Hoje em dia, se você deseja construir algo com chips e componentes modernos, provavelmente deseja um PCB personalizado. Ele permite criar um projeto limpo e compacto que tenha um certo nível de arrumação e robustez que você não pode obter com uma placa de ensaio ou protoboard. O único problema é que o pedido de PCBs leva tempo e é fácil se cansar de atrasos no envio quando você não mora na sombra das casas de tábua Shenzhen.
[Zach Fredin] Não sofre esse problema, ele mesmo. Ele está preparando PCBs de alto recurso em casa com velocidade e eficiência que qualquer fabricante invejaria. No 2024 Hackaday Supercon, ele teve a gentileza de dar uma palestra para explicar O grande valor de engenharia fornecido pelo Gravador do Circuito. (Ele também estava demonstrando no beco, mas você tinha que estar lá.)
https://www.youtube.com/watch?v=agvqcya3kka
Sempre foi possível fazer PCBs em casa. Muitos experimentaram ferros e banhos de toner e gravura para níveis variados de sucesso. Você pode fazer grandes coisas se investir em ferramentas e upskilling, mas fundamentalmente, pode ser difícil fazer bom PCBs que fazem o que você quiser. Afinal, há coisas que você pode querer fora de seus PCBs personalizados – os finos trazem um primo entre eles. Isso pode ser um desafio de fazer em casa com técnicas tradicionais.
[Zach’s] O foco era encontrar uma maneira de criar essas placas de “alto recurso” em casa – especificamente, referindo -se a placas com um excelente tamanho mínimo de recurso. Imediatamente, seus programas de entrevistas em uma placa de exemplo, com um chip DFN de 0,5 mm de pitch, emparelhado com 0804 resistores e 0402 LEDs. [Zach] Fez esta prancha em seu apartamento, usando uma máquina de sua própria criação – o grave de circuito.
Você pode estar esperando algum tipo de máquina de gravura a laser ou uma fábrica de PCB, mas o Graver de Circuito é um pouco diferente. Em vez de uma cabeça de gravura giratória de alta velocidade, ele usa uma ferramenta pontuda para raspar as placas revestidas de cobre para criar os traços desejados. [Zach] foi inspirado a seguir essa rota devido às limitações que ele encontrou durante suas experiências com máquinas tradicionais de moagem de PCB. Ele os achou alto, bagunçado, lento e limitado em sua resolução. Ele achou difícil construir designs com algo menor que chips de mergulho ou sois ao confiar em tábuas moídas.
O Graver de Circuito foi gerado por uma técnica [Zach] Desenvolvido anos atrás, quando ele começou a esculpir placas usando uma lâmina de cortador de caixa modificada manualmente, antes de perceber que a mesma técnica poderia se beneficiar da magia do Controle Numérico de Computador (CNC). Em vez de mover a ferramenta, por que não fazer o computador fazer isso com mais precisão?
O design da máquina em si é convencional, mas repleto de detalhes inteligentes e construído com peças do eBay e componentes impressos em 3D. [Zach] construiu uma plataforma de movimento cartesiano para mover a ferramenta sobre uma placa de cobre, com eixos x e y para posicionamento e um eixo z para elevar a ferramenta quando necessário e também controlar a pressão descendente. Há também um motor de passo para a ferramenta, para manter o cortador alinhado com a direção do traço a ser esculpido.
Você pode fazer isso com uma lâmina de cortador de caixa, mas isso não é bom o suficiente para a resolução que [Zach] esperava alcançar. Para esse fim, ele equipou o túmulo do circuito com uma inserção de carboneto destinada ao uso como ferramentas de torno. A ferramenta possui um raio de 100 mícrons que pode criar uma vala de 0,2 mm na placa vestida de cobre, imediatamente pronta para uso. Isso permite a criação de traços aproximadamente cerca de 8 mil ou mais. Você pode até aprimorar as ferramentas e reduzi -lo a 0,1 mm ou menos, o que é teoricamente Bom o suficiente para 4 espaços mil. Isso é perfeito para trabalhar com peças menores de tamanho de recurso.
[Zach]A palestra fornece uma avaliação realista do desempenho do mundo real do grave do circuito. No momento, é capaz de esculpir 8/8 (0,2 mm) de recursos em pequenas placas, enquanto os recursos de 6/6 (0,15 mm) são “marginais”. A esperança é diminuir para 4/4 (0,1 mm) com atualizações futuras. A velocidade é excelente, no entanto-o grave de circuito pode esculpir bons traços a 20-50 mm/s. Por enquanto, porém, a configuração manual ainda é necessária – para garantir o zero correto e que a pressão de ferramentas está correta, por exemplo.
Não é algo que você usaria para PCBs de produção, por si só – uma casa de diretoria real sempre ganhará para esse tipo de aplicação. No entanto, para produzir pranchas para prototipagem rápida, mesmo com componentes modernos de feeds finos? É fácil ver o valor do grave de circuito. Imagine encomendar algumas peças novas e preparar um quadro de projetos exclusivo apenas minutos ou horas depois de terminar o design no seu PC – é quase intoxicante para pensar.
Na verdade, apresentamos o Graver do Circuito no blog no ano passado– e existem arquivos de design em hackaday.io para os curiosos. Se você está ansioso para começar a preparar placas simples de destaque em casa, pode ser uma construção que vale a pena examinar!
