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Olá Garagistas! Sejam bem vindos a terceira e última parte da nossa série especial "Da Ideia ao Protótipo". Neste tutorial iremos demonstrar como gerar o G-code, linguagem de programação usada nas máquinas CNC, utilizando o software Eagle. Depois ensinaremos passo a passo como produzir sua placa na máquina fresadora CNC do LabdeGaragem. E finalmente, soldaremos os componentes na nossa PCB com algumas dicas sobre a técnica de como soldar componentes SMD.

Material Utilizado:

1x - CI 555 SMD

1x - placa de fenolite

1x - trimpot 100k

1x - capacitor de 100nF

1x - capacitor de 10nF

2x - resistores 5k6

1x - resistor 1k SMD

1x - led SMD

1x - Fresadora CNC Lab de Garagem

Correção:

Olá Garagistas! Alguns clientes que adquiriram a nossa Fresadora CNC estão apresentando algumas dificuldades para gerar o Gcode e fresar sua PCB. Na maioria dos casos devido à versão do Eagle e à da ULP.

O Eagle utilizado no vídeo tutorial é versão 7.0 porém a versão que melhor apresentou resultado até o momento, sem apresentar falhas foi a versão 6.6.0. Por essa razão, caso você esteja entre aqueles que apresenta problemas para fresar sua placa na CNC do LabdeGaragem, sugerimos que passe a utilizar esta versão.

De forma análoga, a versão da ULP 3.6.0.4 também demonstrou melhor desempenho o link para o download desta versão pode ser feito clicando aqui

Porém esta versão de ULP deve ser extraída na raiz do disco C: 

Assim, quando estiver com o desenho de sua placa pronto no Eagle e for rodar a ULP como mostra a figura abaixo.

Você deve procurar  o arquivo pcb- gcode-setup.ulp na raiz do disco C: como mostra a imagem a seguir:

Com essas substituições os problemas devem desaparecer. Até mais!

PCB - Gcode ULP Download:

pcb-gcode-3.6.2.4.zip

1. Gerando o G-code

Após realizar o download do pcb g-code upl, que você pode realizar acima, descompacte o arquivo rar baixado e então, retorne a sua placa na interface do Eagle, vá em File e clique em Run ULP, como a figura abaixo mostra.

Então, selecione o arquivo "pcb-gcode-setup.ulp", ao clicar em open, a interface da ULP se abrirá.

A seguir temos as configurações para a CNC do LabdeGaragem:

Após realizar essas configurações, abra a aba GCode Style dessa interface, selecione a segunda opção, e clique em "Accept and make my board". E então uma pré visualização da sua placa se abrirá, o que indica que a geração do G-code foi bem sucedida.

Agora abra a pasta onde o G-code foi gerado, você perceberá que foram criados 2 arquivos com extensão TAP, um com final do nome "etch" e o outro com final "drill". O primeiro é o arquivo que fará o desenho das trilhas, e o segundo o que fará os buracos para o encaixe dos componentes da placa.

Iremos adicionar 2 comandos no final do arquivo etch antes dos comandos M05 e M02 :

G00 Y0.00

G00 X0.00

O objetivo desses comandos é de retornar a posição Zero (inicial), após o desenho das trilhas, isso porque trocaremos a ferramenta na para fazer os furos, e portanto precisamos estar na posição certa para furar nos lugares certos.

. Agora com o G-code pronto, você precisa passá-lo para a CNC, portanto deve colocá-lo em um cartão SD, mas primeiro deve salvar com extensão txt e com o nome code. Assim, dentro do seu cartão SD o código deve estar como - code.txt. Agora é so colocar o cartão SD na CNC. 

2. Utilizando a CNC

Após fixar bem sua placa de fenolite na mesa da CNC e com a ferramenta de fresa posicionada corretamente é hora de ajustar a mesa para obter um resultado de qualidade. Existem, na mesa, quatro parafusos de ajuste, durante esse ajuste vou desenhar um quadrado, com dimensões superiores aos da nossa placa.

Assim, quando eu quiser levantar levemente um dos lados, eu aperto o parafuso de ajuste daquele lado, e quando quero desce-lo eu afrouxo o parafuso de ajuste. Ajusto até obter a espessura da trilha que quero em todas as linhas do quadrado.

Para posicionar a ferramenta, utilizo o controle manual (pode-se utilizar os comandos no computador também), selecionando a velocidade desejada para andar com o eixo X , Y e Z.

Quando aproximo o eixo Z da placa com objetivo de encostar a fresa o faço com a velocidade Extra Lenta, uma vez que quero encostar somente a ponta da ferramenta de fresa de forma que faça uma trilha bem fina.

Após atingir a posição desejada, abro o Serial Monitor. É importante definir este ponto como ponto inicial, ou seja, ponto Zero. Os comandos que digitados no Serial Monitor se realizarão em função deste ponto. Há duas maneiras de definir o ponto Zero, a primeira é pressionar o botão Reset do controle manual e a outra é fechar e reabrir o Serial Monitor. Quando fizer um desses passos o ponto onde a ferramenta está será definido como novo ponto Zero.

Os comandos devem ser escritos com letra maiúscula seguidos do valor em milímetros que você deseja avançar. Observe também que o Serial Monitor reconhece automaticamente a Fresadora CNC.  

Após Realizar o ajuste, retorne ao ponto Zero, ou se quiser defina um novo se for necessário, lembrando que o G-code irá rodar a partir de seu ponto Zero. E com a ferramenta posicionada no ponto Zero aperte o botão Start do controle manual. E então, a máquina iniciará o processo de desenho das trilhas.

Quando a máquina finalizar o desenho das trilhas, ela retornará ao X Zero e Y Zero e com Z 25, para que possa trocar a ferramenta de fresa por uma broca e realizar a furação da placa. Ao trocar a ferramenta ela estará posicionada corretamente em X e Y mas é necessário redefinir o eixo Z, então com a broca devidamente instalada posicione o Z de forma que a ferramente encoste ligeiramente na placa, redefina este ponto como Zero (muito importante), fechando e reabrindo o Serial Monitor, ou pressionando o botão Reset do controle manual. 

Troque o código de dentro do cartão SD, coloque o cartão no computador e agora salve o arquivo TAP com o nome final de drill. Lembre de salvar com o nome "code" e mude a extensão para txt. Dentro do cartão o código deve estar como "code.txt". Posicione o cartão e pressione Start no controle manual e então a máquina iniciará o processo de furação da placa.

Agora com a placa pronta, podemos cortar para destacá-la da placa de fenolite. Troque a ferramenta por uma fresa de corte, e aproxime com cuidado da placa no ponto onde deseja começar o corte. para obter precisão na profundidade do corte na placa eu utilizei o controle manual. Como sei que minha placa tem uma espessura de 1,8 mm após a ferramenta encostar na placa eu escrevo o comando: -Z1.4 

Esse comando irá fazer a fresa avançar 1,4 mm para baixo, dessa forma consigo cortar a placa de fenolite sem atingir a mesa da máquina. A partir daí corto a placa andando com a ferramenta através do controle manual.

Agora é só destacar sua placa

3. Soldagem

Como estamos trabalhando com componentes SMD recomenda-se a utilização de fluxo de solda, ela facilita o processo e provê mais qualidade do resultado.

Passe fluxo de solda sobre a superfície onde posicionará o componente.

Com auxílio de uma pinça de precisão, posicione o componente a ser soldado. Estanhe a ponta do seu ferro de solda (o ferro de solda tem que possuir uma ponta fina, caso contrário será difícil soldar com qualidade) com pouca quantidade de estanho, somente o necessário para fixar o componente na placa.

Agora com o componente fixo podemos soldar extremidades, sempre tomando cuidado para não deixar a solda escorrer muito, ou não queimar o componente com o ferro de solda.

Se houver necessidade de limpar a solda de um ponto ou outro, recomendamos que utilize a malha de solda, ela facilita muito o processo de limpeza, especialmente quando lidamos com trilhar bem finas e componentes SMD.

Ao final seu protótipo terá mais ou menos essa aparência: