Cómo imprimir sus propios PCB

Por Chris persona

La relación de la mayoría de las personas con la tecnología es distante u oscura. El consumidor promedio no tiene control directo sobre su tecnología; por lo general, está cerrada para ellos, se les da una pequeña caja que ocasionalmente se rompe y eventualmente muere.

Pero lo que los fanáticos del bricolaje, los nerds del teclado y los raros de los sintetizadores saben desde hace mucho tiempo es que es trivial y, de hecho, muy divertido recibir una pila de PCB de su propio diseño en su casa. Además, con un poco de conocimiento en KiCad, puedes personalizar tus placas de circuito y convertirlas en un lienzo personal para arte divertido, y no hay nada que Dios, el Papa o el Hombre puedan hacer para detenerte. . Sumerjámonos.

Es posible que se pregunte "Chris, ¿por qué querría fabricar PCB?" ¡Esa es una excelente pregunta! Mi deseo inicial de hacer esto provino de mi experiencia con la comunidad de teclados mecánicos. La mayoría de los diseños en la comunidad son de código abierto, lo que significa que si tiene ganas, puede obtener un estante de PCB de teclado hecho para usted y sus amigos por casi nada. Es muy barato. Simplemente ordene algunas piezas de AliExpress o de un proveedor de piezas de teclado en su país, ensamble (quizás con su lápiz nuevo) y estará listo.

Además, muchos diseños de teclados a menudo utilizan las placas de fibra de vidrio de las PCB como cajas estilo sándwich para un teclado (piense en tres piezas de placa de circuito apiladas juntas con la parte superior e inferior formando una caja). Es un hermoso lienzo para serigrafiar todo tipo de garabatos extraños. Sea un poco creativo con Photoshop y el editor de huellas en KiCad, y podrá crear una pieza de equipo única que solo usted tiene. Si tienes talento natural con el arte, usas tu propio arte. Apesto dibujando, así que opté por crear un Bootleg Bart en el que pudiera escribir. Sin embargo, no hagas esto para vivir del arte que no es tuyo; eso es cursi y malvado, y estás aquí para divertirte con las computadoras.

Por supuesto, no se detiene en los teclados. Sintetizadores, mods de juegos antiguos y más están disponibles, de forma gratuita y de código abierto, para que los imprimas y tal vez hagas garabatos. Explore un poco GitHub y se sorprenderá de la cantidad de pequeños proyectos extraños que puede encontrar. Tener una familiaridad básica con el proceso de pedido de PCB puede ser de gran ayuda para el aspirante a nerd de los equipos. Diablos, ni siquiera tienes que hacer ningún garabato si no quieres, ser capaz de hacer tableros es solo una habilidad útil para tener.

Para hacer PCB, querrá seleccionar un proyecto, generalmente un repositorio de GitHub para la placa de circuito de su elección. Entonces vas a tener que localizar los archivos Gerber. Configure su cuenta y clone el repositorio, o si no se siente cómodo usando GitHub (comprensible), puede usar herramientas como DownGit para simplemente descargarlo manualmente.

Debido a que soy un tonto, aquí hay un puñado de teclados (predominantemente teclados divididos ergonómicos) para comenzar que tienen PCB que puede descargar, imprimir y garabatear. Estos no requieren demasiadas piezas pequeñas montadas en la superficie y son fáciles de soldar en su propia casa, aunque muchas compañías como JLCPCB le venderán piezas y ensamblarán si tiene los archivos, pero eso está fuera del alcance de esta publicación.

Aquí hay algunos tableros clásicos:

Vas a querer descargar KiCad. Es una suite de diseño de electrónica gratuita y de código abierto, y un gran porcentaje de personas que fabrican PCB en línea la utilizan. Tome el proyecto del repositorio de su elección. Dibuja o selecciona tu imagen. Necesita algo que destaque visualmente en blanco y negro, por lo que una imagen de alto contraste o algo con patrones realmente agradables. Por lo general, trato de tramar y cambiar el tamaño de mis imágenes en algo como Photoshop antes de incluirlas en mi proyecto, de esa manera la serigrafía no es demasiado complicada y no es necesario cambiar el tamaño en KiCad.

Ahora que tiene su imagen, abra KiCad y seleccione "Image Converter" en el lado derecho. A partir de ahí, querrá seleccionar "cargar mapa de bits" y cargar cualquier imagen que desee imprimir en su PCB. Deberá tener en cuenta el DPI máximo que su fabricante de PCB puede manejar (300 dpi suele ser una buena regla general). Para mí, este proceso siempre implica mucho ensayo y error, pero no se frustre si el programa falla.

Puede hacer un uso liberal de las distintas pestañas para ver cómo se verá la imagen en blanco y negro e invertir la imagen si no funciona con su serigrafía. La mayoría de las veces, trabajará con una serigrafía blanca, a menos que trabaje con FR4 blanco, en cuyo caso la seda será negra, así que tenga esto en cuenta al establecer el espacio negativo en su arte. Incluso puede aumentar el contraste en KiCad para que el archivo sea un poco más legible. Cuando se ve bien, puede guardarlo en la biblioteca de huellas de KiCad. Siempre puede volver aquí si la serigrafía no es perfecta cuando la deja caer en su tablero, y probablemente lo hará.

Carga tu proyecto. En este caso, voy a elegir el Cantor, un maravilloso PCB para empezar por una serie de razones: usa controladores STM32 "blackpill" muy baratos que cuestan casi nada en AliExpress, no usa hot-swap enchufes para que pueda ver su arte claramente, y no requiere un estuche, lo que reduce la cantidad de piezas que necesita pedir o hacer.

Una vez que su PCB esté cargada, presionará "O" o hará clic en el botón "cargar huella" en el lado derecho de la barra de herramientas. Esto abre todas las "huellas" en su biblioteca, que incluye cualquier serigrafía que haya generado previamente. Puede usar el filtro en la parte superior para reducir rápidamente sus opciones al arte que acaba de generar. Si su serigrafía es demasiado grande o pequeña para el área que ha seleccionado, refínela en uno de los pasos anteriores y vuelva a intentarlo. Si ve algo que se parece a "G***", haga doble clic en su serigrafía y seleccione propiedades, luego desmarque "visible" para que esa parte de la huella sea invisible. Las capas en las que va a editar generalmente se denominan "F.Silkscreen" y "B.Silkscreen" para el anverso y el reverso, respectivamente. Si desea la serigrafía en la otra capa, presione "F" y se volteará la seda hacia el otro lado del tablero. Esto es útil si desea una imagen en ambos lados de un tablero. Coloque su seda en una parte relativamente limpia y vacía del tablero o sea creativo: ¡es diseño! Para obtener una vista previa de cómo se verá el tablero, puede abrir el visor 3D en KiCad y rotar su tablero.

Ahora que tiene su arte en una placa, tendrá que encontrar una empresa que fabrique PCB. Tuve suerte con PCBWay y JLCPCB, pero hay muchos como OSH Park, así como herramientas en línea que puede usar para comparar precios.

Cuando haya terminado, querrá generar sus archivos gerber utilizando las opciones de fabricación de KiCad. Si realiza un pedido de JLCPCB específicamente, en realidad hay complementos útiles para JLCPCB y PCBway que puede usar para simplificar todo el proceso. Cuando haya terminado, simplemente comprima los archivos y cargue el archivo comprimido al fabricante de su elección. Dependiendo de a quién le compre, debería generar una vista previa donde le mostrará cómo se ve el tablero y le dará varias opciones de materiales, número de capas, colores y más. Me encantan las tablas que sobresalen, así que tiendo a elegir Blue FR4 con una serigrafía blanca o White FR4 con una serigrafía negra, pero las opciones varían de un fabricante a otro. OSH Park, por ejemplo, ofrece un hermoso PCB negro "After Dark" con una máscara de soldadura transparente (el polímero aplicado a la parte superior de los rastros de cobre; esto significa que podrá ver el cobre debajo). Definitivamente es premium, pero es muy atractivo y puedes hacer algunas cosas geniales con él.

De acuerdo, en mi ejemplo, obtengo 20 PCB en FR4 púrpura con HASL sin plomo de JLCPCB, que es suficiente para hacer unas 10 placas antes de tener en cuenta las partes. Como con la mayoría de las cosas, cuanto más compre, mayor será el descuento, así que considere hacer un montón de estos para usted y sus amigos. El costo aproximado aquí es de unos 25 dólares más el envío. Si realmente lo necesita ahora, puede pagar una prima por algo como DHL. Personalmente, tiendo a ir con el envío mega-barato porque solo estoy haciendo esto por diversión y no me importa si me toma unos meses llegar aquí. ¡Su kilometraje, por supuesto, puede variar!

Cuando llegue, vendrá empacado al vacío en una cajita y estará listo para soldar y ensamblar. Si tienes un teclado, vas a necesitar piezas de teclado, por lo que tiene sentido pedirlas en AliExpress al mismo tiempo para que lleguen cuando quieras. Alternativamente, puede apoyar a uno de los muchos excelentes proveedores de teclados. Pero claro, esto va más allá de simplemente hacer teclados baratos. Obtuve duplicadores domesday fabricados junto con múltiples arcade sticks y trackball PCB (para tableros complicados, es posible que necesite un poco de soldadura y ensamblaje en la fábrica). Los ejemplos que he presentado son bastante simples. Simplemente me gusta poner personajes de Pop Team Epic en mis dispositivos, pero si dominas herramientas como KiCad, no solo puedes imprimir serigrafías, puedes crear arte elaborado que integre las capas de cobre existentes en el arte mismo. (The Sweep, Urchin, Smitheii y Draculad son buenos ejemplos de esto). ¿Y si realmente eres bueno dibujando y diseñando? Puedes convertirte en una fuerza a tener en cuenta.

Así que ahora tiene su placa de circuito con una hermosa serigrafía personalizada. Pero si lo piensa, en realidad está a solo un salto, un salto y un salto de comenzar a hacer sus propias placas de circuito personalizadas. Un buen lugar para comenzar es usar algo como Ergogen como punto de entrada al diseño de circuitos para diseñar su propia placa desde cero. No hay nada que te detenga. Quiero decir, ya tienes el software en tu computadora después de todo. Y sabes cómo hacer tableros. Cuando lo piensas, también podrías dar el paso...

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