TinyDice: PCB های حرفه ای در خانه با برش وینیل: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

این دستورالعمل شامل یک راهنمای گام به گام است که روش تولید PCB با کیفیت حرفه ای در خانه را با استفاده از برش وینیل ، به روشی مطمئن ، ساده و کارآمد مستند می کند. این روش امکان تولید PCB های ثابت و با کیفیت بالا را در خانه با مواد معمولی و در مدت زمان بسیار کوتاه فراهم می کند. با آماده شدن تمام فایل ها ، کل فرایند را می توان در عرض چند ساعت انجام داد.

موضوع راهنما ، tinyDice:

به منظور استفاده از این راهنما ، این فرآیند با تولید دسته ای از 3 tinyDice ، قالب الکترونیکی بر اساس میکروکنترلر atTiny85 با شارلی پلکس نرم افزاری ، که امکان کنترل 9 LED با 4 پین و 4 مقاومت را نشان می دهد ، نشان داده می شود. این یک نسخه بهبود یافته از tinyDice اصلی من (2014) است ، و تمام فایل های منبع مورد نیاز برای این دستورالعمل به عنوان یک بسته فشرده در مرحله منابع در دسترس هستند.

منشا روش:

من به عنوان یک علاقه مند به لوازم الکترونیکی ، در گذشته تجربه کافی در زمینه ساخت PCB داشتم ، اما اکثر روش های خانگی یا مانند روش انتقال تونر بسیار غیرقابل اعتماد هستند ، یا بسیار پیچیده و پر زحمت هستند ، مانند روش روتر CNC یا UV روش photoresist (که در گذشته در tinyDice اصلی آن را پوشش داده بودم). علاوه بر این ، کیفیت نهایی محصولات نسبتاً ضعیف است ، به ویژه اگر سعی کنید از ماسک های UV استفاده کنید.

از این تجربیات رضایت بخش ، تصمیم گرفتم روشهای جایگزین برای ایجاد PCB در خانه را بررسی کنم. همانطور که من اخیراً آزمایش برش وینیل رومیزی را شروع کرده ام ، به ذهنم رسید که یک مهر وینیل می تواند یک ماسک عالی و قابل اعتماد برای حکاکی PCB ایجاد کند. در تحقیقات اولیه آنلاین ، من هیچ مرجعی از افرادی که از تمبر وینیل برای ساخت PCB استفاده می کردند ، پیدا نکردم ، که من را شگفت زده کرد زیرا بسیار محتمل به نظر می رسد. این باعث شد که من با این فرایند آزمایش کنم و دریابم که آیا می تواند به طور قابل اعتماد و کارآمد در انتقال آثار PCB از رایانه به مس کار کند.

توسعه فرایندها:

ایجاد آثار مسی تمیز و یکنواخت در یک PCB خانگی به خودی خود یک دستاورد است ، اما برای اینکه PCB ها به درستی کار کنند و مدت زیادی دوام بیاورند ، به نوعی ماسک سرب نیاز دارند که از پل های لحیم کاری ناخواسته جلوگیری می کند و آثار مس را از خوردگی محافظت می کند. به طور سنتی ، ماسک لحیم کاری مورد استفاده به شکل رزین قابل درمان با اشعه ماوراء بنفش است ، که در عمل کار با آن بسیار مشکل است.

در ابتدا ، من قصد داشتم از وینیل ضایعات به طور غیر مستقیم به عنوان ماسکی برای درمان ماسک UV استفاده کنم. با این حال ، در چندین بار ، من نتوانستم ماسک UV را به طور قابل اعتماد فقط در مکان های مورد نظر درمان کنم ، و هرگز نتوانستم یک لایه به اندازه کافی نازک و یکنواخت بسازم ، که در نهایت منجر به دسته ای از تخته های خراب شد. بنابراین من این ایده را کنار گذاشتم و برایم پیش آمد که شاید بتوان از نوعی تمبر به عنوان ماسک لحیم استفاده کرد ، اگرچه مطمئناً وینیل نیست ، زیرا در برابر حرارت لحیم کاری مجدد مقاومت نمی کند.

با این اوصاف ، من به نوار کپتون نگاه کردم ، که خود چسبناک است ، نازک است و قول می دهد در برابر درجه حرارت بالا برای لحیم کاری مقاومت کند. نوار کاپتون به صورت رول به فروش می رسد ، اما به نظرم رسید که اگر روی پشت وینیل معمولی استفاده شود ، می توان آن را مستقیماً بر روی برش وینیل برش داد و مستقیماً به عنوان مهر استفاده کرد. از اولین آزمایش این مورد ، مشخص شد که نوار کاپتون بسیار امیدوارکننده روی برش وینیل رفتار می کند ، اگرچه تمام برش هایی که از حباب های ریز عبور می کرد ، ناهموار یا ناقص بود ، بنابراین کلید کامل تمبرهای کپتون استفاده از نوار کاملاً روی نوار بود. پشت وینیل بدون اجازه می دهد تا هیچ هوایی در زیر آن محبوس شود. این در ابتدا بسیار مشکل بود ، زیرا Kapton بسیار نازک و چسبناک است ، اما هنگام تلاش برای قرار دادن آن با استفاده از یک کارت پلاستیکی استاندارد ، متوجه شدم که می توان این کار را به طور کامل و آسان انجام داد.

از طریق این آزمایشات تکراری ، من همچنین برخی از محدودیت های عملی این فرایند را مشاهده کردم ، که به طور ناخواسته به ماسک مس مربوط می شود. این محدودیت ها به مجموعه ای از دستورالعمل های طراحی برای اطمینان از این فرآیند تبدیل شد.

مرحله 1: مواد ، لوازم و ابزارها

مواد:

• PCB خالی 5 10 10 سانتی متر
• وینیل خود چسب 10 در 15 سانتی متر
• نوار کاپتون با عرض 50 میلی متر
• فیلم انتقال وینیل 10 در 15 سانتی متر

تدارکات:

• اچنت کلرید فریک
• ایزوپروپیل الکل
• سرب لحیم کاری
• رشته PETG (برای کیف جا کلیدی)

ابزارها:

• برش وینیل رومیزی (من از Silhouette Cameo 3 استفاده می کنم ، اما هر دستگاه اصلی کار می کند)
• ایستگاه بازسازی هوای گرم (ضروری نیست اما مفید است)
• آهن لحیم کاری
• کارت پلاستیکی (شناسه قدیمی یا هر نوع دیگری)
• USBtinyISP یا Arduino به عنوان ISP
• برش دستی اکریلیک (می تواند از قسمتی از تیغه اره برقی قدیمی خانگی تهیه شود)
• کاغذ سنباده خاکستری 220 و 400
• چاپگر سه بعدی (اختیاری ، فقط برای ساخت کیف جا کلیدی)

نرم افزار:

• استودیو Silhouette (یا معادل آن برای سایر مارک های برش وینیل)
• EAGLE CAD (در صورتی که قصد اصلاح طرح را ندارید) الزامی نیست
• فتوشاپ یا هر ویرایشگر تصویر (در صورتی که قصد تغییر طرح را ندارید) لازم نیست
• Arduino IDE + atTinyCore
• AVRDUDESS
• Slic3r یا هر نرم افزار چاپ سه بعدی دیگر.

• بسته منابع tinyDice ، (برای بارگیری در این مرحله به صورت فایل RAR موجود است)

اجزاء:

برای هر tinyDice85:

• LED های 9 * 3528 SMD (هر رنگ ، توصیه می شود یکسان باشد)
• 1x attiny85 (SOIC)
• 4x 33 اهم 0805 مقاومت (مقدار دقیق مهم نیست ، از هر مقدار مشابه استفاده کنید اما همه آنها یکسان است!)
• 1x دکمه SMD
• یک عدد گیره باتری CR20XX
• 1 عدد باتری CR2032

برای برنامه نویسی برنامه:

• 6 بار پین پوگو
• سربرگ نر 1x 2x3 (برای ISP)
• هدر نر 1x 2x1 (برای منبع VCC خارجی)
• 1x AMS1117 3.3v LDO تنظیم کننده (SOT-23)

مرحله 2: همه برچسب ها را آماده کنید

برای این فرایند ساخت PCB در خانه ، برچسب ها در سه مرحله استفاده می شود. به عنوان یک ماسک برای حکاکی روی مس ، به عنوان یک ماسک لحیم کاری برای محافظت از آثار و محدود کردن لحیم کاری ، و به عنوان یک استنسیل برای قرار دادن خمیر لحیم کاری روی پدها. به منظور بهینه سازی فرایند تا حد امکان ، همه برچسب ها را می توان در یک صندلی واحد آماده کرد.

آماده سازی فایل ها برای برش:

اگر قصد تغییر طرح را ندارید ، می توانید مستقیماً از تصاویر آماده شده یا فایل Silhouette Studio با تمام برچسب ها استفاده کنید. اگر از طرح دیگری استفاده می کنید ، موارد زیر را آماده کنید تا فایل را برای برش آماده کنید:

از آنجا که اکثر نرم افزارهای برش وینیل رایگان با تصاویر کار می کنند ، ما باید طرح را از EAGLE به عنوان یک تصویر با وضوح بالا صادر کنیم. برای این کار ، ابتدا همه لایه ها را به جز TOP و VIAS مخفی کنید ، سپس پانل را به عنوان تصویر در MONOCHROME و حداقل 1500 dpi صادر کنید. در مرحله بعد ، فرآیند را فقط با لایه Tstop تکرار کنید تا فقط پدها را بدست آورید.

هنگامی که تصاویر را صادر می کنید ، توصیه می شود کمی پاکسازی را در فتوشاپ انجام دهید تا قابلیت اطمینان فرایند را افزایش دهید. برای تصویر روکش مسی ، این شامل پاک کردن هر منطقه مس کوچک جدا شده یا اتصال آنها به مناطق بزرگتر ، پاک شدن مرکز همه سوراخ ها و افزایش فاصله در اطراف حرارتی است. برای تصویر پد ها ، باید آنها را روی یک شکل مشکی قرار دهید که کمی از کل مس پوشیده شده سرریز شده باشد.

در مرحله بعد ، تصاویر را وارد نرم افزار برش وینیل کنید ، آنها را ردیابی کرده و در اندازه 100 در 100 میلی متر مقیاس بندی کنید. یکی از مزایای کنترل PCB ها این است که شما مرجع ثابتی برای مقیاس بندی صحیح آنها صرف نظر از وضوح تصویر دارید.

آماده سازی نوار کپتون برای برش:

نوار کاپتون یک ماده عالی است ، اما برای استفاده از آن به عنوان برچسب ، ابتدا باید آن را روی یک تخت صاف قرار دهیم. برای این کار ما از پشت نوار انتقال وینیل استفاده می کنیم ، بنابراین پت را جدا کرده و موقتاً کنار بگذارید ، و مراقب باشید که تمیز نگه دارید. در مرحله بعد ، قسمتی از نوار را باز کنید و آن را با استفاده از یک کارت پلاستیکی به عنوان جاروبرقی روی کاغذ مومی با دقت بمالید تا مطمئن شوید هیچ حبابی در زیر آن گیر نکرده است. من توصیه می کنم بیش از آنچه که انتظار دارید استفاده کنید آماده کنید ، زیرا ممکن است برخی از برچسب ها به طور کامل ظاهر نشوند.

برش برچسب ها:

هنگامی که همه برچسب ها را در نرم افزار برش وینیل پیدا کردید و مقیاس بندی کردید ، اقدام به قرار دادن مواد وینیل خود چسب در گوشه ای از تشک برش و قرار دادن نوار کاپتون پشت دار در گوشه ای دیگر کنید.

بعد ، روی نرم افزار ، فقط طرح های استنسیل با روکش مسی و لحیم کاری را روی ناحیه مربوط به وینیل قرار دهید و پارامترهای برش را روی: سرعت 3 ، عمق تیغه 1 ، فشار 8. کار را برای برش ارسال کنید و به دستگاه اجازه دهید چیز است

در نهایت ، طرح های استفاده شده قبلی را کنار بگذارید و فقط طرح ماسک لحیم کاری را روی ناحیه مربوط به نوار کپتون قرار دهید. پارامترهای برش را روی: سرعت 1 ، عمق تیغه 1 ، فشار 3. تنظیم کنید و کار را به دستگاه ارسال کنید و پس از اتمام کار ، وینیل چسبنده و مواد کاپتون را با دقت از روی برش جدا کنید. مراقب باشید هنگام جدا کردن آنها چین تیز ایجاد نکنید.

وجین برچسب ها:

به منظور انتقال برچسب های وینیل به PCB ، ما باید از فیلم انتقال وینیل استفاده کنیم تا اطمینان حاصل شود که همه مناطق در جای خود منتقل می شوند. برای اینکه بتوانیم فقط بخش های مورد نظر مهر را منتقل کنیم ، باید قبل از استفاده از فیلم انتقال ، تمام مناطق ناخواسته را حذف کنیم. برای این کار از برش استفاده کنید و گوشه ای از منطقه ناخواسته را با دقت بلند کنید. برش را از زیر بکشید و وینیل را روی تیغه فشار دهید تا بچسبد. در مرحله بعد ، برش را بردارید و قسمت اضافی باید لایه برداری شود. بسته به طرح ، همه مناطق ناخواسته ممکن است به صورت یک قطعه ظاهر شوند. پس از علف کشیدن ، فیلم انتقال را فقط بر روی برچسب های روکش شده با مس قرار دهید و مازاد اضافی را دور بریزید. در این مرحله برچسب های وینیل آماده استفاده هستند. برچسب های نوار کاپتون یک تکه هستند بنابراین می توان آنها را مستقیماً بدون فیلم انتقال منتقل کرد.

مرحله 3: روکش مس را بچسبانید

این مهمترین مرحله این فرآیند است ، زیرا کیفیت آثار مس میزان موفقیت محصولات نهایی را تعیین می کند. اگر با دقت انجام شود می تواند 100 باشد.

انتقال برچسب CLAD به مس:

برای اطمینان از نتایج تمیز و قابل اطمینان ، ابتدا باید PCB خالی را با ایزوپروپیل الکل چرب کنید. اگر خالی قدیمی است ، توصیه می شود سطح را با کاغذ سنباده 320-400 سنباده با انجام دایره های کوچک در سراسر تخته ماساژ دهید.

پس از تمیز شدن کامل ، زمان انتقال برچسب به مس است. برای این کار ، ابتدا گوشه ای از فیلم انتقال را جدا کرده و سپس برچسب را برعکس روی یک میز تمیز قرار دهید. بعد ، با انجام یک چین تیز و کشیدن کنار میز ، کاغذ را به آرامی از روی آن جدا کنید. به این ترتیب حتی پدهای کوچک باید روی انتقال بچسبند و روی کاغذ نمانند. نگران نباشید ، اگر یک یا دو پد پشت سر شما باقی بماند ، می توانید بعداً آنها را به صورت دستی قرار دهید.

سپس ، انتقال وینیل را با برچسب با نوک انگشتان خود نگه دارید (آنها را به آرامی به لبه خود بچسبانید) و قبل از قرار دادن برچسب ، آن را به آرامی روی تخته قرار دهید. پس از تراز شدن ، آن را روی مس قرار دهید و برای جلوگیری از حباب های به دام افتاده ، انگشتان خود را FORM THE OENTER OUT فشار دهید. در مرحله بعد ، از یک کارت پلاستیکی برای فشار دادن تمام سطح به منظور اطمینان از چسبندگی وینیل به مس استفاده کنید. به همان روشی که لایه پشتی کاغذ را جدا کرده اید ، لایه انتقال وینیل را از روی آن جدا کنید و به طور دستی پدهای باقی مانده را قرار دهید. اگر برچسب تمام قسمت خالی را نمی پوشاند ، می توانید مناطق دیگر را با نوار شفاف بپوشانید تا از تراشیدن مس اضافی و استفاده بیش از حد از وسایل خود جلوگیری کنید.

حکاکی روکش مس:

برای فرآیند حکاکی به 2 ظرف مستطیل شکل Tupperware ، یک چوب چوبی کوچک و اچنت کلرید فریک نیاز دارید.

تخته آماده شده با مهر CLAD تقریباً برای اچ کردن آماده است ، اما بسیار مهم است که یکبار دیگر آن را با الکل ایزوپروپیل تمیز کنید تا هرگونه باقی مانده از فیلم انتقال داده شود و از تراشی یکنواخت و کامل ، بدون باقی ماندن مس ناخواسته ، اطمینان حاصل شود.

برای آماده سازی کلرید فریک برای اچ کردن ، آن را در یکی از ظروف تا نصف کامل بریزید و حدود 30 water آب بیشتر به آن اضافه کنید. در این مرحله محلول برای اچ آماده است ، با این حال ، شما می توانید آن را به صورت اختیاری در اجاق مایکروویو گرم کنید. به مدت 15 ثانیه قبل از قرار دادن در PCB به منظور سرعت بخشیدن به روند اچ کردن.

در نهایت ، تخته را داخل کلرید فریک قرار دهید و بگذارید غرق شود. این روند ممکن است مدتی طول بکشد ، اما مهم است که هر 10 تا 15 دقیقه یکبار به محلول برگردید تا محلول را هم بزنید و میزان پیشرفت را بررسی کنید. برای تیس به سادگی از یک چوب قراضه کوچک برای رسیدن به تخته استفاده کنید و آن را چند بار داخل و خارج کنید. این محلول را برای اطمینان از واکنش یکنواخت به اطراف جابجا می کند و به شما این امکان را می دهد که ببینید چه مقدار مس حذف شده است. این کار را تا جایی ادامه دهید که دیگر مس در معرض دید قرار نگیرد ، اما آن را بیشتر نگذارید زیرا ممکن است اچنت زیر برچسب شروع به شکستن کرده و به آثار آسیب برساند. در عین حال ، چوب را روی ظرف دیگر بگذارید تا از رنگ آمیزی محلول اچنت جلوگیری شود ، زیرا بسیار مستعد لکه است و همچنین بوی آهنی بسیار قوی دارد.

پس از اتمام کار ، تخته را از روی اچنت بردارید و آن را با آب فراوان و صابون کاملاً بشویید. پس از این ، یک قیف بگیرید یا با استفاده از یک ورق پلاستیکی آن را درست کنید و آن را روی یک بطری PP خالی ثابت کنید تا اچنت بازیابی و ذخیره شود. هرگز کلرید آهن خراب شده را از طریق تخلیه دور نیندازید ، تا آنجا که ممکن است از آن استفاده کنید و با خشک شدن آن را دور بریزید ، سپس آن را به صورت جامد دور بریزید.

اچ کردن وقت گیرترین مرحله این فرآیند است. اگر با کلرید آهن تازه انجام شود ، ممکن است در کمتر از یک ساعت انجام شود ، با این حال ، با استفاده مجدد از منابع ، تکمیل آن تا 4 ساعت طول می کشد ، بنابراین صبور باشید و به صورت دوره ای بررسی کنید.

مرحله 4: تاس ها را خرد کرده و خرد کنید

مزیت استفاده از تخته های مدار چاپی این است که می توانید از پانل به عنوان راهنمای برش استفاده کنید ، بعلاوه کار با برد بزرگتر راحت تر است. به منظور جدا کردن تخته ها و پایان دادن به آنها ، ابتدا باید آنها را جدا کرده و لبه ها و گوشه ها را سنباده بزنید.

برش PCB را نمی توان با یک برش معمولی ، قیچی یا اره انجام داد ، زیرا این فرایندها به طور حتم خراب می شوند یا به تخته ها آسیب می رسانند. برای برش ، ما از یک ابزار پنجه ساده استفاده می کنیم که به تدریج لایه ها را در هر گذری خرد می کند و یک شیار را تا انتها ایجاد می کند. این تیغه ها بصورت تجاری به عنوان برش اکریلیک به فروش می رسند ، اما می توانند از تیغه های اره برقی خرد شده نیز به صورت خانگی تهیه شوند. توصیه می شود تیغه را در طول فرایند مجددا تیز کنید زیرا تخته های فایبرگلاس لبه را سریع از بین می برند. لازم نیست تمام راه را قطع کنید ، فقط بیشتر راه را ، و پس از آن ، به سادگی هر قطعه را جدا کنید.

پس از برش ، لبه ها کاملاً ناهموار و ناهموار هستند ، بنابراین ما باید ابتدا آنها را با کاغذ سنباده 240 و سپس با حدود 400 ماسه برای صافی بیشتر آنها را کاملاً ماسه بزنیم. همچنین با پیروی از شکل روکش مسی ، گوشه ها را گرد کنید.

در نهایت ، از برش برای جدا کردن دقیق برچسب ها از روی تخته استفاده کنید. این کار را می توان قبل از برش انجام داد ، اما برچسب ها در محافظت از مس از طریق برش کمک می کنند.

مرحله 5: استفاده از برچسب های Kapton Soldermask

در حال حاضر با تخته های برش ، ما تقریباً آماده ایم که مدار را مونتاژ کنیم ، با این حال ، برای اطمینان از اینکه آثار مس در دراز مدت محافظت می شود و لحیم تنها در جایی که باید باقی می ماند ، ما به یک ماسک سولدوم نیاز داریم که به طور متداول با استفاده از رزین های UV UV ساخته شده است. به فرایند سنتی کاملاً سمی ، کثیف و غیرقابل اعتماد است ، بنابراین جایگزینی کاربردی تر برای تولید خانه مورد نیاز است.

در این مورد ، ما از نوار کپتون به عنوان یک ماسک جلدی به دلیل مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و خواص چسبندگی استفاده می کنیم. برای انتقال برچسب ها به PCB ها ، ما دوباره از برش به عنوان پشتیبانی استفاده می کنیم. قبل از انتقال برچسب ها ، PCB ها را کاملاً با الکل مالش دهید تا هرگونه چربی یا باقیمانده از وینیل پاک شود. سپس ، با دقت برچسب Kapton را از کاغذ پشتی با برش بلند کنید (تصویر 2 را ببینید). برای این کار ، ابتدا گوشه کوچکی از برچسب را با برش بردارید و آن را به تیغه فشار دهید تا بچسبد ، سپس به آرامی برش را از روی کاغذ بیرون بیاورید تا بر روی لبه تیز چین نخورد تا زمانی که کل برچسب از کاغذ جدا شود. و به تیغه می چسبد.

سرانجام ، مهم است که قبل از چسباندن برچسب ، آن را به خوبی با پدها تراز کنید ، بنابراین به آرامی آن را با برش روی PCB بیاورید و چند بار آن را به آرامی روی تخته بکشید ، این امر باعث می شود که با استاتیک شارژ شود به نوعی روی سطح شناور می شود که به شما اجازه می دهد قبل از فشار دادن آن در محل ، محل را تنظیم کنید. اگر مهر قبل از موعد چسبید ، آن را با دقت از روی تخته جدا کرده و کاغذ را جدا کنید و تراز را تکرار کنید. هنگامی که به درستی تراز شد ، آن را محکم روی PCB با انگشتان خود فشار دهید و با دقت برش را از برچسب جدا کنید تا تنظیم آن تمام شود. بعد ، تخته ها را دوباره با الکل تمیز کنید و اکنون PCB ها رسماً به پایان رسیده اند. آنها می توانند بلافاصله مورد استفاده قرار گیرند یا بعدا ذخیره شوند.

مرحله 6: تاس را جمع آوری کنید: از خمیر لحیم کاری استفاده کنید

مزیت مدارهای SMD این است که می توان آنها را با خمیر به روش بسیار مطمئن و سریع با استفاده از یک استنسیل ساده برای اعمال آن فقط روی پدها لحیم کرد ، که می توان از آن برای هر تعداد واحد استفاده کرد. استنسیل های معمولی SMD از فولاد ساخته می شوند بنابراین برای نمونه سازی بسیار گران قیمت و غیرعملی هستند ، با این حال ، استنسیل همچنین می تواند از برچسب های وینیل ساخته شود. برای این منظور ، ما از نسخه اصلی و آینه ای برچسب استفاده می کنیم تا یک استنسیل پلاستیکی ایجاد کنیم که خود چسبنده نیست.

خمیر خنک کننده حاوی مقدار زیادی شار است ، بنابراین هنگام برگشت مجدد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین ، ما باید یک لایه به اندازه کافی ضخیم بزنیم تا مطمئن شویم که اتصالات به خوبی با لحیم پر می شوند. برای ساختن استنسیل با ضخامت مناسب ، باید 4 برچسب وینیل را با هم لایه بندی کنیم. این کار را با دقت انجام دهید تا مطمئن شوید سوراخ ها در تمام طول کاملاً تراز شده اند.

در مرحله بعد ، یک حاشیه کوچک در اطراف یک تخته از ضایعات PCB یا هر ماده دیگر با ضخامت مشابه ایجاد کنید و استنسیل را در یک طرف به عنوان یک لولا قرار دهید و از تراز مناسب استنسیل روی پدها اطمینان حاصل کنید (تصویر 2 را ببینید))

در نهایت ، با استفاده از هر نوع ابزار لبه مستقیم ، مقداری خمیر لحیم کاری بگیرید و شروع به پخش آن روی استنسیل کنید تا تمام سوراخ ها پر شوند ، و بقیه را با همان ابزار داخل بطری بکشید. مستقیماً به خمیر لحیم کاری دست نزنید زیرا حاوی سرب است که بهتر است از آن اجتناب شود. در صورت لمس کردن ، نگران نباشید ، فقط آن را کاملاً تمیز کنید.

استنسیل را بلند کرده و تخته را از تکه بردارید. این فرآیند را برای همه تخته هایی که قصد دارید آنها را جمع کنید تکرار کنید. در حال حاضر تخته ها آماده پر کردن و لحیم کاری هستند.

مرحله 7: لحیم کاری جمعیت و Reflow

با خمیر لحیم کاری روی تخته ها ، زمان پر کردن همه اجزاء فرا رسیده است.برای این کار ، از موچین های ظریف استفاده کنید و هر جزء را با دقت روی پدهای آن قرار دهید و جهت و تراز مناسب را تضمین کنید (تصویر 2 را ببینید). برای این کار وقت بگذارید و هرگونه جابجایی اشتباه را اصلاح کنید. پس از قرار دادن همه اجزاء ، ابزار بازگرداندن هوا را روشن کرده و به تدریج با چرخاندن دایره روی آن ، تمام صفحه را گرم کنید (تصویر 3 را ببینید). سپس ، هوای گرم را مستقیماً بر روی هر پد هدایت کنید تا زمانی که دوباره به طور کامل بازتاب شود (تصویر 4). پس از اتمام بازسازی ، وقت آن است که گیره باتری را اضافه کنید. برای این کار ، مرکز دو پد گرد بزرگتر را سوراخ کرده و گیره باتری را در قسمت زیر تخته قرار دهید. همچنین توصیه می شود گیره باتری را با اپوکسی به برد بچسبانید تا هرگونه استرس از پین های برق را از بین ببرید زیرا گیره تخته را روی قاب نگه می دارد. در این مرحله PCB کاملاً مونتاژ شده و آماده برنامه نویسی است.

مرحله 8: قاب های جا کلیدی را به صورت سه بعدی چاپ کنید

قاب های چاپ سه بعدی اختیاری هستند اما بسیار توصیه می شوند ، زیرا با تبدیل آن به یک جا کلیدی ، شخصیت زیادی را به شی اضافه می کنند و در عین حال از قالب محافظت می کنند. برای اطمینان از دوام بالا ، چاپ آنها در PETG اجباری است ، زیرا PLA به احتمال زیاد خیلی سریع خراب می شود. من دو نسخه از قاب را تهیه کردم ، یکی با پشتی توخالی برای برداشتن باتری و دیگری با لوگوی من در پشت ، که باتری را ایمن و مخفی نگه می دارد. از آنجا که مدار انرژی بسیار کمی مصرف می کند ، باتری را می توان در داخل قاب محبوس کرد بدون هیچ مشکلی.

برای مونتاژ قاب ، کافی است گیره باتری را روی چاپ سه بعدی فشار دهید تا تخته با لبه آن هماهنگ شود. بسته به گیره دقیق باتری شما ، ممکن است مجبور شوید آن را کمی سنباده بزنید یا ارتفاع کیس را افزایش دهید تا از کامل بودن آن مطمئن شوید ، بنابراین قبل از مونتاژ حتماً بررسی کنید. در صورت لزوم ، می توان قاب را با بیرون کشیدن تخته به آرامی در اطراف لبه باز کرد.

مرحله 9: یک برنامه نویسی برنامه ریزی کنید

در حال حاضر tinyDice کاملاً مونتاژ شده است ، با این حال ما باید آنها را طوری برنامه ریزی کنیم که آنها را وادار به انجام وظیفه خود کنند. برای این منظور ، ما از یک جک پین pogo استفاده می کنیم که با تمام پدهای برنامه نویسی روی برد تماس می گیرد و به یک برنامه نویس ISP متصل می شود ، که می تواند یک USBtinyISP یا هر Arduino به عنوان ISP باشد. tinyDice دارای تمام پین های برنامه نویسی است که بر روی پدها با فاصله استاندارد 100 میلی متر (2.54 میلی متر) موجود است تا بتواند مونتاژ دستگاه را روی تخته استاندارد سوراخ دار انجام دهد. برای اتصال هر پین پوگو به هدر ISP ، نمودار اتصال را دنبال کنید. برای اهداف توسعه ، من یک جیگ دوتایی تهیه کردم که برای هیئت مدیره دیگری که روی آن کار می کنم مناسب است و از یک تنظیم کننده LDO برای جلوگیری از خالی شدن باتری در حین آزمایش استفاده کردم ، اما برای یک بار برنامه نویسی می توانیم مستقیماً از باتری استفاده کنیم.

tinyDice به گونه ای طراحی شده است که با ولتاژ 3 ولت کار کند ، بنابراین برنامه ریزی آنها در 5 ولت خطر آسیب رساندن به پین های IO میکروکنترلر ، LED ها یا حتی برنامه نویس را ایجاد می کند زیرا جریان بیش از حد از طریق مقاومت های محدودکننده فعلی LED ایجاد می شود. بنابراین ، برای برنامه ریزی تراشه بدون آسیب رساندن به چیزی ، باید از ولتاژ اصلی باتری استفاده کنیم. در صورت استفاده از USBtinyISP ، به سادگی بلوز آن را بردارید ، که باعث می شود Logic Lever Shifter داخلی از باتری tinyDice تغذیه شود ، و در صورت استفاده از آردوینو ، به سادگی برق را وصل نکنید تا فقط تاس باتری را تغذیه کرده و یک مقاومت سری 5k اضافه کنید. به هر خط داده

مرحله 10: برنامه ریزی تاس

برای فرآیند برنامه نویسی ، تکه تکه را روی تاس با دقت جمع کنید و مطمئن شوید که همه سنجاق های پوگو به درستی روی پدهای مربوطه فشار می دهند. مراقب باشید و Die را زیر پین ها قرار ندهید زیرا شکستن آنها بسیار آسان است. بعد ، USBtinyISP را به دستگاه و کامپیوتر وصل کنید.

Arduino IDE را باز کنید ، طرح tinyDice را بارگذاری کرده و تراشه atTiny85 را با USBtinyISP به عنوان برنامه نویس انتخاب کنید. دکمه بارگذاری را فشار دهید و تاس را بررسی کنید ، 2 LED باید مدتی چشمک بزنند. اگر همه چیز موفقیت آمیز بود ، اکنون tinyDice برنامه ریزی شده ، آماده و آماده استفاده است. فرآیند برنامه نویسی را برای همه واحدهایی که ساخته اید تکرار کنید و سپس دستگاه را به طور کامل جمع آوری کرده و از پین های پوگو محافظت کنید.

کد:

برنامه tinyDice به گونه ای است که ابتدا یک انیمیشن "متفکر" را نمایش می دهد ، و سپس یک عدد تصادفی بین 0 تا 9 ایجاد می کند که برای چند ثانیه نمایش داده می شود. همه انتقال ها با PWM برای هر LED انجام می شود تا محو شود. پس از نمایش عدد و محو شدن ، پردازنده وارد حالت خواب می شود که اساساً مصرف باتری را متوقف می کند ، بنابراین از نظر تئوری باتری باید حدود 6000 "پرتاب" تاس دوام بیاورد.

کل کد حول یک وقفه زمان سنج 8 کیلوهرتزی ساخته شده است که شارلی پلکس و PWM 10 مرحله ای برای هر LED و همچنین پیشرفت انیمیشن ها را کنترل می کند. توضیحات مفصل تری در مورد هر ویژگی در طرح آردوینو ارائه شده است.

نتیجه گیری:

نتایج این روش برای تولید PCB خانگی بسیار فراتر از انتظارات اولیه من بود ، زیرا متوجه شدم که می تواند بسیار قابل اعتماد باشد و نتایج بسیار با کیفیتی را برای نمونه سازی آسان و سریع SMD و مدارهای حفره دار ارائه دهد. به همین دلیل من DIYers را تشویق می کنم که این روش را برای طرح های خود امتحان کنند و نتایج و یافته های شما را با جامعه به اشتراک بگذارند.

این نسخه جدید از tinyDice به خودی خود یک وسیله بسیار زیبا و سرگرم کننده برای داشتن و به اشتراک گذاری با دوستان است ، زیرا انیمیشن ها و قاب جاکلیدی آن را بسیار منحصر به فرد و جالب می کند. امیدوارم از این دستور آموزشی خوشتان آمده باشد و لطفاً نظرات و تجربیات خود را در مورد این موضوع به اشتراک بگذارید تا این روش همچنان در حال تکامل باشد. همچنین ، با خیال راحت کد را آزمایش کنید و هر گونه تغییرات جالب را برای دیگران به اشتراک بگذارید.

این راهنما در مسابقه طراحی PCB است بنابراین لطفاً اگر آن را شایسته می دانید به آن رای دهید و آن را به طور یکسان با دوستان و علاقه مندان به وسایل الکترونیکی به اشتراک بگذارید.

جایزه دوم در چالش طراحی PCB