Tableros hermosos y extraños

Recientemente he sentido curiosidad por las formas interesantes de PCB. En el pasado siempre he usado polígonos simples, tal vez redondeando las esquinas para hacer el diseño un poco más agradable desde el punto de vista estético. El tablero de la derecha fue mi introducción a las posibilidades de los tableros con formas extrañas. Está diseñado para acoplarse con un zumbador piezoeléctrico (utilizado como actuador). He estado planeando fabricarlo con FPC (circuitos impresos flexibles), pero como la fabricación es tan barata, lo envié a OSHPark para ver qué hacían con él. OSHPark no tiene especificaciones estrictas sobre el enrutamiento interno, pero en mi experiencia están dispuestos a probar cualquier cosa (y su calidad siempre es excelente). El ancho de las clavijas de la PCB que se muestra es de 5 mm. Pensé que era un riesgo y que era probable que el FR4 se rompiera, ¡pero resultó genial!

Esto me ha llevado a darme cuenta de que mis placas podrían verse mucho más interesantes de lo que son actualmente y que nuestro moderno proceso de fabricación de PCB altamente optimizado ofrece mucho espacio para la experimentación. Este artículo analizará algunas de las opciones disponibles al crear PCB no tradicionales.

El tablero de la izquierda es para una simple linterna solar. Los LED se encuentran al final de las pistas ondulantes, con el controlador IC en el centro. Lo diseñé para intentar impulsar el proceso, ver si se podía hacer que una PCB pareciera un poco menos estéril y más como un objeto artesanal. Los rastros que van a los LED se dejaron desenmascarados para permitir que salieran en oro con ENIG. Creo que el tablero fabricado se ve bien, pero para la próxima revisión conservaré más máscara, lo que debería hacer que los rastros se destaquen. Es gratificante que ahora tenga una idea aún mejor de las extrañas formas de tableros que OSHPark puede afrontar (e intentaré llevar el proceso aún más lejos).

La mayoría de las herramientas de diseño, incluido KiCad, no están diseñadas teniendo en cuenta los bordes o componentes complejos de fabricación. Si bien los bordes del acoplador de arriba se crearon en KiCad, fue un proceso desagradable. Entonces, para la linterna solar opté por herramientas externas.

Primero, diseñé el corte del borde en forma de flor en Inkscape. En versiones recientes de KiCad es bastante fácil importar los cortes de borde. En primer lugar, cree sus bordes en Inkscape, asegúrese de que el diseño sea un dibujo lineal simple y guárdelo como un archivo DXF. Luego simplemente seleccione "Archivo->Importar->DXF" en KiCad e importe el DXF a la capa Edges.

Crear trazas ondulantes en KiCad es más difícil; de hecho, no es posible. KiCad no tiene ningún concepto de trazas no rectas ni de geometrías de almohadilla limitadas.

KiCad incorpora una herramienta llamada “Bitmap2Component”, aunque muchos la han utilizado con buenos resultados para agregar logotipos a sus tableros, no es ideal cuando se trabaja con datos de imágenes vectoriales y tiene una funcionalidad limitada. Para resolver este déficit recurrimos a svg2mod. Esta herramienta le permite convertir un svg en una huella KiCad usando una simple herramienta de línea de comando. En Linux puedes usarlo de la siguiente manera:

Como KiCad solo usa líneas rectas, las curvas en su svg original se dividirán en segmentos de línea recta. El parámetro "-p" determina en cuántos segmentos se divide una curva y puede requerir algo de experimentación. svg2mod funciona con archivos svg en capas. Puede crear capas separadas en su svg para cobre, máscara y seda, produciendo huellas de componentes complejas. Para el PCB de arriba utilicé esto para quitar la máscara de todos los rastros ondulantes. Es posible que los usuarios de Eagle quieran consultar svg2poly, que parece proporcionar una funcionalidad similar.

Este es mi primer intento de crear placas más atractivas desde el punto de vista estético, pero Saar en Boldport ha estado fabricando PCB de excelente apariencia durante años.

Algunos de sus diseños (como el que se muestra a la derecha). Son difícilmente reconocibles como una losa de FR4. Marie Claire encargó este y otros tableros similares para una sesión fotográfica llamada Haute Circuits, que utilizó los tableros como telón de fondo para piezas de joyería de lujo.

Los diseños de Boldport son siempre únicos y hermosos. Es característico que nunca se encuentre un rastro directo. Producir tales diseños en un paquete de diseño tradicional sería casi imposible.

Por este motivo, Saar tomó la audaz decisión de diseñar su propio software de diseño desde cero. La herramienta se llama PCBMode y es gratuita y de código abierto. Está en gran medida diseñado para el flujo de trabajo único de Saar y requiere un poco de tiempo para acostumbrarse, pero vale la pena echarle un vistazo.

En lugar de tener su propia interfaz, los esquemas de PCBMode se representan en una serie de archivos JSON. Luego se procesan en un SVG que se puede editar en Inkscape para producir un diseño estéticamente agradable. Luego, finalmente, el svg se procesa para crear gerberas listas para la fabricación.

PCBMode produce placas hermosas, pero requiere una importante inversión de tiempo para acostumbrarse. Si disfruta de las hermosas placas de PCBMode, es posible que desee ver los hermosos kits de Saar que proporcionará mediante suscripción a partir de marzo. Todo diseñado con cariño en PCBMode.

Hay una tradición más consagrada que debemos mencionar, aunque con un toque moderno. Antes del auge de las herramientas de diseño computarizadas, era bastante común diseñar tableros a mano.

Estos viejos tableros con sus pistas tremendamente irregulares (generalmente sin máscara) todavía tienen cierto atractivo visual. Para los piratas informáticos que graban en casa, esto es, por supuesto, fácil de replicar. Pero también puedes lograr una estética similar usando una fábrica comercial y una herramienta para convertir archivos svg directamente en gerbers.

Para este propósito, Cenon funciona bien. Tendrás que crear y convertir archivos svg por separado para cada capa y bordes. También te queda el problema de crear tu propio archivo de perforación. De los procesos que he investigado hasta ahora, svg2mod con KiCad funciona mejor para mí, permitiéndome crear fácilmente huellas de componentes vectoriales complejas y de múltiples capas en Inkscape para importarlas a KiCad y combinarlas con elementos de circuitos más tradicionales. El proceso de creación e importación de huellas y bordes funciona bien, aunque sea un proceso un poco complicado.

Me encantaría conocer sus diseños de PCB innovadores favoritos y cualquier herramienta que haya encontrado para ayudar en el proceso de diseño de PCB novedosos. ¡Por favor comenta a continuación!