Satshakit -borde: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-31 10:16

Hey makers en fabbers daar buite!

Het u al ooit daarvan gedroom om u eie gevorderde mikrobeheerderbord tuis te maak en smd-komponente te gebruik?

Dit is die regte instruksie vir u en vir die brein van u volgende projek:)

En as ek tuis bedoel, bedoel ek dat u al die toerusting vir al hierdie PCB's vir 'n paar honderd dollar kan koop (sien die volgende stappe) en dit in net een lessenaarruimte kan plaas!

Alles het begin op my Fab Academy -reis wat ek in 2015 gedoen het. Met die doel om 'n dronk te maak, het ek besluit om die prototipe van die vlugbeheerder vry te stel, as die eerste satshakit -bord. Net na 'n week is die bord herhaal deur Jason Wang van Fab Lab Taipei. Dit het my 'n ongelooflike gevoel gegee om te sien hoe iemand my projek herhaal en dit suksesvol gebruik, dat ek sedertdien nooit opgehou het om ander open source elektronika te maak nie.

Die borde is daarna 'n paar honderd keer herhaal en aangepas uit die wêreldwye Fab Lab -gemeenskap, as 'n leerervaring oor hoe om PCB's te maak en om baie Fab Lab -projekte lewe te gee. Tans is verskeie ander satshakits -borde op github vrygestel:

• https://github.com/satshakit
• https://github.com/satstep/satstep6600
• https://github.com/satsha-utilities/satsha-ttl

As u wonder wat Fab Academy is, dink net aan 'n leerervaring oor "hoe om (byna) enigiets te maak" wat u lewe sal verander, net soos vir my:)!

Meer inligting hier:

Baie dankie aan die wonderlike Fab Labs wat my ondersteun het by die skep van die satshakit-borde: Fab Lab Kamp-Lintfort

Hochschule Rhein-Waal Friedrich-Heinrich-Allee 25, 47475 Kamp-Lintfort, Duitsland

Fab Lab OpenDot

Via Tertulliano N70, 20137, Milaan, Italië +39.02.36519890

Stap 1: Besluit watter Satshakit maak of verander

Voordat u een van die satshakit -borde maak, moet u nadink oor wat u daarmee wil doen.

U kan vir die plesier sê en leer: D!

En dit is reg, sowel as die spesifieke gebruik daarvan.

In die beelde 'n paar projekte wat die satshakit -borde gebruik het.

Deur op die bordnaam in die onderstaande lys te klik, word u na die github -bewaarplekke gebring met al die inligting wat u benodig om dit te produseer en/of aan te pas:

• Arendskemas en borde om dit met die CNC/Laser te maak
• Optioneel gebruik ek die Eagle -lêers om dit in China te vervaardig, PcbWay
• Staatsbrief (BOM)
• Beelde en video's van die bord wat werk

Die lêers van die bord word ook in hierdie stap as 'n aanhangsel gerits.

Hier is 'n oorsig van die funksies en kenmerke van elk van die borde:

• satshakit

  • atmega328p gebaseerde algemene doelbord
  • heeltemal soos 'n kaal Arduino UNO sonder USB en die spanningsreguleerder
  • programmeerbaar met behulp van 'n USB-na-seriële omskakelaar
  • voorbeeldprojekte wat dit gebruik: AAVOID Drone, FabKickBoard, RotocastIt

• satshakit mikro

  • atmega328p gebaseerde mini -bord vir algemene doeleindes
  • gemaak om gebruik te word in ruimtebeperkte toepassings
  • Voorbeeldprojekte wat dit gebruik: MyOrthotics 2.0, Hologram, FABSthetics

• satshakit multicore

  • atmega328p gebaseerde algemene doelbord
  • dubbellaag weergawe van die satshakit, met 2 x atmega328p een vir elke kant
  • stapelbare multi-board ontwerp, met die 328p verbind via I2C
  • handig vir multi-mcu-stelsels (bv. elke bord bestuur 'n ander stel sensors)
  • programmeerbaar met behulp van 'n USB-na-seriële omskakelaar
  • Voorbeeldprojekte wat dit gebruik: Bluetooth -trilaterasie, satshakit IoT -stelsel

• satshakit 128

  • atmega1284p gebaseerde algemene doelbord
  • twee hardeware -reekse, 16K ram, 128K flits, meer I/O as die atmega328p
  • kompakte bord met meer hardeware hulpbronne as die satshakit
  • programmeerbaar met behulp van 'n USB-na-seriële omskakelaar
  • voorbeeldprojekte wat dit gebruik: LedMePlay, FabScope, WorldClock

• satshakit vlug kontroleerder

  • atmega328p gebaseerde bord
  • vlugbeheerder vir DIY -hommeltuie wat versoenbaar is met Multiwii
  • ondersteun tot 8 motors, 6 kanaal-ontvangers en losstaande IMU
  • opsionele geïntegreerde kragverspreidingsbord
  • voorbeeldprojekte wat dit gebruik: satshacopter-250X

• satshakit mini -vlugbeheerder

  • kleiner weergawe van die satshakit -vlugbeheerder, ook atmega328p gebaseer
  • geskik vir mini -DIY -hommeltuie (soos 150mm), versoenbaar met Multiwii
  • ondersteun tot 4 motors en ontvanger met 4 kanale
  • geïntegreerde kragverspreidingsbord
  • voorbeeldprojekte wat dit gebruik: satshacopter-150X

• satshakit nero

  • dubbele mikrobeheerder -vlugbeheerbord, met behulp van atmega328p en atmega1284p
  • geskik vir gevorderde hommeltoepassing
  • die atmega1284p kan vliegopdragte inspuit met behulp van die Multiwii Serial Protocol, vir outomatiese vlug
  • voorbeeldprojek wat dit gebruik: On Site Robotics Noumena

• satshakit GRBL

  • atmega328p -gebaseerde bord, aangepas om as masjienbeheerder met GRBL te werk
  • opsionele ingeboude USB-na-seriële omskakelaar en USB-aansluiting
  • eindstops gefilterd deur geraas
  • GRBL gereël pinout
  • voorbeeldprojekte wat dit gebruik: LaserDuo, Bellissimo -tekenmasjien
• satshakit-mega
  • atmega2560p gebaseerde, algemene doelbord, ietwat soos 'n gevulde Arduino Mega
  • aan boord USB-na-seriële omskakelaar en USB-aansluiting
  • 8K ram, 256K flits, 4 hardeware -reekse
  • voorbeeldprojekte wat dit gebruik: LaserDuo

• satshakit-m7

  • STM32F765 gebaseerde algemene doelbord
  • geïntegreerde op-chip USB-beheerder, USB-aansluiting
  • 216 Mhz, 512 K ram, 2 MB flits
  • tonne funksies, kan ook GRATIS-RTOS gebruik word
  • projek wat dit gebruik: my volgende drone- en robotika -platforms (nog nie gepubliseer nie)

• satstep6600

  • stepper driver geskik vir Nema23/Nema24 motors
  • 4.5A piekstroom, 8-40V ingangsspanning
  • geïntegreerde termiese afsluit-, oorstroom- en onderspanningsbeskerming
  • opto-geïsoleerde insette
  • projekte wat dit gebruik: LaserDuo, Rex filamentherwinnaar

• satsha-ttl

  • USB na Serial converter gebaseer op die CH340 chip
  • geïntegreerde spanningsreguleerder
  • jumper kiesbare spanning van 3.3V en 5V
  • projekte wat dit gebruik: satshakit-grbl, FollowMe robot tracker

Al die borde word vrygestel onder die CC BY-NC-SA 4.0.

U is baie welkom om die oorspronklike ontwerpe aan te pas sodat dit by u projekte pas;)!

Stap 2: Toerusting en voorbereidings

Eerstens, laat ons praat oor die prosesse wat gebruik word om hierdie PCB's te vervaardig:

1. CNC frees
2. Vesel-/Yag -lasergravering (basies dié met 1064nm)

Soos u kan sien, is daar geen ets tussen hulle nie. En die rede is dat ek (en ook die Fab Lab -gemeenskap) nie baie daarvan hou om sure te gebruik nie, om besoedeling en om gevaarlike redes.

Al die borde kan ook gemaak word deur slegs 'n tafelblad/klein cnc -masjien en/of lasergravering te gebruik sonder spesifieke beperkings met die een of ander tegniek.

Terloops, 'n vesel-/yag -lasermasjien kan maklik duisende dollars kos, so ek dink dat vir baie van u 'n klein CNC -masjien beter sou wees!

As iemand nuuskierig is oor die lasergraveerproses, beveel ek aan dat u na die volgende handleiding kyk:

fabacademy.org/archives/2015/doc/fiber-lase…

Hier is 'n lys met aanbevole kleinformaat -cnc -masjiene wat u kan gebruik:

• FabPCBMaker, open source cnc van een van my studente Ahmed Abdellatif, minder as 100 $ benodig klein verbeterings, sal binnekort bygewerk word
• 3810, minimalistiese klein cnc, het nog nooit probeer nie, maar dit lyk asof dit kan
• Eleks Mill, super-goedkoop mini cnc, persoonlik gemaalde 0,5 mm-toonhoogtepakkette (LQFP100) met fyn afstemming
• Roland MDX-20, klein maar super betroubare oplossing van Roland
• Roland SRM-20, nuwer vervangende weergawe van die MDX-20
• Othermill, nou BantamTools, betroubare en presiese kleinformaat CNC
• Roland MDX-40, groter desktop cnc, kan ook vir groter dinge gebruik word

Ek beveel aan dat u die volgende eindmeulens gebruik om die spore te graveer:

• 0,4 mm 1/64 vir die meeste PCS, byvoorbeeld
• 0,2 mm afgerond vir werk in die moeilikheid, byvoorbeeld (maak seker dat die bed plat is!)
• 0.1 mm afgerond vir super-presiese werk, voorbeeld1, voorbeeld2 (maak seker dat die bed plat is!)

En die volgende stukkies om die PCB uit te sny:

1 mm kontoerhulpmiddel, voorbeeld1, voorbeeld2

Pasop vir die Chinese, dit hou baie min snitte!

Die aanbevole koperblad wat gebruik moet word, is óf FR1 óf FR2 (35 µm).

Die veselglas in die FR4 sal die eindmeulens maklik verslyt, en die stof daarvan kan ook baie gevaarlik wees vir jou gesondheid.

Hier volg die gereedskap wat u in u soldeerbank moet hê:

• soldeerstasie, ('n paar aanbevelings: ATTEN8586, ERSA I-CON Pico)
• desolderende vlegsel
• 'n paar presiese pincet
• helpende hande
• tafellamp met vergrootglas
• vergrootglas app
• soldeerdraad, 0,5 mm sal goed wees
• elektroniese komponente, (Digi-Key, Aliexpress ensovoorts …)
• 'n soldeer -afzuigkap
• 'n multimeter

Stap 3: Berei u lêers voor vir die maal

Om die GCode te genereer, of om die masjienkode van die spesifieke formaat wat u benodig, te gebruik, moet u 'n CAM -sagteware (Computer Aided Manufacturing) gebruik.

Gebruik gerus enige CAM wat u wil, veral as dit by u masjien kom en voel gemaklik daarmee.

In hierdie tutoriaal sal ek jou wys hoe om die Fab Modules, 'n open source webgebaseerde CAM van prof Neil Gershenfeld en sy medewerkers, te gebruik.

Die Fab Modules is beskikbaar as selfstandige installasie op u rekenaar, of aanlyn:

• Fab Modules-bewaarplek en installasie-instruksies:
• Fab Modules aanlyn weergawe:

Vir die eenvoud sal ek jou wys hoe om die aanlyn weergawe te gebruik.

In die eerste plek neem die Fab -modules 'n swart -en -wit-p.webp

As u 'n bestaande satshakit -bord sonder aanpassings wil maak, hoef u net die PNG's (soms SVG's) af te laai wat ek voorberei het om te maal. Ons maak die gate gewoonlik met die hand (met 'n klein proxxon -boor), maar ek sal wys hoe u 'n-p.webp

U kan die PNG's hieronder of in die bewaarplekke vind:

• satshakit

  • spore
  • sny uit

• satshakit mikro

  • spore
  • sny uit

• satshakit multicore

  svg

• satshakit 128

  • spore
  • sny uit

• satshakit vlug kontroleerder

  • spore
  • sny uit

• satshakit mini -vlugbeheerder

  • spore
  • sny uit

• satshakit nero

  • spore
  • sny uit

• satshakit GRBL

  • spore
  • sny uit
• satshakit mega
  • spore
  • sny uit

• satshakit M7

  • spore
  • sny uit

• satstep6600

  • top spore
  • boonste uitsny
  • onderste spore
  • onderste uitknipsel

• satsha ttl

  • spore
  • sny uit

As u 'n bestaande satshakit -ontwerp wil verander, moet u twee ander stappe doen:

1. Gebruik Autodesk Eagle om die bord volgens u behoeftes aan te pas
2. Gebruik 'n raster -beeldredakteur om die-p.webp" />

Nadat u die nodige aanpassings aangebring het, gebruik die volgende stappe om 'n-p.webp

1. Maak die borduitleg oop
2. Druk die laagknoppie
3. Kies slegs bokant en pads (ook VIA's indien die PCB 'n dubbellaag het, soos die satstep6600)

4. Maak seker dat seinname nie in die prentjie verskyn nie, deur na Set-> Diverse te gaan en die vinkje uit te skakel

   1. seinname op pad
   2. seinname op spore
   3. vertoonblokname
5. Vergroot die ontwerp van die bord om by die sigbare skerm te pas
6. Kies File-> Export-> Image

7. Stel die volgende in die pop-upvenster van die uitvoerprent:

   1. kyk monochroom
   2. kies Area-> venster
   3. tik 'n resolusie van ten minste 1500 DPI
   4. Kies die lêerstoorplek (Blaai deur)
8. druk die ok -knoppie

Hierna moet u 'n swart en wit-p.webp

Dit is tyd om die prentjie met Gimp oop te maak en die volgende stappe uit te voer (sien aangehegte foto's):

1. As die prentjie groot swart marges het, sny dit met behulp van die gereedskap-> seleksie-gereedskap-> reghoekige kiesgereedskap en kies dan beeld-> sny na seleksie (hou steeds 'n paar swart kantlyn, soos 3-4 mm)
2. voer die huidige prent uit as traces.png
3. gebruik weer die gereedskap-> seleksiehulpmiddels-> reghoekige kiesgereedskap en kies al die spore (laat 'n swart kantlyn daar rondom, soos 1 mm)
4. skep ook 'n filet in die keuse van die reghoek deur op Select-> Rounded Rectangle-> te klik en 'n waarde van 15 te plaas
5. Klik nou met die rechtermuisknop in die geselekteerde gebied en wysig-> Vul in met BG-kleur (maak seker dat dit wit is, gewoonlik standaard)
6. voer hierdie prent uit as cutout.png
7. maak nou die traces-p.webp" />
8. met behulp van die gereedskap-> verfgereedskap-> emmervul, vul al die swart areas wat nie gate is nie, met wit
9. voer hierdie prent uit as holes.png

Nadat u die-p.webp

U moet die GCode genereer vir elke-p.webp

Vir die traces-p.webp

1. gaan na
2. maak die lêer traces-p.webp" />

3. kies u masjien:

   1. gcodes werk vir die GRBL -gebaseerde masjiene (gewoonlik is ook die klein Chinese cnc daarop gebaseer)
   2. Roland RML vir Roland
4. kies proses 1/64
5. As u die Roland RML gekies het, kies u masjien (SRM-20 of 'n ander, ens.)

6. wysig die volgende instellings:

   1. spoed, ek beveel 3 mm/s aan met die 0,4 mm en die 0,2 mm afgekapte gereedskap, 2 mm/s vir die 0,1 mm
   2. X0, Y0 en Z0, sit almal op 0
   3. snydiepte kan 0,1 mm wees met die silindriese gereedskap 0,4 mm, 0 mm by die afgeronde
   4. gereedskap se deursnee moet die een wees wat u het (as sommige spore onmoontlik is om te maak, mislei dit deur 'n effens minder deursnee van die een te plaas totdat die spore vertoon word nadat u op berekening gedruk het)
7. druk die berekeningsknoppie
8. wag totdat die pad gegenereer word
9. druk die stoor -knoppie om die Gcode te stoor

Vir die holes-p.webp

1. laai die holes-p.webp" />
2. kies proses 1/32

3. wysig die volgende instellings:

   1. verminder die spoed, ek beveel 1-2 mm/s aan
   2. kontroleer en plaas ('n bietjie meer as) die dikte van u koperblad van PCB
   3. kontroleer en plaas die deursnee van die gereedskap vir die uitsny (gewoonlik 0,8 of 1 mm)

Hou die lêers wat u gestoor het, by u, want ons benodig dit om die PCB met die CNC -freesmasjien te maak.

Stap 4: PCB -frees

'N Eenvoudige reël om u PCB's suksesvol te kan vervaardig, is om die masjienbed goed met die koperblad voor te berei.

In hierdie taak moet u probeer om baie kalm en soveel presies as moontlik te wees. Hoe meer u in hierdie twee dinge belê, hoe beter resultate sal u behaal.

Die doel is om die koperoppervlak so parallel as moontlik (plat) met die masjienbed te maak.

Die vlakheid van die koperblad is veral krities as u PCB's met 'n hoë presisie maal, wat afgeronde gereedskap benodig, soos dié met 'n punt van 0,2 mm of 0,1 mm.

Hou in gedagte dat nadat u die PCB -spore gegraveer het, u nog steeds die PCB moet uitsny, en hiervoor moet u 'n offerlaag hê.

Die opofferingslaag sal effens deur die uitknip -eindmeul binnegedring word om seker te maak dat die snit heeltemal deur die koperblad gaan.

Dit word aanbeveel om 'n dun dubbelband te gebruik om die kopervel aan die offerlaag vas te plak en om voue wat die band kan voorkom, te vermy.

Hier is 'n paar basiese stappe om 'n redelike plat bed te maak (sien aangehegte foto's):

1. vind 'n plat stuk materiaal vir die offerlaag wat reeds redelik plat vervaardig is (bv. 'n stuk MDF of geëxtrudeerde akriel); maak seker dat die snyhulpmiddel dit kan binnedring en nie breek nie, want dit is te hard
2. sny die offerlaag volgens die bedgrootte van u cnc
3. heg stroke van die dubbele syband op die offerlaag, trek dit net voor dit vas, sodat daar geen voue of lugborrels verskyn nie; die dubbelband moet die grootste deel van die oppervlak op gelyke verspreiding bedek
4. heg die kopervel aan dubbelband vas; probeer om op dieselfde manier sy hele oppervlak te druk
5. Bevestig die offerlaag aan die bed van u cnc -masjien, verkieslik met iets wat daarna maklik verwyder kan word, maar solied, soos klemme, skroewe

Na die opstel van die bed is dit tyd om die CNC -masjien voor te berei vir maal. Hierdie operasie verg ook aandag en presisie. Afhangende van die tipe CNC, het u hierdie stappe effens anders, maar nie veel nie.

Volg die onderstaande stappe om die cnc -masjien voor te berei vir frees:

1. installeer die regte gereedskap in die kraag (of gereedskaphouer)
2. Maak seker dat u 'n bietjie op die Z -as van die bed af beweeg voordat u die X- en Y -as beweeg, om te voorkom dat die eindmeul vasval
3. skuif die X- en Y -as na die relatiewe oorsprongspunt, as u die Fab -modules gebruik het, is dit links onder in die PNG
4. Kontroleer of daar genoeg spasie is om die bord te maal voordat u die X en Y in die masjienbeheerprogrammatuur nul stel
5. stel die huidige posisie van die masjien as X- en Y -nulpunt
6. sak stadig af met die Z -as en plaas die eindmeule naby die koperoppervlak

7. daar is verskillende tegnieke wat u kan gebruik om die nulpunt van die Z -as te neem; die doel van hierdie stap is om seker te maak dat die gereedskap die koperoppervlak effens raak:

   1. een tegniek werk deur die spil te begin en deur die minimum trapprootte van die masjien te gebruik; as u 'n ander geluid hoor wat veroorsaak word deur die eindmeul wat effens die oppervlak binnedring, is dit u Z -nulpunt
   2. u kan probeer om die elektriese verbinding van die instrument na die koperoppervlak met 'n multimeter te kontroleer; heg die multimeter -sondes aan die eindmeul en aan die koperblad, en probeer dan met die Z -as by die minimum stap af; as die multimeter piep, is dit u Z -nulpunt
   3. gaan met die gereedskap na die oppervlak en laat 'n paar mm tussenin (soos 2-3 mm), maak dan die spantang oop en laat die eindmeul sak om die koperoppervlak aan te raak; maak dan die eindmeulens in die spantang en stel dit as die Z -nulpunt
   4. gebruik 'n sensor wat deur die masjien verskaf word; in hierdie geval, wanneer die eindmeul aan die sensor raak, neem die masjien outomaties die Z -oorsprongspunt

En uiteindelik is u gereed om u PCB -graveerwerk te begin:)

Dit word aanbeveel om naby die masjien te bly om noukeurig te kyk of u 'n fout gemaak het met die bogenoemde stappe, en miskien stop en die werk weer begin met die nodige herstelwerk en/of aanpassings.

'N Paar vinnige wenke oor probleme:

• As u PCB in sommige gebiede gegraveer is en nie op ander nie, dan is u koperplaat nie plat nie

  as u gereedskap 'n silindriese punt het, kan u 'n effens dieper Z -as neem en die werk weer in dieselfde posisie begin; dieselfde geld met afgekapte gereedskap en as die verskil in graveerdiepte nie veel is nie

• As u spore skerp kante het, kan dit beter wees om die snyvoertempo te verminder
• as u 'n (redelik nuwe) eindmeul gebreek het, verlaag dan die snelheid met 'n konstante hoeveelheid
• As u spore vernietig of te dun is, is u miskien te diep, kyk ook na die spoordikte in Eagle, of kyk na u CAM -instellings, veral as die deursnee van die eindmeulens korrek is

Wanneer dit tyd is om die uitsny te doen, moet u onthou om die gereedskap vir die eindmeul te verander en om die uitsparing of die gatlêer oop te maak. Nadat u dit gedoen het, moet u SLEGS weer die Z -as -nulpunt neem, maar hierdie keer hoef u nie so presies te wees om die oppervlak van die koperblad aan te raak nie.

As dit tyd is om u PCB uit die offerlaag te verwyder, probeer om dit stadig met 'n dun skroewedraaier af te trek. Doen dit weer baie versigtig om te voorkom dat die bord kraak.

Aan die einde van hierdie stap moet u 'n ongelooflike gegraveerde PCB in u hande hê:) !!