Πώς να φτιάξετε ένα προσαρμοσμένο PCB χρησιμοποιώντας χαράκτη λέιζερ χαμηλής ισχύος: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Ακολουθήστε περισσότερα από τον συγγραφέα:

Σχετικά με: Κατασκευαστής, μηχανικός, τρελός επιστήμονας και εφευρέτης Περισσότερα για το IgorF2 »

Όσον αφορά την κατασκευή ενός σπιτικού PCB, μπορείτε να βρείτε διάφορες μεθόδους στο διαδίκτυο: από τις πιο στοιχειώδεις, χρησιμοποιώντας μόνο ένα στυλό, έως τις πιο εξελιγμένες με χρήση 3D εκτυπωτών και άλλου εξοπλισμού. Και αυτό το σεμινάριο εμπίπτει στην τελευταία περίπτωση! Σε αυτό το έργο παρουσιάζω πώς να κατασκευάσετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χρησιμοποιώντας κόπτη λέιζερ χαμηλού κόστους και χαμηλής ισχύος.

Μέχρι πρόσφατα, θα βρίσκατε μόνο ένα από αυτά τα μηχανήματα σε χώρους κατασκευής ή σε άλλες εμπορικές εγκαταστάσεις. Θα κοστίζουν χιλιάδες δολάρια, έτσι ώστε ένας συνηθισμένος κατασκευαστής να μην μπορεί να έχει ένα για τον εαυτό του. Υπάρχουν επίσης κάποιες υπηρεσίες κοπής λέιζερ στο διαδίκτυο, αλλά κατά τη γνώμη μου δεν θα ήταν η τέλεια επιλογή για γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων. Ευτυχώς τώρα υπάρχουν αρκετές μηχανές χάραξης λέιζερ διαθέσιμες στο διαδίκτυο! Τα περισσότερα από αυτά έχουν λέιζερ χαμηλής ισχύος και μπορεί να χρησιμοποιηθούν μόνο για χάραξη και χάραξη σχεδίων σε διαφορετικές επιφάνειες (γυαλί, μέταλλο ή ξύλο για παράδειγμα). Η επιφάνεια και η ισχύς τους λέιζερ είναι μόνο ένα κλάσμα επαγγελματικών μηχανημάτων, αλλά θα ήταν μια καλή αρχή για κατασκευαστές και χομπίστες.

Σε αυτό το σεμινάριο θα σας δείξω πώς χρησιμοποιήσατε έναν χαράκτη λέιζερ χαμηλής ισχύος για την παραγωγή μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Θα ήταν μια καλή εναλλακτική λύση εάν θέλετε να φτιάξετε το πρώτο σας πρωτότυπο κυκλώματος (τουλάχιστον μέχρι να παραγγείλετε μια καλύτερη έκδοση από έναν διαδικτυακό κατασκευαστή!).

Μπορείτε να βρείτε τον κόφτη λέιζερ που έχω χρησιμοποιήσει στους ακόλουθους συνδέσμους:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Γνωρίζατε ότι μπορείτε να βρείτε μια φοβερή κατηγορία Laser Cutting εδώ στο Instructables; Τσέκαρέ το:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

_

Διαβάστε περισσότερα για τα PCB caseira, φωνητικό κώδικα που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να δείτε τις διαδικτυακές εφαρμογές: μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις βασικές σας δυνατότητες, να χρησιμοποιήσετε τις δυνατότητες που χρησιμοποιείτε, να κάνετε τις πιο σοφιστικιστές σας και να χρησιμοποιήσετε τρισδιάστατες και εξωτερικές συσκευές. E esse tutorial cai nesse último caso! Nesse projeto ή πολύ πιθανό να φτιάξουμε μια πλατφόρμα για το κύκλωμα, για να χρησιμοποιήσω και να χρησιμοποιήσω ort cortadora a laser de baixa potência και baixo custo.

Τελευταία ενημέρωση, η φωνή μας είναι από τα μέσα που δημιουργούμε τους χώρους μας ή από τις εξωτερικές εγκαταστάσεις της εμπορίας. Eles custariam milhares de dólares, então um fazedor comum και seria capaz de ter uma própria. Φωνητικός κώδικας που καλύπτει τις υπηρεσίες μας σε ένα λέιζερ σε απευθείας σύνδεση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περισσότερες πληροφορίες, για να αποκτήσει ένα πρωτότυπο σχέδιο. Πραγματοποιήστε, υπάρχουν διαθέσιμες πληροφορίες για τη διανομή λέιζερ στο διαδίκτυο! A maioria delas têm lasers de baixa potência e podem ser usadas apenas para gravação em diferentes superfícies (vidro, metal ou madeira, por exemplo). Sua área de superfície e potência de laser são apenas uma fração das máquinas profissionais, mas são um bom começo para os fazedores e entusiastas. Εκπαιδευτικό πρόγραμμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση ενός λέιζερ για να δημιουργήσει μια πλατφόρμα εντύπων (PCB ή PCI). Pode ser uma boa alternativa se você tiver uma dessas máquinas ao seu alcance e quiser fazer um primeiro prototipo και uma placa de circuito (σας προσφέρουμε μια νέα προοπτική για να δημιουργήσετε online!).

Você pode encontrar a gravadora a laser usada nesse tutorial no link abaixo:

rebrand.ly/laserengraver-BGhttps://rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Λάβετε υπόψη σας τον κωδικό πρόσβασης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χρήση ενός laser aqui na Instructables; Confira:

www.instructables.com/class/Laser-Cutting-Class/

Βήμα 1: Εργαλεία και υλικά

Τα παρακάτω εργαλεία και υλικά χρησιμοποιήθηκαν σε αυτό το σεμινάριο:

• Χαρακτήρας λέιζερ 10W (σύνδεσμος / σύνδεσμος / σύνδεσμος). Χρησιμοποιήθηκε για την εκτύπωση του σχεδίου κυκλώματος σε μια κενή πλακέτα χαλκού PCB.
• Χαλκό PCB (σύνδεσμος / σύνδεσμος / σύνδεσμος). Οι σπιτικές πλακέτες τυπώνονται συνήθως σε φαινολικές πλάκες με επίστρωση χαλκού. Όλη η επιφάνεια της σανίδας είναι επικαλυμμένη (στη μία πλευρά ή και στα δύο). Ο χαλκός είναι αγώγιμο υλικό, ενώ το φαινολικό υπόστρωμα δεν μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια. Αφαιρώντας τμήματα του στρώματος χαλκού, μπορεί κανείς να δημιουργήσει ίχνη μεταξύ των εξαρτημάτων, δημιουργώντας την πλακέτα κυκλώματος.
• Λάτεξ PVA μελάνι με βάση το νερό. Όπως θα δείτε αργότερα σε αυτό το σεμινάριο, χρησιμοποίησα μελάνι με βάση το νερό για να δημιουργήσω μια μάσκα στην επιφάνεια ενός χαλκού PCB. Αυτή η μάσκα αποτρέπει την απομάκρυνση τμημάτων του στρώματος χαλκού από το διάλυμα χλωριούχου σιδήρου.
• Πινελο ΖΩΓΡΑΦΙΚΗΣ. Ένα παχύ στρώμα χρώματος θα πρέπει να εφαρμοστεί στην πλακέτα κυκλώματος και μια βούρτσα βαφής θα είναι χρήσιμη εδώ.
• Χλωριούχος σίδηρος. Αυτό έρχεται ως αλάτι και πρέπει να διαλυθεί σε νερό προτού χρησιμοποιηθεί. Αυτό το διάλυμα μπορεί να διαβρώσει τον χαλκό, αφαιρώντας τον από το φαινολικό υπόστρωμα. Εφαρμόστε μια μάσκα και μόνο τα τμήματα της πλάκας χαλκού που εκτίθενται στο διάλυμα θα διαλυθούν.
• Γυαλόχαρτο. Στο τέλος, θα πρέπει να αφαιρέσετε την υπόλοιπη μάσκα από τον πίνακα. Αυτό μπορεί να γίνει εύκολα χρησιμοποιώντας γυαλόχαρτο.

_

Os seguintes materiais e ferramentas foram usado nesse tutorial:

• Gravadora laser de 10W (σύνδεσμος / σύνδεσμος / σύνδεσμος). Χρησιμοποιήστε τον εξοπλισμό σας για να εντυπωσιάσετε για να κάνετε ένα κύκλωμα από την πλατεία cobreada nova.
• PCB de cobre (σύνδεσμος / σύνδεσμος / σύνδεσμος). Circuitos caseiros s normalo normalmente impressos em placas cobreadas de fenolite, podendo ter um lado ou ambos revestidos com cobre. O cobre é um material condutor, enquanto o substrato de fenolite se comporta como isolante de eletricidade. Αφαιρέστε τα μέρη της κάμπας από τον υπολογιστή σας, τα στοιχεία που θα σας βοηθήσουν να χρησιμοποιήσετε, θα πρέπει να δοκιμάσετε τον ιμπρέσο.
• Tinta PVA βάση água. Como você vai ver posteriormente nesse tutorial, eu usei uma tinta base água para criar uma máscara na superfície da placa cobreada. Essa máscara evita que partes da camada de cobre sejam ermovidas pela solução de cloreto de ferro.
• Pincel. Uma camada de tinta precisará ser aplicada sobre a placa de circuito a ser impressa, e um pincel será bem útil nesse momento.
• Cloreto de ferro. Essa substância é vendida na forma de um sal que deve ser dissolvida em uagua antes de ser usada. Essa solução é capaz de correr o cobre, removendo-o do substrato formado pela placa de fenolite. Aplicando-se uma máscara, garante-se que apenas nas partes de cobre expostas serão dissolvidas.
• Λίξα. Ao fim do processo, você precisará remover o restante da máscara da placa. Isso pode ser feito facilmente utilizando-se uma lixa.

Βήμα 2: Σπιτική διαδικασία κατασκευής PCB

Η διαδικασία κατασκευής σπιτικών PCB αποτελείται συνήθως από τα ακόλουθα βήματα:

1. Σχεδιασμός PCB

Σε αυτό το βήμα γίνεται το σχέδιο του πίνακα που πρόκειται να παραχθεί. Είναι δυνατόν να σχεδιάσετε έναν νέο πίνακα και να δημιουργήσετε αντίγραφα έργων ανοιχτού κώδικα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί διαφορετικό λογισμικό CAD (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, κ.λπ.).

2. Εφαρμόστε μια μάσκα στο PCB

Μόλις σχεδιαστεί η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, πρέπει να μεταφερθεί στην πλακέτα κυκλώματος. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να το κάνετε αυτό: χρησιμοποιώντας τη θερμική μέθοδο (με τη μεταφορά γραφίτη από ένα φύλλο χαρτιού στην πλάκα, με εφαρμογή θερμότητας), χειροκίνητα (σχεδιάζοντας το κύκλωμα με κατάλληλο στυλό) και ακόμη και χρησιμοποιώντας έναν 3D εκτυπωτή. Σε αυτό το έργο, χρησιμοποίησα ένα χαράκτη λέιζερ για να μεταφέρω το σχέδιο στην πλάκα.

3. Χημική χάραξη του PCB

Μόλις η μάσκα μεταφερθεί στην πλάκα, γίνεται διάβρωση τμημάτων της πλάκας για την αφαίρεση τμημάτων του χαλκού. Στο τέλος της διαδικασίας, η πλακέτα πρέπει να είναι μόνο με τα κομμάτια που αποτελούν το κύκλωμα.

4. Καθαρισμός και φινίρισμα

Μόλις ολοκληρωθεί η διάβρωση, η πλάκα θα είναι έτοιμη για καθαρισμό, διάτρηση και συγκόλληση των εξαρτημάτων. Μετά από αυτό, απλώς ελέγξτε τα πάντα, ενεργοποιήστε τα και μείνετε ευχαριστημένοι!

_

Επεξεργασία παρασκευής για PCB caseira normalmente αποτελείται από τις εξής επιλογές:

1. Σχεδιάστε την πλατεία

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. É μπορεί να πραγματοποιήσει ή να προωθήσει τη νέα πλατφόρμα, την υλοποίηση των προγραμμάτων ανοίγματος. Διαφορετικά λογισμικά CAD podem ser utilizados (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, κ.λπ.).

2. Εφαρμογή για το PCB

Uma vez com o desenho do circuito impresso, είναι απαραίτητο να μεταφερθεί για μια πλατεία του κυκλώματος. Existem várias formas de fazer isso: usando o método térmico (transferindo-se toner de uma folha de papel para a placa, através da aplicação de calor), manualmente (desenhando-se os circuito com uma caneta apropriada) e até mesmo utilizando-se uma impressora 3D. Nesse projeto, χρησιμοποιήστε το uma cortadora laser para transferir ή desenho para a placa.

3. Corrosão da PCB

Uma vez transferida a máscara para a placa, é realizada a corrosão de partes da placa para remoção de partes do cobre. Ao fim do processo, a placa deverá ficar apenas com as trilhas que compõem o circuito.

4. Limpeza e acabamento

Uma vez concluída a corrosão, a placa estará pronta para ser limpa, perfurada e ter os componentes soldados. Depois disso, é só verificar tudo, energizar e ser feliz!

Βήμα 3: Σχεδιασμός PCB και δημιουργία της μάσκας

Μόλις έχετε ένα σχέδιο PCB (σχεδιασμένο με οποιοδήποτε λογισμικό CAD της επιλογής σας), μπορείτε να το εξαγάγετε σε μορφή SVG για ανάγνωση σε άλλο λογισμικό επεξεργασίας γραφικών. Πολλά επίπεδα μπορούν να εξαχθούν σε αυτήν τη διαδικασία: κάτοψη, κάτω όψη, μάσκα, μετάξι κ.λπ. Όλα τα στρώματα είναι διαθέσιμα σε κανονική ή κατοπτρική μορφή. Η διαδικασία κατασκευής που περιγράφεται σε αυτό το σεμινάριο απαιτεί την εφαρμογή μάσκας στο PCB. Το μέρος της πλάκας κάλυψης που καλύπτεται από τη μάσκα δεν θα διαβρωθεί και ως εκ τούτου θα συγκρατηθεί στην τελική πλάκα. Τα μέρη που δεν καλύπτονται με τη μάσκα θα εκτεθούν στο χλωριούχο σίδηρο, θα διαβρωθούν και θα αφαιρεθούν από την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

Σε αυτή τη διαδικασία είναι απαραίτητο να καλύψετε ολόκληρη την πλάκα με ένα στρώμα χρώματος και να αφαιρέσετε μόνο μερικά τμήματα χρησιμοποιώντας το χαράκτη λέιζερ.

Με αυτόν τον τρόπο, η μάσκα που δημιουργείται από το μεγαλύτερο μέρος του λογισμικού θα πρέπει να έχει αντιστραφεί τα χρώματα (αντιστρέψτε τα μαύρα εικονοστοιχεία σε λευκά και αντίστροφα). Για την εκτέλεση της αναστροφής της μάσκας, χρησιμοποιήθηκαν δύο λογισμικά:

- Inkscape: χρησιμοποιείται για τη μετατροπή αρχείων SVG σε μορφή εικόνας (PNG). Χρησιμοποιείται επίσης για τη μετατροπή του σχεδίου σε ασπρόμαυρη εικόνα (εάν το CAD εξάγεται σε έγχρωμη μορφή).

- Gimp: χρησιμοποιείται για την αντιστροφή του χρώματος της μάσκας (λευκά εικονοστοιχεία σε μαύρα εικονοστοιχεία).

Η εικόνα που προκύπτει στη συνέχεια φορτώνεται στο λογισμικό χάραξης λέιζερ για εκτύπωση στην επιφάνεια της πλάκας.

Δώστε προσοχή στις διαστάσεις της εικόνας: βεβαιωθείτε ότι οι διαστάσεις εξόδου του λογισμικού χάραξης λέιζερ είναι οι επιθυμητές για το πραγματικό πρωτότυπο.

Στην περίπτωση αυτού του σεμιναρίου, ο σχεδιασμός ενός συγκεκριμένου πίνακα δεν έγινε. Αντ 'αυτού, προσπάθησα να αναπαράγω έναν πίνακα ανοιχτού κώδικα, που αναπτύχθηκε από τον Fábio Souza: Franzininho. Αυτός ο απίστευτος πίνακας μπορεί εύκολα να συναρμολογηθεί και να προγραμματιστεί από χρήστες όλων των επιπέδων, είναι συμβατός με το Arduino IDE και έχει σχεδιαστεί εξ ολοκλήρου στη Βραζιλία!

Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον πίνακα στο έργο Github:

_

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χρήση του λογισμικού CAD για την προτίμησή σας), καθώς και για τη δημιουργία ενός μοντέλου SVG χωρίς λογισμικό για την εκτέλεση λογισμικών. Várias camadas podem ser exportadas nesse processo: vista superior, vista inferior, máscara, μετάξι κ.λπ. Todas as camadas são podem ser disponibilizadas no formato normal ou espelhado.

Για την εκτέλεση της περιγραφής του σεμιναρίου που χρειάζεστε για να χρησιμοποιήσετε μια εφαρμογή PCB. A parte da placa cobreada que estiver coberta pela máscara não será corroída e, portanto, será mantida na placa final. As partes que não estiverem cobertas com a máscara serão expostas ao cloreto de ferro, sendo corroídas e removidas da placa de circuito impresso.

Χρειάζεται να επανεξετάσουμε μια πλατφόρμα για το πώς να χρησιμοποιήσουμε, και να αφαιρέσουμε τα κύτταρα που χρησιμοποιούμε για να χρησιμοποιήσουμε ένα cortadora ένα λέιζερ.

Dessa forma, a máscara gerada pela maioria dos softwares deverá ter suas cores invertida (inverter os pixels pretos para branco e αντίστροφα). Για την πραγματοποίηση αντιστροφής λογισμικού, για χρήση από λογισμικά:

- Inkscape: Χρησιμοποιήστε τον μετατροπέα για την αρχική μορφή SVG σε μορφή εικόνας (png). Χρησιμοποιήστε το για να μεταμορφώσετε ή να ετοιμάσετε μια εικόνα που θα προωθήσει (αν θέλετε να εξαγάγετε CAD σε μορφή χρώματος).

- Gimp: χρησιμοποιήστε για τον μετατροπέα και τη μάσκαρα (pixels brancos em pixels pretos).

Το αποτέλεσμα είναι η είσοδος ενός λογισμικού για τη δημιουργία ενός λογισμικού με λέιζερ για την εντύπωση της υπερβολής της πλατφόρμας.

Atentar para as dimensões da imagem: deve-se verificar se as dimensões de saída do software to gravadora são as desejadas para o protótipo real.

Δεν υπάρχει κανένας οδηγός εκμάθησης, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προμηθευτεί uma placa específica. Ao invés disso, tentei replicar uma placa openource, desenvolvida pelo Fábio Souza: a Franzininho. Essa incrível placa pode ser facilmente montada e programada for usuários de todos os níveis, and compível com o Arduino IDE και inteiramente projetada no Brasil!

Μάθετε περισσότερα για μια πλατφόρμα no Github do projeto: