Kufanya PCB za SMD Nyumbani (Mbinu ya Picharesist): Hatua 12 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Kufanya PCB nyumbani labda ni sanaa inayokufa, kwani kampuni nyingi zaidi za utengenezaji wa PCB zitachapisha bodi yako ya mzunguko na kuzifikisha nyumbani kwako kwa bei nzuri. Walakini, kujua jinsi ya kutengeneza PCB bado kutathibitika kuwa muhimu wakati wa kutengeneza prototypes au kuchukua nafasi ya mzunguko ulioharibika ambao utachukua wiki kusafirisha. Pia, ujuzi unaohitajika kuweka PCB inaweza kuwa muhimu kwa kuchora vifaa vingine vingi na muundo wa ubunifu.

Katika hii inayoweza kufundishwa nitakuonyesha jinsi ya kuweka bodi moja ya upande, weka kinyago cha kutengenezea na uuzaji wa vifaa kadhaa vya SMD kutengeneza bodi ya jaribio kwa LED za WS2812B RGB.

Hatua ya 1: Vifaa:

Hapa kuna orodha ya vifaa vyote utakavyohitaji kuweka na kujaza bodi yako ya mzunguko.

• Bodi iliyofunikwa kwa shaba *
• Pombe
• Asetoni
• Tray ya plastiki
• Etchant **
• Vipengele vya Bodi
• Karatasi za uwazi za Inkjet au Laserjet
• Tweezer imewekwa
• Kituo cha kutengeneza na bunduki ya hewa moto (kwa SMD)
• Mpiga picha
• Flux
• Kusuka suka
• Bandika Solder
• Mask ya Solder

* Bodi za shaba za glasi za shaba zimevunjika moyo kwani zinaweza kuwa ngumu kukata.

** Nilitumia suluhisho la 2: 1 Hydrojeni Peroxide na HCl, kwa 3% na 30% mtawaliwa.

Hatua ya 2: Tengeneza Mzunguko wako

Kuna programu nyingi zinazopatikana kubuni mzunguko wako. Ninayotumia zaidi ni Tai, ambayo inaweza isiwe ya hali ya juu kama programu zingine za PCB zinazopatikana, lakini ni bure na rahisi kutumia. Inakuwezesha kuunda bodi za hadi tabaka mbili. Tai imenunuliwa hivi karibuni na Autodesk, kwa hivyo inaweza kupata umuhimu zaidi katika uwanja wa kitaalam baadaye.

Ikiwa haujui muundo wa PCB nakushauri uangalie mafundisho mengine, pia kuna mafunzo mazuri kwenye youtube, kama ile ya Jeremy Blum.

Katika picha unaweza kuona jinsi mzunguko unavyoonekana baada ya kumaliza. Katika kesi hii, mzunguko huu utatumika kujaribu taa zingine za WS2812B.

Nimeambatanisha faili za Tai ikiwa unataka kuokoa au kurekebisha mzunguko.

Hatua ya 3: Tuma Usafirishaji wa PCB hasi

Kwa kusikitisha, Tai haina chaguo la kugeuza rangi za mzunguko kabla ya kuchapa, kwa hivyo hatua zingine za ziada zinahitajika.

Mara tu unapomaliza mzunguko wako, chagua athari, pedi na vitu vingine unayotaka kutiwa, kisha uipeleke kwenye faili ya PDF. Fanya kitu kimoja kwa pedi tu, hii itatumika kufunua mask ya solder.

Tai hutoa PDF kwa azimio la 600dpi, ambayo kawaida ni azimio sawa la printa yako, kwa hivyo hakuna marekebisho kwa saizi inahitajika.

Kubadilisha rangi za faili ya PDF nilitumia Gimp. Nilifungua faili na azimio la 600dpi * na nikaendelea kubadilisha rangi kwa kuchagua mzunguko na kutumia zana ya kugeuza. Niliweka pia pedi kando kuichapisha yote mara moja.

Nimeambatanisha faili ya PDF ikiwa unataka kuchapisha mzunguko huu, hakuna ukubwa wowote unaohitajika.

* Onyo: Kuweka azimio lolote katika programu ya kuhariri zaidi ya 600dpi itasababisha mabadiliko ya saizi wakati uchapishaji ambao itakuwa ngumu kurekebisha. Pia, hakikisha mzunguko wako umeonyeshwa ili iweze kupinduliwa, na toner au wino ikishinikiza kwenye bodi.

Hatua ya 4: Andaa Transparencies

Baada ya kuhakikisha kuwa vifaa vyote vinatoshea vizuri kwenye mzunguko kwenye karatasi, mzunguko na pedi huchapishwa kwenye uwazi.

Mara nyingi, uwazi mmoja haitoshi, mashimo kadhaa yanaweza kuonekana ambayo yataruhusu mwangaza upite, ukiacha maeneo wazi ambayo hatuwataki. Inaweza kuwa shida kubwa ambayo hurekebishwa kwa urahisi na kuweka uwazi mwingine juu.

Uwazi umewekwa na epoxy na imewekwa foleni na epoxy imesalia kuponya. Kuweka uwazi chini ya uso gorofa ni wazo nzuri, ili uwazi uwe gorofa kabisa mara epoxy inapoponya. Ziada hupunguzwa kabla ya kuendelea na hatua inayofuata.

Hatua ya 5: Andaa Bodi

Bodi iliyofunikwa ya shaba imefungwa pande zote mbili na kuvunjika kwa saizi. Pia husafishwa na pedi ya bao na sabuni ili kuacha uso unaong'aa na safi. Pombe pia inaweza kutumika kusafisha mabaki yoyote iliyobaki.

Hakikisha hakuna vumbi au alama za vidole kwenye ubao, kwani mabaki yoyote yataamua mafanikio ya hatua inayofuata.

Hatua ya 6: Funga Filamu ya Photoresist

Kata kipande kidogo cha filamu ya picharesist. Filamu hiyo imeundwa na tabaka tatu, plastiki juu na chini na chemichal ya picharesist iliyowekwa katikati. Ili kutenganisha filamu hiyo niliweka vipande viwili vya sellotape pembeni na kisha kujitenga, filamu ya wazi itatoka na itatupwa, upande wa kunata (ule ulio na picha wazi) unashikilia bodi kwa urahisi bila Bubbles yoyote ya hewa.

Ili kushikamana kabisa na filamu kwenye bodi joto linahitaji kutumiwa. Laminator iliyobadilishwa mara nyingi ni njia inayopendelewa, lakini chuma au jiko la umeme pia linaweza kufanya kazi. Kwa upande wangu, ninatumia jiko la umeme jikoni yangu. Kipande cha karatasi hutumiwa katikati kuzuia filamu ya plastiki kutoka inapokanzwa sana.

Hatua ya 7: Onyesha Photoresist

Uwazi unashikilia picharesist kwa msaada wa tone la maji. Kisha hufunuliwa na nuru ya UV.

Ni muhimu kwamba wino au toner kwenye uwazi inawasiliana na bodi, vinginevyo mwanga unaweza kuingia kati ya filamu na bodi na kusababisha kasoro.

Wakati wa mfiduo utategemea nguvu ya chanzo chako cha UV. Kwa upande wangu, sekunde 30 katika kifunzaji changu cha PCB kilichotengenezwa ni ya kutosha. Chini ya taa ya kawaida ya CFL dakika kadhaa zinaweza kuhitajika.

Hatua ya 8: Ondoa Picharesist isiyojulikana

Mara tu PCB ikifunuliwa uwazi huondolewa na filamu ya plastiki ambayo ilimshikilia mpiga picha huyo hutobolewa. Mpiga picha atakuwa mgumu na atashikamana na bodi.

Picharesist isiyojulikana imeondolewa katika suluhisho la 1% ya Sodiamu kaboni *. Broshi inahitajika kufuta haraka maeneo ambayo hayajafunuliwa. Bodi ya shaba inapaswa kuonekana baada ya hii kufanywa.

Mara tu hii ikifanywa, bodi imefunuliwa na nuru ya UV tena ili kufanya ugumu wa picha na kuitayarisha kwa kuchoma.

* Sodiamu kaboni inajulikana pia kama Kuosha Soda. Ikiwa huna ufikiaji wa Sodiamu kaboni unaweza kutengeneza kwa kupokanzwa Sodium Bicarbonate (Baking Soda) kwenye oveni saa 200ºC kwa masaa kadhaa.

Hatua ya 9: Kuchora Bodi

Bodi imewekwa katika suluhisho la 2: 1 Hydrojeni Peroxide na HCl (Muriatic Acid), kawaida huchukua karibu dakika 10. Halafu, mtaalamu wa picha anaondolewa kwa kuzamisha bodi kwenye asetoni hadi itatoke.

Kingo za bodi hatimaye zimepunguzwa na mchanga. Baada ya bodi kuwekwa, ukaguzi wa mwendelezo unafanywa ili kuhakikisha kuwa hakuna mizunguko fupi.

Hatua ya 10: Kutumia Solder Mask

Blob kubwa ya mask ya solder hutumiwa katikati ya bodi. Uwazi umekwama juu na blogi ya mask ya solder imebanwa sawasawa. Mchakato sawa na hapo awali hutumiwa kufunua PCB. Mask ya solder isiyofunuliwa huondolewa kwa maji ya bomba na brashi.

Wakati mwingine kinyago cha solder kinaweza kushikamana na uwazi, kwa hivyo kipande cha filamu ya polypropen imewekwa katikati. Kusafisha bodi na pombe na kitambaa cha karatasi kutaifanya iwe mng'ao kabisa.

Kutumia mask ya solder inaweza kuwa ngumu sana, kama unaweza kuona, matangazo mengine yamechomwa, lakini inakubalika.

Hatua ya 11: Kuunganisha Vipengee

Kidogo cha kuweka ya solder hutumiwa kwa kila pedi. Vipengele vya SMD vimewekwa kwenye pedi. Usijali ikiwa inaonekana kama fujo, baada ya joto kutumika mvutano wa uso wa bati iliyoyeyuka utavuta vifaa sawa. Mask ya solder itazuia solder kushikamana mahali pengine popote isipokuwa pedi.

Vipengele vimechomwa moto na bunduki ya joto kwa joto la 300ºC kwa sekunde kadhaa hadi siki ya solder itayeyuka. Halafu inaruhusiwa kupoa polepole kwa dakika kadhaa. Njia zingine zinaweza kutumiwa (kulainisha, sahani moto …).

Vichwa vingine vya pini huuzwa kwa mzunguko kabla ya kuipima kwenye ubao wa mkate.

Hatua ya 12: Kupima LEDs

Programu rahisi ya Arduino na maktaba ya FastLED hutumiwa kudhibiti LED. Jambo zuri juu ya taa za WS2812B ni kwamba hazihitaji vipingaji, kwani kuna IC ya ndani ambayo inasimamia sasa. Safu nzima pia inaweza kuendeshwa na pembejeo moja.

Bodi ndogo ya mtihani imekamilika kwa mafanikio na ni wakati wa kuendelea na miradi mikubwa.

Ikiwa ulipenda mradi huu na unataka kuona mafundisho ya kina zaidi juu ya mada kadhaa zilizojadiliwa hapa, tafadhali kama hii inayoweza kufundishwa na fikiria kuipigia kura ya shindano la LED.

Asante kwa kutazama!