Elektronika se zmenšuje a s ní i samotné součástky. Pro dosažení výsledků, srovnatelných se skutečnými produkty, jsou potřeba tenké spoje a mnoho součástek na malé DPS (deska plošných spojů). Domácí výroba by byla téměř nemožná a je tak třeba přenést zodpovědnost na specializovanou společnost. Conrad.cz, která spolupracuje s Německou společností Eurocircuits. Zde jednoduše nahrajete výrobní data a za pár dní máte v ruce hotovou DPS v libovolném množství a v perfektní kvalitě. Službu jsem využil pro výrobu DPS, kterou jsem navrhl pro můj další Maker projekt ve spolupráci s firmou Conrad.

Srovnání s výrobou doma

V jednom z předešlých článků jsem představil metodu, jak si vyrobit jednoduchý plošný spoj v domácích podmínkách. Vlastní výroba je náročná na čas i preciznost a i tak má své limity. Z vlastní zkušenosti vím, že pokud chci DPS vyrábět doma, musím tomu přizpůsobit výběr součástek, velikost pájecích plošek, průměry děr, nebo izolační vzdálenosti. V případě profesionální výroby je zaručená kvalita a bezchybnost s přesností 0,15 mm, nebo i méně. Tím pádem lze použít menší pouzdra součástek, naskládat je blíže k sobě a hlavně je DPS v základu oboustranná. 

Profesionální metodika návrhu, popsaná v následujícím odstavci, vyžaduje velké množství prokovů (propojení obou vrstev), čehož doma nedosáhneme. Proto pokud se jí chceme držet a vytvořit malé, spolehlivé zařízení, je nutné zadat si profesionální výrobu. Třešničkou na dortu pak je možnost uživatelského potisku DPS z obou stran. Lze tak například označit, kam patří jaká součástka, kde je jaký konektor. To později usnadní jak osazení, používání, tak případnou diagnostiku a opravy. Výroba je sice nákladnější, ale rozdíl je značný. Čím více kusů objednáte, tím je cena za jeden nižší. Domácí výroba se tak hodí spíše pro jeden prototyp s malou složitostí, kde nepřeváží výhody profesionální DPS.

Metodika návrhu oboustranné DPS

Oboustranná DPS je základní varianta, která je nejlevnější a pro mnoho aplikací stačí. Více vrstev se dosahuje nalepením dalších vrstev na oboustrannou, časová i finanční náročnost je tedy zřejmá. Aby se plně využily možnosti oboustranné DPS, je při návrhu potřeba postupovat následovně. 

Součástky se zpravidla umisťují pouze z vrchní strany, je pak snazší jejich fyzické osazení. Většina spojů se vede na vrchní straně mezi součástkami. Spodní vrstva se vyplní co největší měděnou plochou, připojenou na nulový potenciál (na zem). Připojení na zem většinou vyžaduje nejvíce součástek, díky tomu se množství spojů vyřeší tím, že se tyto kontakty propojí se spodní vrstvou pomocí prokovené díry, tedy umístěním prokovu. Dále se ve spodní vrstvě vedou i jiné spoje, ale vždy tak, aby do spodní vrstvy zasahovaly co nejméně. Je snaha pouze překonat nutné překážky v podobě dalších spojů v horní vrstvě. Na obrázku je ukázka navržené DPS. Modrá barva vyobrazuje vrchní vrstvu. Je zřejmé, že většina spojů je právě v této vrstvě a součástky jsou shora všechny přesně dle popsané metodiky.

Výrobní data

Návrhový program pro plošné spoje vygeneruje gerber soubory (.gbr). Některé programy využívají jinou koncovku, ale jedná se o totožný soubor. Pro každou vrstvu se vygeneruje právě jeden soubor a je třeba ho správně pojmenovat. Tyto soubory obsahují motiv dané vrstvy. Dále je zapotřebí soubor pro vrtačku se souřadnicemi děr a průměrem vrtáků (.drl). Pro výrobu oboustranné DPS jsou nutné následující soubory: (v závorce doporučený název souboru pro Eurocircuits)

  • Vrchní potisk (top_legend.gbr)
  • Vrchní nepájivá maska (top_solder_mask.gbr)
  • Vrchní měď (top_copper.gbr)
  • Spodní měď (bottom_copper.gbr)
  • Spodní nepájivá maska (bottom_solder_mask.gbr)
  • Spodní potisk (bottom_legend.gbr)
  • Obrys DPS a vnitřní frézování (milling.gbr)
  • Prokovené díry (coated_holes.drl)

Eurocircuits objednávka

Eurocircuits nabízí buď výrobu 1 až 5 kusů jako rychlý prototyp, nebo standardní výrobu DPS, kterou označují jako Standard Pool. Pro můj projekt jsem potřeboval DPS o velikosti přibližně 5×3 cm v celkovém počtu 20 kusů. Zvolil jsem tedy standardní výrobu. Dalším krokem v objednávce je nahrání výrobních dat. Všechny soubory je třeba vložit do archivu zip, nebo rar. Je dobré držet se názvů tak, jak jsem popsal v předchozím odstavci. Jakmile systém data zpracuje, lze zkontrolovat správnost dat v nástroji PCB Visualizer. Je důležité zkontrolovat, zda se jednotlivé vrstvy načetly ze správných souborů. Dále je na výběr mnoho technologických detailů, které jsou ale v základu nastaveny správně a většinou není třeba nic měnit. Na základě všech nastavení systém nabídne cenu a pak už jen stačí potvrdit objednávku a čekat na dodání hotových DPS.

Závěr

Společnost Eurocircuits mě mile překvapila, místo deklarovaných 7 pracovních dní objednávka dorazila už za 3. Objednával jsem 20 kusů stejných DPS. Všechny přišly přesně vyfrézované na požadovaný rozměr. Všechny byly zabalené v dvojité plastové fólii. Celkově balíček působil pevným dojmem. S DPS jsem tedy spokojený jak na první pohled, tak i po funkční stránce. Úspěšně jsem osadil a zprovoznil jeden kus.

Celkově byla objednávka jednoduchá, rychlá a nenastal žádný problém. Tak jak jsem DPS navrhl, tak jsem je obdržel. Eurocircuits dále nabízí osazení součástkami, ale to je v tomto případě práce pro mě.

Zajímá vás, jak vypadají DPS osazené součástkami? Chcete vědět, jakou funkci mají plnit?

Sledujte zde na blogu další články o tomto projektu! Pojďme ty DPS oživit!

Autor

Ke spolupráci s Conradem jsem se dostal přes svou bakalářskou práci na Fakultě Elektrotechnické ČVUT. Jednoduché robotické rameno Velleman KSR10 dodávané touto společností jsem vybavil řídicí elektronikou a k jeho ovládání vytvořil aplikaci pro OS Android. Aktuálně v Conradu testuji a recenzuji nové produkty a podílím se na několika dalších projektech. Nejvíce mě baví MAKER odvětví.

Napsat komentář