การกัด PCB ที่ง่ายและราคาถูก: 41 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ฉันเขียนคู่มือนี้เพราะฉันคิดว่ามันเป็นประโยชน์สำหรับผู้เริ่มต้นในการกัด PCB ด้วยวิธีง่ายๆ และงบประมาณที่ต่ำ

คุณสามารถค้นหาโครงการที่สมบูรณ์และอัปเดตได้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือ: เราเตอร์

หากคุณมีความหลงใหลในสิ่งที่ทำเอง คุณต้องสร้างเราเตอร์

ในการสร้างมัน คุณต้องมี Arduino สแกนเนอร์เก่าและเครื่องพิมพ์เก่า

ฉันเขียนเก่าด้วยตัวหนาเพราะบางครั้งอุปกรณ์ใหม่ไม่มีสเต็ปเปอร์มอเตอร์ แต่มีมอเตอร์แปรงพร้อมอุปกรณ์ป้อนกลับ

กว่าถ้าคุณมี dremel ที่บ้าน เหมาะมากที่จะทำ CNC ของคุณให้สมบูรณ์

CNC ของฉันคือ (การผสมผสานระหว่างรางลิ้นชัก epson gt-8700 และ Lexmark x642e ทั้งหมดเสร็จสิ้นด้วยลูกแก้ว)

ในที่สุดฉันก็อัพเกรดเราเตอร์ของฉัน:

www.mischianti.org

ขั้นตอนที่ 2: เครื่องมือ: เราเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

ส่วนประกอบของ CNC

• Arduino UNO
• ซีเอ็นซี ชิลด์ (อีเบย์)
• DRV8825 (อีเบย์)
• Stepper จากสแกนเนอร์และเครื่องพิมพ์
• รีเลย์เพื่อเปิดใช้งาน Dremel (eBay)
• คุณต้องสร้างบอร์ดเพื่อขจัดเสียงรบกวนจากลิมิตสวิตช์
• ฉันใช้บลูทูธ HC-05 เพื่อควบคุม CNC เพราะเสียงของ dremel นั้นสูงมาก และฉันชอบการควบคุมจากห้องอื่น (eBay) (อธิบายการเชื่อมต่อที่นี่)

โปรแกรม/เฟิร์มแวร์บน Arduino

คุณสามารถค้นหาโปรแกรมที่จะอัปโหลดไปยัง Arduino ได้ที่นี่ (ฉันต้องเปลี่ยนคุณสมบัติของรหัสเพื่อใช้โดยไม่มีตัวควบคุมความเร็ว dremel ของฉันถูกเปิดใช้งานหรือปิดใช้งานโดยไม่มี PWM)

ขั้นตอนที่ 3: เครื่องมือ: FR4 แผ่นหุ้มทองแดงด้านเดียว

สำหรับโครงการ ฉันเลือกแผ่นหุ้มทองแดงด้านเดียวบาง 1.5 มม.

อีเบย์

มี 2 รุ่น คือ สีเหลือง (ลามิเนต) และวัสดุสีขาวอื่นๆ (ใยแก้ว) รุ่นที่สองเหมาะสำหรับการกัด

ขั้นตอนที่ 4: เครื่องมือ: V Style Bit (มุม 10 °และปลาย 0.1 มม.)

ราคาถูกมากฉันซื้อ 10 ชิ้นในราคา 3 เหรียญและทำงานได้ดี

อีเบย์

ขั้นตอนที่ 5: เครื่องมือ: Fritzing

โปรแกรมที่สวยงามสำหรับบอร์ดต้นแบบ

fritzing.org/home/

ขั้นตอนที่ 6: เครื่องมือ: FlatCam

โปรแกรมที่ระบุเพื่อสร้าง gcode จากไฟล์ Gerber

flatcam.org/

ขั้นตอนที่ 7: เครื่องมือ: ผู้ส่ง GCode สากล

โปรแกรมนี้เป็นสิ่งที่ฉันชอบใช้เพื่อควบคุม CNC ของฉัน แต่คุณสามารถใช้สิ่งที่คุณต้องการได้

winder.github.io/ugs_website/

ขั้นตอนที่ 8: เริ่มโครงการ

ในการเริ่มต้นเราต้องการโปรเจ็กต์ ฉันชอบสร้างบอร์ดต้นแบบที่รวดเร็วสำหรับไอซีของฉัน และฉันชอบเขียนโปรแกรมด้วย ESP01 ฉันชอบทำงานโดยใช้เพียงสองสาย (ดังนั้นฉันจึงสามารถใช้ Serial olso) ดังนั้น PCF8574 IC a I/ ตัวขยายพอร์ต O ผ่านโปรโตคอล i2c เป็นบอร์ดต้นแบบตัวแรกของฉัน

พินอินพุทตัวเมียคือ GND, VCC, SDA และ SCL ส่วน dipswitch-03 ใช้สำหรับตั้งค่าที่อยู่ของ i2c

จากนั้นจะมีพินตัวเมีย 8 ตัวสำหรับ I/O (P0-P7) และพินอินเทอร์รัปต์ใกล้กับพิน SDA SCL

คุณสามารถค้นหาห้องสมุดเพื่อใช้ในลักษณะง่ายๆ ของ IC ที่นี่ และคำแนะนำได้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 9: Fritzing: Project

ก่อนอื่นคุณต้องสร้างต้นแบบของคุณบนเขียงหั่นขนม

อย่างที่คุณเห็นความแตกต่างเพียงอย่างเดียวจาก "บอร์ดต้นแบบปกติ" คือการเพิ่มพินตัวเมีย

ฉันเพิ่มสิ่งนั้นเพราะฉันมีพินนั้นกับสคีมา PCB

ถ้าคุณต้องการ คุณสามารถสร้างสคีมาเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น แต่ไม่จำเป็น

ขั้นตอนที่ 10: Fritzing: เริ่มวาด PCB

กว่าในแท็บที่สามคุณมี PCB ที่มีสัญญาณรบกวนและที่นี่เราต้องทำงาน

การวางตำแหน่งนั้นง่ายมาก ดังนั้นฉันจึงเพิ่มคำแนะนำบางอย่างเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 11: Fritzing: เลือกเค้าโครงที่ถูกต้องของPCB

สำหรับขั้นแรกให้เลือก PCB สีเทาและในแผงด้านขวาให้เลือก PCB หนึ่งชั้น

ขั้นตอนที่ 12: Fritzing: ใช้ Jumper เพื่อทับซ้อนกัน

กว่าเริ่มวางตำแหน่งองค์ประกอบเหนือ PCB

แทนการเชื่อมต่อองค์ประกอบ เมื่อคุณมีการทับซ้อนกัน คุณสามารถใช้องค์ประกอบจัมเปอร์ คุณจะพบมันที่ส่วนท้ายของชิ้นส่วนหลักด้วยเครื่องมือที่มีประโยชน์อื่น ๆ สำหรับสร้าง PCB

ขั้นตอนที่ 13: Fritzing: สำหรับวงแหวนที่ใหญ่กว่า

ฉันต้องเชื่อมต่อ 2 องค์ประกอบ แต่มี 2 สายอยู่ตรงกลาง เพื่อให้คุณสามารถใช้สายจัมเปอร์ในการทำเช่นนั้นได้

บางครั้งฉันก็ไม่ได้ใช้สายจัมเปอร์เพราะฉันชอบทำรูที่ใหญ่กว่าปกติ

คุณสามารถระบุขนาดได้ เมื่อฉันสามารถสร้าง 0.8 0.8 รู (สำหรับวงแหวนรูที่ใหญ่กว่า)

ขั้นตอนที่ 14: Fritzing: ตั้งค่าขนาด PCB เพื่อลดของเสีย

PCB เปล่าที่ฉันซื้อคือ 7 ซม. x 5 ซม.

เพื่อให้ได้พื้นผิวการกัดที่ดีขึ้น ฉันชอบใช้ลวดทองแดงทำมุม 45° สองสามเส้น และฉันจะใช้พื้นผิวที่ใหญ่กว่าโดยสิ้นเปลืองน้อยที่สุด ดังนั้นฉันจึงเลือกขนาดย่อยหลายขนาด เช่น 1/2 ของขนาด 3.5 ซม. x 5 ซม.

ขั้นตอนที่ 15: Fritzing: ใช้ลวดทองแดงขนาดใหญ่ขึ้น

เมื่อคุณใช้มุม 45° เพียงเล็กน้อย คุณจะสามารถสร้างลวดทองแดงแบบหนาได้

ลวดทองแดงที่ใหญ่กว่านั้นปลอดภัยกว่าเมื่อคุณกำลังจะกำหนดเส้นทาง PCB

ดังนั้นให้เลือกลวดทองแดงและ "หนาพิเศษ" บนแผง

ขั้นตอนที่ 16: Fritzing: ไม่จำเป็นต้องสร้างส่วนประกอบเสมอไป

ในโปรเจ็กต์นี้ ฉันต้องการ dipswitch 03 แต่ใน Fritzing คุณมี 02 และ 08 หากคุณต้องการคุณสามารถสร้างส่วนประกอบหรือคุณสามารถซ้อนทับ 2 อันเพื่อสร้าง dipswitch 03 ตัวเดียว

ขั้นตอนที่ 17: Fritzing: ข้อความบางส่วนบนPCB

หากคุณต้องการเพิ่มข้อความบน PCB คุณสามารถใช้เครื่องมือข้อความ

ตอนนี้เราสร้าง PCB ด้านเดียวเพื่อเขียนบางอย่างเช่นภาพที่สอง

คุณต้องเลือกด้านล่างของซิลค์สกรีน และเพื่อให้อ่านง่าย ฉันคิดว่าคุณต้องตั้งค่าความสูงของข้อความ 4 มม.

ขั้นตอนที่ 18: Fritzing: เชื่อมต่อองค์ประกอบทั้งหมด

ในตอนท้ายเมื่อคุณเชื่อมต่อองค์ประกอบทั้งหมดและเขียนสิ่งที่คุณต้องการ

ผลลัพธ์ทั่วไปอยู่ในรูปภาพ

ขั้นตอนที่ 19: Fritzing: สร้าง Gerber File

ใน Fritzing เราสามารถส่งออกไฟล์ gerber จากเมนู FileExportfor ProductionExtended Gerber

เลือกโฟลเดอร์และไป

ชื่อของไฟล์ที่สร้างขึ้นนั้นค่อนข้างอ่านง่าย

ขั้นตอนที่ 20: FlatCam: การตั้งค่า

อันดับแรก ฉันตั้งค่าเริ่มต้นบางอย่างบน FlatCam ของฉัน

ฉันตั้งค่า 0.57 สำหรับ tool dia[meter] เพราะเป็นขนาดเครื่องมือสูงสุดโดยไม่มีการทับซ้อนกันมากเกินไป

สำหรับ Excellon (ข้อมูลดอกสว่าน) ฉันตั้งค่าไว้ที่ 1.5 มม. เพราะนี่คือความหนาของปลอกทองแดงที่ฉันซื้อ

พื้นที่สี ฉันตั้งค่าทับซ้อน (0.01) และระยะขอบ (0.1) ต่ำมากเพื่อสร้างตัวอักษรขนาดเล็ก

เส้นขอบใส่ 0.1 ไปที่ระยะขอบ ค่าอื่นแนะนำ

ขั้นตอนที่ 21: FlatCam: นำเข้าไฟล์

คุณต้องนำเข้าใน FlatCam ดังนั้น:

เปิดไฟล์ Gerber

• copperBottom.gbl
• silkBottom.gbo
• contour.gm1

เปิดไฟล์ Excellon

drill.txt

ขั้นตอนที่ 22: FlatCam: สร้างงาน CNC (เจาะ)

อันสุดท้ายกำลังเจาะ แต่ Excellon เป็นรูปทรงเรขาคณิตอยู่แล้ว

ฉันไม่ต้องการที่จะเปลี่ยนบิต; ฉันใช้บิตเดียวกันมาตลอดและเครื่องมือเจาะเพื่อขยายส่วนที่เล็กที่สุดของรู V หรือถ้าสามารถตั้งความลึกต่ำและจบรูด้วยดอกสว่าน 0.75 มม.

ฉันยังใช้เครื่องมือเจาะเพื่อถอดการเชื่อมต่อทองแดงที่ CNC ไม่ได้ลบออก

• เลือก drill.txt บนหน้าจอที่มีรายการขนาดบิต คลิกและเลือกทั้งหมด (Ctrl+a)
• จากนั้นไปที่สร้างงาน CNC
• Cut Z คือความลึกของรู ฉันตั้งไว้ที่ -1.5 มม. ความสูงของทองแดงหุ้ม

ขั้นตอนที่ 23: FlatCam: สร้างงาน CNC (copperBottom)

เครื่องมือ dia เป็น 0.57 ตามปกติ และตั้งค่าความเร็ว splindle หากจำเป็น (ฉันใช้ dremel พร้อมความเร็ว costant)

ขั้นตอนที่ 24: FlatCam: สร้างงาน CNC (silkBottom)

ตอนนี้เลือกองค์ประกอบ "คำสั่งผสม" (สร้างจากรูปทรงเรขาคณิตร่วมของ silkBottom) จากนั้นสร้างงาน CNC

ขั้นตอนที่ 25: FlatCam: สร้างงาน CNC (รูปร่าง)

สุดท้าย เลือก contour.gm1_cutout

ที่นี่ฉันชอบที่จะสร้างความลึก 0.5 มม. จากนั้นฉันตัดเป็นเส้นด้วยกรรไกรดีบุก ดังนั้นฉันจึงตั้งค่า 0.5 ของความลึกสุดท้ายและ 0.05 สำหรับผ่าน

ขั้นตอนที่ 26: FlatCam: สร้างไฟล์ Gcode

จาก FlatCam ให้เลือกไฟล์ "*_cnc" และ "ส่งออก G-Code"

ขั้นตอนที่ 27: ผู้ส่ง GCode สากล

ฉันใช้ในการส่งคำสั่งไปยัง CNC UGS มันง่ายและสวยงามมาก

ลำดับการตัดทั่วไปคือ:

• ทองแดงด้านล่าง
• ฉลาก
• เจาะ
• ชายแดน

ขั้นตอนที่ 28: ผู้ส่ง GCode สากล: การจำลอง

นี่คือการจำลอง Universal GCode Sender

ขั้นตอนที่ 29: ใส่ Copper Clad บนเราเตอร์

ฉันใช้ไบเอดซีฟเพื่อยึดทองแดงที่หุ้มไว้กับพื้นผิว

ในส่วนนี้ฉันใช้รูปถ่ายของโครงการอื่นที่ฉันมีอยู่โดยตรง

ขั้นตอนที่ 30: เริ่มการกำหนดเส้นทาง

หลังจากวางตำแหน่งพิกัดศูนย์แล้ว ให้เริ่มการกำหนดเส้นทาง

ในส่วนนี้ฉันใช้รูปถ่ายของโครงการอื่นที่ฉันมีอยู่โดยตรง

ขั้นตอนที่ 31: เริ่มการกำหนดเส้นทาง: วิดีโอ

เสร็จสิ้นการกำหนดเส้นทางทองแดงด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 32: ผลลัพธ์สกปรก

เมื่อเสร็จแล้วผลลัพธ์ค่อนข้างน่าเกลียด

ในส่วนนี้ฉันใช้รูปถ่ายของโครงการอื่นที่ฉันมีอยู่โดยตรง

ขั้นตอนที่ 33: กระดานขัด

ด้วยกระดาษทราย PCB ใช้แบบฟอร์ม

แล้วตัดขอบด้วยกรรไกร

ในส่วนนี้ฉันใช้รูปถ่ายของโครงการอื่นที่ฉันมีอยู่โดยตรง

ขั้นตอนที่ 34: Copper Clad Milled

ตอนนี้เรามีมุมมองแรกเกี่ยวกับ PCB

ขั้นตอนที่ 35: ส่วนประกอบการบัดกรี

ในความหนาของวงแหวนทองแดง PCB แบบเต็มค่อนข้างบาง แต่ไม่มีปัญหาในการบัดกรี

ขั้นตอนที่ 36: ผลลัพธ์สุดท้าย

ผลลัพธ์ก็โอเค

ขั้นตอนที่ 37: ตัวอย่าง: I2c LCD Adapter

ลิงค์ไปยังห้องสมุดที่นี่

ขั้นตอนที่ 38: ตัวอย่าง: Pcf8591 Prototype Board

ลิงค์ไปยังห้องสมุดที่นี่

ขั้นตอนที่ 39: ตัวอย่าง: ESP-01 Prototype Board

มีประโยชน์มากในการใช้ ESP01 ทั้ง 4 พิน และเพื่อจัดการแหล่งจ่ายไฟภายนอก

ขั้นตอนที่ 40: ตัวอย่าง: Pcf8574 Prototype Board Minimal Versione

เวอร์ชันนี้เป็นบอร์ดที่เล็กที่สุดของฉัน โดยมีลวดทองแดงบางมากที่ส่วนโค้ง 45°

ลิงค์ไปยังห้องสมุดที่นี่