Хочу поделиться СВОИМ опытом изготовления печатной платы в домашних условиях. Информация будет полезна тем, кто хотел бы освоить лазерно-утюжную технологию (ЛУТ) и научиться делать печатные платы для своих самоделок:
Это схема из предыдущей статьи: "Плавный запуск микро-дрели на LM317T".
Что это такое, как это работает и зачем это все вообще нужно читайте в предыдущей статье (ссылка будет в конце). Эта статья посвящена преобразованию прототипа с подобранными номиналами деталей на макетной плате
в законченную конструкцию.
Плату я проектировал в программе EasyEDA. Почему?
- Есть онлайн и оффлайн версии (я предпочитаю локальные продукты облачным, а то какие-нибудь санкции и
все ваши набранные очки сгораютоблако с вашими проектами испаряется в неизвестном направлении) - Есть огромная библиотека элементов как официальных так и пользовательских (там нашелся модуль камеры, который на Ali купили всего 5 человек)
- Есть замечательное видео от блогера AlexGyver на тему как работать в данной программе. (у меня уже был опыт работы в других САПР не связанных с электроникой и лично мне хватило информации изложенной в той видео-инструкции, чтобы развести свою первую плату) Ищется по запросу "alexgyver easyeda". Рекомендую!
- Программа бесплатная.
Информации по работе в EasyEDA много, поэтому тут расскажу только основные моменты, связанные с тем, что плату в конечном итоге мы будем делать на коленке, а не заказывать на заводе.
Разработка электрической принципиальной схемы
Для индикации питания в готовую конструкцию решил добавить светодиод L1. Также необходимо предусмотреть контактные площадки для:
- IN ввод питания c БП (штекер 2.1х5.5);
- ON выключатель (гнездо Audio 6.3) /самодельная педаль для синтезатора/;
- R потенциометр для регулировки времени выхода дрели на максимальные обороты;
- OUT выход на микро-дрель (гнездо 2.1х5.5).
С учетом этих требований схема в EasyEDA приобретает следующий вид:
В качестве разъемов берем обычные PLS штырьки.
Их ведь можно и не паять, а отверстия и шаг 2.54, куда можно будет впаять провода, получатся.
"Лмку" и транзистор ищем в библиотеках - тут главное чтобы корпус и посадочные отверстия совпадали с теми деталями которые есть у вас в наличии.
Например вот этот транзистор уже не подойдет... (у моего ноги уже согнуты под шаг 2.54)
Конвертация принципиальной схемы в печатную плату
В меню переходим в Дизайн -> Преобразовать схему в печатную плату. Задаем размеры будущей платы.
Далее нужно будет разместить компоненты в границах рамки, причем расположить(повернуть) их так, чтобы было минимальное количество пересечений дорожек. В противном случае ваш автотрассировщик скажет: "я устал, я ухожу".
Автотрассировщик нужно обязательно установить локально, чтобы использовать для трассировки будущей платы ресурсы вашего ПК, а не облака - там слишком много желающих.
Перед авто-трассировкой необходимо настроить правила (чтобы можно было без проблем выполнить плату методом ЛУТ). У меня приемлемый результат получился при следующих настройках.
- ширина дорожки 0.7
- расстояние между дорожками 0.7
Снимаем галочку "Верхний слой", и нажимаем кнопку "Запустить"
Собственно все - плата разведена.
Можно посмотреть как она будет выглядеть переключившись в 3D-режим.
Последнее, что необходимо сделать - настроить контактные площадки "пятаки" - ведь сверлить их придется вручную. Клацаем на любой из них.
Все пятаки делаем круглыми, диаметр 1.8мм, отверстие 0.5мм (после травления сверла любых диаметров будут хорошо центрироваться).
Почему 1.8? 2.54 - (1.8+1.8)/2 = 0.74 расстояние между двумя пятаками. Гарантированно протравится и паять удобно.
Далее экспортируете нужные слои в PDF, и распечатываете на специальной бумаге. (про неё чуть позже). Как это сделать, можно посмотреть в видеоуроке Алекса Гайвера, про который я писал раньше.
Я же формат ПеДееФ органически не перевариваю, поэтому перегнал плату в формат .DWG (Autocad) с помощью онлайн конвертера из формата .DXF
Причем плата туда импортируется со всеми слоями, так что если хорошо владеете Автокадом, настоятельно рекомендую для доводки и самое главное распечатки на принтере воспользоваться именно им.
Минут за 10 работы, у меня получился вот такой разворот:
Единственное, с чем ошибся, забыл отзеркалить шрифты на верхнем слое. Компоненты то "отзеркалилились" нормально штатной функцией, а вот чтобы за остальными элементами чертежа последовали и шрифты необходимо значение переменной MIRRTEXT установить в 1
Важное замечание: При распечатке в этих ваших интернетах пишут, что необходимо обязательно отключить режим экономии тонера. Это действительно важно, но не менее важно установить максимальное разрешение печати. В моем домашнем принтере например оно по умолчанию 600 (это позволяет печатать документы быстро), но для ЛУТ необходимо выставить максимальное качество печати (у меня можно поставить 1200).
Многие удивляются почему у них иногда протравливаются дорожки насквозь - неправильно выставленное разрешение печати может быть ответом на этот вопрос. При низком разрешении линии при печати будет рассыпаться на отдельные точки. Глаз промежутки между этими точками не увидит, а вот раствор в котором вы будет травить плату, очень даже.
Инструменты для ЛУТ
- лазерный принтер (у меня древний HP P1102). Картридж не оригинальный но не перезаправленный!!! (совестимый);
- утюг;
- микро-дрель (альтернатива - сверлильный станок, самоделка с моторчиком);
- ножницы по металлу (альтернатива - ножовка по металлу, канцелярский нож и сломать о край стола);
- набор сверл диаметром 0.3....1.1 (лучше твердосплавные - стеклотекстолит они грызут как как картон - но работать нужно аккуратно, хрупкие они)
- губка стальная (покупал в Магнит).
Химия для ЛУТ
- хлорное железо, покупал 100 лет назад - "просто добавь воды" (по инструкции к этой банке 1:3, субстанция в ней уже находилась в жидком состоянии, её нужно просто развести)
- смывка лака для ногтей (обязательно ищем в составе ацетон) - покупал в Магнит-косметик. В отличии от просто ацетона - она не так едко пахнет.
- чистящее средство для ванн
- специальная термотрансферная бумага для ЛУТ (бумага для изготовления печатных плат с помощью лазерного принтера)
Технология изготовления печатной платы в домашних условиях
Для платы я использовал односторонний стеклотекстолит FR-4 толщиной 1.5мм. Ножницами по металлу вырезал заготовку по размеру будущей печатной платы.
С помощью металлической мочалки и средства для чистки ванн поцарапал плату под проточной водой до зеркального блеска.
Стараясь не трогать поверхность руками завернул плату в распечатанный шаблон и прогладил утюгом обе стороны. Спец-бумага слабо прилипает к стеклотекстолиту, но она не сдвигается пока её утюжишь, а после утюжки очень легко отлепляется.
Плату закидываем плавать с приготовленный раствор хлорного железа. Она прекрасно держится на поверхности. (сверху то травить нечего).
Через 20 минут я её вытащил - получилось вот это:
Смыл тонер смывкой лака для ногтей, и просверлил отверстия.
Каким диаметром сверла сверлить печатную плату зависит от толщины ножек радиоэлементов. Втулок то нету.
Это вот в такую плату, можно поставить ножку радиокомпонента, которая значительно меньше диаметра отверстия (оно все равно заполнится припоем).
В самодельной плате только пятаки и если отверстие будет намного больше диаметра ноги устанавливаемого компонента, паять будет проблематично. Поэтому:
- отверстия под все компоненты кроме LM317 сверлил сверлом диаметром 0.6;
- под LM317 - сверлом диаметром 1.1мм;
- под провода (у меня там МГТФ) - сверлом диаметром 0.9мм.
Сначала я установил все детали с помощью паяльника и только потом покрыл все открытые дорожки флюсом, а потом припоем.
Все смонтировал в корпус: обычная не дорогая распределительная коробочка купленная в магазине электротоваров.
Устройство с автоматическим плавным разгоном и ножным управлением готово.
Для тех кто любит в статьях смотреть исключительно картинки - напомню, синяя ручка, это не регулятор количества оборотов дрели (он есть на самой дрели), а регулятор времени за которое дрель будет набирать скорость от нуля до максимума!
Это избавит от необходимости кернить отверстия, обеспечит плавный старт в начале сверловки отверстий тонкими сверлами (<1.0мм), и сбережет тонкое сверло если его вдруг заклинит в самом начале.
Работа этой схемы была разобрана в этой статье:
Ничего сложного в изготовлении печатных плат в домашних условиях нет. Говорить, что как-то делать правильно, а как то не правильно, когда речь касается домашних, кустарных технологий на мой взгляд бесполезно.
Напомню, что я просто поделился одним из возможных способов изготовления печатных плат на коленке - возможно кому-то мой опыт пригодится, а своим опытом вы можете поделиться в комментариях.
Пример изготовления более сложной печатной платы тут
Оглавление канала доступно тут:
Всем удачи!