PCB de Tim (placa de circuito trazado): 54 pasos (con imágenes)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-23 14:39

Este es el proceso que utilizo para crear una placa de circuito personalizada para mis proyectos.

Para hacer lo anterior:

Utilizo mi trazador XY con un trazador para eliminar una película de reajuste del grabador para exponer el cobre al grabador.

Utilizo mi trazador XY con un láser para quemar tinta en la superficie superior.

Utilizo mi trazador XY con un taladro de artesanía para perforar los agujeros. (0,8 mm)

Paso 1: es un proceso

Así es como lo hago: no voy a entrar en detalles sobre cómo usar los programas que uso, las instrucciones sobre cómo usar los programas se pueden encontrar en los sitios relevantes. Lo que haré es explicar el proceso y cualquier consejo para ayudar en los programas. A primera vista, esto puede parecer un poco largo, pero una vez hecho varias veces, es solo hacer clic, hacer clic, hacer clic …

Paso 2: crea una placa de circuito con tu editor prediseñado

Primero creo el circuito en Fritzing. Fritzing es un buen programa si desea crear un prototipo usando un Breadboard o Perfboard.

Actualización: ahora comencé a usar KiCad, este es un conjunto de aplicaciones de código abierto. Los tableros KiCad se pueden importar a FreeCAD.

Esta es una pequeña placa de ejemplo que hice para mostrar este proceso, es una placa que uso para conectar mi dispositivo Bluetooth a mi Arduino. Cambia los datos de 3.3v a 5v y de 5v a 3.3v.

Paso 3: Exportar archivos relevantes

Luego exporto el PCB en "Extended Gerber (RS-274X)" y "Etchable (SVG)" a mi carpeta de proyectos.

Ahora tengo archivos que puedo convertir a algo que mi trazador pueda usar.

Paso 4: Presentar para el escriba

El primer archivo que necesito es el que debe escribir las trazas de cobre en el lado de cobre del tablero. (Exponer áreas grabables)

Para hacer esto utilizo FlatCAM.

Paso 5: FlatCAM Paso 1

Desde el menú Archivo, navegue hasta la carpeta del proyecto:

Abrir archivos Gerber: ??? _ contour.gm1 y ??? _ copperBottom.gbl

Abrir archivo Excellon: ??? _ drill.txt

Paso 6: FlatCAM Paso 2

Estos se ven desde arriba, por lo que deben invertirse. (Prefiero voltearlos horizontalmente) Seleccione Herramienta en el menú superior, luego elija Herramienta de PCB de doble cara.

Paso 7: FlatCAM Paso 3

En la ventana Herramientas, establezca: Eje espejo en "Y", Ubicación del eje en "Caja" Pinta / Caja en ??? _ contour.gm1 (este es el tamaño del tablero, por lo que configura el área para voltear cosas)

La capa inferior son los archivos que se van a voltear.

Elija: ??? _ copperBottom.gbl y luego haga clic en Reflejar objeto.

Elija: ??? _ drill.txt y luego haga clic en Reflejar objeto.

Paso 8: FlatCAM Paso 4

Lo siguiente es crear la geometría para la ruta que tomará el escriba.

Hago tanto los trazos de cobre como los agujeros. (La razón para hacer los agujeros es que cuando están grabados actúan como marcas de explosión para la broca)

Paso 9: FlatCAM Paso 5

Entonces, en la pestaña "Proyecto", seleccione: ??? _ archivo copperBottom.gbl, luego seleccione la pestaña "Seleccionado". Establezca la configuración que se muestra en el borde rojo y haga clic en "Generar geometría" para el enrutamiento de aislamiento.

Observe que Combine Passes no está marcado. (Estaré combinando cosas más tarde)

Paso 10: FlatCAM Paso 6

La razón por la que no combiné pases es porque quiero eliminar el primer pase. (la razón es un poco larga, así que no lo explicaré en este momento).

Vuelva a la pestaña "Proyectos" y elimine la primera pasada.

Paso 11: FlatCAM Paso 7

Seleccione las rutas restantes y seleccione "Editar" en el menú principal y elija "Unir geometría"

Esto crea un nuevo archivo: "Combo".

Paso 12: FlatCAM Paso 8

Entonces las rutas originales se pueden eliminar.

Paso 13: FlatCAM Paso 9

Me gusta grabar los agujeros para ayudar al proceso de perforación, por lo que se necesitan caminos para los agujeros.

Para hacer esto, en la pestaña "Proyectos", seleccione el archivo ??? _ drill.txt y luego seleccione la pestaña "Seleccionado".

Con la configuración que se muestra en el borde rojo, haga clic en "Generar geometría" para Mill Holes.

Paso 14: FlatCAM Paso 10

Antes del siguiente paso, se pueden unir ambos archivos de ruta.

En la pestaña "Proyectos", seleccione los 2 archivos de ruta y seleccione "Editar" en el menú principal y elija "Unir geometría".

Paso 15: FlatCAM Paso 11

Esto crea un nuevo archivo: "Combo_1".

Entonces las rutas originales se pueden eliminar.

Paso 16: FlatCAM Paso 12

A continuación, seleccione ese nuevo archivo de ruta combinada (Combo_1) y seleccione la pestaña "Seleccionado".

Establezca el "Diámetro de la herramienta" como se muestra en el borde rojo (esto se dibuja en azul cuando se presiona "Generar")

Los demás ajustes dependen del trazador (máquina).

No me importan, ya que voy a editar el G-Code final producido más tarde.

Haga clic en el botón "Generar".

Esto crea un nuevo archivo CNC.

Paso 17: FlatCAM Paso 13

Vaya a la pestaña "Proyectos" y selecciónela.

Paso 18: FlatCAM Paso 14

Vaya a la pestaña "Seleccionado".

Aquí es donde se exporta el archivo a G-Code.

En este punto, los comandos se pueden agregar o agregar al código producido.

Agrego M18 para apagar los motores cuando termine.

Haga clic en "Exportar código G".

Le doy al archivo el mismo nombre que los producidos en Fritzing con mi propio tipo de archivo.

p.ej. ??? _ copperBottom (con agujeros).tgc

Si se va a utilizar con una máquina que ejecuta CNC G-Code, utilice el tipo de archivo.gcode

Este archivo es el que se utiliza para controlar al escriba.

El trazador XY que estoy usando es uno que yo mismo diseñé y construí, por lo que el firmware y el software que utilicé es lo que escribí.

Así que editaré este archivo para que mi firmware lo entienda. (todavía se basa en G-Code)

Paso 19: Presente el simulacro

A continuación, necesito un archivo para el simulacro.

Para esto utilizo el ??? _ drill.txt nuevamente.

Elimino todo lo demás de la pestaña "Proyecto". (recuerde que este es uno volteado, así que si lo borra y vuelve a cargarlo, debe voltearlo nuevamente)

Seleccione el archivo ??? _ drill.txt y seleccione la pestaña "Seleccionado".

Esta vez creo un archivo CNC.

Haga clic en el botón "Generar".

Los ajustes aquí en el borde rojo dependen del trazador (máquina).

No me importan, ya que voy a editar el G-Code final producido más tarde.

Paso 20: FlatCAM Paso 15

A continuación, seleccione la pestaña "Proyecto" y seleccione el nuevo archivo ??? _ cnc

Paso 21: FlatCAM Paso 16

Luego seleccione la pestaña "Seleccionado" y exporte a un archivo de código G como antes.

Este archivo se llamará ??? _ drill.tgc (el tipo de archivo depende de la máquina utilizada)

Este archivo es el que se usa para controlar el Drill. Estaré editando este archivo para que mi firmware lo entienda.

También necesito un archivo para alinear mi trazador cuando doy vuelta la PCB para dibujar las ubicaciones de los componentes en la parte superior.

Hago otra lima de perforación como acabo de hacer, pero con una recarga y no la volteo.

Lo nombro ??? _ drill (top).tgc (lo explicaré más adelante).

Ahora he terminado con FlatCam.

Actualmente he producido 3 archivos:

??? _ copperBottom (con agujeros).tgc

??? _ drill.tgc

??? _ taladro (arriba).tgc

Paso 22: Archivo para dibujar ubicaciones de componentes

Lo siguiente es crear un archivo para la parte superior. (Para dibujar las ubicaciones de los componentes)

Para hacer esto, uso el archivo ??? _ etch_silk_top.svg en la carpeta de mi proyecto creado por Fritzing.

Este es un archivo de gráficos vectoriales de escala (SVG), por lo que se puede editar con cualquier programa que pueda manejar este tipo de archivo.

p.ej. Inkscape, todavía no he aprendido a usar capas en ink scape, así que uso Corel Draw y lo exporto.

Este archivo contiene varias capas, no quiero usarlas todas, así que lo edito para que solo contenga lo que quiero y lo guardo como un archivo nuevo. (por ejemplo, ??? _ etch_silk_top (modificado).svg)

Paso 23: Editar SVG Paso 1

Así es como se ve el archivo:

He escrito un subprograma en mi software para convertir SVG a G-Code (tgc) pero hay complementos para Inkscape que también lo hacen. (como mencioné, solo estoy mostrando mi proceso de hacerlo)

Paso 24: Editar SVG Paso 2

Mi software no puede manejar subgrupos múltiples, así que necesito simplificar el archivo.

Primero desagrupo todo.

Paso 25: Editar SVG Paso 3

Luego hago todos los objetos "rayita" y "sin relleno".

Haz que el lienzo tenga el mismo tamaño que el tablero. Asegúrese de que la tabla esté alineada con el lienzo.

Paso 26: Editar SVG Paso 4

Luego quita todo lo que no quiero.

Paso 27: Editar SVG Paso 5

Como estoy usando Corel Draw, lo exporto como SVG.

Mi programa SVG a G-Code usa fuentes de tipo verdadero (TTF), así que configuro la configuración en consecuencia.

Paso 28: Convierta a código G Paso 1

Ahora que tengo el archivo SVG que necesito, puedo convertir este a código G (tgc) con mi software (controlador XY de Tim).

Este archivo se puede enviar a mi trazador tal cual.

Paso 29: Convierta a código G Paso 2

Quienes estén familiarizados con los archivos de G-Code sabrán que puede obtener variaciones del original. Para dar un ejemplo:

Código G CNC. Eche un vistazo aquí: Comprensión del estilo común de Fanuc

Código G de impresora 3D. Eche un vistazo aquí: Impresora 3D

grbl G-Code. Eche un vistazo aquí: grbl

Si se ha estado preguntando por qué le doy a mis archivos, el tipo de archivo.tgc? Es el "Código G de Tim". Mi modificación de G-Code.

Supongo que cualquiera que sea el Plotter que utilice, habrá leído el manual.

Necesito editar los otros 3 archivos para que mi trazador los entienda.

Son pequeñas ediciones, en su mayoría gramáticas. Tengo un gráfico y dos archivos de perforación para editar.

Para editar los archivos, solo uso el Bloc de notas. Yo uso la herramienta Editar => Reemplazar (reemplazar todo).

Paso 30: Ediciones de archivo Paso 1

Primer archivo: ??? _ copperBottom (con agujeros).tgc

1. Este es un comando de velocidad de alimentación. Necesito un G00 al frente y establecer la velocidad que quiero. (por una sola vez)

2. Este es un comando de movimiento, mueva Z a una posición por encima de cero. Como no tengo el movimiento Z como tal, tengo un servo o láser, necesito cambiarlo a un comando de apagado / arriba, he usado el código M05 para esto, por lo que todos estos comandos deben reemplazarse. (haga clic en reemplazar todo)

3. Necesito eliminarlos en este momento. (por una sola vez)

4. Mi firmware necesita un espacio delante de la "Y". (haga clic en reemplazar todo)

5. Este es un comando de movimiento, mueva Z a una posición por debajo de cero. Como no tengo el movimiento Z como tal, tengo un servo o láser, necesito cambiarlo a un comando de encendido / apagado, he usado el código M03 para esto, por lo que todos estos comandos deben reemplazarse. (haga clic en reemplazar todo)

Paso 31: Ediciones de archivo Paso 2

Después de editar.

El L700 en el comando "M03 L700 (Pen Down)" es un valor de nivel, que se utiliza para establecer el servo en una posición o establecer la potencia del láser.

El texto entre paréntesis son comentarios y el firmware los ignora.

Paso 32: Ediciones de archivo Paso 3

Los archivos de perforación: ??? _ drill.tgc y ??? _ drill (top).tgc son un poco diferentes, hay un comando para hacer una pausa mientras se perfora el agujero.

1. Este es un comando de velocidad de alimentación. Necesito un G00 al frente y establecer la velocidad que quiero. (por una sola vez)

2. Este es un comando de movimiento, mueva Z a una posición por encima de cero. Como no tengo el movimiento Z como tal, tengo un servo o láser, necesito cambiarlo a un comando de apagado / arriba, he usado el código M05 para esto, por lo que todos estos comandos deben reemplazarse. (haga clic en reemplazar todo)

3. Necesito eliminarlos en este momento. (por una sola vez)

4. Mi firmware necesita un espacio delante de la "Y". (haga clic en reemplazar todo)

5. Este es un comando de movimiento, mueva Z a una posición por debajo de cero. Como no tengo el movimiento Z como tal, tengo un servo o láser, necesito cambiarlo a un comando de encendido / apagado, he usado el código M03 para esto, por lo que todos estos comandos deben reemplazarse. (haga clic en reemplazar todo)

6. Esto es mover Z a cero. No quiero esto, quiero que espere mientras se perfora el agujero. Aquí lo reemplazo con el comando de permanencia "G04 P5000 (Espere 5 segundos)". (haga clic en reemplazar todo)

Paso 33: Ediciones de archivo Paso 4

Después de editar

Ahora tengo 4 archivos para usar con mi trazador XY.

Paso 34: soporte de PCB

Al trazar y perforar mi PCB, necesito algo para mantenerlo en su lugar.

He descubierto que es algo bueno si puedo quitar la placa de circuito impreso del soporte y volver a colocarla en la misma posición en la que se retiró.

También tiene que sostenerlo por encima de la cama, de modo que al perforar, el taladro no ensucie nada.

Se me ocurrió este diseño que se muestra en las fotos, lo imprimí en mi impresora 3D.

Tengo 2 topes y soporte que son fijos, 1 tope con soporte y abrazadera que se ajusta a lo largo de una guía para mantener las cosas en paralelo, 2 abrazaderas con soporte que se pueden mover a muchas posiciones. Las tuercas son tuercas cuadradas M3, los tornillos son M3x25mm cabeza hexagonal con agarraderas fijadas con 2 paquetes de adhesivo. Se necesitará una tabla de tamaño máximo: 105 mm x 75 mm.

Aquí están las moscas STL si desea hacer una:

Base.stl

Soporte de abrazadera frontal.stl

Tope de tornillo delantero.stl

Knob.stl

Side Back Stop.stl

Tope de tornillo lateral.stl

Paso 35: dimensione la tabla

A continuación, corte la placa revestida de cobre a la medida.

Para hacer esto, simplemente marco ambos lados con un cuchillo de artesanía y lo rompo dos (algunas veces es mejor hacerlo sobre un borde recto).

Utilizo la parte trasera de la hoja para anotar, me parece que puntúa mejor y no se aleja tanto.

También he pegado almohadillas de espuma en la parte inferior de mi regla, evita que se deslice.

Paso 36: Prepare el tablero

Como he dicho, voy a usar un Scribe para quitar una película de reajuste del grabador para exponer el cobre al grabador.

La resistencia al grabado es solo tinta de un rotulador permanente con punta cincelada. (un marcador permanente es resistente al agua, por lo que también es resistente al cloruro férrico)

Cubra el lado de cobre de la pizarra con tinta, utilizando el rotulador permanente con punta cincelada. (Yo uso un bolígrafo con punta de cincel porque lo cubre más fácilmente)

Paso 37: hacer un escriba Paso 1

No hay escribas en el mercado que yo sepa, para hacer lo que quiero hacer, así que tuve que hacer uno.

Sin embargo, existe un cuchillo en el mercado para cortar vinilo.

Paso 38: hacer un escriba Paso 2

He creado un archivo adjunto para esto que se ajusta a mi trazador XY.

No puedo usar esto tal como está. Si tuviera que usar la hoja de un cuchillo, se hundiría en el cobre y posiblemente se atascaría. No quiero esto. No quiero dañar el cobre.

Una cosa buena de este proceso es:

Si me doy cuenta de que he cometido un error en el circuito antes de grabar, todo lo que tengo que hacer es volver a recubrir la placa con tinta y reutilizarla.

Entonces, tomé un cuchillo viejo y lo transformé en un escriba, tiene un extremo plano, por lo que simplemente se asienta sobre el cobre, pero tiene una cara cuadrada y afilada en su borde de ataque para raspar la tinta.

Paso 39: Haz un escriba Paso 3

Reformar una de estas hojas no es fácil a mano, pero es posible, lo hice.

Necesitará una herramienta rotativa con una broca de diamante para hacerlo, las hojas de los cuchillos están hechas de material muy duro.

Paso 40: Haz un escriba Paso 4

La primera imagen es la forma original, otras son diferentes vistas de la forma que hice Scribe.

Paso 41: Escriba el tablero Paso 1

Una vez que hice el Scribe, configuré mi Plotter XY.

Paso 42: Escriba la pizarra Paso 2

El portaherramientas debe tener un resorte. (el uso de un eje Z fijo será difícil de ajustar, ya que estamos eliminando el grosor de la tinta)

Paso 43: Escriba el tablero Paso 3

Coloque la placa en su lugar y configure el trazado del trazador.

(perdón por el apretón de manos y concéntrate en el video, uso mi teléfono anterior para hacer videos)

Paso 44: Grabe el tablero

A continuación, sumérjalo en Cloruro Férrico por un tiempo.

Solo lo pego con cinta adhesiva a una barra de plástico y lo uso como una cuchara para remover el cloruro férrico de vez en cuando, siento que revolver ayuda al proceso de grabado.

Paso 45: Limpiar el tablero

A continuación, enjuague el cloruro férrico y retire la tinta.

Tengo un pequeño cepillo de alambre de latón para comenzar la remoción y terminar con una fregadora de sartenes típica.

Paso 46: Taladre el tablero Paso 1

Lo siguiente es perforar el tablero.

Perforo la tabla desde el lado de cobre porque tengo un poco de bamboleo en mi taladro, y debido a que grabo los orificios, donde se han grabado los orificios, actúo como un localizador para la broca.

Además, los agujeros grabados ayudan a comprobar la alineación de la trama.

Así que configure mi trazador XY con una herramienta de perforación y coloque la placa.

Paso 47: Taladre la placa Paso 2

Primero hago un ensayo de la trama y hago los ajustes necesarios en la posición.

(durante la ejecución en seco giraré la broca, porque las estrías a veces dan una apariencia incorrecta)

Paso 48: Taladre el tablero Paso 3

Cuando estoy satisfecho con los ajustes, taladro la tabla.

Los 2 orificios para la fijación de tornillos del tablero, los agrandaré mi mano, utilizando los orificios perforados por el plotter como piloto.

Paso 49: Dibujar ubicaciones de componentes

El último paso es dibujar las ubicaciones de los componentes en la parte superior del tablero.

Esto se puede hacer a mano o con el plotter con un marcador permanente, pero no he encontrado un bolígrafo lo suficientemente fino para hacerlo.

Entonces uso un láser, no uno caro. Tengo uno impulsado a 15W y uno barato de 5 voltios y 1 Watt.

Aunque podría hacerlo más rápido con el de 15W, se quema una línea gruesa, el de 1W es el que uso.

Búsqueda en eBay de: láser de 1 W Da una línea fina (no tan rápido pero se ve mejor)

No cubro la parte superior de la pizarra con tinta con un marcador de pizarra, pero tengo que comprobar la alineación de la pizarra.

Paso 50: Paso láser 1

Porque ahora he puesto la parte superior del tablero boca arriba.

Aquí es donde utilizo el archivo ??? _ drill (top).tgc. para alinear mi trazador XY con la placa.

Así que configuro mi Plotter con el láser y coloco la placa en la plantilla.

Ejecute el archivo ??? _ drill (top).tgc para verificar la alineación, ajuste según sea necesario.

Solo reviso algunos agujeros, porque la placa es opaca (semitransparente), el láser no le hace nada.

El punto focal del láser no se mostró en el video, intenté poner las gafas de seguridad frente a la cámara pero no ayudó.

Espero que comprenda lo que estaba tratando de mostrar.

Paso 51: Paso láser 2

Una vez que esté feliz de que todo esté alineado correctamente, es hora de cubrir la parte superior de la pizarra con tinta con un marcador de pizarra. (punta de cincel mejor)

(no mezcles tus bolígrafos)

Paso 52: Paso 3 del láser

Coloque la placa en la plantilla y grabe las ubicaciones de los componentes con el láser (lamento haber hecho estos videos con mi teléfono anterior y, a veces, no se enfoca bien de cerca).

Paso 53: el tablero terminado

El tablero terminado:

Espero que encuentres algo en los métodos de ayuda que utilizo. El trazador que utilizo es uno que he diseñado y construido yo mismo, y también he escrito el firmware y el software.

Actualmente estoy en el proceso de escribir un blog sobre cómo hice el trazador aquí: Trazador XY de Tim. Puedo convertirlo en un instructivo aquí cuando termine el blog.

Paso 54: Algunos otros tableros

Aquí hay algunos otros tableros que he creado usando este proceso.