bunu kullanan örnek proje: On Site Robotics Noumena

• satshakit GRBL

  • atmega328p tabanlı kart, GRBL ile makine kontrolörü olarak çalışmak üzere özelleştirilmiş
  • isteğe bağlı yerleşik USB'den Seriye dönüştürücü ve USB konektörü
  • gürültü filtreli uçlar
  • GRBL düzenlenmiş pin çıkışı
  • bunu kullanan örnek projeler: LaserDuo, Bellissimo Çizim Makinesi
• satshakit mega
  • atmega2560p tabanlı, genel amaçlı kart, bir şekilde muhteşem bir Arduino Mega gibi
  • yerleşik USB'den Seriye dönüştürücü ve USB konektörü
  • 8K ram, 256K flash, 4 donanım dizisi
  • bunu kullanan örnek projeler: LaserDuo

• satshakit-m7

  • STM32F765 tabanlı genel amaçlı kart
  • entegre çip üzerinde USB denetleyicisi, USB konektörü
  • 216Mhz, 512K ram, 2MB flaş
  • tonlarca özellik, ayrıca FREE-RTOS çalıştırabilir
  • onu kullanan proje: bir sonraki drone ve robotik platformlarım (henüz yayınlanmadı)

• satstep6600

  • Nema23/Nema24 motorları için uygun step sürücü
  • 4.5A tepe akımı, 8-40V giriş voltajı
  • entegre termal kapatma, aşırı akım ve düşük voltaj kilitleme korumaları
  • opto-izole girişler
  • onu kullanan projeler: LaserDuo, Rex filament geri dönüştürücü

• satsha-ttl

  • CH340 çipine dayalı USB'den Seriye dönüştürücü
  • entegre voltaj regülatörü
  • 3.3V ve 5V jumper seçilebilir voltajı
  • onu kullanan projeler: satshakit-grbl, FollowMe robot izci

Tüm kartlar CC BY-NC-SA 4.0 altında yayınlanmıştır.

Projelerinize uygun hale getirmek için orijinal tasarımları değiştirmekten memnuniyet duyarız;)!

Adım 2: Ekipman ve Hazırlıklar

Öncelikle bu pcb'leri üretmek için kullanılan işlemlerden bahsedelim:

1. CNC Freze
2. Fiber/Yag Lazer kazıma (temelde 1064nm ile olanlar)

Fark edebileceğiniz gibi, bunlar arasında aşındırma yok. Bunun nedeni benim (ve aynı zamanda Fab Lab topluluğu) asitleri hem kirlilik hem de tehlikeli nedenlerle kullanmayı pek sevmem.

Ayrıca, tüm panolar sadece bir masaüstü/küçük cnc makinesi kullanılarak ve/veya herhangi bir teknikle belirli sınırlamalar olmaksızın lazer gravür kullanılarak yapılabilir.

Bu arada, bir Fiber/Yag Lazer makinesi kolayca birkaç bin dolara mal olabilir, bu yüzden çoğunuz için küçük bir CNC makinesinin daha iyi olacağını tahmin ediyorum!

Lazer kazıma sürecini merak edenler için aşağıdaki eğitime göz atmanızı tavsiye ederim:

fabacademy.org/archives/2015/doc/fiber-lase…

Kullanabileceğiniz önerilen küçük formatlı cnc makinelerinin bir listesi:

• FabPCBMaker, öğrencilerimden birinden açık kaynak fabbed cnc Ahmed Abdellatif, 100$'dan az bazı küçük iyileştirmeler gerekiyor, yakında güncellenecek
• 3810, minimalist küçük cnc, hiç denemedim ama yapabilir gibi görünüyor
• Eleks Mill, süper ucuz mini cnc, kişisel olarak frezelenmiş 0,5 mm hatveli paketler (LQFP100) ve bazı ince ayarlar
• Roland MDX-20, Roland'dan küçük ama süper güvenilir çözüm
• Roland SRM-20, MDX-20'nin daha yeni yedek versiyonu
• Othermill, şimdi BantamTools, güvenilir ve hassas küçük format CNC
• Roland MDX-40, daha büyük masaüstü cnc, daha büyük şeyler için de kullanılabilir

İzleri kazımak için aşağıdaki parmak frezeleri kullanmanızı tavsiye ederim:

• Çoğu pcb için 0.4mm 1/64, örnek
• Orta zorluktaki işler için 0,2 mm pahlı, örneğin (yatağın düz olduğundan emin olun!)
• Süper hassas işler için 0,1 mm pahlı, örnek1, örnek2 (yatağın düz olduğundan emin olun!)

Ve pcb'yi kesmek için aşağıdaki bitler:

1 mm kontur aracı, örnek1, örnek2

Çinlilere dikkat edin, gerçekten birkaç kesim sürecek!

Kullanılması önerilen bakır levha ya FR1 ya da FR2'dir (35µm).

FR4'teki fiberglas parmak frezeleri kolayca aşındırır ve ayrıca tozu sağlığınız için oldukça tehlikeli olabilir.

Lehim tezgahınızda olması gereken aletler şunlardır:

• lehimleme istasyonu, (bazı öneriler: ATTEN8586, ERSA I-CON Pico)
• lehim sökücü örgü
• bir çift hassas cımbız
• yardımcı Eller
• büyüteçli masa lambası
• büyüteç uygulaması
• lehim teli, 0,5 mm iyi olurdu
• elektronik bileşenler, (Digi-Key, Aliexpress ve benzeri…)
• bir lehim dumanı çıkarıcı
• bir multimetre

3. Adım: Dosyalarınızı Frezeleme için Hazırlayın

GCode'u oluşturmak veya ihtiyacınız olan belirli formatta makine koduna sahip olmak için bir Bilgisayar Destekli Üretim (CAM) yazılımı kullanmanız gerekir.

İstediğiniz herhangi bir CAM'yi kullanmaktan çekinmeyin, özellikle bu makinenizle birlikte geliyorsa ve onunla rahat hissediyorsanız.

Bu eğitimde, prof Neil Gershenfeld ve ortaklarından açık kaynaklı web tabanlı bir CAM olan Fab Modüllerini nasıl kullanacağınızı göstereceğim.

Fab Modülleri, PC'nizde bağımsız kurulum olarak veya çevrimiçi olarak mevcuttur:

• Fab Modülleri deposu ve kurulum talimatları:
• Fab Modüllerinin çevrimiçi sürümü:

Basit olması için size çevrimiçi sürümü nasıl kullanacağınızı göstereceğim.

Her şeyden önce, Fab Modülleri, PCB'leriniz için GCode'u oluşturmak için siyah beyaz bir-p.webp

Eğer var olan bir satshakit boardunu değişiklik yapmadan yapmak istiyorsanız tek yapmanız gereken frezeleme için hazırladığım PNG'leri (bazen SVG'leri) indirmek. Delikleri genellikle elle yaparız (küçük bir proxxon matkabı ile), ancak freze makinesinin sizin için delmesini isterseniz, delikler için nasıl-p.webp

PNG'leri aşağıda veya depolarda bulabilirsiniz:

• satshakit

  • izler
  • kesmek

• satshakit mikro

  • izler
  • kesmek

• satshakit çok çekirdekli

  svg

• satshakit 128

  • izler
  • kesmek

• satshakit uçuş kontrolörü

  • izler
  • kesmek

• satshakit mini uçuş kontrolörü

  • izler
  • kesmek

• satshakit nero

  • izler
  • kesmek

• satshakit GRBL

  • izler
  • kesmek
• satshakit mega
  • izler
  • kesmek

• satshakit M7

  • izler
  • kesmek

• satstep6600

  • en iyi izler
  • üstten kesme
  • alt izler
  • alt kesim

• satsha ttl

  • izler
  • kesmek

Mevcut bir satshakit tasarımını değiştirmek isterseniz, iki adım daha yapmanız gerekir:

1. Panoyu ihtiyaçlarınıza göre değiştirmek için Autodesk Eagle'ı kullanın

İhtiyacınız olan değişiklikleri yaptıktan sonra, Eagle'dan bir-p.webp

1. Pano düzenini aç
2. Katman düğmesine basın
3. Yalnızca üst ve pedleri seçin (PCB'nin satstep6600 gibi çift katmanlı olması durumunda da VIA'lar)

4. Set->Misc'e giderek ve işaretini kaldırarak sinyal adlarının görüntüde gösterilmeyeceğinden emin olun.

   1. pad üzerindeki sinyal isimleri
   2. izler üzerindeki sinyal adları
   3. ekran pedi adları
5. Pano tasarımını görüntülenebilir ekrana sığdırmak için yakınlaştırın
6. Dosya->Dışa Aktar->Görüntü'yü seçin

7. Görüntüyü dışa aktar açılır penceresinde aşağıdakileri ayarlayın:

   1. tek renkli kontrol
   2. Alan->pencereyi seçin
   3. en az 1500 DPI çözünürlük yazın
   4. Dosya kaydetme konumunu seçin (Gözat)
8. tamam düğmesine basın

Bundan sonra siyah beyaz bir PNG'niz olmalıdır (ekli resme bakın). Çift taraflı bir tahtanız olması durumunda işlemi alt katman için tekrarlayın.

Şimdi görüntüyü Gimp ile açma ve aşağıdaki adımları uygulama zamanı (ekteki resimlere bakın):

1. görüntünün büyük siyah kenar boşlukları olması durumunda, Araçlar->Seçim Araçları->dikdörtgen seçim aracını kullanarak kırpın ve ardından Görüntü->seçime kırp'ı seçin (yine de 3-4 mm gibi bir miktar siyah kenar boşluğu bırakın)
2. mevcut görüntüyü traces-p.webp" />
3. tekrar Araçlar->Seçim Araçları->dikdörtgen seçim aracını kullanın ve tüm izleri seçin (etrafında hala 1 mm gibi siyah bir kenar boşluğu bırakın)
4. isteğe bağlı olarak, Select->Rounded Rectangle->'e tıklayarak dikdörtgen seçiminde biraz fileto oluşturun ve 15 değerini girin
5. şimdi seçili alanın içine sağ tıklayın ve Düzenle-> BG Color ile doldurun (beyaz olduğundan emin olun, genellikle varsayılandır)
6. bu resmi cutout-p.webp" />
7. şimdi daha önce kaydettiğiniz traces-p.webp" />
8. Araçlar->boya araçları->kova dolgusunu kullanarak delik olmayan tüm siyah alanları beyazla doldurun
9. bu resmi delikler-p.webp" />

Sahip olduğunuz her bir-p.webp

traces-p.webp

1. https://fabmodules.org/ adresine gidin
2. traces-p.webp" />

3. makinenizi seçin:

   1. gcodes, GRBL tabanlı makineler için çalışacaktır (genellikle küçük çin cnc'leri de buna dayanmaktadır)
   2. Roland için Roland RML
4. süreci seç 1/64
5. Roland RML'yi seçtiyseniz, makinenizi seçin (SRM-20 veya başka bir vb.)

6. aşağıdaki ayarları düzenleyin:

   1. hız, 0,4 mm ve 0,2 mm pahlı takımlarla 3 mm/sn, 0,1 mm için 2 mm/sn tavsiye ederim
   2. X0, Y0 ve Z0, hepsini 0'a koy
   3. kesme derinliği silindirik aletlerde 0,4 mm, pahlı aletlerde 0 mm olabilir
   4. aletlerin çapı, sahip olduğunuz çap olmalıdır (eğer bazı izleri yapmak imkansızsa, sahip olduğunuzdan biraz daha küçük bir çap koyarak kandırın, hesapla'ya bastıktan sonra izler görünene kadar)
7. hesapla düğmesine basın
8. yolun oluşturulmasını bekleyin
9. Gcode'u kaydetmek için kaydet düğmesine basın

holes-p.webp

1. holes-p.webp" />
2. süreci seç 1/32

3. aşağıdaki ayarları düzenleyin:

   1. hızı azaltın, 1-2 mm/sn tavsiye ederim
   2. PCB bakır levhanızın kalınlığını kontrol edin ve girin (biraz daha fazla)
   3. kesim için alet çapını kontrol edin ve yerleştirin (genellikle 0,8 veya 1 mm)

CNC freze makinesi ile PCB yapmak için onlara ihtiyacımız olacağından kaydettiğiniz dosyaları yanınızda bulundurun.

Adım 4: PCB Frezeleme

PCB'lerinizi başarılı bir şekilde cnc frezelemenin basit bir kuralı, makine yatağını bakır levha ile iyi bir şekilde hazırlamaktır.

Bu görevde mümkün olduğunca çok sakin ve kesin olmaya çalışmalısınız. Bu iki şeye ne kadar çok yatırım yaparsanız, o kadar iyi sonuçlar alırsınız.

Amaç, bakır yüzeyi makine yatağına mümkün olduğunca paralel (düz) hale getirmektir.

0,2 mm veya 0,1 mm uçlu olanlar gibi pahlı takımlar gerektiren yüksek hassasiyetli PCB'leri frezeleyecekseniz, bakır levhanın düzlüğü özellikle kritik olacaktır.

PCB izlerini kazıdıktan sonra, yine de PCB'yi kesmeniz gerektiğini ve bunun için kurban katman dediğimiz şeye sahip olmanız gerektiğini düşünün.

Kesimin bakır levhadan tamamen geçtiğinden emin olmak için, kurban katman, kesme parmak freze tarafından hafifçe delinecektir.

Bakır levhayı kurban katmana yapıştırmak için ince bir çift taraflı bant kullanılması ve bandın sahip olabileceği katlanmalardan kaçınması önerilir.

İşte oldukça düz bir yatak yapmak için bazı temel adımlar (ekli resimlere bakın):

1. kurban tabaka için zaten oldukça düz üretilmiş düz bir malzeme parçası bulun (örneğin bir parça MDF veya ekstrüde akrilik); kesme aletinin içeri girebildiğinden ve çok sert olduğu için kırılmadığından emin olun
2. cnc'nizin yatak ölçüsüne göre kurban tabakasını kesin
3. çift taraflı bandın şeritlerini kurban tabakasına yapıştırın, katlama veya hava kabarcığı görünmeyeceğinden emin olmak için takmadan hemen önce gerdiğinizden emin olun; çift taraflı bant, yüzeyin çoğunu eşit dağıtılmış şekilde kaplamalıdır
4. bakır levhayı çift taraflı bant üzerine yapıştırın; tüm yüzeyini eşit bir şekilde itmeye çalışın
5. kurban tabakasını cnc makinenizin yatağına, tercihen kıskaçlar, vidalar gibi sonradan çıkarılması kolay ama sağlam bir şeyle takın

Yatağı kurduktan sonra cnc makinesini frezelemeye hazırlama zamanı gelir. Ayrıca bu işlem dikkat ve hassasiyet gerektirir. Sahip olduğunuz CNC'nin türüne bağlı olarak, bu adımlar biraz farklı olabilir ama çok fazla olmayabilir.

CNC makinesini frezelemeye hazırlamak için aşağıdaki adımları izleyin:

1. uygun aleti pense (veya alet tutucuya) takın
2. parmak frezenin çarpmasını önlemek için X ve Y eksenini hareket ettirmeden önce yataktan Z eksenini biraz yukarı hareket ettirdiğinizden emin olun
3. Fab Modüllerini kullandıysanız, bu PNG'nin sol alt kısmıdır, X ve Y eksenini göreceli başlangıç noktasına hareket ettirin
4. makine kontrol yazılımında X ve Y'yi sıfırlamadan önce, kartı frezelemek için yeterli alan olup olmadığını kontrol edin
5. X ve Y sıfır noktası olarak ayarla mevcut makine konumunu
6. Z ekseni ile yavaşça aşağı inin, parmak frezeleri bakır yüzeyi kapatacak şekilde yerleştirin

7. Z ekseninin sıfır noktasını almak için kullanabileceğiniz farklı teknikler vardır, bu adımın amacı aletlerin bakır yüzeye hafifçe temas etmesini sağlamaktır:

   1. bir teknik, iş milini başlatarak ve makinenin minimum adım boyutunu kullanarak aşağı inerek çalışır; parmak frezenin yüzeye hafifçe girmesinden kaynaklanan farklı bir ses duyduğunuzda, bu sizin Z sıfır noktanızdır.
   2. aletten bakır yüzeye olan elektrik bağlantısını bir multimetre ile kontrol etmeyi deneyebilirsiniz; multimetre problarını parmak frezeye ve bakır levhaya takın, ardından minimum adımda Z ekseni ile aşağı inmeye çalışın; Z sıfır noktanız olan multimetre bip sesi çıkardığında
   3. aletle yüzeye yakın bir mesafe bırakın (2-3 mm gibi), ardından pensi açın ve parmak frezenin bakır yüzeye değmesi için aşağı inmesine izin verin; sonra parmak frezeleri penste kapatın ve bunu Z sıfır noktası olarak ayarlayın
   4. makine tarafından sağlanan bir sensör kullanın, bu durumda parmak freze sensöre dokunduğunda makine otomatik olarak Z başlangıç noktasını alacaktır

Ve nihayet artık PCB gravür işinizi başlatmaya hazırsınız:)

Yukarıdaki adımlarda herhangi bir hata yapıp yapmadığınızı dikkatlice gözlemlemek için makineye yakın durmanız ve belki de işi durdurup gerekli düzeltmeler ve/veya ayarlamalarla yeniden başlatmanız önerilir.

Sorunlarla ilgili bazı hızlı ipuçları:

• PCB'niz bazı alanlarda kazınmışsa, bazılarında değil, bakır levhanız düz değildir.

  Aletlerinizin silindirik bir ucu varsa, biraz daha derin bir Z ekseni alabilir ve işi aynı konumda yeniden başlatabilirsiniz; aynısı yivli takımlar için de geçerlidir ve gravür derinliği farkı fazla değilse

• izleriniz keskin kenarlara sahipse kesme ilerleme hızını azaltmak daha iyi olabilir
• (oldukça yeni) bir parmak frezeyi kırdıysanız, hızı tutarlı bir miktarda azaltın
• izleriniz tahrip olmuş veya çok inceyse, çok derin olabilirsiniz, ayrıca Eagle'da iz kalınlığını kontrol edin veya özellikle parmak frezelerin çapı doğruysa CAM ayarlarınızı kontrol edin.

Kesim yapma zamanı geldiğinde, parmak freze takımını değiştirmeyi ve oyuk veya delik dosyasını açmayı unutmayın. Bunu yaptıktan sonra tekrar SADECE Z ekseni sıfır noktasını almayı unutmayın, bu sefer bakır levha yüzeyine dokunmak için çok hassas olmanıza gerek yok.

PCB'nizi kurban katmanından çıkarmanın zamanı geldiğinde, ince bir tornavida ile yavaşça çekmeye çalışın. Tahtayı kırmamak için bunu çok dikkatli bir şekilde tekrar yapın.

Bu adımın sonunda elinizde harika bir oymalı PCB olacak:)!!