3D хэвлэсэн ABS ПХБ: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Би Teensy-д 4 оронтой 7 сегментийн дэлгэцийг уях шаардлагатай болсон тул би гэртээ ПХБ хийх ажлыг хялбар аргаар хийх талаар судалж эхлэхээр шийдлээ. Уламжлалт сийлбэр хийх нь нэлээд уйтгартай бөгөөд аюултай тул би үүнийг хурдан хаясан. Миний сувгуудад дамжуулагч будаг нэмж өгдөг 3D хэвлэмэл самбарууд миний сайн ойлголт байсан боловч энэ нь цахилгаан дамжуулах чадварын хувьд маш тогтворгүй мэт санагдаж байна. Хос экструзион принтер дээр ашиглаж болох тусгай дамжуулагч утаснууд байдаг, гэхдээ би байгаа стандарт тоног төхөөрөмжийн хувьд үндсэн, үр дүнтэй зүйлийг хайж байна.

Тиймээс би 3D хэвлэмэл дээр эд анги, холбогчийг шууд гагнах, тавих талаар бодсон.

Эхлэхээсээ өмнө анхааруулаарай: бид ABS -ээр хэвлэх болно, учир нь энэ нь деформац хийхээс өмнө +200ºС -ийг тэсвэрлэх чадвартай (ингэснээр бид гагнуурыг сайтар түрхэж болно). ABS ашиглан хэвлэх нь ХАЧА -тай адил энгийн зүйл биш бөгөөд танд хаалттай принтер, олон тохируулгын шалгалт тохируулга хэрэгтэй болно, гэхдээ үүнийг зөв хийсний дараа үр дүн нь өөр болно.

Зарим контекстийг нэмэхийн тулд жишээн дээр би ESP8266 12E wifi хавтангийн ПХБ -ийг үүсгэж байгаа тул үүнийг дараа нь бусад зүйлд амархан холбох боломжтой болно (эцсийн зорилго нь 4d7seg дэлгэц юм).

ПХБ нь надад байгаа бүх тээглүүрээ ашиглах боломжийг олгоно, ихэнх модулиуд нь маш цөөхөн сэлбэг тээглүүртэй эсвэл миний хүсээгүй хэт олон нэмэлт функцтэй байдаг (NodeMCU гэх мэт).

Хангамж

• ПХБ -ийн дизайны програм хангамж (KiCad энд үнэгүй). Эхлэх түвшин.
• 3D загварчлалын програм хангамж (энд Blender энд үнэгүй). Хэрэглэгчийн түвшин.
• 3D принтер (Creality 3D Ender 3 Pro энд, ойролцоогоор 200 евро). Хэрэглэгчийн түвшин.
• ABS -ийг ашиглахдаа принтерээ хаалт хийхийг зөвлөж байна - Зааврыг үргэлжлүүлэхийн өмнө ABS -ийг амжилттай хэвлэх боломжтой эсэхийг шалгаарай.
• ABS утас (Smartfil ABS, ойролцоогоор 20 €/кг). ПХБ тутамд 3-15 грамм байна.
• Оёдлын зүү (ээжээсээ жаахан аваарай). Хэмжээ нь таны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн голоос хамаарна. Ихэвчлэн 0.5 мм эсвэл 1 мм диаметртэй байдаг.
• Цагаан тугалга гагнуурчин, гагнуурчин (дотоодын дэлгүүрээс ойролцоогоор 15 евро). Дээрээс нь гагнуур хийхэд тохиромжтой бүх хэрэгслүүд: гагнуурчин, дэнлүү, самбар, хясаа, хамгаалалтын шил, маск … дагалдах хэрэгслүүд нь хэрэглэгчдийн мэдэлд байдаг тул та урлахдаа тав тухтай, аюулгүй байдлыг мэдрээрэй.
• Маш их тэвчээртэй, бүтээлч сэтгэлгээтэй, сайн суурьтай (гараа барихаасаа өмнө google-ээр их судалж үзээрэй).

Алхам 1: Прототип ба схем

Хэрэв та хэн нэгний схемийг дагаж мөрдөөгүй бол үйлдвэрлэгчийн техникийн дагуу цахилгаан хэлхээг бүтээх хэрэгтэй. Прототип хэлхээг туршиж үзээд, үүнийг ажиллуулсны дараа бүх холболт, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тоймло.

Та ноорог зурж, хэлхээнийхээ талаар тодорхой ойлголттой болсны дараа үүнийг өөрийн дуртай EDA програм хангамжаас дэлгэрэнгүй авч үзнэ үү. Энэ нь таны дизайныг оновчтой болгох, шалгахад тусална.

Схемээ зураад үүнийг ПХБ -ийн дизайны гарын авлага болгон ашиглаарай. Eagle эсвэл KiCad гэх мэт EDA програм хангамж нь танд өөрийн тодорхой бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэмж оруулах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр та тэдгээрийн цахилгаан хэлхээг яг нарийн тойрч гаргах боломжтой болно.

Би KiCad -ийг ашиглаж байгаа бөгөөд энэ нь үнэ төлбөргүй бөгөөд эхлэгчдэд ойлгоход хялбар юм. Миний мэдэх цорын ганц зүйл бол Брайан Бенчофф @ https://hackaday.com/2016/11/17/creating-a-pcb-in… болон бусад холбогдох бичлэгүүдийн ачаар юм. Тиймээс ПХБ-ийн сайхан загварыг олж авахын тулд түүний зааврыг дагана уу.

Энэ хэсгийн зургууд дараахь зүйлтэй холбоотой байна.

• ESP8266 болон 4 оронтой 7 сегментийн дэлгэцийн туршилтын загвар (Teensy 4 -т хавсаргасан).
• ESP8266 12E wifi самбарыг холбох лавлах утас диаграм.
• ESP8266 болон хүчдэл хуваагчаар ажилладаг 4 оронтой 7 сегментийн дэлгэцийн KiCad схем (энэ бол миний эцсийн зорилго).
• KiCad ПХБ -ийн дизайны гаралт.

Алхам 2: 3D загвар

ПХБ -ийн загварыг цаасан дээр хийсний дараа та 3D загварчлалын програм хангамж дээр илүү бодит байдлыг өгөх хэрэгтэй. Энэ нь таны файлыг 3D принтерт бэлтгэх болно. Би үүнийг Blender дээр ингэж хийдэг.

1. Хавтгай тор үүсгэж, дээр нь ПХБ -ийн дизайны дүрсийг нэмнэ үү. Энэ нь "мөрдөх хуудас" болж үйлчилнэ.

2. ПХБ -тэй холбогдож буй ПИН -ийн байршил, хэмжээ зэргийг онцгой анхаарч хялбаршуулсан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бий болго. Үйлдвэрлэгчийн үзүүлэлтийг онлайнаар авах эсвэл хангалттай нарийвчлалтай болгохын тулд өөрөө хэмжиж үзээрэй. Та жишиг болгон ашиглаж болох зарим стандарт бүдэгрүүлгийг анхаарна уу.

   1. Самбарын хувьд онгоц ашигладаг. Нэг талт ПХБ -ийн хувьд би 1.5 мм зузаантай ашигладаг бөгөөд үүнээс илүү нимгэн тул хэвлэх явцад сайн мэдээлэл олж аваагүй (энэ нь таны хэвлэгчийн тохиргоо, чадвараас хамаарна, гэхдээ бид үүнийг дараа нь авч үзэх болно). Хоёр талт ПХБ -ийн хувьд би 2.5 мм зузаантай байсан.
   2. Зүүг хэвлэхийн тулд хамгийн багадаа 1 мм диаметртэй цилиндр ашиглана.
   3. Сувгийн хувьд хамгийн багадаа 1.2 мм өргөнтэй куб ашигладаг. Сувгаа авахын тулд та зүгээр л нүүрээ шахах болно.
3. ПХБ -ийн дизайны дагуу бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн байршлыг олох. Хэрэв таны бүрэлдэхүүн хэсгүүд хангалттай бодитой бол та үүнийг ашиглан мөргөлдөөнийг шалгаж болно, гэхдээ элемент бүрийн эргэн тойронд нэмэлт зай гаргахыг үргэлж зөвшөөрдөг.
4. Цахилгаан хэлхээгээ шалгана уу. Эхний тээглүүрийн байрлалд куб торыг байрлуул. Дараа нь засварлах горимд дизайны дагуу нүүрээ шулуун шугамаар гаргаж ав. Дахин хэлэхэд 90º мөрийг ашиглан энгийн байлгаж, хүссэн хэмжээгээрээ суваг ашиглаарай. Түүнчлэн, хананы хооронд дор хаяж 0.8 мм зайтай байх ёстой, эс тэгвээс хэвлэх үед тэдгээр нь алдагдах болно. Доорх 1 -р зураг нь хамгийн тохиромжтой замыг хийх боломжгүй хэт нимгэн байсан тул бодит хэмжээсээр загвар хийсний дараа өөрчилсөн зарим замыг харуулав.
5. Хавтгай шоо нэмэх замаар ПХБ -ээ үүсгээрэй (дээр дурдсан шиг бүдэгрэх болно).
6. ПХБ -ийн объектод логик хувиргагч нэмж суваг, нүхээ самбар дээр сийлээрэй. Энэ нь логик хувиргагчийн зорилтот объекттой огтлолцох самбарыг хавчих болно.

3 ба 4 -р зурагт ESP8266 хавтангийн эцсийн үр дүнг харуулав (2 -р зураг дээрх 3D загвар).

Үүний дараа та ПХБ -ийн 3D хэвлэмэл зургийг харах ёстой.

Сүүлийн алхам бол загварыг зөв экспортлох явдал юм.

1. Бүх нүүр царай гаднаа харсан эсэхийг шалгаарай ("Засварлах горим - Бүгдийг сонгоно уу" Дараа нь "Mesh - Нормууд - Гаднаас дахин тооцоолох").
2. Тэд бүгд тус тусдаа нүүр царай байгаа эсэхийг шалгаарай ("Засварлах горим-Бүгдийг сонгоно уу. Дараа нь" ирмэг-ирмэг хуваах ").-Хэрэв та эдгээр хоёр алхамыг орхих юм бол Slicer програм хангамж дээр дутуу байгаа мэдээллийг олж харах болно.
3. . STL хэлбэрээр экспортлох (зөвхөн эцсийн ПХБ -ыг экспортлохын тулд "Зөвхөн сонгон шалгаруулалт" болон зүйлийн цар хүрээг хадгалахын тулд "Үзэгдлийн нэгжүүд" -ийг экспортлох).

Алхам 3: Зүсэгч програм хангамж

3D принтерүүд нь ихэвчлэн 3D загварыг (.stl эсвэл бусад форматаар) боловсруулж, хэвлэхэд шаардлагатай замыг тооцоолоход зориулагдсан "хэрчигч" програм хангамжийг хангадаг (ихэвчлэн.gcode форматаар). Би Creality Ender 3 -тэй бөгөөд би өгсөн Creality Slicer -ээс шилжсэнгүй, гэхдээ та эдгээр тохиргоог бусад програм хангамжид ашиглаж болно.

ABS -ийг хэвлэхэд маш чухал ач холбогдолтой тул огтлох, агших, хагарах зэргээс шалтгаалан маш хэцүү байдаг тул би зүсэгч тохиргоонд бүрэн хэсгийг зориулж байна. Шаардлагатай нарийвчлалтай тул ПХБ -ийг хэвлэх нь стандарт 3D принтерийн хязгаарт байна.

Би PCB -ийг ABS -ийн нарийвчилсан хэвлэх зориулалттай Creality Slicer дээр ашигладаг тохиргоог хуваалцаж байна. Эдгээр нь стандарт тохиргооноос ялгаатай:

• Нимгэн хана, давхаргууд (хангалттай дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгөхийн тулд - хэрэв та миний тохиргоонд сэтгэл хангалуун бус байгаа бол хүссэн үр дүнд хүрэхийн тулд хэд хэдэн удаа давтах шаардлагатай болно).
• Сал ашиглана уу. Түлхүүр нь суурин дээр байгаа бөгөөд үүнийг онцгой анхаарч үзэх хэрэгтэй. (Хэвлэлд нөлөөлөхгүй байхын тулд бага зэргийн гажуудал үүсгэхгүйн тулд би загвараас 10 мм -ийн зайтай байхыг зөвшөөрдөг). Мөн сайн суурийг бий болгохын тулд сал шугамын хооронд ямар ч ялгаа байхгүй. Хэрэв та баазаа зөв бүрдүүлж чадвал бүх зүйл хийгдсэн болно. Хэрэв та суурин дээрээ ямар нэгэн булан нугалж байгааг харвал та сүйрэх нь гарцаагүй.
• Удаан хурд. Би стандарт хурдны 1/4 -ийг ашиглаж байна (энэ нь сайн судал тавих, улмаар наалдах, ерөнхий чанарыг хангах боломжийг олгодог).
• ABS -ийн температур (ор: 110ºC, цорго: 230ºC)
• Сэнс идэвхгүй болсон (ABS -ийн температурыг тогтмол байлгахыг зөвлөж байна).

Алхам 4: Хэвлэх

Эцэст нь.gcode -оо хэвлэгч рүү илгээж, ПХБ -ээ үйлдвэрлээрэй. Таны дагаж мөрдөх ёстой зарим зөвлөмжүүд:

1. 3D принтерээ оруулаарай. Бүрээс нь таны температурыг илүү тогтвортой байлгах бөгөөд энэ нь ABS хэвлэхэд зайлшгүй шаардлагатай болно. Та CPU болон тэжээлийн хангамжийг хашаа байшингийн гадна байлгаж байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв та ABS -ийг хаалтгүйгээр хэвлэж чадвал энэ нь намайг галзууруулж байгаа тул заль мэхээ хуваалцаарай.
2. Хэвлэгчээ хэсэг хугацаанд урьдчилан халаана. PLA дээр та шууд хэвлэх боломжтой, гэхдээ ABS-ийн тусламжтайгаар ABS-ийн тохиргоог (ор: 110ºC, цорго: 230ºC) 10-15 минутын турш урьдчилан халаахыг зөвлөж байна.
3. Удаан боловч итгэлтэйгээр хэвлэ. Өмнө дурьдсанчлан би тохиргооны файлын стандарт хэвлэх хурдыг 1/4 болгон бууруулсан. Энэ нь сайн үр дүнд хүрэхийн тулд удаан байгаа нь харагдаж байна, гэхдээ та үүнийг илүү оновчтой болгохыг хүсч байвал тэжээлийн хурдыг тохируулах замаар хэвлэх явцад хэвлэх хурдыг удирдаж болно. Өндөр хурд нь утасыг үр дүнтэй байрлуулахгүй, эсвэл тортой мөргөлдөж, салгахад хүргэдэг гэнэтийн хөдөлгөөнд хүргэдэг болохыг анхаарна уу.
4. Сайн суурийг бий болгох. ABS -ийн гол түлхүүр бол сайн суурийг бий болгох явдал юм. Хэрэв суурь нь бүтэлгүйтэж, бэхэлгээ нь зогссон бол загвар нь алга болсон (зарим гамшигт оролдлогыг доороос үзнэ үү). Дээрх зөвлөмжүүдийн тусламжтайгаар (бүрхүүл, урьдчилан халаах, удаан хурд) сайн суурь, сайн өнгөлгөө авах ёстой. Гэхдээ би хэдэн цагийн турш хараа хяналтгүй орхидог PLA -аас ялгаатай нь ABS -т илүү их анхаарал хандуулах шаардлагатай болдог.
5. Ялангуяа эхэндээ сэрэмжтэй байгаарай. Дээр дурдсан зүйлийг давтан хэлэхэд түлхүүр бол суурь юм. Эхний гаднах контурыг сайтар байрлуулсан эсэхийг шалгаарай. Энэ нь эхний давхаргад наалдсан үлдсэн хэсгийг жолоодох болно. Заримдаа утас нь шууд наалддаггүй эсвэл байрнаасаа чирэгддэг. Суурийн хавтанг тэгшлэх, цэвэрлэхийн тулд үүнийг удахгүй олж мэдэх хэрэгтэй. Үргэлж мушгирахыг ажиглаарай, хэрэв та өнцөг булан дээшлэхийг харвал тэд суурийг бүхэлд нь нааж, хэвлэмэл хуудсыг эвдэж магадгүй юм. Суурь нь байрандаа хэвээр байсан ч гэсэн мушгирах нь энэ буланг гажигтай болгоно.

Алхам 5: Утас ба гагнуур

Одоо бүгдийг байрандаа оруулах цаг боллоо:

1. Суваг, нүхний төгсгөлийг шалгана уу. Онцгой нүхийг принтер дээр алдах эсвэл давхарлахад ашигладаг. Хэрэв та эдгээрийн заримыг дахин нээх шаардлагатай бол оёдлын зүү ашиглаарай. Мэдээжийн хэрэг, хэрэв та хэв гажилтын улмаас хавтгай хэвлэгдээгүй, эсвэл таны хүлээж байсан нарийн ширийн зүйлийг олж аваагүй бол принтерийн тохиргоо, эсвэл 3D загвараа хэмжээсээр нь шалгаарай.
2. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрлуул. Модулиуд, резисторууд, конденсаторууд эсвэл гэрлүүд нь өөрийн гэсэн голтой байдаг. Та өөрийн утсыг суваг руу оруулахын тулд бага зэрэг нугалж болох тул дараа нь уях нь илүү хялбар болно.
3. Утас, гагнуур нэмнэ. Суваг руу тохирсон ямар ч тээглүүр, холбогчийг ашиглан уртаар нь хайчилж аваарай, ингэснээр та уулзварын тодорхой цэгүүдэд гагнах хэрэгтэй болно. Бид бүх зүйлийг гагнах шаардлагагүй, гэхдээ би гэрэл асахгүй байхад үүнийг хийх хандлагатай байдаг. Миний хувьд ESP8266 -ийн бүх тээглүүрийг утсаар холбох шаардлагатай байсан бөгөөд энэ нь энд байх ёстой газар юм. гагнуурын сайн ур чадвар (би тэгдэггүй). Самбарын үлдсэн хэсгийг хийхэд маш энгийн байсан.

Алхам 6: Самбараа туршиж үзээрэй

Хэрэв та бүх зүйлийг сайн хийсэн гэдэгтээ итгэлтэй байгаа бол залгаарай.

Прототип хийхийн тулд би ESP8266 -ийг Teensy 4 цуваа холболт дээр ажиллуулж байна.

Нүцгэн самбар дээр тест хийж байхдаа би орон нутгийн цагаа wifi -ээр дамжуулан ачаалдаг програмыг ачааллаа. Таны харж байгаагаар бүх зүйл хэвийн ажиллаж байсан. Энэ техникийг ашигласнаар та сайн үр дүнд хүрсэн гэж найдаж байна.