Fresagem de PCB fácil e barata: 41 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Escrevo este guia porque acho que é um tutorial inicial útil para fresar PCB de uma forma muito simples e com baixo orçamento.

Você pode encontrar o projeto completo e atualizado aqui

Etapa 1: Instrumentos: Roteador

Se você tem paixão por coisas caseiras, você deve construir um roteador.

Para construí-lo você precisa de um arduino antigo, um scanner e uma impressora antigas.

Escrevo antigo em negrito porque às vezes o novo dispositivo não tem um motor de passo, mas um motor de escova com dispositivo de feedback.

Então, se você tiver em casa uma dremel como ela, é perfeita para completar o seu CNC.

Meu CNC é isso (uma mistura de guias de gaveta, epson gt-8700 e Lexmark x642e, todas com vidro acrílico).

Finalmente eu atualizo meu roteador:

www.mischianti.org

Etapa 2: Instrumentos: Roteador Eletrônico

Componente do CNC

• Arduino UNO.
• Escudo CNC (eBay).
• DRV8825 (eBay).
• Stepper do scanner e impressora.
• Relé para ativar Dremel (eBay).
• Você deve criar uma placa para eliminar o ruído do interruptor de limite.
• Eu uso o bluetooth HC-05 para controlar o CNC porque o ruído do dremel é muito alto e eu prefiro o controle de outra sala (eBay) (explique a conexão aqui).

Programa / firmware no Arduino

Você pode encontrar aqui o programa para fazer upload para o arduino (devo alterar alguma propriedade do código para usar sem regulador de velocidade, meu dremel está ativado ou desativado sem PWM)

Etapa 3: Instrumentos: Placa revestida de cobre de um lado FR4

Para o projeto, seleciono uma placa revestida de cobre de um lado com 1,5 mm de espessura.

eBay

Existe 2 variantes uma com amarelo (laminado) e outra branca (fibra de vidro), a segunda é melhor para fresar.

Etapa 4: Instrumentos: Broca estilo V (ângulo de 10 ° e ponta de 0,1 mm)

É muito barato, eu compro 10pcs por 3 $, e funciona bem.

eBay

Etapa 5: Instrumentos: Fritzing

Um lindo programa para prototipar a placa.

fritzing.org/home/

Etapa 6: Instrumentos: FlatCam

Um programa especificado para criar gcode a partir do arquivo Gerber.

flatcam.org/

Etapa 7: Instrumentos: Remetente universal GCode

Este programa é o que eu gosto de usar para controlar meu CNC, mas você pode usar o que quiser.

winder.github.io/ugs_website/

Etapa 8: Iniciando o projeto

Para começar precisamos de um projeto, gosto de criar uma placa de protótipo rápido para o meu IC, e gosto de programar com ESP01, gosto de trabalhar com apenas dois fios (então posso usar o Serial olso), então PCF8574 IC a I / O expansor de portas via protocolo i2c é minha primeira placa protótipo.

O pino fêmea de entrada é GND, VCC, SDA e SCL, a dipswitch-03 é para definir o endereço de i2c.

Então, há 8 pinos fêmea para E / S (P0-P7) e um pino de interrupção próximo ao pino SDA SCL.

Você pode encontrar biblioteca para usar de forma simples o IC aqui e o instrutível aqui.

Etapa 9: Fritzing: Projeto

Primeiro, você deve criar seu protótipo no breadboard.

Como você pode ver, a única diferença de uma "placa de protótipo normal" é que adiciono um pino fêmea.

Eu adiciono isso porque tenho esses pinos no esquema PCB.

Se você quiser, pode criar um esquema para melhor compreensão, mas não é necessário.

Etapa 10: Fritzing: Comece a desenhar PCB

Que na terceira aba você tem um PCB embaralhado e aqui devemos trabalhar.

O posicionamento é muito simples, então adiciono apenas alguns conselhos.

Etapa 11: Fritzing: Selecione o layout correto do PCB

Para primeiro selecione um PCB cinza e no painel direito selecione um PCB de camada.

Etapa 12: Fritzing: Use Jumper para sobrepor

Em seguida, comece a posicionar o elemento sobre o PCB.

Do que o elemento de conexão, quando você tem uma sobreposição, você pode usar um elemento de jumper, você pode encontrá-lo no final das partes principais com algum outro instrumento útil para criar PCB.

Etapa 13: Fritzing: para anel de furo maior

Preciso conectar 2 elementos, mas 2 fios estão no meio, então você pode usar um fio jumper para fazer isso.

Às vezes eu não uso fio jumper porque gosto de criar buracos maiores do que o normal.

Você pode especificar o tamanho, quando posso criar um furo de 0,8 0,8 (para um anel de furo maior).

Etapa 14: Fritzing: Defina o tamanho do PCB para reduzir o desperdício

O PCB em branco que comprei tem 7 cm x 5 cm.

Para ter uma superfície de fresamento melhor, prefiro usar poucos fios de cobre com ângulo de 45 ° e vou usar uma superfície maior com o mínimo de desperdício, então seleciono dimensões sub-múltiplas como 1/2 do tamanho 3,5 cm x 5 cm.

Etapa 15: Fritzing: use um tamanho maior de fio de cobre

Quando você usa um ângulo de 45 °, pode criar um fio de cobre grosso.

Fios de cobre maiores são mais seguros quando você está indo para rotear PCB.

Portanto, selecione o fio de cobre e "extra grosso" no painel.

Etapa 16: Fritzing: nem sempre é necessário criar componentes

Neste projeto eu preciso de um dip-switch 03, mas no Fritzing você tem 02 e 08, se você quiser pode criar o componente ou você pode sobrepor 2 deles para criar um único dip-switch 03.

Etapa 17: Fritzing: Algum texto no PCB

Se você quiser adicionar algum texto no PCB, você pode usar um instrumento de texto.

Agora criamos um PCB de lado único para escrever algo como a segunda imagem.

Você deve selecionar a parte inferior da serigrafia e, para ter uma boa legibilidade, acho que você deve definir uma altura de texto de 4 mm.

Etapa 18: Fritzing: Conecte todos os elementos

No final, quando você conectar todos os elementos e escrever o que quiser.

O resultado típico está na imagem.

Etapa 19: Fritzing: Gerar Arquivo Gerber

No Fritzing podemos exportar o arquivo gerber do menu FileExportfor ProductionExtended Gerber.

Selecione uma pasta e vá.

O nome do arquivo gerado é bastante legível.

Etapa 20: FlatCam: Configurações

Primeiro, defino algum valor padrão na minha FlatCam.

Defini 0,57 para o diâmetro da ferramenta [metro] porque é o tamanho máximo da ferramenta sem muitas sobreposições.

Para Excellon (informações da broca), eu configurei para 1,5 mm porque essa é a espessura do revestimento de cobre que eu compro.

Área de pintura Eu defini sobreposição (0,01) e margem (0,1) muito baixas para criar letras minúsculas.

Borda coloque 0,1 na margem, outro valor é recomendado.

Etapa 21: FlatCam: Importar Arquivo

Você deve importar no FlatCam para:

Arquivo Abrir Gerber

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

Arquivo Abrir Excellon

drill.txt

Etapa 22: FlatCam: Gerar trabalho CNC (broca)

O último é a perfuração, mas o Excellon já é geometria.

Eu não quero mudar a parte; Usei a mesma broca o tempo todo e uma ferramenta de puncionamento para ampliar a menor parte do orifício em V. Ou se pode definir dept baixo e terminar o furo com uma broca de 0,75 mm.

Também uso a ferramenta de puncionamento para remover as conexões de cobre que não são removidas pelo CNC.

• Selecione drill.txt na tela onde está a lista de tamanhos de brocas, clique e selecione tudo (Ctrl + a).
• Em seguida, vá para gerar trabalho CNC.
• O corte Z é o departamento do orifício, configurei-o para -1,5 mm a altura do revestimento de cobre.

Etapa 23: FlatCam: Gerar trabalho CNC (copperBottom)

O diâmetro da ferramenta é 0,57, como de costume, e defina a velocidade do splindle, se necessário (eu uso a dremel com velocidade costant).

Etapa 24: FlatCam: Gerar trabalho CNC (silkBottom)

Agora selecione o elemento "Combo" (gerado a partir da geometria da junta de silkBottom) e então Criar Trabalho CNC.

Etapa 25: FlatCam: Gerar trabalho CNC (contorno)

Por último, selecione contour.gm1_cutout.

Aqui eu prefiro gerar um corte de 0,5 mm de profundidade, então eu cortei na linha com uma tesoura de estanho, então eu defino 0,5 de profundidade final e 0,05 para passagem.

Etapa 26: FlatCam: Gerar arquivo Gcode

Na FlatCam, selecione um a um o arquivo "* _cnc" e "Exportar Código G".

Etapa 27: Remetente GCode Universal

Costumo enviar comandos para CNC UGS, é muito simples e bonito.

A ordem de corte comum é:

• copperBottom
• rótulo
• furar
• fronteira

Etapa 28: Remetente GCode Universal: Simulação

Aqui está uma simulação do Universal GCode Sender.

Etapa 29: Coloque o revestimento de cobre no roteador

Eu uso o biadesivo para manter o cobre revestido à superfície.

Para esta parte utilizo uma foto de outro projeto que tenho disponível diretamente.

Etapa 30: iniciar o roteamento

Após posicionar a coordenada Zero, inicie o roteamento.

Para esta parte utilizo uma foto de outro projeto que tenho disponível diretamente

Etapa 31: iniciar o roteamento: vídeo

Conclua o roteamento do fundo de cobre.

Etapa 32: Resultado Sujo

Ao terminar o resultado é bastante feio.

Para esta parte utilizo uma foto de outro projeto que tenho disponível diretamente

Etapa 33: Tábua de lixar

Com lixa PCB toma forma.

Em seguida, corte a borda com uma tesoura.

Para esta parte utilizo uma foto de outro projeto que tenho disponível diretamente.

Etapa 34: Moído de cobre revestido

Agora temos nossa primeira visão do PCB

Etapa 35: Componente de solda

Em um PCB completo, a espessura do anel de cobre é muito fina, mas não há problema para soldá-lo.

Etapa 36: Resultado final

O resultado está ok.

Etapa 37: Exemplos: Adaptador I2c LCD

Link para a biblioteca aqui.

Etapa 38: Exemplos: Placa de protótipo Pcf8591

Link para a biblioteca aqui.

Etapa 39: Exemplos: Placa de protótipo ESP-01

Muito útil para usar todos os 4 pinos do ESP01 e para gerenciar a fonte de alimentação externa.

Etapa 40: Exemplos: Pcf8574 Prototype Board Minimal Versione

Esta versão é o meu menor tamanho da placa, com fio de cobre muito fino em curvas de 45 °.

Link para a biblioteca aqui.