3D iliyochapishwa ya ABS PCB: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Nilipofika kwa waya kuonyesha sehemu yenye tarakimu nne-7 kwa kijana wangu, niliamua ni lazima nianze kutafiti juu ya kutengeneza PCB nyumbani kwa njia rahisi. Mchanganyiko wa jadi ni wa kuchosha na hatari, kwa hivyo niliiacha haraka. Wazo zuri ambalo nimeona kuzunguka ni bodi zilizochapishwa za 3D ambazo zinafanya kazi ya kuongeza rangi ya kupendeza kwenye vituo vyako, lakini hii inaonekana kuwa isiyo sawa kwa mwenendo. Pia kuna filaments maalum za conductive ambazo unaweza kutumia kwenye printa mbili ya extrusion, lakini ninatafuta kitu cha msingi na bora kwa vifaa vya kawaida ambavyo ninavyo.

Kwa hivyo nimefikiria kugeuza moja kwa moja na kuwekewa vifaa na viunganishi kwenye chapa za 3D.

Kabla ya kuanza, onya: tutakuwa tukichapisha na ABS kwani inaweza kukabiliana na + 200ºC kabla ya kuharibika (kwa hivyo tunaweza kutumia kwa uangalifu juu yake). Kuchapa na ABS sio rahisi kama ilivyo kwa PLA, unahitaji printa iliyofungwa na upangilio mwingi wa mipangilio lakini mara tu utakapopata haki hii, matokeo hufanya tofauti.

Ili kuongeza muktadha fulani, katika mifano ninaunda PCB kwa bodi ya wifi ya ESP8266 12E ili niweze kuitia kwa urahisi kwa kitu kingine chochote baadaye (lengo la mwisho ni kuonyesha 4d7seg).

PCB itaniruhusu nitumie pini zake zote zinazopatikana, wakati moduli nyingi huko nje zina pini chache za vipuri, au zina huduma nyingi zaidi ambazo sitaki (kama NodeMCU).

Vifaa

• Programu ya muundo wa PCB (KiCad hapa, bure). Kiwango cha kuanza.
• Programu ya uundaji wa 3D (Blender hapa, bure). Kiwango cha mtumiaji.
• Printa ya 3D (Ubunifu 3D Ender 3 Pro hapa, karibu 200 €). Kiwango cha mtumiaji.
• Kifurushi cha printa yako kinapendekezwa sana unapotumia ABS - Hakikisha kuwa unaweza kufanikiwa kuchapisha ABS kabla ya kuendelea na mafunzo haya.
• Filamu ya ABS (Smartfil ABS, karibu 20 € / Kg). Gramu 3-15 kwa PCB.
• Sindano za kushona (pata tu kutoka kwa mama). Ukubwa utategemea kipenyo cha pini za vifaa vyako. Kawaida 0.5mm au 1mm diametre.
• Tin solder na welder (karibu 15 € kutoka duka la karibu). Pamoja na vifaa vyote vinavyofaa kwa kulehemu: msaada wa welder, taa, ubao, kibano, glasi za kinga, kinyago … vifaa viko kwa mtumiaji, hakikisha tu kuwa unahisi raha na salama wakati wa kutengeneza!
• Uvumilivu mwingi, akili ya ubunifu nje ya sanduku na msingi mzuri (jaribu google na ujifunze mengi kabla ya kuweka mikono yako).

Hatua ya 1: Mfano na Mpangilio

Isipokuwa unafuata mpango wa mtu mwingine, unapaswa kujenga mzunguko wako wa umeme kufuatia viashiria vya mtengenezaji. Jaribu mzunguko wa mfano, na mara tu utakapokuwa unafanya kazi, chora viunganisho vyote na vifaa.

Mara tu unapokuwa na mchoro na uko sawa na uelewa wazi wa mzunguko wako, pata maelezo katika programu yako ya EDA unayopendelea. Hii itasaidia kuboresha na kudhibitisha muundo wako.

Chora skimu yako na utumie kama mwongozo wa muundo wako wa PCB. Programu ya EDA kama vile Tai au KiCad itakuruhusu uongeze vifaa vyako maalum, na pini halisi na vipimo, ili uweze kubuni mzunguko wako wa umeme haswa karibu nao.

Ninatumia KiCad, ambayo ni ya bure na rahisi kuelewa kwa kuanza. Ninachojua ni shukrani kwa Brian Benchoff @ https://hackaday.com/2016/11/17/creating-a-pcb-in ……. na machapisho mengine yanayohusiana, kwa hivyo fuata miongozo yake kuishia na muundo mzuri wa PCB.

Picha katika sehemu hii zinahusiana na:

• Mfano wa jaribio la ESP8266 na onyesho la sehemu 4 ya nambari 7 (iliyoambatanishwa na Teensy 4).
• Mchoro wa wiring wa kumbukumbu kwa bodi ya wifi ya ESP8266 12E.
• Mpangilio wa KiCad wa onyesho la sehemu 4 ya nambari 7 inayofanya kazi kupitia ESP8266 na mgawanyiko wa voltage (hii ndio lengo langu la mwisho).
• Pato la muundo wa KiCad PCB.

Hatua ya 2: Mfano wa 3D

Mara tu unapokuwa na muundo wa PCB kwenye karatasi, unapaswa kuipatia ukweli zaidi katika programu ya uundaji wa 3D. Hii pia itaandaa faili yako kwa printa yako ya 3D. Hivi ndivyo ninavyofanya katika Blender:

1. Unda matundu ya ndege na ongeza picha yako ya muundo wa PCB juu yake. Hakikisha kuwa ni ya kiwango na vipimo ni kweli, kwani hii itatumika kama "karatasi ya kufuatilia".

2. Unda vifaa vilivyorahisishwa kulipa kipaumbele kwa eneo halisi na saizi ya PIN zinazounganishwa na PCB yako. Pata vielelezo vya mtengenezaji mkondoni au uzipime mwenyewe kupata sahihi za kutosha. Kumbuka kiwango kidogo ambacho unaweza kutumia kama kumbukumbu:

   1. Kwa bodi hutumia ndege. Kwa upande mmoja wa PCB mimi hutumia unene wa 1.5mm, kama nyembamba kuliko hii sikupata maelezo mazuri wakati wa kuchapisha (pia iko chini ya mipangilio na uwezo wako wa printa, lakini tutasikia hiyo baadaye). Kwa PCB yenye pande mbili nilitumia unene wa 2.5mm.
   2. Kwa pini tumia mitungi, kiwango cha chini cha 1mm ili kuipata na printa.
   3. Kwa njia tumia cubes, upana wa chini wa 1.2mm. Utatoa nyuso tu ili kupata vituo vyako.
3. Pata vifaa vyako kulingana na muundo wako wa PCB. Ikiwa vifaa vyako ni vya kweli vya kutosha, unaweza kutumia hii kuangalia mapigano, lakini kila wakati ruhusu nafasi ya ziada karibu na kila kitu.
4. Fuatilia mzunguko wako wa umeme. Weka matundu ya mchemraba katika eneo la pini ya kwanza. Kisha, katika hali ya kuhariri, toa nyuso katika mstari ulio sawa kufuatia muundo. Tena, iwe rahisi, ukitumia laini 90º na utumie njia nyingi unazofikiria. Pia, ruhusu kujitenga angalau 0.8mm kati ya kuta au vinginevyo watakosa wakati wa kuchapa. Picha ya 1 hapa chini inaonyesha njia kadhaa zilizobadilishwa baada ya kuweka mfano na vipimo halisi, kwani njia bora ilikuwa nyembamba sana kuweza kuwezeshwa.
5. Unda PCB yako kwa kuongeza mchemraba gorofa (hupunguza kama hapo juu).
6. Chora chaneli zako na mashimo ubaoni kwa kuongeza viboreshaji vya boolean kwenye kitu chako cha PCB. Hii itakata sehemu ya bodi ambayo inapita katikati ya kitu lengwa cha kibadilishaji cha boolean.

Picha 3 na 4 zinaonyesha matokeo ya mwisho kwa bodi ya ESP8266 (modeli ya 3D kwenye picha 2).

Baada ya haya, unapaswa kuona kuchapishwa kwa 3D kwa PCB yako.

Hatua ya mwisho ni kuuza nje mfano vizuri.

1. Hakikisha kuwa nyuso zote zinaelekeza nje ("Modi ya Hariri - Chagua Zote" Kisha "Mesh - Kawaida - Zilizodhibitiwa Nje").
2. Hakikisha kuwa zote ni nyuso za kibinafsi ("Modi ya Hariri - Chagua Zote" Kisha "Edge - Edge Split") - Ikiwa utaacha hatua hizi mbili, unaweza kupata maelezo ya kukosa kwenye programu yako ya Slicer.--.
3. Tuma kama ASST.

Hatua ya 3: Slicer Software

Printa za 3D kawaida hutoa programu ya "Slicer" kuchakata vielelezo vya 3D (katika. Nina Ender 3 ya Uumbaji, na sijahama kutoka kwa Slicer ya Uhalifu iliyotolewa, lakini unaweza kutumia mipangilio hii kwa programu nyingine yoyote.

Ninajitolea sehemu kamili kwa mipangilio ya vipande kwani ni muhimu sana wakati wa kuchapa ABS, ambayo ni ngumu sana kwa sababu ya kupindana, kupungua na kupasuka. Uchapishaji wa PCB pia uko katika kikomo cha printa za kawaida za 3D kwa sababu ya usahihi unaohitajika.

Hapo chini ninashiriki mipangilio ninayotumia kwenye Slicer ya Uumbaji kwa uchapishaji wa kina wa ABS wa PCB. Zinatofautiana na mipangilio ya kawaida katika:

• Kuta nyembamba na matabaka (kutoa maelezo ya kutosha - hii inaweza kuhitaji marudio kadhaa ya matokeo yako unayotaka, isipokuwa uwe na furaha na mipangilio yangu).
• Tumia raft. Ufunguo uko kwenye msingi, ambayo unapaswa kuitunza. (Ninaruhusu malipo ya 10mm kutoka kwa modeli ili kuzuia kugonga yoyote ndogo kuathiri kuchapisha). Pia, hakuna tofauti kati ya mistari ya raft kufikia msingi mzuri. Ukipata msingi wako sawa, yote yamefanywa. Ikiwa utaona kona yoyote ikikunja kwenye msingi wako, hakika umepotea.
• Kasi ndogo. Ninatumia karibu 1/4 ya kasi ya kawaida (hii inaruhusu kuwekewa filament nzuri na kwa hivyo kushikamana na ubora wa jumla).
• Joto la ABS (kitanda: 110ºC, bomba: 230ºC)
• Shabiki amezimwa (inashauriwa kuweka joto mara kwa mara kwa ABS).

Hatua ya 4: Chapisha !

Mwishowe, tuma.gcode yako kwa printa yako na upate PCB yako viwandani. Vidokezo kadhaa unapaswa kufuata:

1. Funga kichapishaji chako cha 3D. Kizuizi kitaweka joto lako kuwa thabiti zaidi, ambayo ni hitaji kubwa la uchapishaji wa ABS. Hakikisha kuwa unaweka CPU na usambazaji wa umeme nje ya eneo hilo, pamoja na filament yako. Ikiwa unasimamia kuchapisha ABS bila kizuizi, tafadhali shiriki hila yako kwani imeniendesha wazimu.
2. Preheat printa yako kwa muda. Kwenye PLA unaweza kuchapisha mara moja, lakini kwa ABS ushauri wangu ni kupika mapema na mipangilio ya ABS (kitanda: 110ºC, bomba: 230ºC) kwa dakika 10-15 ili uweze kuunda mazingira sahihi kabla ya kuendelea na kuanza kuchapisha kwako.
3. Chapisha polepole lakini hakika. Kama nilivyosema hapo awali, nimepunguza kasi ya kuchapisha wastani hadi 1/4 kwenye faili ya usanidi. Hii inaonyesha kuwa mwepesi wa kutosha kuwa na matokeo mazuri, lakini unaweza kudhibiti kasi ya kuchapisha wakati wa kuchapisha kwa kudhibiti kiwango cha malisho ikiwa unataka kuiboresha zaidi. Kumbuka tu kwamba kasi kubwa itasababisha harakati za ghafla sana ambazo hazitaweka filament vizuri au zinaweza kugongana na matundu na kuifunga.
4. Jenga msingi mzuri. Muhimu juu ya ABS ni kufikia msingi uliowekwa vizuri. Ikiwa msingi unashindwa na vifungo, mfano umekwenda (angalia majaribio mabaya hapa chini). Pamoja na vidokezo hapo juu (kiambatisho, preheating na kasi polepole) unapaswa kupata msingi mzuri na kumaliza vizuri. Lakini tofauti na PLA, ambayo ninaacha bila kutunzwa kwa masaa, ABS inahitaji umakini zaidi.
5. Kuwa macho, haswa mwanzoni. Kurudia hapo juu, ufunguo ni msingi. Hakikisha kwamba mtaro wa kwanza wa nje umewekwa vizuri. Hii itasababisha kushikamana kwa safu ya kwanza. Wakati mwingine filament haishiki mara moja au huburutwa kutoka mahali pake. Unapaswa kuona hii hivi karibuni vya kutosha kusahihisha usawa wowote au kusafisha kwa sahani ya msingi. Daima uangalie vita, ikiwa utaona pembe zikiongezeka labda wataishia kufungua msingi wote na kuharibu uchapishaji wote. Hata kama msingi unaendelea mahali, kunung'unika kutafanya kona hii kuharibika.

Hatua ya 5: Waya na Solder

Sasa ni wakati wa kuiweka yote mahali pake:

1. Angalia kumaliza kwa chaneli na mashimo. Mashimo haswa hutumika kukosa au kufunikwa na printa. Tumia sindano ya kushona ikiwa unahitaji kufungua zingine. Kwa kweli, ikiwa haukupata chapa tambarare kwa sababu ya kupindana, au haukupata maelezo ambayo unatarajia, angalia tena mipangilio yako ya printa, au hata mfano wako wa 3D kwa vipimo.
2. Weka vifaa vyako. Modules, resistors, capacitors au vichwa ambavyo vina pini zao vinaweza kuwekwa kwa urahisi. Unaweza kuinamisha waya yao kidogo ili kuiingiza kwenye vituo kwa hivyo ni rahisi kuzifunga baadaye.
3. Ongeza waya na solder. Tumia pini yoyote au kuruka ambazo zinafaa kwenye kituo na uzikate kwa urefu kwa hivyo unahitaji tu kutengenezea kwenye sehemu maalum za makutano. Hatupaswi kuhitaji kuuza kitu kizima, ingawa mimi huwa ninafanya wakati mambo hayaangazi.. Kwa upande wangu, nililazimika kuweka pini zote za ESP8266, na hapa ndipo ilikuwa muhimu kuwa ujuzi mzuri wa kuuza (ambayo sifanyi). Wengine wa bodi hiyo walikuwa rahisi sana kufanya.

Hatua ya 6: Jaribu Bodi yako

Ikiwa una hakika umefanya kila kitu sawa, basi ingiza.

Kwa prototyping ninaendesha ESP8266 kwenye unganisho la serial la Teensy 4.

Wakati wa kufanya majaribio kwenye ubao ulio wazi, nilipakia programu ambayo ilipakia wakati wa ndani kupitia wifi. Kama unavyoona yote yalikuwa yakifanya kazi vizuri. Natumahi ulikuwa na matokeo mazuri pia na mbinu hii.