Einfaches und günstiges PCB-Fräsen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Ich schreibe diesen Leitfaden, weil ich denke, dass es ein hilfreiches Einstiegs-Tutorial zum Fräsen von Leiterplatten auf sehr einfache Weise und mit geringem Budget ist.

Das vollständige und aktualisierte Projekt finden Sie hier

Schritt 1: Instrumente: Router

Wenn Sie eine Leidenschaft für hausgemachte Dinge haben, müssen Sie einen Router bauen.

Um es zu bauen, benötigen Sie arduino einen alten Scanner und einen alten Drucker.

Ich schreibe alt fett, weil neue Geräte manchmal keinen Schrittmotor haben, sondern einen Bürstenmotor mit Feedback-Gerät.

Wenn Sie einen Dremel wie zu Hause haben, ist er perfekt, um Ihre CNC zu vervollständigen.

Meine CNC ist das (eine Mischung aus Schubladenführungen, epson gt-8700 und Lexmark x642e, alle mit Plexiglas).

Endlich rüste ich meinen Router auf:

www.mischianti.org

Schritt 2: Instrumente: Router Electronic

Bestandteil von CNC

• Arduino UNO.
• CNC-Schild (eBay).
• DRV8825 (eBay).
• Stepper von Scanner und Drucker.
• Relais zum Aktivieren von Dremel (eBay).
• Sie müssen eine Platine erstellen, um Geräusche vom Endschalter zu eliminieren.
• Ich verwende HC-05 Bluetooth, um die CNC zu steuern, da das Rauschen von Dremel sehr hoch ist und ich die Steuerung von einem anderen Raum (eBay) bevorzuge (Verbindung hier erklären).

Programm/Firmware auf Arduino

Sie finden hier das Programm zum Hochladen auf Arduino (ich muss einige Eigenschaften des Codes ändern, um ohne Geschwindigkeitsregler zu verwenden, mein Dremel wird ohne PWM aktiviert oder deaktiviert)

Schritt 3: Instrumente: FR4 einseitige kupferplattierte Platte

Für das Projekt wähle ich eine einseitige kupferplattierte Platte 1,5 mm dünn.

Ebay

Existiert 2 Variante eine mit gelbem (Laminat) und anderem weißem Material (Glasfaser), die zweite ist besser zum Fräsen.

Schritt 4: Instrumente: V Style Bit (10° Winkel und 0,1 mm Spitze)

Es ist sehr billig, ich kaufe 10 Stück für 3 $ und funktioniert gut.

Ebay

Schritt 5: Instrumente: Fritzing

Ein schönes Programm zum Prototypenboard.

fritzing.org/home/

Schritt 6: Instrumente: FlatCam

Ein angegebenes Programm zum Erstellen von Gcode aus einer Gerber-Datei.

flatcam.org/

Schritt 7: Instrumente: Universal GCode Sender

Dieses Programm verwende ich gerne, um meine CNC zu steuern, aber Sie können verwenden, was Sie wollen.

winder.github.io/ugs_website/

Schritt 8: Projekt starten

Zum Start brauchen wir ein Projekt, ich erstelle gerne eine schnelle Prototypenplatine für meinen IC, und ich programmiere gerne mit ESP01, ich arbeite gerne mit nur zwei Drähten (damit ich auch Serial verwenden kann), also PCF8574 IC a I/ Der O-Port-Expander über das i2c-Protokoll ist mein erster Prototypen-Board.

Die Eingangsbuchse ist GND, VCC, SDA und SCL, der Dipswitch-03 dient zum Einstellen der Adresse von i2c.

Dann gibt es 8 weibliche Pins für I/O (P0-P7) und einen Interrupt-Pin in der Nähe des SDA-SCL-Pins.

Sie können eine Bibliothek finden, um den IC hier und das anweisbare hier auf einfache Weise zu verwenden.

Schritt 9: Fritzing: Projekt

Zunächst müssen Sie Ihren Prototyp auf einem Steckbrett erstellen.

Wie Sie sehen können, besteht der einzige Unterschied zu einer "normalen Prototypenplatine" darin, dass ich einen weiblichen Stift hinzufüge.

Ich füge das hinzu, weil ich diese Pins zum PCB-Schema habe.

Wenn Sie möchten, können Sie zum besseren Verständnis ein Schema erstellen, das jedoch nicht erforderlich ist.

Schritt 10: Fritzing: Starten Sie das Zeichnen von PCB

Dann haben Sie in der dritten Registerkarte eine verschlüsselte Platine und hier müssen wir arbeiten.

Die Positionierung ist sehr einfach, daher füge ich nur einige Ratschläge hinzu.

Schritt 11: Fritzing: Wählen Sie das richtige Layout der PCB

Wählen Sie zuerst eine graue Leiterplatte und im rechten Bereich eine Leiterplatte aus.

Schritt 12: Fritzing: Verwenden Sie Jumper zum Überlappen

Beginnen Sie dann mit dem Positionieren des Elements über der Leiterplatte.

Als Verbindungselement können Sie, wenn Sie eine Überlappung haben, ein Jumper-Element verwenden, das Sie am Ende der Kernteile mit einem anderen nützlichen Instrument zum Erstellen von PCBs finden.

Schritt 13: Fritzing: für größeren Lochring

Ich muss 2 Elemente anschließen, aber 2 Drähte befinden sich in der Mitte, sodass Sie dazu einen Überbrückungsdraht verwenden können.

Manchmal verwende ich kein Überbrückungskabel, weil ich gerne ein Loch größer als normal mache.

Sie können die Größe angeben, wenn ich kann, erstelle ich ein Loch von 0,8 0,8 (für einen größeren Lochring).

Schritt 14: Fritzing: PCB-Größe einstellen, um Abfall zu reduzieren

Die leere Platine, die ich kaufe, ist 7 cm x 5 cm groß.

Um eine bessere Fräsoberfläche zu haben, verwende ich lieber wenige 45° abgewinkelte Kupferdrähte und ich werde eine größere Oberfläche mit minimalem Abfall verwenden, also wähle ich eine Untergröße wie 1/2 der Größe 3,5 cm x 5 cm.

Schritt 15: Fritzing: Verwenden Sie eine größere Größe von Kupferdraht

Wenn Sie wenige 45°-Winkel verwenden, können Sie einen dicken Kupferdraht herstellen.

Größerer Kupferdraht ist sicherer, wenn Sie PCB verlegen.

Wählen Sie also Kupferdraht und "extra dick" auf dem Panel.

Schritt 16: Fritzing: Es ist nicht immer notwendig, Komponenten zu erstellen

In diesem Projekt benötige ich einen Dipswitch 03, aber in Fritzing haben Sie 02 und 08, wenn Sie möchten, können Sie die Komponente erstellen oder 2 davon überlappen, um einen einzelnen Dipswitch 03 zu erstellen.

Schritt 17: Fritzing: Etwas Text auf PCB

Wenn Sie etwas Text auf der Leiterplatte hinzufügen möchten, können Sie ein Textinstrument verwenden.

Jetzt erstellen wir eine einseitige Leiterplatte, um so etwas wie das zweite Bild zu schreiben.

Sie müssen den Siebdruck unten auswählen, und um eine gute Lesbarkeit zu erzielen, müssen Sie meiner Meinung nach eine Texthöhe von 4 mm einstellen.

Schritt 18: Fritzing: Verbinden Sie alle Elemente

Am Ende, wenn Sie alle Elemente verbinden und schreiben, was Sie wollen.

Das typische Ergebnis ist im Bild.

Schritt 19: Fritzing: Gerber-Datei generieren

In Fritzing können wir die Gerber-Datei aus dem Menü FileExportfor ProductionExtended Gerber exportieren.

Wählen Sie einen Ordner aus und gehen Sie.

Der Name der generierten Datei ist gut lesbar.

Schritt 20: FlatCam: Einstellungen

Zuerst habe ich einen Standardwert auf meiner FlatCam eingestellt.

Ich habe 0,57 für den Werkzeugdurchmesser eingestellt, da dies die maximale Werkzeuggröße ohne zu viele Überlappungen ist.

Für Excellon (Bohrerinformationen) habe ich es auf 1,5 mm eingestellt, da dies die Dicke der Kupferplattierung ist, die ich kaufe.

Malbereich Ich habe die Überlappung (0,01) und den Rand (0,1) sehr niedrig eingestellt, um einen kleinen Buchstaben zu erstellen.

Grenze 0,1 auf Marge setzen, andere Werte werden empfohlen.

Schritt 21: FlatCam: Datei importieren

Sie müssen in FlatCam importieren, also:

Datei öffnen Gerber

• kupferBottom.gbl
• silkBottom.gbo
• Kontur.gm1

Datei Excellon öffnen

bohren.txt

Schritt 22: FlatCam: CNC-Job generieren (Bohrer)

Der letzte ist Bohren, aber Excellon ist bereits Geometrie.

Ich möchte das Bit nicht ändern; Ich habe die ganze Zeit das gleiche Bit und ein Stanzwerkzeug verwendet, um den kleinsten Teil des V-Lochs zu vergrößern. Oder wenn Sie eine niedrige Tiefe einstellen und das Loch mit einem 0,75-mm-Bit beenden können.

Ich verwende das Stanzwerkzeug auch, um die Kupferverbindungen zu entfernen, die von der CNC nicht entfernt werden.

• Wählen Sie auf dem Bildschirm, auf dem sich die Liste der Bitgrößen befindet, die Datei drill.txt aus, klicken Sie auf und wählen Sie alle aus (Strg+a).
• Gehen Sie dann zu CNC-Job generieren.
• Cut Z ist die Tiefe des Lochs, ich setze es auf -1,5 mm die Höhe der Kupferplattierung.

Schritt 23: FlatCam: CNC-Job generieren (copperBottom)

Werkzeugdurchmesser wie üblich auf 0,57 einstellen und bei Bedarf die Spindelgeschwindigkeit einstellen (ich verwende Dremel mit konstanter Geschwindigkeit).

Schritt 24: FlatCam: CNC-Job generieren (silkBottom)

Wählen Sie nun das Element "Combo" (erzeugt aus der Verbindungsgeometrie von silkBottom) und dann CNC-Job erstellen.

Schritt 25: FlatCam: CNC-Job generieren (Kontur)

Als letztes wählen Sie contour.gm1_cutout.

Hier ziehe ich es vor, einen Schnitt von 0,5 mm Tiefe zu erzeugen, dann schneide ich mit einer Blechschere auf die Linie, also setze ich 0,5 der endgültigen Tiefe und 0,05 für Pass.

Schritt 26: FlatCam: Gcode-Datei generieren

Wählen Sie aus FlatCam eins zu eins die Datei "*_cnc" und "G-Code exportieren".

Schritt 27: Universeller GCode-Sender

Ich verwende, um Befehle an CNC UGS zu senden, es ist sehr einfach und schön.

Die übliche Schnittreihenfolge ist:

• KupferBottom
• Etikett
• Bohren
• Grenze

Schritt 28: Universeller GCode-Sender: Simulation

Hier eine Simulation von Universal GCode Sender.

Schritt 29: Kupfermantel auf Router setzen

Ich verwende Biadesive, um Kupfer an der Oberfläche zu halten.

Für diesen Teil verwende ich ein Foto von einem anderen Projekt, das ich direkt zur Verfügung habe.

Schritt 30: Routing starten

Nachdem Sie die Nullkoordinate positioniert haben, starten Sie das Routing.

Für diesen Teil verwende ich ein Foto von einem anderen Projekt, das ich direkt zur Verfügung habe

Schritt 31: Routing starten: Video

Beenden Sie das Kupfer-Boden-Routing.

Schritt 32: Schmutziges Ergebnis

Am Ende ist das Ergebnis ziemlich hässlich.

Für diesen Teil verwende ich ein Foto eines anderen Projekts, das ich direkt zur Verfügung habe

Schritt 33: Schleifbrett

Mit Sandpapier PCB Form annehmen.

Dann den Rand mit einer Schere abschneiden.

Für diesen Teil verwende ich ein Foto eines anderen Projekts, das ich direkt zur Verfügung habe.

Schritt 34: Kupferplattiert gefräst

Jetzt haben wir unseren ersten Blick auf PCB

Schritt 35: Lötkomponente

Bei einer vollen Leiterplatte ist die Kupferringdicke ziemlich dünn, aber es ist kein Problem, sie zu löten.

Schritt 36: Endergebnis

Das Ergebnis Es ist in Ordnung.

Schritt 37: Beispiele: I2c LCD-Adapter

Link zur Bibliothek hier.

Schritt 38: Beispiele: Pcf8591 Prototypenplatine

Link zur Bibliothek hier.

Schritt 39: Beispiele: ESP-01 Prototypenplatine

Sehr nützlich, um alle 4 Pins von ESP01 zu verwenden und die externe Stromversorgung zu verwalten.

Schritt 40: Beispiele: Pcf8574 Prototype Board Minimal Versione

Diese Version ist meine kleinste Größe des Boards, mit sehr dünnem Kupferdraht bei 45°-Krümmungen.

Link zur Bibliothek hier.