Satshakiti lauad: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-31 10:18

Hei tegijad ja tegijad!

Kas olete kunagi unistanud kodus oma täiustatud mikrokontrollerplaadi valmistamisest ja smd-komponentide kasutamisest?

See on teie ja teie järgmise projekti ajude jaoks õige õpetus:)

Ja kui ma mõtlen kodus, siis pean silmas seda, et te saaksite mõnesaja dollari eest osta kõik seadmed kõigi nende trükkplaatide valmistamiseks (vt järgmisi samme) ja paigutada need ühte laua ruumi!

Kõik sai alguse minu Fab Academy teekonnast, mille tegin 2015. aastal. Eesmärgiga teha tupsutatud droon, otsustasin esimese satshakiti plaadina välja anda lennujuhi prototüübi. Vahetult nädala pärast kopeeris plaati Jason Wang Fab Lab Taipei'st. See tekitas minus uskumatu tunde, et nägin kedagi oma projekti kordamas ja edukalt kasutamas, mida ma pole pärast seda kunagi peatanud, et teha muud avatud lähtekoodiga elektroonikat.

Seejärel kopeeriti ja muudeti plaate ülemaailmselt Fab Labi kogukonnalt paarsada korda, et saada õpikogemust PCBde valmistamise ja paljude Fab Lab projektide elustamise kohta. Tänapäeval on githubis avaldatud mitmeid teisi satshakitite tahvleid:

• https://github.com/satshakit
• https://github.com/satstep/satstep6600
• https://github.com/satsha-utilities/satsha-ttl

Kui te ei tea, mis on Fab Academy, siis mõelge lihtsalt õpikogemusele teemal "kuidas teha (peaaegu) kõike", mis muudab teie elu, nagu ka minu puhul:)!

Lisateavet leiate siit:

Suur tänu hämmastavatele Fab Labs'idele, kes toetasid mind satshakiti tahvlite loomisel: Fab Lab Kamp-Lintfort

Hochschule Rhein-Waal Friedrich-Heinrich-Allee 25, 47475 Kamp-Lintfort, Saksamaa

Fab Lab OpenDot

Via Tertulliano N70, 20137, Milano, Itaalia +39.02.36519890

Samm: otsustage, millist Satshakiti teha või muuta

Enne ühe satshakiti tahvli tegemist peaksite mõtlema, mida soovite sellega teha.

Võid öelda oma lõbuks ja õppimiseks: D!

Ja see on õige, nagu ka nende konkreetne kasutus.

Piltidel mõned projektid, mis kasutasid satshakiti tahvleid.

Kui klõpsate allolevas loendis tahvli nime, saate githubi hoidlatesse kogu teabe, mida vajate nende tootmiseks ja/või muutmiseks:

• Kotka skeemid ja plaadid CNC/laseriga valmistamiseks
• Valikuliselt Eagle'i failide tootmiseks Hiinas kasutan PcbWay
• Materjalide arve (BOM)
• Pildid ja videod plaadi toimimisest

Selles etapis pakitakse ka tahvli failid manusena.

Siin on ülevaade iga tahvli funktsioonidest ja omadustest:

• satshakit

  • atmega328p põhinev üldotstarbeline plaat
  • täiesti nagu paljas Arduino UNO ilma USB ja pingeregulaatorita
  • programmeeritav USB-seeriamuunduri abil
  • seda kasutavad näidisprojektid: AAVOID Drone, FabKickBoard, RotocastIt

• satshakit micro

  • atmega328p põhinev üldotstarbeline miniplaat
  • mõeldud kasutamiseks piiratud ruumides
  • seda kasutavad näidisprojektid: MyOrthotics 2.0, Hologramm, FABSthetics

• satshakit mitmetuumaline

  • atmega328p põhinev üldotstarbeline plaat
  • satshakiti kahekihiline versioon, 2 x atmega328p üks mõlemal küljel
  • virnastatav mitmeplaadiline disain, 328p on ühendatud I2C kaudu
  • kasulik mitme mcu süsteemide jaoks (nt iga plaat haldab erinevat andurite komplekti)
  • programmeeritav USB-seeriamuunduri abil
  • seda kasutavad näidisprojektid: Bluetoothi trilateratsioon, satshakit IoT süsteem

• satshakit 128

  • atmega1284p põhinev üldotstarbeline plaat
  • kaks riistvaraseeriat, 16K ram, 128K välk, rohkem sisend-/väljundvõimalusi kui atmega328p
  • kompaktne plaat, millel on rohkem riistvararessursse kui satshakit
  • programmeeritav USB-seeriamuunduri abil
  • seda kasutavad näidisprojektid: LedMePlay, FabScope, WorldClock

• satshakiti lennujuht

  • atmega328p põhine plaat
  • Multiwii -ga ühilduvate isetehtud droonide lennujuht
  • toetab kuni 8 mootorit, 6 kanaliga vastuvõtjat ja eraldiseisvat IMU-d
  • valikuline integreeritud toitejaotusplaat
  • seda kasutavad näidisprojektid: satshacopter-250X

• satshakit mini lennujuht

  • satshakiti lennujuhi väiksem versioon, mis põhineb ka atmega328p -l
  • sobib mini -DIY droonidele (näiteks 150 mm), ühildub Multiwii -ga
  • toetab kuni 4 mootorit ja 4 kanaliga vastuvõtjat
  • integreeritud toitejaotusplaat
  • näiteprojektid seda kasutades: satshacopter-150X

• satshakit nero

  • kahekordne mikrokontrolleri lennujuhtplaat, kasutades atmega328p ja atmega1284p
  • sobib täiustatud droonirakenduseks
  • atmega1284p saab automaatseks lendamiseks süstida käsklusi, kasutades Multiwii jadaprotokolli
  • seda kasutav näidisprojekt: saidi robootika Noumena

• satshakit GRBL

  • atmega328p põhinev plaat, kohandatud töötama masina kontrollerina koos GRBL -iga
  • valikuline sisseehitatud USB-seeriamuundur ja USB-pistik
  • müra filtreeritud lõpp -peatused
  • GRBL korraldatud pinout
  • seda kasutavad näidisprojektid: LaserDuo, Bellissimo joonistusmasin
• satshakit-mega
  • atmega2560p põhinev, üldotstarbeline plaat, mis sarnaneb pisut furditud Arduino Megaga
  • sisseehitatud USB-seeriamuundur ja USB-pistik
  • 8K ram, 256K välk, 4 riistvara seeriat
  • näiteprojektid seda kasutades: LaserDuo

• satshakit-m7

  • STM32F765 põhinev üldotstarbeline plaat
  • integreeritud kiibil olev USB-kontroller, USB-pistik
  • 216Mhz, 512K ram, 2MB välk
  • tonni funktsioone, saab käivitada ka TASUTA RTOS-i
  • seda kasutav projekt: minu järgmised droonide ja robootika platvormid (pole veel avaldatud)

• istmik6600

  • samm -juht, mis sobib Nema23/Nema24 mootoritele
  • 4,5A tippvool, 8-40V sisendpinge
  • integreeritud termiline väljalülitus, ülevoolu ja pinge all lukustuskaitse
  • optoisolatsiooniga sisendid
  • seda kasutavad projektid: LaserDuo, Rex filamentide ringlussevõtt

• satsha-ttl

  • USB -jadamuundur, mis põhineb CH340 kiibil
  • integreeritud pingeregulaator
  • hüppaja valitav pinge 3.3V ja 5V
  • seda kasutavad projektid: satshakit-grbl, FollowMe robot tracker

Kõik plaadid vabastatakse CC BY-NC-SA 4.0 all.

Olete väga teretulnud originaalseid kujundusi muutma, et need sobiksid teie projektidega;)!

2. etapp: seadmed ja ettevalmistused

Kõigepealt räägime nende trükkplaatide tootmiseks kasutatud protsessidest:

1. CNC freesimine
2. Fiber/Yag lasergraveerimine (põhimõtteliselt 1064nm)

Nagu näete, pole nende vahel söövitamist. Ja põhjus on selles, et mulle (ja samuti Fab Labi kogukonnale) ei meeldi palju happeid kasutada nii reostuse kui ka ohtlike põhjuste tõttu.

Samuti saab kõiki tahvleid valmistada, kasutades laua-/väikest cnc -masinat ja/või lasergraveeringut ühe või teise tehnikaga ilma eripiiranguteta.

Muide, Fiber/Yag lasermasin võib kergesti maksta mitu tuhat dollarit, nii et ma arvan, et paljudele teist oleks väike CNC -masin parem!

Kui kedagi huvitab lasergraveerimise protsess, siis soovitan tutvuda järgmise õpetusega:

fabacademy.org/archives/2015/doc/fiber-lase…

Siin on nimekiri soovitatud väikese formaadiga cnc -masinatest, mida võiksite kasutada:

• FabPCBMaker, ühe minu õpilase Ahmed Abdellatifi avatud lähtekoodiga fabbed cnc, alla 100 dollari vajab väikseid parandusi, värskendatakse peagi
• 3810, minimalistlik väike cnc, pole kunagi proovinud, kuid tundub, et saab hakkama
• Eleksi veski, üliodav mini-cnc, isiklikult freesitud 0,5 mm sammuga paketid (LQFP100) koos mõningase peenhäälestusega
• Roland MDX-20, väike, kuid väga usaldusväärne lahendus Rolandilt
• Roland SRM-20, uuem MDX-20 asendusversioon
• Othermill, nüüd BantamTools, usaldusväärne ja täpne väikeformaadiline CNC
• Roland MDX-40, suuremat töölaua cnc-d, saab kasutada ka suuremate asjade jaoks

Soovitan jälgede graveerimiseks kasutada järgmisi otsfreesid:

• Näiteks 0,4 mm 1/64 enamiku trükkplaatide jaoks
• 0,2 mm faasitud keskmise raskusega tööde jaoks, näiteks (veenduge, et voodi oleks tasane!)
• 0,1 mm faasitud ülitäpsete tööde jaoks, näide1, näide2 (veenduge, et voodi oleks tasane!)

Ja PCB lõikamiseks järgmised bitid:

1 mm kontuuritööriist, näide1, näide2

Ettevaatust hiinlastega, need kestavad tõesti vähe!

Soovitatav vaskplekk on kas FR1 või FR2 (35 µm).

FR4 klaaskiud kulutaks kergesti otsfreesid ära ja selle tolm võib olla teie tervisele üsna ohtlik.

Järgmised tööriistad peaksid teie jootmislaual olema:

• jootmisjaam (mõned soovitused: ATTEN8586, ERSA I-CON Pico)
• joodetav palmik
• paar täpset pintsetti
• abikäed
• laualamp luubiga
• luubi rakendus
• jootetraat, 0,5 mm oleks hea
• elektroonikakomponendid (Digi-Key, Aliexpress ja nii edasi)
• jootmisauru väljatõmbaja
• multimeeter

Samm: valmistage failid ette freesimiseks

GCode'i genereerimiseks või vajaliku konkreetse vormingu masinakoodi saamiseks peate kasutama arvutipõhise tootmise (CAM) tarkvara.

Kasutage julgelt mis tahes CAM -i, mis teile meeldib, eriti kui see on teie masinaga kaasas ja tunnete end sellega mugavalt.

Selles õpetuses näitan teile, kuidas kasutada prof Neil Gershenfeldi ja tema kaasautorite avatud lähtekoodiga veebipõhist CAM-i Fab Modules.

Fab -moodulid on saadaval arvutisse eraldiseisva installina või Internetis:

• Fab Modules'i hoidla ja paigaldusjuhised:
• Fab Modules'i veebiversioon:

Lihtsuse huvides näitan teile, kuidas veebiversiooni kasutada.

Esiteks võtavad Fab -moodulid sisendiks mustvalge-p.webp

Kui soovite olemasolevat satshakiti plaati ilma muudatusteta teha, peate vaid alla laadima need freesimiseks ettevalmistatud-p.webp

• satshakit

  • jälgi
  • väljalõige

• satshakit micro

  • jälgi
  • väljalõige

• satshakit mitmetuumaline

  svg

• satshakit 128

  • jälgi
  • väljalõige

• satshakiti lennujuht

  • jälgi
  • väljalõige

• satshakit mini lennujuht

  • jälgi
  • väljalõige

• satshakit nero

  • jälgi
  • väljalõige

• satshakit GRBL

  • jälgi
  • väljalõige
• satshakit mega
  • jälgi
  • väljalõige

• satshakit M7

  • jälgi
  • väljalõige

• istmik6600

  • tippjäljed
  • ülemine väljalõige
  • põhja jäljed
  • alumine väljalõige

• satsha ttl

  • jälgi
  • väljalõige

Kui soovite olemasolevat satshakiti disaini muuta, peate tegema veel kaks toimingut.

1. kasutage Autodesk Eagle'i, et muuta plaati vastavalt oma vajadustele
2. kasutage-p.webp" />

Kui olete vajalikud muudatused teinud, kasutage-p.webp

1. Avage plaadi paigutus
2. Vajutage kihi nuppu
3. Valige ainult ülaosa ja padjad (ka VIA -d, kui trükkplaat on kahekihiline nagu satstep6600)

4. Veenduge, et signaalide nimesid pildil ei kuvata, minnes menüüsse Set-> Misc ja tühjendage märkeruut

   1. signaalide nimed padjal
   2. signaalide nimed jälgedel
   3. kuvamisplokkide nimed
5. Suurendage tahvli disaini, et see sobiks vaadatavale ekraanile
6. Valige Fail-> Eksport-> Pilt

7. Määrake ekspordi pildi hüpikaknas järgmine.

   1. kontrollige ühevärvilist
   2. valige ala-> aken
   3. sisestage eraldusvõime vähemalt 1500 DPI
   4. Valige faili salvestamise koht (Sirvi)
8. vajuta nuppu OK

Pärast seda peaks teil olema mustvalge-p.webp

Nüüd on aeg avada pilt Gimpiga ja teha järgmised sammud (vt lisatud pilte):

1. kui pildil on suured mustad veerised, kärpige seda tööriistade abil-> Valikutööriistad-> ristküliku valimise tööriista, seejärel valige Pilt-> kärpige valiku juurde (jätke siiski must serv, näiteks 3-4 mm)
2. eksportige praegune pilt traces-p.webp" />
3. kasutage uuesti tööriistu-> valimistööriistu-> ristküliku valimise tööriista ja valige kõik jäljed (jätke selle ümber must serv, näiteks 1 mm)
4. soovi korral looge ristküliku valikus filee, klõpsates valikul Vali-> ümardatud ristkülik-> ja pange väärtus 15
5. paremklõpsake nüüd valitud alal ja redigeerige-> täitke BG Color (veenduge, et see oleks valge, tavaliselt vaikimisi)
6. eksportige see pilt väljalõikena.png
7. nüüd avage varem salvestatud fail traces.png
8. kasutades tööriistu-> värvimistööriistu-> ämbritäit, täitke kõik mustad alad, mis ei ole augud, valgega
9. eksportige see pilt aukudena.png

Pärast-p.webp

Peate genereerima GC -koodi iga üksiku-p.webp

Faili traces-p.webp

1. minge aadressile
2. avage fail traces.png

3. vali oma masin:

   1. gcodes töötab GRBL -põhiste masinate puhul (tavaliselt põhinevad sellel ka väikesed hiina cnc -d)
   2. Rolandi RML Rolandi jaoks
4. valige protsess 1/64
5. Kui valisite Rolandi RML-i, valige oma masin (SRM-20 või muu jne.)

6. muutke järgmisi seadeid:

   1. kiirus, soovitan 3 mm/s 0,4 mm ja 0,2 mm faasitud tööriistadega, 2 mm/s 0,1 mm korral
   2. X0, Y0 ja Z0 pange need kõik 0 -le
   3. lõikamissügavus võib olla 0,1 mm silindriliste tööriistadega 0,4 mm, faasidega 0 mm
   4. tööriistade läbimõõt peab olema selline, mis teil on (kui mõnda jälge on võimatu teha, tehke seda, pannes veidi väiksema läbimõõduga, kuni jäljed kuvatakse pärast arvutamise vajutamist)
7. vajutage arvutusnuppu
8. oodake tee loomist
9. Gcode'i salvestamiseks vajutage nuppu Salvesta

Aukude-p.webp

1. laadige augud-p.webp" />
2. valige protsess 1/32

3. muutke järgmisi seadeid:

   1. kiirust vähendada, soovitan 1-2mm/s
   2. kontrollige ja sisestage (veidi rohkem) oma PCB vaskpleki paksus
   3. kontrollige ja sisestage tööriista läbimõõt väljalõike jaoks (tavaliselt 0,8 või 1 mm)

Hoidke salvestatud failid endaga kaasas, kuna me vajame neid trükkplaadi valmistamiseks CNC freespingiga.

4. samm: PCB freesimine

Üks lihtne reegel PCB -de edukaks tsinkfreesimiseks on masina voodi põhjalik ettevalmistamine vaskplekiga.

Selle ülesande täitmisel peaksite püüdma olla väga rahulik ja võimalikult täpne. Mida rohkem investeerida nendesse kahte asja, seda paremad on tulemused.

Eesmärk on muuta vaskpind masina voodiga võimalikult paralleelseks (tasaseks).

Vasepleki tasasus on eriti kriitiline, kui freesite ülitäpseid trükkplaate, mille jaoks on vaja faasitud tööriistu, näiteks 0,2 mm või 0,1 mm otsaga tööriistu.

Arvestage, et pärast PCB jälgede graveerimist peate PCB välja lõikama ja selleks on vaja ohvrikihti.

Ohverdatud kiht tungib väljalõigatud otsafreesist veidi läbi, et veenduda, et lõikamine toimub täielikult vaskpleki kaudu.

Vasepleki ohverduskihi külge kinnitamiseks on soovitatav kasutada õhukest kahekordset küljeteipi ja vältida voldikuid, mis võivad lindil olla.

Siin on mõned põhilised sammud üsna tasase voodi tegemiseks (vt lisatud pilte):

1. otsige ohvrikihi jaoks tasane materjal, mis on juba üsna tasane (nt MDF -tükk või pressitud akrüül); veenduge, et väljalõikevahend saaks sellest läbi tungida ega puruneks, kuna see on liiga kõva
2. lõigake ohverduskiht oma cnc voodi suuruse järgi
3. kinnitage kahepoolse teibi ribad ohvrikihile, pingutage see vahetult enne kinnitamist, veendumaks, et voldid või õhumullid ei ilmu; kahepoolne teip peaks katma suurema osa pinnast võrdselt jaotatult
4. kinnitage vaskplekk kahekordse külje lindile; proovige kogu pind ühtlaselt suruda
5. kinnitage ohverduskiht oma cnc -masina voodile, eelistatavalt millegagi, mida on hiljem lihtne eemaldada, kuid mis on kindel, näiteks klambrid, kruvid

Pärast voodi seadistamist on aeg valmistada CNC -masin freesimiseks. Ka see toiming nõuab tähelepanu ja täpsust. Sõltuvalt CNC tüübist võivad need sammud olla pisut erinevad, kuid mitte palju.

CNC -masina freesimiseks ettevalmistamiseks toimige järgmiselt.

1. paigaldage nõuetekohane tööriist (või tööriistahoidja)
2. enne X- ja Y -telje nihutamist liikuge voodist Z -telge veidi ülespoole, et vältida lõppveski kokkuvarisemist
3. nihutage X- ja Y -telg suhtelise lähtepunkti juurde, juhul kui kasutasite Fab -mooduleid, on see-p.webp" />
4. enne X ja Y nullimist masina juhtimistarkvaras kontrollige, kas plaadi freesimiseks on piisavalt ruumi
5. seadistage X ja Y nullpunktiks masina praegune asukoht
6. minge aeglaselt Z -teljega allapoole, asetades otsfreesid vaskpinna kinni

7. Z -telje nullpunkti määramiseks võite kasutada erinevaid tehnikaid, selle sammu eesmärk on veenduda, et tööriistad puudutavad veidi vaskpinda:

   1. üks tehnika töötab spindli käivitamisel ja masina minimaalse astmesuuruse abil laskumisel; kui kuulete teistsugust heli, mis on tingitud sellest, et otsiveski pisut pinnale tungib, see on teie Z -nullpunkt
   2. võite proovida multimeetriga kontrollida elektrilist ühenduvust tööriistast vaskpinnaga; kinnitage multimeetri sondid lõppveski ja vaskpleki külge, seejärel proovige minimaalse sammuga Z -teljega alla minna; kui multimeeter piiksub, on see teie Z -nullpunkt
   3. liikuge tööriistaga pinnale, jättes vahele mõne mm (nt 2-3 mm), seejärel avage kruvi ja laske otsaselmal vaskpinna puudutamiseks allapoole; seejärel sulgege otsfreesid tihendisse ja seadke see Z -nullpunktiks
   4. kasutage masinaga kaasasolevat andurit, sel juhul, kui otsfrees andurit puudutab, võtab masin automaatselt Z lähtepunkti

Ja lõpuks olete nüüd valmis alustama oma PCB graveerimistööd:)

Soovitatav on jääda masina lähedale, et hoolikalt jälgida, kas tegite ülaltoodud toimingutes mingeid vigu, ning võib -olla peatada ja taaskäivitada töö vajalike paranduste ja/või kohandustega.

Mõned kiired näpunäited probleemidele:

• kui teie trükkplaat on teatud kohtades graveeritud ja mõnes mitte, siis pole teie vaskplekk tasane

  kui teie tööriistadel on silindriline ots, võite lihtsalt võtta veidi sügavama Z -telje ja alustada tööd samas asendis; sama kehtib ka faasitud tööriistade kohta ja kui graveerimissügavuse erinevus ei ole suur

• kui teie jälgedel on teravad servad, võib lõikamise etteandekiirust vähendada
• kui purustasite (üsna uue) otsiveski, vähendage kiirust ühtlase summa võrra
• kui teie jäljed on hävinud või liiga õhukesed, olete võib -olla liiga sügavad, kontrollige ka jälje paksust jaotises Eagle või kontrollige oma CAM -i seadeid, eriti kui otsfreeside läbimõõt on õige

Kui on aeg väljalõike teha, ärge unustage vahetada otsfreesitööriista ja avada väljalõige või aukude fail. Pärast seda ärge unustage uuesti võtta AINULT Z -telje nullpunkti, seekord ei pea te vaskpleki pinda puudutades olema nii täpne.

Kui on aeg eemaldada oma trükkplaat ohverduskihist, proovige seda õhukese kruvikeerajaga aeglaselt maha tõmmata. Tehke seda uuesti väga ettevaatlikult, et vältida plaadi pragunemist.

Selle sammu lõpus peaks teie käes olema hämmastav graveeritud trükkplaat:) !!