Lazer gravür cihazı ile prototip pcb yapma

 

20x40mm V-slot sigma profiller ve 3D yazıcıda basılan plastik parçalarla lazer gravür veya kazıyıcı cihazı yapmayı başardım. Bu tip cihazlar hazır olarak da satılıyor ama ben kendim yapmayı tercih ediyorum. Neden mi ? İlerde bir arıza durumunda, cihaz, piyasadan rahatlıkla bulunabilecek parçalardan oluştuğundan bu işin ticaretini yapan firmalara bağlı kalmamış oluyorum.

Cihaz çalışırken şasenin hareket etmemesi için, ayaklar, sehpaya vidaladığım küçük pabuçların içine oturuyor

Sistem x ve y ekseninde tekerleklerle hareket eden üç arabadan ve lazer modülünden oluşuyor. Lazerin altına konulan malzemeyi kesmesi veya yakması için odak mesafesinin iyi ayarlanması gerekiyor. Bazı lazer modüllerde odak ayarı varken bazıları sabit odaklı oluyor. Neyse ki z ekseninin yüksekliği, vidalı mil (tij) ile ayarlanabiliyor. 

Elektronik aksam, iki tane step motor dışında Arduino Uno, CNC shield (V3) kartlarından ve 12V güç kaynağından oluşuyor. Bilgisayar tarafındaki yazılım (Lightburn) arduino'ya seri porttan (usb) gcode yolluyor. Gcode, arduino içinde bulunan GRBL firmware ile yorumlanıyor. Bu sayede cihaza gönderilen gcode, hareketi ve lazer enerjisinin gücünü kontrol edebiliyor.

Hız birimi mm/dakika olması gerekiyor

Cihaz ayarları

Move sekmesinden cihaza manuel olarak hareket verilebiliyor

Lazer gücü yüzde olarak belirtiliyor

Lazer cihazı yakma yaparken solunmaması gereken gazlar çıkardığından, onunla aynı ortamda bulunmamak gerekiyor. Bu nedenle cihazı wifi ile kablosuz çalışır duruma getirip, üstüne bir IP kamera yerleştirdim. ESP01 ile yaptığım wifi kartının detaylarını sonraki bir yazıda paylaşacağım. 

Örnek olarak bu wifi kartı için bir pcb kazıyacağız. EasyEDA ile bilgisayara bir program kurmadan pcb kartımı hazırladım. Yüzeyi bakır kaplı pcb kartını siyah veya koyu kahverengi sprey boya ile boyayıp kurutuyoruz. Lazer, boyayı kaldırıyor ardından asit ile bakırı eritiyoruz ve kartımız hazır hale geliyor. Bendeki lazer modülü diyot lazer diye geçiyor. Direk bakırı kazıyan fiber lazer cihazlar da var fakat maliyetleri çok daha fazla oluyor.

EasyEDA'da her bir kutucuk 2.54mm ölçüsündedir. Kartı çevreleyen mor renkli BoardOutLine çizgisinin kalınlığını 0.2mm olarak ayarladım. Mor çizgi ile birlikte kartın eni 81.48mm, boyu 20.52mm oldu. Bu değerleri not ediyoruz, sonra kullanacağız.

EasyEDA export penceresi

Çözünürlüğü artırmak için bir işlem yapıyoruz. Export penceresinde sağ üstte bulunan size (boyut) kutusunda sağ klik yapıp incele (Chrome tarayıcıda) komutuna basıyoruz.

Size 2.5x için değeri 100 yapıyoruz. Böylece yüksek çözünürlüklü bir png dosyası elde ediyoruz.

Paint.net 4.2.8 programı ile delikleri doldurup, kartın çerçevesi dışındaki alanları siliyoruz. Bunun için resmi büyütüp, rectangle select ile çerçeveyi (mor çizgi) seçiyoruz. Ardından Image > Crop to selection menüsünü kullanıyoruz.

Paint.net öncesi

Paint.net sonrası

Youtube'da izlediğim bir video beni bu işe teşvik etmişti. Zafer Yıldız'a ait birçok video'da göreceğiniz gibi prototip kartlarda deliklere gerek kalmadan malzemeler karta direk lehimlenebiliyor. Bu nedenle kartta bulunan delikleri dolduruyorum.

Şimdi elde ettiğimiz png dosyasını svg dosyasına çeviriyoruz. Bunun için online bir site kullanıyoruz. Resim bitmap ortamından vektörel bir çizime dönüşmüş oluyor. Oluşan dosyayı Not defteri veya Notepad ++ ile açıyoruz. Pixel olarak belirtilen genişlik ve yükseklik bilgisini, daha önce not aldığımız, mm cinsinden değerlerle değiştiriyoruz.

Not defteri öncesi

Not defteri sonrası

Svg dosyasını File > Import menüsünden Lightburn içine alıyoruz.

Sağ üstte bulunan kesme (cut) ayarlarından mode'u çizgiden (line), doldurmaya (fill) çeviriyoruz.

Solda bulunan dikdörtgen aracı ile kart çerçevesini seçersek resim negatif (inverted) oluyor.

Artık, resimde siyah olarak görülen boyalı yerleri kazıması için lazer cihazını çalıştırabiliriz. 

Aynı işlem ütü veya permanent kalem ile de yapılabiliyor olsa da lazerin başka amaçlar için de kullanılabilmesi ona değer kazandırıyor.