Een aangepaste PCB maken met een lasergraveerder met laag vermogen - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Door IgorF2Volg meer van de auteur:

Over: Maker, ingenieur, gekke wetenschapper en uitvinder Meer over IgorF2 »

Als het gaat om het maken van een zelfgemaakte PCB, kun je online verschillende methoden vinden: van de meest rudimentaire, met alleen een pen, tot de meer geavanceerde met behulp van 3D-printers en andere apparatuur. En deze tutorial valt op dat laatste geval! In dit project laat ik zien hoe je een printplaat fabriceert met behulp van een goedkope en energiezuinige lasersnijder.

Tot voor kort vond je zo'n machine alleen in makerspaces of andere commerciële voorzieningen. Ze zouden duizenden dollars kosten, zodat een gewone maker er geen voor zichzelf zou kunnen hebben. Er zijn ook enkele lasersnijdiensten online, maar naar mijn mening zouden ze niet de perfecte keuze zijn voor snelle prototyping. Gelukkig zijn er nu meerdere lasergraveermachines online beschikbaar! De meeste hebben een laser met laag vermogen en kunnen alleen worden gebruikt voor het etsen en graveren van tekeningen in verschillende oppervlakken (bijvoorbeeld glas, metaal of hout). Hun oppervlakte en laservermogen zijn slechts een fractie van professionele machines, maar het zou een goed begin zijn voor makers en hobbyisten.

In deze tutorial laat ik je zien hoe ik een lasergraveerder met laag vermogen heb gebruikt om een printplaat (PCB) te maken. Het zou een goed alternatief zijn als je je eerste prototype van een printplaat wilt maken (tenminste totdat je een betere versie bestelt bij een online fabrikant!).

Je kunt de lasersnijder die ik heb gebruikt vinden in de volgende links:

rebrand.ly/laserengraver-BG

rebrand.ly/laserengraver-AMZ

rebrand.ly/laserengraver-GB

Wist je dat je hier een geweldige lasersnijcursus kunt vinden op Instructables? Bekijken:

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

_

Wat betreft de geschiedenis van de PCB-case, de mogelijkheid om verschillende online methoden te vinden: desde os rudimentares, utilizando apenas uma caneta, até os mais sofisticados usando impressionoras 3D en outros equipamentos. E esse tutorial cai nesse último caso!Nesse projeto eu mostro como fabricar uma placa de circuito impressiono utilizando uma cortadora a laser de baixa potência en baixo custo.

Até recentemente, você só encontraria uma dessas máquinas em makerspaces of outras instalações comerciais. Eles custariam milhares de dólares, então um fazedor comum não seria capaz de ter uma própria. Você pode encontrar também alguns serviços de corte a laser on-line, mas, na minha opinião, eles não seriam a escolha perfeita para prototipagem rápida. Felizmente, bestaande uit maquinas de gravação een laser disponíveis online! Een maioria delas têm lasers de baixa potência en podem ser usadas apenas para gravação em diferentes superfícies (vidro, metal ou madeira, por exemplo). Het is een superieur en krachtig laserapparaat voor professionele, professionele en professionele apparaten. Neste-tutorial, meest gebruikt voor het gebruik van een laser van de potentiaal voor de productie van een printplaat (PCB of PCI). Pode ser uma boa alternativa se você tiver uma dessas máquinas oa seu alcance en quiser fazer um primeiro protótipo uma placa de circuito (pelo menos até encomendar uma verso melhorada de algum fabricante 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

Você sabia que pode encontrar uma incrivel aula de corte a laser aqui na Instructables? Confira:

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

Stap 1: Gereedschappen en materialen

De volgende tools en materialen zijn gebruikt in deze tutorial:

• 10W lasergraveerder (link/link/link). Het werd gebruikt voor het afdrukken van de circuittekening op een blanco koperen printplaat.
• Koperen printplaat (link/link/link). Zelfgemaakte printplaten worden meestal gedrukt op met koper beklede fenolplaten. Het hele oppervlak van het bord is gecoat (aan één kant of beide). Koper is een geleidend materiaal, terwijl het fenolsubstraat geen elektriciteit kan geleiden. Door delen van de koperlaag te verwijderen, kunnen er sporen tussen de componenten ontstaan, waardoor de printplaat ontstaat.
• Latex PVA inkt op waterbasis. Zoals je later in deze tutorial zult zien, heb ik inkt op waterbasis gebruikt om een masker te maken op het oppervlak van een koperen printplaat. Dit masker voorkomt dat delen van de koperlaag door de ijzerchloride-oplossing worden verwijderd.
• Verf penseel. Op de printplaat zal een dikke laag verf moeten worden aangebracht en hier komt een kwast goed van pas.
• IJzerchloride. Dit komt als een zout en moet worden opgelost in water voordat het wordt gebruikt. Deze oplossing kan koper aantasten en het van zijn fenolsubstraat verwijderen. Breng een masker aan en alleen de delen van de koperen plaat die aan de oplossing zijn blootgesteld, worden opgelost.
• Schuurpapier. Uiteindelijk moet je het resterende masker van het bord verwijderen. Dit kan eenvoudig met schuurpapier.

_

Ons seguintes materiais en ferramentas foram usado nesse tutorial:

• Gravadora laser de 10W (link/link/link). Esse equipamento foi usado para impressão do desenho do circuito em uma placa cobreada nova.
• PCB de cobre (link / link / link). Circuitos caseiros são normalmente impressionos em placas cobreadas de fenolite, podendo ter um lado of ambos revestidos com cobre. O cobre é um material condutor, enquanto of substrato de fenolite se comporta como isolante de eletricidade. Removendo-se partes da camada de cobre, pode-se criar trilhas entre os componentes, criando-se assim um circuito impresso.
• Tinta PVA-basis água. Kom meer te weten over de latere tutorial, eu usei uma tinta base água para criar uma máscara on superfície da placa cobreada. Essa is een evita que partes da camada de cobre sejam ermovidas pela solução de cloreto de ferro.
• Pincel. U kunt een momentopname maken om een momentopname te maken van een moment waarop u indruk kunt maken, en een pincel die een momentopname maakt.
• Cloreto de ferro. Essa substância é vendida forma de um sal que deve ser dissolvida emágua 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.
• Lixa. Ao fim do processo, você precisará remover of restante da máscara da placa. Isso pode ser feito facilmente utilizando-se uma lixa.

Stap 2: Zelfgemaakt PCB-productieproces

Het productieproces van zelfgemaakte PCB's bestaat meestal uit de volgende stappen:

1. PCB-ontwerp:

In deze stap wordt de tekening van het te produceren bord gemaakt. Het is mogelijk om zowel een nieuw bord te ontwerpen als kopieën te maken van opensourceprojecten. Verschillende CAD-software kan worden gebruikt (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, enz.).

2. Breng een masker aan op de printplaat

Nadat de printplaat is ontworpen, moet deze worden overgebracht naar de printplaat. Er zijn verschillende manieren om dit te doen: met behulp van de thermische methode (door toner van een vel papier op de plaat over te brengen, door warmte toe te passen), handmatig (door het circuit te tekenen met een geschikte pen) en zelfs met behulp van een 3D-printer. In dit project heb ik een lasergraveerder gebruikt om het ontwerp op de plaat over te brengen.

3. Chemisch etsen van de PCB

Zodra het masker op de plaat is overgebracht, wordt corrosie van delen van de plaat uitgevoerd om delen van het koper te verwijderen. Aan het einde van het proces zou het bord alleen bij de sporen moeten zijn waaruit het circuit bestaat.

4. Reiniging en afwerking

Zodra de corrosie is voltooid, is de plaat klaar om te worden schoongemaakt, geboord en de componenten worden gelast. Controleer daarna alles, zet het aan en wees blij!

_

Het fabricageproces van PCB caseira normalmente bestaat uit verschillende stappen:

1. Ontwerp da placa

Nesse passo é feito o desenho da placa que se pretende produzir. Het is mogelijk om een realizar projeto te maken van de uma placa nova, een realistisch beeld van de projetos opensource. Verschillende CAD-programma's voor gebruik (Fritzing, KiCAD, Proteus, Eagle, enz.).

2. Toepassingen op PCB's

U kunt het maken van circuits die indruk maken, het is nodig om over te stappen op een circuit. 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 atutilizem uma impressionora 3D. Nesse projeto, usei uma cortadora laser para transferir o desenho para a placa.

3. Corrosie van PCB's

U kunt een overgang maken naar een plaats waar u een scheiding kunt maken, een scheiding tussen de delen van een plaats die u samen kunt ondernemen. Ao fim do processo, a placa deverá ficar apenas com as trilhas que compõem o circuito.

4. Limpeza en 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!

Stap 3: PCB-ontwerp en het masker maken

Als je eenmaal een PCB-ontwerp hebt (ontworpen met een CAD-software naar keuze), kun je het exporteren in SVG-formaat om het in andere grafische bewerkingssoftware te lezen. In dit proces kunnen verschillende lagen worden geëxporteerd: bovenaanzicht, onderaanzicht, masker, zijde, enz. Alle lagen zijn beschikbaar in normaal of gespiegeld formaat. Het fabricageproces dat in deze tutorial wordt beschreven, vereist dat een masker op de PCB wordt aangebracht. Het deel van de afdekplaat dat door het masker wordt afgedekt zal niet corroderen en dus op de eindplaat blijven zitten. Onderdelen die niet met het masker zijn bedekt, worden blootgesteld aan het ijzerchloride, worden gecorrodeerd en van de printplaat verwijderd.

Bij dit proces is het noodzakelijk om de hele plaat te coaten met een laag verf en slechts enkele secties te verwijderen met behulp van de lasergraveerder.

Op deze manier zouden de kleuren van het masker dat door de meeste software wordt gegenereerd, moeten worden omgekeerd (de zwarte pixels omkeren in wit en omgekeerd). Om de maskerinversie uit te voeren, werden twee softwares gebruikt:

- Inkscape: wordt gebruikt om SVG-bestanden om te zetten in afbeeldingsformaat (PNG). Wordt ook gebruikt om de tekening om te zetten in een zwart-witafbeelding (als de CAD-export in kleurformaat);

- Gimp: wordt gebruikt om de maskerkleur om te keren (witte pixels in zwarte pixels).

Het resulterende beeld wordt vervolgens in de lasergraveersoftware geladen om op het oppervlak van de plaat af te drukken.

Let op de afmetingen van de afbeelding: controleer of de uitvoerafmetingen van de lasergraveersoftware de gewenste afmetingen zijn voor het daadwerkelijke prototype.

In het geval van deze tutorial is het ontwerp van een specifiek bord niet gedaan. In plaats daarvan probeerde ik een opensource-bord te repliceren, ontwikkeld door Fábio Souza: Franzininho. Dit ongelooflijke bord kan eenvoudig worden geassembleerd en geprogrammeerd door gebruikers van alle niveaus, het is compatibel met de Arduino IDE en volledig ontworpen in Brazilië!

Meer informatie over het bord in het Github-project:

_

Het is mogelijk om een beeld te krijgen van de kwaliteit van de software (de CAD-software van de voorkeursinstelling) en het exporteren van een model zonder formaat SVG voor het vrijgeven van software voor het bewerken van afbeeldingen. Verschillende soorten beelden kunnen worden weergegeven in het volgende proces: vista superior, vista inferior, máscara, silk, enz. Todas as camadas são podem ser disponibilizadas no formato normal of espelhado.

Het proces van het vervaardigen van een beschrijving van de tutorial die nodig is om een PCB te kunnen gebruiken. Een parte da placa cobreada que estiver coberta pela máscara não será corroída e, portanto, será mantida na placa final. Als er geen bewijs is van een mogelijke verklaring van de ferro, is er sprake van removidas en van een circuit van indruk.

Het is noodzakelijk om een nieuwe kleur aan te brengen voor het verwijderen van vlekken, en verwijderaars die een laser gebruiken.

Dessa forma, a máscara gerada pela maioria dos softwares deverá ter suas cores invertida (inverter of pixels pretos para branco e vice versa). Voor het realiseren van een inversão da máscara, foram utilizados dois softwares:

- Inkscape: gebruik de converter voor bestanden SVG in afbeeldingsformaat (png). Gebruik van de afbeelding voor het transformeren van een afbeelding van een preto en branca (caso of CAD export in colorido);

- Gimp: gebruik maken van de omvormer en de máscara (pixels brancos en pixels pretos).

Een beeld dat resulteert in een carregada zonder software van gravadora en laser om indruk te maken op het oppervlak van de plaat.

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

Geen caso desse tutorial, geen feit of projeto de uma placa específica. Oa invés disso, tentei replicar uma placa opensource, desenvolvida pelo Fábio Souza: een Franzininho. U kunt meer informatie vinden over het installeren en programmeren van nieuwe, nieuwe en vergelijkbare Arduino IDE en inteiramente projetada no Brasil!

Meer informatie over een Github do projeto: