Fraisage PCB facile et bon marché : 41 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

J'écris ce guide parce que je pense qu'il s'agit d'un didacticiel de démarrage utile pour fraiser des PCB de manière très simple et à faible budget.

Vous pouvez trouver le projet complet et mis à jour ici

Étape 1: Instruments: Routeur

Si vous avez une passion pour les choses faites maison, vous devez construire un routeur.

Pour le construire, vous avez besoin d'arduino, d'un ancien scanner et d'une ancienne imprimante.

J'écris vieux en gras parce que le nouvel appareil n'a parfois pas de moteur pas à pas mais un moteur de brosse avec dispositif de rétroaction.

Que si vous avez chez vous un dremel comme C'est parfait pour compléter votre CNC.

Ma CNC est celle-ci (un mélange de guides de tiroir, epson gt-8700 et Lexmark x642e tous complétés avec du plexyglass).

Enfin, je mets à niveau mon routeur:

www.mischianti.org

Étape 2: Instruments: Routeur électronique

Composant de CNC

• Arduino UNO.
• Bouclier CNC (eBay).
• DRV8825 (eBay).
• Stepper à partir du scanner et de l'imprimante.
• Relais pour activer Dremel (eBay).
• Vous devez créer une carte pour éliminer le bruit de l'interrupteur de fin de course.
• J'utilise le bluetooth HC-05 pour contrôler la CNC car le bruit de dremel est très élevé et je préfère le contrôle depuis une autre pièce (eBay) (Expliquer la connexion ici).

Programme/firmware sur Arduino

Vous pouvez trouver ici le programme à télécharger sur arduino (je dois modifier certaines propriétés du code à utiliser sans régulateur de vitesse, mon dremel est activé ou désactivé sans PWM)

Étape 3: Instruments: Plaque plaquée cuivre simple face FR4

Pour le projet, je sélectionne une plaque plaquée de cuivre simple face de 1,5 mm d'épaisseur.

eBay

Existe en 2 variantes une avec du jaune (stratifié) et un autre matériau blanc (fibre de verre), la seconde est meilleure pour le fraisage.

Étape 4: Instruments: embout de style V (angle de 10° et pointe de 0,1 mm)

C'est très bon marché, j'achète 10 pièces pour 3 $ et ça marche bien.

eBay

Étape 5: Instruments: Frittage

Un beau programme pour prototyper la carte.

fritzing.org/home/

Étape 6: Instruments: FlatCam

Un programme spécifié pour créer un gcode à partir d'un fichier Gerber.

flatcam.org/

Étape 7: Instruments: Expéditeur GCode universel

Ce programme est ce que j'aime utiliser pour contrôler ma CNC mais vous pouvez utiliser ce que vous voulez.

winder.github.io/ugs_website/

Étape 8: Démarrage du projet

Pour commencer, nous avons besoin d'un projet, j'aime créer une carte prototype rapide pour mon IC, et j'aime programmer avec ESP01, j'aime travailler avec seulement deux fils (donc je peux utiliser Serial olso), donc PCF8574 IC a I/ L'extension de port O via le protocole i2c est mon premier prototype de carte.

La broche femelle d'entrée est GND, VCC, SDA et SCL, le dipswitch-03 sert à régler l'adresse d'i2c.

Ensuite, il y a 8 broches femelles pour les E/S (P0-P7) et une broche d'interruption près de la broche SDA SCL.

Vous pouvez trouver une bibliothèque à utiliser de manière simple l'IC ici et l'instructable ici.

Étape 9: Frittage: Projet

Pour commencer, vous devez créer votre prototype sur maquette.

Comme vous pouvez le voir, la seule différence avec une "carte prototype normale" est que j'ajoute une broche femelle.

J'ajoute cela parce que j'ai donc ces broches sur le schéma du PCB.

Si vous le souhaitez, vous pouvez créer un schéma pour une meilleure compréhension, mais ce n'est pas nécessaire.

Étape 10: Fritzing: Commencer à dessiner le PCB

Ensuite, dans le troisième onglet, vous avez un PCB brouillé et nous devons travailler ici.

Le positionnement est très simple, je n'ajoute donc que quelques conseils.

Étape 11: Fritzing: sélectionnez la disposition correcte du PCB

Pour commencer, sélectionnez un PCB gris et dans le panneau de droite, sélectionnez un PCB à une couche.

Étape 12: Fritzing: utilisez le cavalier pour se chevaucher

Ensuite, commencez à positionner l'élément sur le PCB.

Que de connecter l'élément, lorsque vous avez un chevauchement, vous pouvez utiliser un élément de cavalier, vous pouvez le trouver à la fin des pièces de base avec un autre instrument utile pour créer un PCB.

Étape 13: Frittage: pour un anneau à trou plus grand

J'ai besoin de connecter 2 éléments mais 2 fils sont au milieu, vous pouvez donc utiliser un cavalier pour le faire.

Parfois, je n'utilise pas de fil de connexion parce que j'aime créer un trou plus gros que la normale.

Vous pouvez spécifier la taille, quand je peux, je crée un trou de 0,8 à 0,8 (pour un anneau de trou plus grand).

Étape 14: Frittage: définissez la taille du circuit imprimé pour réduire les déchets

Le PCB vierge que j'achète mesure 7cm x 5cm.

Pour avoir une meilleure surface de fraisage, je préfère utiliser quelques fils de cuivre à angle de 45 ° et je vais utiliser une surface plus grande avec un minimum de déchets, donc je sélectionne des dimensions sous-multiples comme 1/2 de la taille 3,5 cm x 5 cm.

Étape 15: Frittage: utilisez une plus grande taille de fil de cuivre

Lorsque vous utilisez quelques angles de 45 °, vous pouvez créer un fil de cuivre épais.

Un fil de cuivre plus gros est plus sûr lorsque vous allez acheminer un PCB.

Sélectionnez donc le fil de cuivre et "extra épais" sur le panneau.

Étape 16: Fritzing: il n'est pas toujours nécessaire de créer des composants

Dans ce projet, j'ai besoin d'un dipswitch 03 mais dans Fritzing, vous avez 02 et 08, si vous le souhaitez, vous pouvez créer le composant ou vous pouvez en chevaucher 2 pour créer un seul dipswitch 03.

Étape 17: Fritzing: du texte sur le PCB

Si vous souhaitez ajouter du texte sur le PCB, vous pouvez utiliser un instrument de texte.

Maintenant, nous créons un PCB simple face afin d'écrire quelque chose comme une deuxième image.

Vous devez sélectionner le fond de la sérigraphie, et pour avoir une bonne lisibilité, je pense que vous devez définir une hauteur de texte de 4 mm.

Étape 18: Fritzing: connectez tous les éléments

À la fin lorsque vous connectez tous les éléments et écrivez ce que vous voulez.

Le résultat typique est dans l'image.

Étape 19: Fritzing: générer un fichier Gerber

Dans Fritzing, nous pouvons exporter le fichier gerber à partir du menu FileExport pour ProductionExtended Gerber.

Sélectionnez un dossier et partez.

Le nom du fichier généré est assez lisible.

Étape 20: FlatCam: Paramètres

J'ai d'abord défini une valeur par défaut sur ma FlatCam.

J'ai défini 0,57 pour le diamètre de l'outil [mètre] car c'est la taille maximale de l'outil sans trop de chevauchements.

Pour Excellon (informations sur la perceuse), je l'ai mis à 1,5 mm car c'est l'épaisseur de la gaine de cuivre que j'achète.

Peindre la zone J'ai réglé le chevauchement (0,01) et la marge (0,1) très bas pour créer une petite lettre.

La bordure met 0,1 à la marge, une autre valeur est recommandée.

Étape 21: FlatCam: Importer le fichier

Vous devez importer dans FlatCam donc:

Fichier Ouvrir Gerber

• cuivreBas.gbl
• soieBottom.gbo
• contour.gm1

Fichier Ouvrir Excellon

drill.txt

Étape 22: FlatCam: générer un travail CNC (perçage)

Le dernier est en perçage mais Excellon est déjà en géométrie.

Je ne veux pas changer le bit; J'ai utilisé le même foret tout au long et un outil de poinçonnage pour agrandir la plus petite partie du trou en V. Ou si vous pouvez définir une profondeur faible et finir le trou avec un foret de 0,75 mm.

J'utilise également l'outil de poinçonnage pour retirer les connexions en cuivre qui ne sont pas supprimées par la CNC.

• Sélectionnez drill.txt sur l'écran où se trouve la liste des tailles de bits, cliquez et sélectionnez tout (Ctrl+a).
• Ensuite, allez générer un travail CNC.
• La coupe Z est la profondeur du trou, je l'ai réglée à -1,5 mm la hauteur du revêtement en cuivre.

Étape 23: FlatCam: générer un travail CNC (cuivreBottom)

Diamètre de l'outil à 0,57 comme d'habitude et réglez la vitesse de broche si nécessaire (j'utilise dremel avec une vitesse constante).

Étape 24: FlatCam: Générer un travail CNC (silkBottom)

Sélectionnez maintenant l'élément "Combo" (généré à partir de la géométrie du joint de silkBottom) puis Créer un travail CNC.

Étape 25: FlatCam: Générer un travail CNC (contour)

Enfin, sélectionnez contour.gm1_cutout.

Ici, je préfère générer une coupe de 0,5 mm de profondeur, puis je coupe à la ligne avec des ciseaux en étain, j'ai donc mis 0,5 de profondeur finale et 0,05 pour la passe.

Étape 26: FlatCam: générer un fichier Gcode

Depuis FlatCam, sélectionnez un à un le fichier "*_cnc" et "Exporter le G-Code".

Étape 27: Expéditeur GCode universel

J'utilise pour envoyer des commandes à CNC UGS, c'est très simple et beau.

L'ordre de coupe commun est:

• cuivreBas
• étiqueter
• percer
• frontière

Étape 28: Expéditeur GCode universel: Simulation

Voici une simulation de Universal GCode Sender.

Étape 29: Mettez le revêtement de cuivre sur le routeur

J'utilise du biadesif pour maintenir le revêtement de cuivre à la surface.

Pour cette partie j'utilise une photo d'un autre projet que j'ai directement disponible.

Étape 30: Démarrer le routage

Après avoir positionné la coordonnée zéro, commencez le routage.

Pour cette partie j'utilise une photo d'un autre projet que j'ai directement disponible

Étape 31: Commencer le routage: vidéo

Terminer le routage du fond en cuivre.

Étape 32: Résultat sale

A la fin le résultat est assez moche.

Pour cette partie j'utilise une photo d'un autre projet que j'ai directement disponible

Étape 33: Planche de ponçage

Avec du papier de verre, les PCB prennent forme.

Ensuite, coupez la bordure avec des ciseaux.

Pour cette partie j'utilise une photo d'un autre projet que j'ai directement disponible.

Étape 34: Cuivre plaqué fraisé

Maintenant, nous avons notre première vue de PCB

Étape 35: composant de soudure

Dans un circuit imprimé complet, l'épaisseur de l'anneau en cuivre est assez mince, mais aucun problème pour le souder.

Étape 36: Résultat final

Le résultat C'est bon.

Étape 37: Exemples: Adaptateur LCD I2c

Lien vers la bibliothèque ici.

Étape 38: Exemples: Carte prototype Pcf8591

Lien vers la bibliothèque ici.

Étape 39: Exemples: Carte prototype ESP-01

Très utile pour utiliser les 4 broches de l'ESP01, et pour gérer l'alimentation externe.

Étape 40: Exemples: Version minimale de la carte prototype Pcf8574

Cette version est ma plus petite taille de planche, avec du fil de cuivre très fin aux courbes de 45°.

Lien vers la bibliothèque ici.