Mogliście już zauważyć po zdjęciach dołączonych do wcześniejszych artykułów, że zacząłem lutować swoje HomeKitowe „eksperymenty” na płytkach, które wyglądają profesjonalnie. Czas rozwinąć temat płytek wzmiankowany w poprzednim artykule z tego cyklu. Kontynuujemy wycieczkę po JLCPCB.

Od pomysłu, do przemysłu

Gdy wpadamy na pomysł nowego urządzenia, to najpierw testujemy koncepcję za pomocą płytek stykowych i modułów deweloperskich. Gdy pierwszy etap kombinacji sprzętowo-programowo-projektowych zostanie zakończony, zaczynamy mieć dość plątaniny drutów. Możemy wtedy zlutować układ na płytce deweloperskiej. Gdy ten etap zakończy się, warto pomyśleć o przejściu z modułów deweloperskich, na elementy drobniejsze i pomyśleć nad finalną formą urządzenia. Można wtedy zaprojektować własne obwody drukowane, a potem wykonać je samemu tracąc sporo czasu, idąc na kompromisy co do szerokości ścieżek i ilości warstw oraz niestety często osiągając dość mierny efekt. Tak było przynajmniej w moim przypadku. Drugą opcją jest zlecenie wykonania płytek firmie specjalistycznej, a jest ich sporo. Jak się domyślacie, skuszony reklamami „10 płytek za 2$” przetestowałem możliwości firmy JLCPCB.

Zaczynamy

Czasy, gdy użytkownik macOS miał problem, gdy poszukiwał programu do projektowania obwodów i tworzenia schematów minął. Obecnie mamy całkiem przyzwoity wybór. Od Eagle Autodesk, który w amatorskich i mocno ograniczonych zastosowaniach jest darmowy, przez otwarty KiCad EDA po częściowo online’owy EasyEDA, z którego skorzystałem i który polecam przynajmniej do momentu, gdy nie zajmiecie się Bardzo Tajnymi projektami.

Z EasyEDA można korzystać w przeglądarce lub pobierając aplikację częściowo napisaną w Javie. Do pracy system wymaga konta założonego w tym serwisie. Tam też są przechowywane projekty, ale można je zarchiwizować (w różnych formatach) i zapisać na dysku. Aplikacja jest w polskiej wersji językowej, ale jak ktoś ma z tym problem, można przełączyć na angielski lub chiński. Systemem EasyEDA pozwoli na stworzenie schematu, a potem skonwertowanie go na projekt płytki. Podczas projektowania mamy do dyspozycji ogromną bibliotekę gotowych elementów z symbolami i co ważniejsze ich „footprintami”, czyli wzorami rzeczywistymi ze stykami, padami, otworami, do ułożenia na płytce. W bibliotece znajdują się elementy i moduły zaprojektowane przez ich producentów, ale również tworzone przez społeczność.

Po wykonaniu schematu konwertujemy go na płytkę. I tu zaczyna się chyba najtrudniejszy etap. Musimy rozmieścić elementy w rozsądny sposób, pamiętając o tym, że mają np. swoją wysokość. Standardowo system proponuje płytkę dwuwarstwową. Jeżeli nie mamy wielkiego gąszczu elementów lub nie chcemy upchnąć układów na mikroskopijnej przestrzeni, to powinno wystarczyć. Domyślne ustawienia dotyczące szerokości i dostępu ścieżek są ok, ale ja czasem lekko je zwiększam. Można również wybrać specjalne traktowanie wybranych połączeń. Np. VCC zrobić ciut grubsze i z większym dostępem. Dodatkowo warto pamiętać, że w płytce można projektować wycięcia np. konstrukcyjne ułatwiające montaż lub oddzielające ścieżki z wysokim napięciem od reszty układu. Nie zapomnijmy również o dodaniu otworów montażowych. Elementy można oczywiście rozmieszczać na górnej i dolnej powierzchni, zależnie od potrzeb.

Po ułożeniu układów nadchodzi czas zaprojektowania ścieżek. To może za nas wykonać system. Normalnie odbywa się to za pomocą serwera, ale często jest on zajęty i musimy czekać na swoją kolej. Na szczęście wystarczy zgodnie z instrukcją zainstalować na komputerze autorouter. Pobieramy paczkę, rozpakowujemy i teczkę umieszczamy gdzieś na dysku. Ja wsadziłem go do Aplikacji. W Terminalu należy wskazać ścieżkę do folderu i wydać komendę zgodnie z opisem uruchomienia. Od tego momentu EasyEDA będzie podczas tyczenia ścieżek działać lokalnie.

Po wykonaniu ścieżek możemy lekko je skorygować, a potem dodać obszary miedzi. Aplikacja oferuje opcję automatycznego uzupełniania obszarów. Wystarczy, że zaznaczymy obszar, ustalimy odstęp od ścieżek oraz połączenia, jakie ma stanowić np. GND, czyli masę. Kolejnym zadaniem jest dodanie opisów. Można nawet umieścić logo w postaci jednokolorowego obrazka. Gotową płytkę da się obejrzeć w 3D lub widoku „fotograficznym” i przeprowadzić ostateczną inspekcję.

Jeżeli będziemy chcieli podjąć się samodzielnego wykonania płytki, to z programu wyeksportujemy pliki pdf. Proszę pamiętać, aby wierzchnią warstwę wyeksportować w odbiciu lustrzanym, a dolną normalnie. Tak samo można wydrukować jedynie obraz z rozmieszczeniem elementów, aby ułatwić sobie montaż lub przymierzyć się do jakiejś obudowy.

Jednak osobiście polecam zlecenie wykonania płytek fachowcom. Dla nich musimy wyeksportować pliki GERBER. Jest to standard używany w zasadzie przez wszystkie wytwórnie.

Pliki GERBER można podejrzeć w przeglądarce na stornie gerber-viewer. Gdy wszystko wygląda poprawnie, przechodzimy do zamówienia.

10 sztuk za dwa dolary

Ta reklama jest prawdziwa! JLCPCB oferuje wykonanie dwuwarstwowych płytek o grubości 1,6 mm (lub 1 i 1,2 mm) ze wszystkimi szykanami, czyli soldermaską, metalizowanymi otworami i cynowanymi padami oraz nadrukiem z opisami. Płytka może mieć maksymalne wymiary 10 × 10 cm. To całkiem sporo.

Jest pewien haczyk. Jeżeli zechcemy do zamówienia dodać kolejny projekt, to cena za drugi i następne „znacznie” wzrasta, do… aż 5$. Obecnie, JLCPCB przestało pobierać dodatkową opłatę za inny niż zielony, kolor soldermaski. Do wyboru mamy dodatkowo: czerwony, żółty, biały, niebieski i czarny matowy. Jednak, gdy zlecamy wykonanie większej ilości warstw lub inne wykończenia miejsc lutowniczych, cena czasem znacząco rośnie. Jednak większość z nas zadowoli się dwuwarstwowymi płytkami.

Istotnym aspektem jest koszt wysyłki. DHL to około 23-25$, UPS 30$, a pocztą poniżej 10$, ale czas dostawy znacznie wzrasta. DHL dostarczy nam paczkę w 3-5 dni, UPS wokoło tydzień, a poczta nawet, aż w trzy tygodnie. Dodatkowo czeka nas odprawa celna i VAT. Nie zmienia to faktu, że za 20-40 płytek z przesyłką DHL, odprawą i podatkiem zapłacimy koło 250 zł, a od wysłania plików do otrzymania paczki minie niespełna tydzień. Niestety zlecając produkcję w Polsce, zapłacimy więcej i dłużej będziemy czekać na realizację oraz, co gorsza, otrzymamy wyrób np. bez warstwy opisowej.

Wracając do zamówienia. Po przesłaniu plików są one kontrolowane pod względem poprawności i możliwości wykonania. Jeżeli coś jest nie tak, to zostaniemy poinformowani i będziemy mogli poprawić pliki, Uwaga: kontrola dotyczy szerokości ścieżek, odstępów, poprawności danych, wielkości otworów, ale nie możemy liczyć, że ktoś znajdzie błędy logiczne, czy umieszczenie tekstu na warstwie miedzi zamiast opisowej, co mi się przytrafiło, przez co zrobiłem sobie zwarcia, które musiałem rozcinać na jednej z płytek.

Po akceptacji i opłaceniu np. za pomocą PayPal rusza produkcja. Etap, na którym jest nasze zlecenie, możemy stale kontrolować. W moim przypadku trwało to jedną dobę, a nie dwie podawane w reklamie przez firmę. Potem już tylko czekałem na przesyłkę. Jakość płytek jest wyborna. Naprawdę wyglądają w 100% profesjonalnie i takie są. Jak mogliście przeczytać miesiąc temu, wszystkie są kontrolowane jeszcze w wytwórni.

Na koniec kilka uwag praktycznych.

Płytki mogą mieć złożone kształty, owalne okrągłe, z wycięciami. Nie ma to wpływu na cenę. Otwory mogą mieć średnicę nawet poniżej 0,5 mm. Ponoć 0,2 mm też jest wykonalne. Z powodów kosztu przesyłki kurierskiej (jeżeli nam się spieszy), warto zdecydować się na realizację kilku projektów naraz, nie zważając na cenę 5$ za drugi i następne. Należy być przygotowanym na opłatę ~69 zł za odprawę i dodatkowo VAT 23% od ceny zamówienia z kosztem przesyłki. To są wartości przy dostawie DHL „na firmę”. Możliwe, że pocztą uda się uniknąć części dodatkowych opłat. Tak czy siak, cena i czas realizacji nadal są bardzo atrakcyjne. Jednak jeżeli znajdziecie w Polsce lub Europie lepsze oferty, to chętnie skorzystam. Dajcie koniecznie znać.

Miłego lutowania!