Eenvoudig en goedkoop PCB-frezen - Ajarnpa

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-23 15:01

Ik schrijf deze handleiding omdat ik denk dat het een handige tutorial is voor beginners om PCB's op een zeer eenvoudige manier en met een laag budget te frezen.

U kunt het volledige en bijgewerkte project hier vinden

Stap 1: Instrumenten: Router

Als je een passie hebt voor zelfgemaakte dingen, moet je een router bouwen.

Om het te bouwen heb je arduino een oude scanner en een oude printer nodig.

Ik schrijf oud vet omdat een nieuw apparaat soms geen stappenmotor heeft maar een borstelmotor met feedbackapparaat.

Dan Als je thuis zo'n dremel hebt, is het perfect om je CNC te voltooien.

Mijn CNC is dat (een mix van ladegeleiders, epson gt-8700 en Lexmark x642e allemaal aangevuld met plexyglas).

Eindelijk upgrade ik mijn router:

www.mischianti.org

Stap 2: Instrumenten: elektronische router

Onderdeel van CNC

• Arduino UNO.
• CNC-schild (eBay).
• DRV8825 (eBay).
• Stepper van scanner en printer.
• Relais om Dremel (eBay) te activeren.
• U moet een bord maken om ruis van de eindschakelaar te elimineren.
• Ik gebruik HC-05 bluetooth om de CNC te besturen omdat het geluid van dremel erg hoog is en ik de voorkeur geef aan bediening vanuit een andere kamer (eBay) (Leg hier de verbinding uit).

Programma/firmware op Arduino

Je kunt hier het programma vinden om te uploaden naar Arduino (ik moet een eigenschap van code wijzigen om te gebruiken zonder snelheidsregelaar, mijn dremel wordt geactiveerd of gedeactiveerd zonder PWM)

Stap 3: Instrumenten: FR4 enkelzijdige koperen plaat

Voor het project selecteer ik een enkelzijdige met koper beklede plaat van 1,5 mm dun.

eBay

Bestaat 2 variant één met geel (laminaat) en ander wit materiaal (Glasvezel), de tweede is beter om te frezen.

Stap 4: Instrumenten: V-stijl bit (10° hoek en 0,1 mm punt)

Het is erg goedkoop, ik koop 10 stuks voor $ 3 en werk goed.

eBay

Stap 5: Instrumenten: Fritzing

Een mooi programma om een bord te prototypen.

fritzing.org/home/

Stap 6: Instrumenten: FlatCam

Een gespecificeerd programma om gcode van Gerber-bestand te maken.

flatcam.org/

Stap 7: Instrumenten: Universele GCode-afzender

Dit programma is wat ik graag gebruik om mijn CNC te besturen, maar je kunt gebruiken wat je wilt.

winder.github.io/ugs_website/

Stap 8: Project starten

Om te beginnen hebben we een project nodig, ik maak graag een snel prototypebord voor mijn IC, en ik programmeer graag met ESP01, ik werk graag met slechts twee draden (zodat ik seriële olso kan gebruiken), dus PCF8574 IC a I/ O-poortuitbreiding via i2c-protocol is mijn eerste prototypebord.

De vrouwelijke ingangspin is GND, VCC, SDA en SCL, de dipswitch-03 is voor het instellen van het adres van i2c.

Dan zijn er 8 vrouwelijke pins voor I/O (P0-P7) en een Interrupt pin in de buurt van SDA SCL pin.

Je kunt een bibliotheek vinden om de IC hier op een eenvoudige manier te gebruiken en de instructable hier.

Stap 9: Fritzing: project

Eerst moet je je prototype op breadboard maken.

Zoals je kunt zien, is het enige verschil met een "normaal prototypebord" dat ik een vrouwelijke pin toevoeg.

Ik voeg dat toe omdat ik die pinnen heb op het PCB-schema.

Als je wilt, kun je een schema maken voor een beter begrip, maar het is niet nodig.

Stap 10: Fritzing: Start Draw PCB

Dan heb je in het derde tabblad een gecodeerde PCB en hier moeten we aan werken.

Positionering is heel eenvoudig, dus ik voeg alleen wat advies toe.

Stap 11: Fritzing: Selecteer de juiste lay-out van PCB

Selecteer eerst een grijze PCB en selecteer in het rechterpaneel een laag PCB.

Stap 12: Fritzing: Gebruik jumper om te overlappen

Begin dan met het positioneren van het element over de printplaat.

Verbind dan het element, als je een overlap hebt, kun je een jumper-element gebruiken, je kunt het aan het einde van de kerndelen vinden met een ander handig instrument om PCB's te maken.

Stap 13: Fritzing: voor grotere gatring

Ik moet 2 elementen aansluiten, maar er zijn 2 draden in het midden, dus je kunt een jumper gebruiken om dat te doen.

Soms gebruik ik geen jumperdraad omdat ik graag een groter gat maak dan normaal.

U kunt de maat specificeren, wanneer ik kan, maak ik een gat van 0,8 0,8 (voor een grotere ring).

Stap 14: Fritzing: PCB-grootte instellen om afval te verminderen

De blanco PCB die ik koop is 7cm x 5cm.

Om een beter freesoppervlak te hebben, gebruik ik liever een paar koperdraad met een hoek van 45° en ik ga een groter oppervlak gebruiken met minimale verspilling, dus ik selecteer een sub-meerdere afmetingen zoals 1/2 van de maat 3,5 cm x 5 cm.

Stap 15: Fritzing: gebruik een grotere maat koperdraad

Als je een paar hoeken van 45° gebruikt, kun je een dikke koperdraad maken.

Grotere koperdraad is veiliger wanneer u PCB's gaat routeren.

Kies dus voor koperdraad en "extra dik" op paneel.

Stap 16: Fritzing: het is niet altijd nodig om componenten te maken

In dit project heb ik een dipswitch 03 nodig, maar in Fritzing heb je 02 en 08, als je wilt, kun je de component maken of je kunt 2 daarvan overlappen om een enkele dipswitch 03 te maken.

Stap 17: Fritzing: wat tekst op PCB

Als u wat tekst op PCB wilt toevoegen, kunt u een tekstinstrument gebruiken.

Nu maken we een enkelzijdige PCB om zoiets als een tweede afbeelding te schrijven.

Je moet zeefdrukbodem selecteren, en voor een goede leesbaarheid denk ik dat je 4 mm teksthoogte moet instellen.

Stap 18: Fritzing: verbind alle elementen

Aan het einde als je alle elementen met elkaar verbindt en schrijft wat je wilt.

Het typische resultaat staat in de afbeelding.

Stap 19: Fritzing: Gerber-bestand genereren

In Fritzing kunnen we het gerber-bestand exporteren vanuit het menu FileExportfor ProductionExtended Gerber.

Selecteer een map en ga.

De naam van het gegenereerde bestand is goed leesbaar.

Stap 20: FlatCam: Instellingen

Eerst heb ik een standaardwaarde ingesteld op mijn FlatCam.

Ik heb 0,57 ingesteld voor gereedschapsdiameter [meter] omdat dit de maximale gereedschapsgrootte is zonder al te veel overlappingen.

Voor Excellon (boorinformatie) heb ik deze ingesteld op 1,5 mm omdat dit de dikte is van de koperen bekleding die ik koop.

Verfgebied Ik heb overlap (0,01) en marge (0,1) erg laag ingesteld om een kleine letter te maken.

Border zet 0,1 op marge, andere waarde wordt aanbevolen.

Stap 21: FlatCam: Bestand importeren

U moet dus in FlatCam importeren:

Bestand openen Gerber

• koperBottom.gbl
• silkBottom.gbo
• contour.gm1

Bestand Excellon openen

drill.txt

Stap 22: FlatCam: CNC-opdracht genereren (boor)

De laatste is boren, maar Excellon is al geometrie.

Ik wil het bit niet veranderen; Ik heb altijd hetzelfde bit gebruikt en een ponsgereedschap om het kleinste deel van het V-gat te vergroten. Of als een lage diepte kan worden ingesteld en het gat kan worden afgemaakt met een bit van 0,75 mm.

Ik gebruik ook het ponsgereedschap om de koperen verbindingen te verwijderen die niet door de CNC worden verwijderd.

• Selecteer drill.txt op het scherm waar de lijst met bitgroottes staat, klik en selecteer alles (Ctrl+a).
• Ga dan naar CNC Job genereren.
• Cut Z is de diepte van het gat, ik heb het ingesteld op -1,5 mm de hoogte van de koperen bekleding.

Stap 23: FlatCam: Genereer CNC Job (copperBottom)

Gereedschapsdia tot 0,57 zoals gewoonlijk, en stel indien nodig de spilsnelheid in (ik gebruik dremel met een vaste snelheid).

Stap 24: FlatCam: CNC-opdracht genereren (silkBottom)

Selecteer nu het "Combo"-element (gegenereerd uit de verbindingsgeometrie van silkBottom) en vervolgens CNC-taak maken.

Stap 25: FlatCam: CNC-opdracht genereren (contour)

Selecteer ten slotte contour.gm1_cutout.

Hier genereer ik liever een snede van 0,5 mm diepte, dan knip ik tot de lijn met een tinschaar, dus ik stel 0,5 van de uiteindelijke diepte in en 0,05 voor pas.

Stap 26: FlatCam: Gcode-bestand genereren

Selecteer in FlatCam één voor één het "*_cnc"-bestand en "Export G-Code".

Stap 27: Universele GCode-afzender

Ik gebruik om de opdracht naar CNC UGS te sturen, het is heel eenvoudig en mooi.

De gebruikelijke snijvolgorde is:

• koperbodem
• label
• oefening
• grens

Stap 28: Universele GCode-afzender: simulatie

Hier een simulatie van Universal GCode Sender.

Stap 29: Zet Copper Clad op de router

Ik gebruik biadesive om koper aan de oppervlakte te houden.

Voor dit onderdeel gebruik ik een foto van een ander project dat ik direct beschikbaar heb.

Stap 30: Begin met routeren

Na het positioneren van de nulcoördinaat, begint u met routeren.

Voor dit onderdeel gebruik ik een foto van een ander project dat ik direct beschikbaar heb

Stap 31: Begin met routeren: video

Afwerking koperen ondergeleiding.

Stap 32: Vuil resultaat

Als je klaar bent, is het resultaat behoorlijk lelijk.

Voor dit onderdeel gebruik ik een foto van een ander project dat ik direct beschikbaar heb

Stap 33: Schuurplank

Met schuurpapier krijgt PCB vorm.

Knip vervolgens de rand af met een schaar.

Voor dit onderdeel gebruik ik een foto van een ander project dat ik direct beschikbaar heb.

Stap 34: Met koper bekleed gefreesd

Nu hebben we ons eerste beeld van PCB

Stap 35: Soldeercomponent

In een volledige PCB is de koperen ringdikte vrij dun, maar geen probleem om het te solderen.

Stap 36: Eindresultaat

Het resultaat Het is oké.

Stap 37: Voorbeelden: I2c LCD-adapter

Link naar bibliotheek hier.

Stap 38: Voorbeelden: Pcf8591 Prototype Board

Link naar bibliotheek hier.

Stap 39: Voorbeelden: ESP-01 Prototype Board

Zeer handig om alle 4 pins van ESP01 te gebruiken en om de externe voeding te beheren.

Stap 40: Voorbeelden: Pcf8574 Prototype Board Minimal Versione

Deze versie is mijn kleinste maat van het bord, met zeer dunne koperdraad in bochten van 45°.

Link naar bibliotheek hier.