Ascolta, chiunque può fare un PCB a casa, è facile.I PCB (circuiti stampati) sono quelle cose piatte con tutti i componenti che si trovano all’interno di tutti i dispositivi elettronici, li hai visti.,Tutto ciò che serve è una stampante laser, un po ‘di lucido pagine di giornale, stampare il circuito sulla pagina, utilizzare un ferro da stiro per trasferire il toner sul rame placcato, se questo non funziona, utilizzare un po’ di acqua e qualche lacca o qualcosa del genere, non so, ho smesso di leggere a questo punto, poiché l’ultima volta che ho visto una stampante laser, una rivista e un ferro da stiro è stato negli anni novanta.,
Fino a poco tempo fa, l’unico modo che conoscevo per fare PCB era quello di praticare l’arte oscura sopra, pagare $10 e aspettare tre settimane per ottenere PCB dall’aspetto professionale dalla Cina, o pagare 6 60 e aspettare tre giorni per ottenere PCB dall’aspetto professionale da Europe.It era ” a buon mercato, veloce, in realtà fattibile da una persona umana, scegliere due”.
Questo mi ha sempre infastidito, non dovrebbe essere così, sono sempre stato dell’opinione che non ci dovrebbero essere cose che non puoi fare quando hai una stampante 3D, ma i PCB mi hanno costantemente eluso.,Li desideravo, volevo essere in grado di farli a casa, ma sembrava impossibile.
Un giorno, tutto è cambiato.
Quel giorno in cui tutto è cambiato
Un giorno, ho pensato che sarebbe stato divertente montare una penna sulla mia stampante 3D e l’ho ottenuta per disegnare cose (peni) su carta.Se non sai come funziona una stampante 3D, ora sarebbe un buon momento per scremare il mio primer stampante 3D, ma in sintesi una stampante 3D taglia un oggetto in fette 2D e li stampa uno sopra l’altro.,
Se potessi prendere solo una di queste fette e dire alla stampante di stampare più in alto, allora l’ugello non toccherebbe il letto, potrei montare la penna più in basso e mettere un pezzo di carta sotto di esso, e disegnerebbe sulla carta.Ottenere il software di stampa (chiamato affettatrice) per creare una forma tridimensionale da una foto è stato facile, in quanto è sufficiente importare un disegno e lo convertirà automaticamente in un solido.,
Ho legato in gomma uno Sharpie su un supporto che ho rapidamente progettato e, poche righe di codice dopo, la mia stampante ha prodotto questo gioiello (scusa la qualità della patata):
La mia stampante 3D che disegna il mio logo su un pezzo di carta.
Mi sono sentito così orgoglioso della cosa completamente inutile che avevo creato, ho subito corso a condividerlo ovunque.Un amico l’ha visto su Twitter e ha risposto che questo era un buon modo per creare PCB.
Sono rimasto subito incuriosito.,
Fare PCB con marcatori
A quanto pare, tutta quella magia nera sulla stampa e il trasferimento e riviste e lacca sopra è solo un modo per mantenere l’acido incisione di sciogliere il rame.Vedi, quando stai incidendo un PCB, stai fondamentalmente ottenendo acido per sciogliere il rame sul tuo rame rivestito (il PCB vuoto).Tranne che, stai mettendo qualcosa (toner) sul rame sulle parti che vuoi tenere, in modo che l’acido non possa arrivarci, il che ti lascia tracce di rame.,
Si scopre che non hai davvero bisogno di fare tutte quelle cose con il toner e la stampante, dal momento che puoi coprire il rame molto più facilmente semplicemente disegnando su di esso con un pennarello impermeabile permanente (ho usato un Edding 140 S 0.3 mm).Avevo inavvertitamente creato un plotter, che può essere utilizzato per dipingere un circuito su un PCB.
Questo è un inverter di segnale per SmartPort telemetria.
Mi sono precipitato a scavare i file per uno dei miei vecchi, piccoli PCB, che puoi vedere a destra, e l’ho eseguito attraverso il mio processo di disegno migliorato.,Ho fatto disegnare la stampante su carta, solo per vedere come sarebbe finita, e i risultati sono stati piuttosto incoraggianti.
La carta ha in qualche modo assorbito l’inchiostro, come la carta è solita fare, quindi c’è stata qualche infiltrazione, ma nel complesso i risultati sembravano che dovrebbero sicuramente lavorare sul rame.Questo è il primo tentativo:
Quel primo tentativo.
Questo sembrava molto promettente.
Il processo di disegno migliorato
Il rame rivestito, posizionato sulla stampante.,
Il processo originale (in cui ho esportato roba in un’immagine e poi convertito l’immagine in un modello 3D con l’affettatrice) ha funzionato abbastanza bene, ma era pensato per lavorare con i modelli 3D, non circuits.As tale, a volte potrebbe perdere la precisione, che non importa se stai stampando una figurina, ma importa se significa che il tuo circuito non funziona più.,
Fortunatamente, c’è un eccellente progetto open source chiamato pcb2gcode, che converte i file Gerber (i file Gerber sono fondamentalmente file che descrivono il PCB in modo che la fabbrica di fabbricazione possa farlo) in Gcode per vari strumenti CAD per eseguirlo.Il Gcode che pcb2gcode emette non era compatibile con la mia stampante in stile Marlin, quindi ho adattato il mio script dall’alto per trasformare l’output in qualcosa che la mia stampante può eseguire.
Il mio script fa varie cose:
- Rimuove i comandi che sono incompatibili o non sicuri da eseguire sulla mia stampante (ad esempio, comandi di foratura, in quanto non ha comandi di foratura, temperatura ed estrusione, in quanto non voglio che si riscaldi o estruda, ecc.).
- Riscrive i commenti in modo che siano compatibili con la mia stampante (i commenti pcb2gcode usano parentesi, la mia stampante usa punti e virgola).
- Si assicura che tutti i movimenti siano all’interno di alcune coordinate specificate, quindi la testina di stampa non può andare troppo bassa o troppo alta per errore.
- Mi permette di compensare tutti i comandi di disegno di una certa distanza, in modo da poter stampare esattamente dove voglio.,
Sfortunatamente, come puoi vedere nella foto del disegno di carta sopra, pcb2gcode ha un bug in cui scompaiono tracce troppo strette, ma l’autore ci sta lavorando attivamente e nel frattempo ho lavorato intorno ad esso semplicemente impostando un diametro della punta del marcatore più basso.
Una volta che tutto è stato fatto sul lato della programmazione, e con un sacco di aiuto dal mio amico Andrew, era il momento di provare a disegnare sul rame.Ecco un video del tentativo:
Disegno di un PCB su rame rivestito.,
Il disegno disegnato e tagliato.
Poiché il rame non è poroso, il disegno sembra molto meglio che su carta.Le tracce sono disegnate molto accuratamente, anche se le tolleranze sono un po ‘ troppo strette per i miei gusti.Una traccia in alto, in particolare, è troppo vicina al pad, anche se in realtà non si toccano.Dovrei vedere se sarebbero stati colmati dopo l’incisione, però.
Potresti anche notare un piccolo foro nel primo pad, perché l’inchiostro non aveva ancora iniziato a funzionare.,È stato facile da risolvere semplicemente dipingendolo con il pennarello alla fine.
L’unica cosa che resta da fare è prendere un po ‘ di quello strato di rame via così siamo rimasti con le nostre tracce.
Incisione
Pesatura e diluizione accurata del persolfato di sodio.
Sorprendentemente (e mentre il mio amico Josh si strofinava con quella che immagino essere una notevole gioia), la parte di incisione reale non era così facile come me thought.It non era difficile, ma non consisteva nel gettare il PCB nell’acido e nell’attesa.,
Sono ancora in una fase di prova ed errore, dato che ho inciso solo due PCB, ma sembra che 100 grammi di acqua con la giusta quantità di persolfato di sodio disciolto in esso sia solo abbastanza buono per incidere un piccolo PCB.Se questo è vero, ci vorrà un sacco di acido per incidere uno più grande, ma dovrò sperimentare e vedere cosa succede.
AGGIORNAMENTO: Alcuni commentatori su HN hanno sottolineato che il motivo per cui ci è voluto così tanto tempo era che non avevo un piano di rame.,Ho deciso di non farlo inizialmente perché non volevo che il marcatore dovesse fondamentalmente dipingere l’intero PCB, ma dopo aver inciso, ne vale sicuramente la pena.Un piano fa in modo che un sacco di rame è lasciato sul PCB, e solo i contorni delle tracce sono incisi, che è tutto ciò che serve comunque.In questo modo non stai sprecando la tua incisione cercando di incidere un sacco di rame, ci vuole meno tempo e il tuo PCB finisce meglio inciso.
L’altra cosa che ho imparato è che non dovresti riscaldare l’acqua sopra 50ish C, altrimenti inizia a vaporizzare e questo non può essere buono per niente.,
Inoltre, la prima volta che ho inciso un PCB l’ho appena lasciato nell’acido, ma si scopre che il rame si dissolve molto più velocemente se stai agitando o mescolando la miscela.Ho iniziato a esaminare i progetti per la creazione di un agitatore per i tentativi successivi, ma poi ho capito che non ne hai bisogno se hai una stampante 3D e ho scritto invece questo file Gcode:
Sembri agitato.
Si riscalda anche il letto a 40 C in modo che il vostro acquaforte è tenuto al caldo!C’è qualcosa che le stampanti 3D non possono fare?Non sembra!,
Etchant health concerns
Non ho idea di quali siano le preoccupazioni per la salute di queste sostanze chimiche.Ho appena cercato di evitare di avvicinarmi troppo alla vasca, arrivando persino a mettere il coperchio sul contenitore tupperware che stavo usando, ma non so se questo ritarda o in qualche modo impedisce il processo di incisione.
E ‘ stato difficile trovare informazioni su tutte queste sostanze chimiche, quindi se si sa qualcosa, si prega di lasciare un commento qui sotto o inviarmi una e-mail, soprattutto se siete a conoscenza di una migliore/più conveniente/più sicuro etchant.,Aggiornerò l’articolo con qualsiasi informazione come viene, per l’edificazione di chiunque legga questo.
AGGIORNAMENTI:
throwanem su HN dice che il persolfato di sodio non è male, il problema più grande sono i fumi che possono essere ridotti al minimo a basse temperature.Temperature più elevate accelerano l’incisione, ma i fumi non dovrebbero essere inalati. È anche un rischio di incendio e deve essere mantenuto fresco e asciutto.
Come sempre, qualsiasi acquaforte deve essere smaltita in modo sicuro e non versata nello scarico.
L’incisione continua
Il PCB sta gorgogliando.,
L’incisione era altrimenti tranquilla, il PCB ha iniziato a gorgogliare ad un certo punto e poi ha iniziato a sfaldarsi, e l’incisione è diventata leggermente blu, il che presumevo significasse che stava funzionando.Agitarlo un po ‘ lo ha fatto sfaldare di più, il che sembrava un ottimo segno, quindi ho continuato a farlo e ha continuato a funzionare.Ho poi lasciato la miscela per i propri dispositivi perché mi stavo annoiando, fino a quando ho notato che è stato finalmente fatto.
Alla fine mi è stato lasciato un PCB leggermente sovrastampato ma per il resto estremamente rispettabile.,Non capisco perché sia successo l’incisione eccessiva, immagino sia stato perché l’ho lasciato nell’incisione per mezz’ora.Forse ho bisogno di usare più etchant per andare più veloce e non avere il tempo di over-etch, ho sentito che dovrebbe idealmente prendere da tre a dieci minuti.
Indipendentemente da ciò, senza una piccola quantità di orgoglio, ecco il mio primo PCB inciso in casa!:
Il prodotto finale. Sono così felice.
Sembra buono e funziona bene!,Ho provato tutto con il multimetro e tutto ciò che dovrebbe essere collegato è collegato, e nulla che dovrebbe essere scollegato non è scollegato.
Tutto sommato, chiamerei questo un successo incondizionato!
Questo era tutto uno stratagemma
Ovviamente era uno stratagemma!Cosa ne pensi, che ho speso tutto questo tempo, sforzo e contribuenti dollari per creare un inverter di segnale per un aereo RC?Non essere ingenuo.
Il mio obiettivo finale era molto più nefasto, e con l’aiuto di Andrew il mio sogno per tutta la vita è ora una realtà.,Vi presento questo:
Il PCB posteriore Richard, l’apice dell’innovazione umana.
Sì, questo è un PCB dickbutt con un LED rosso sul cazzo sul suo culo.
Se non sai se ridere o piangere, hai esattamente ragione, perché è esattamente quello che stavo cercando.
Epilogo
Sono estremamente entusiasta di questo processo, poiché finalmente mi consente di realizzare facilmente PCB a casa, in modo rapido, conveniente, economico e con tolleranze piuttosto elevate, per quello che è.,Ho cercato qualcosa di simile per secoli, e penso davvero che potrebbe innescare una rivoluzione minore con l’hardware enthusiasts.It ‘ s sicuramente molto più veloce, migliore, più divertente e più conveniente di saldatura protoboards, che odio odio odio.
Se vuoi farlo a casa, tutto il mio codice, i file Gcode e la documentazione di processo sono in questo repository:
Sentiti libero di aprire un problema se qualcosa non funziona correttamente, o un PR se vuoi migliorare qualcosa.Apprezzerei il suo aiuto.
Inoltre, come sempre, si prega di Tweet o toot a me, o e-mail me direttamente.
