CN204442824U - 一种3d打印机使用的pcb板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种3D打印机使用的PCB板，涉及电子工业领域。本实用新型实施例提供的一种3D打印机使用的PCB板，采用了具有较高高度的复位开关，与现有技术中的复位开关通常较低，在复位开关低于外围电路的情况下，容易在按下复位开关的时候，误按到其他外围电路的元器件，进而造成了PCB板自身的损坏，或者误操作相比，其通过设置了复位开关，且复位开关远离PCB板身的高度高于复位开关预定距离内的外围电路远离PCB板身的高度，使得复位开关在按下的时候，难以触碰到其他外围电路上的电子元器件，从而使得复位开关的操作得到了简化，解决了现有技术中的不足。

Description

一种3D打印机使用的PCB板

技术领域

本实用新型涉及电子工业领域，具体而言，涉及一种3D打印机使用的PCB板。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。随着技术的发展，几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。

电子设备采用PCB印制板后，由于同类印制板的一致性，从而避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。从其使用的角度来看，可以将PCB板分为3类：单面板、双面板和多层板。层数越多，可以使用的布线面积也就越大。电子设备采用印制板后，由于同类印制板的一致性，从而避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。

通常PCB版的制作有如下流程：1，开料、2，钻孔、3，沉铜、4，图形转移、5，图形电镀、6，退膜、7，蚀刻、8，绿油转移、9，添加字符、10，成型和测试等步骤。在进行正式的工作前，还需要通过电脑(如CAD)对PCB板进行设计，以防止易受到干扰的元器件之间的距离过近，并防止元器件之间的短路等问题。

3D打印是近年来兴起的一个行业，3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。

3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。

现有的3D打印机中的RUMBA板采用ATmega2560作为主控芯片，配合高性能USB芯片ATMEGA16u2，达到可以兼容所有RAMPS相关固件；其参数为：产品尺寸，135*175mm；电机驱动支持：A4988DRV8825；控制屏支持：LCD2004LCD12864；PWM直流输出(加热管，风扇)：6路输出(1路大电流，3路中电流，2路小电流)采用高性能的导通阻值Mos管做驱动，每路输出有LED作为指示；供电部分：电源输入为12V-35V，双路电源设计，有效避免相互影响，热床部分支持12V，11A大电流，其他部分12V，3A；支持6路电机输出，接线方式采用压线端子形式；支持6路限位输入，X-，X+，Y+，Y-，Z+，Z-；支持5路传感器输入；支持硬件复位。如图1所示，示出了现有3D打印领域的PCB板布局方案，PCB板上的复位开关的位置靠近电路板的中央，导致在需要按下复位按钮的时候十分不便，并且容易按到其他的按钮，导致错按，进而使3D打印进行错误的操作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种3D打印机使用的PCB板，以降低操作复位开关时误按到其他元器件的概率。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种3D打印机使用的PCB板，包括：长方形的PCB板身和位于PCB板身同一侧的复位开关、功能芯片和外围电路，复位开关和外围电路均与功能芯片电连接；

功能芯片用于向外围电路发送控制信号，以使外围电路控制3D打印机工作；

复位开关用于生成、并向功能芯片发送复位信号，以重置功能芯片；

复位开关远离PCB板身的高度高于复位开关预定距离内的外围电路远离PCB板身的高度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，功能芯片包括复位引脚，复位引脚与复位开关电连接，以接收复位信号；

复位开关靠近复位引脚设置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，功能芯片包括第一控制芯片和第二控制芯片，第一控制芯片位于PCB板身的左上方，第二控制芯片和复位开关均位于PCB板身的左下方，且第一控制芯片和第二控制芯片均与复位开关电连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，PCB板身上还设置有散热孔。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，外围电路包括位于PCB板身中部的打印头加热模块和冷却风扇模块，打印头加热模块和冷却风扇模块的预定距离内设置有散热孔，散热孔穿透PCB板身。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，散热孔为多个，多个散热孔阵列设置于打印头加热模块和冷却风扇模块附近。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，散热孔为长方形，且长度为25-35密耳，宽度为45-55密耳，或散热孔为圆形，直径为30-50密耳。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，外围电路还包括电机驱动端子，电机驱动端子与功能芯片电连接，电机驱动端子的型号为KF2510-4P。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，外围电路还包括位于PCB板边沿的冷却风扇电源接口，冷却风扇电源接口与功能芯片的电能输出引脚电连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，冷却风扇电源接口的输出电压为24V。

本实用新型实施例提供的一种3D打印机使用的PCB板，采用了具有较高高度的复位开关，与现有技术中的复位开关通常较低，在复位开关低于外围电路的情况下，容易在按下复位开关的时候，误按到其他外围电路的元器件，进而造成了PCB板自身的损坏，或者误操作相比，其通过设置了复位开关，且复位开关远离PCB板身的高度高于复位开关预定距离内的外围电路远离PCB板身的高度，使得复位开关在按下的时候，难以触碰到其他外围电路上的电子元器件，从而使得复位开关的操作得到了简化，解决了现有技术中的不足。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了相关技术中的3D打印机PCB板俯视图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的3D打印机使用的PCB板俯视图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的3D打印机使用的PCB板侧视图。

主要元件符号说明：

1，限位接口、2，ATmega256芯片、3，传感器接口、4，ATMEGA16u2芯片、5，复位开关、6，PCB板身、7，电机驱动端子、8，冷却风扇电源接口、9，功能芯片、10，外围电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，提供了相关技术中3D打印机PCB板的示意图，具体包括位于PCB板身6左上方的限位接口1，ATmega256芯片2，左侧的传感器接口3，位于ATmega256芯片2右上方的复位开关5和位于PCB板身6左下方的ATMEGA16u2芯片4。

但是用的时候，由于复位开关5周围布满了其他电子元器件，因此，在需要按下复位开关5的时候，容易按到其他电子元器件，进而造成其他电子元器件的损坏(如导致其他电子元器件扭曲，其他电子元器件与PCB板身6的连接部分损坏，而引起其他电子元器件从PCB板身6上脱离)。

有鉴于此，应将复位开关5的位置调高。如图2和图3所示，本实用新型实施例1提供了一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，包括：长方形的PCB板身6和位于PCB板身6同一侧的复位开关5、功能芯片9和外围电路10，复位开关5和外围电路10均与功能芯片9电连接；功能芯片9用于向外围电路10发送控制信号，以使外围电路10控制3D打印机工作；复位开关5用于生成、并向功能芯片9发送复位信号，以重置功能芯片9；复位开关5远离PCB板身6的高度高于复位开关5预定距离内的外围电路10远离PCB板身6的高度。

具体的，复位开关5是通过接收外界的按压来生成复位信号，如使用者可以通过手部对复位开关5进行按压，使复位开关5生成高电平的控制信号，并将该高电平的控制信号发送给功能芯片9，在功能芯片9的指定引脚接收到该信号之后便可以执行复位动作，重置功能芯片9内部的数据。

复位开关5远离PCB板身6的高度是指复位开关5距离PCB板身6表面最远的地方。通常复位开关5是长方体，其一个侧面是连接在PCB板身6上的，对应的另一个侧面就是远离PCB板身6的一个侧面，这个侧面也就是供操作者按压的。为了保护该复位开关5，可以是在复位开关5远离PCB板身6的侧面上设置保护涂层，以减少其磨损的程度。

当复位开关5的高度高于周围的元器件的高度时，方便使用者用手指按压复位开关5，并且在使用的时候，3D打印机通常是静止的放置在房间的某个位置，不会经常移动，因此不会发生复位开关5被误操作的现象。

其他部分，位于PCB板身6左上方的限位接口1，ATmega256芯片2，左侧的传感器接口3和位于PCB板身6左下方的ATMEGA16u2芯片4与相关技术中的位置是相同的。

进一步，功能芯片9包括复位引脚，复位引脚与复位开关5电连接，以接收复位信号；复位开关5靠近复位引脚设置。

功能芯片9通过复位引脚与与复位开关5电连接，应将复位开关5设置在靠近复位引脚的位置，以减少走线的距离。在设置PCB板布局的时候，需要考虑的方面很多，如散热、间距、电磁干扰等问题。复位开关5所生成的复位信号只由功能芯片9所使用，并且，复位开关5的结构简单不会对其他的外围电路10造成干扰，因此可以将复位开关5与功能芯片9(或者说功能芯片9上的复位引脚)的距离设置的较近，以减少走线，降低成本和复杂程度。

如前文中的描述，3D打印机的PCB芯片通常使用两个芯片，如图2中所示，包括ATMEGA16u2和ATmega256两个芯片。复位开关5的作用是同时将这两个芯片进行复位，也就是功能芯片9包括第一控制芯片和第二控制芯片，第一控制芯片位于PCB板身6的左上方，第二控制芯片和复位开关5均位于PCB板身6的左下方，且第一控制芯片和第二控制芯片均与复位开关5电连接。

在PCB板长时间运作之后，必然会将电能转换为热量，尤其是PCB板身6上高发热量的电子元器件，在工作一定的时间之后，由于其自身的热量过高，则会触发保护电路工作，来彻底停止3D打印机的工作，这会大大降低3D打印机的工作时长，由此，可以在PCB板身6上设置散热孔，当然，散热孔的设置密度可以根据外围电路10中不同元器件的发热量来确定。

具体的，外围电路10包括位于PCB板身6中部的打印头加热模块和冷却风扇模块，打印头加热模块和冷却风扇模块的预定距离内设置有散热孔，散热孔穿透PCB板身6。

通常打印头加热模块和冷却风扇模块是3D打印机中发热量较高的两个模块，因此，在这两个模块的附近应集中设置散热孔。

如可以是散热孔为多个，多个散热孔阵列设置于打印头加热模块和冷却风扇模块附近。

散热孔可以呈矩阵式的排列，齿梳状的排列，也可以是按照距离打印头加热模块和冷却风扇模块的远近排列不同密度的散热孔。距离打印头加热模块和冷却风扇模块较近的位置散热孔排列的较密集，距离打印头加热模块和冷却风扇模块较远的位置，散热孔可以排列的较为稀疏。同时增加散热孔会是PCB板身6变得脆弱，因此，在加设散热孔的时候，可以保留一部分连续的PCB板身6不加设散热孔(如打印头加热模块和冷却风扇模块两侧均保留长条状的PCB板身6，这部分板身上不加设散热孔)，以保证PCB板身6整体的稳定性。

具体的，根据使用时的经验，散热孔可以设置为长方形或者圆形的。即散热孔可以为长方形，且长度为25-35密耳，宽度为45-55密耳，或散热孔为圆形，直径为30-50密耳。长方形，或者圆形的散热孔指的是柱状的散热孔沿径向的横截面为长方形或圆形。

外围电路10还包括电机驱动端子7，电机驱动端子7与功能芯片9电连接，电机驱动端子7的型号为KF2510-4P。KF2510-4P能够使PCB板与电机的连接更为便利。

散热风扇也是3D打印机必不可少的一个部分，外围电路10还包括位于PCB板边沿的冷却风扇电源接口8，冷却风扇电源接口8与功能芯片9的电能输出引脚电连接。通常冷却风扇电源接口8的输出电压为24V。

这样，通过功能芯片来产生24V的电能，能够节省3D打印机内部的一个电源。从而简化了3D打印机内部的结构和连接关系。

本实用新型实施例提供的一种3D打印机使用的PCB板，通过设置了复位开关5，且复位开关5远离PCB板身的高度高于复位开关5预定距离内的外围电路远离PCB板身的高度，使得复位开关5在按下的时候，难以触碰到其他外围电路上的电子元器件，从而使得复位开关5的操作得到了简化，并且通过设置了距离打印头加热模块和冷却风扇模块较近的散热孔，使得PCB板整体的工作温度能够控制在50度左右，还通过增加了通过功能芯片供电的24V冷却风扇电源接口，节省了3D打印机内部的一个电源，从而更好的解决了现有技术中的不足。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，包括：长方形的PCB板身和位于所述PCB板身同一侧的复位开关、功能芯片和外围电路，所述复位开关和所述外围电路均与所述功能芯片电连接；

所述功能芯片用于向外围电路发送控制信号，以使外围电路控制3D打印机工作；

所述复位开关用于生成、并向功能芯片发送复位信号，以重置所述功能芯片；

所述复位开关远离所述PCB板身的高度高于所述复位开关预定距离内的外围电路远离所述PCB板身的高度。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述功能芯片包括复位引脚，所述复位引脚与复位开关电连接，以接收所述复位信号；

所述复位开关靠近所述复位引脚设置。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述功能芯片包括第一控制芯片和第二控制芯片，所述第一控制芯片位于所述PCB板身的左上方，所述第二控制芯片和所述复位开关均位于所述PCB板身的左下方，且所述第一控制芯片和所述第二控制芯片均与所述复位开关电连接。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述PCB板身上还设置有散热孔。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述外围电路包括位于所述PCB板身中部的打印头加热模块和冷却风扇模块，所述打印头加热模块和所述冷却风扇模块的预定距离内设置有散热孔，所述散热孔穿透所述PCB板身。

6.根据权利要求5所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述散热孔为多个，多个散热孔阵列设置于所述打印头加热模块和所述冷却风扇模块附近。

7.根据权利要求5所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述散热孔为长方形，且长度为25-35密耳，宽度为45-55密耳，或所述散热孔为圆形，直径为30-50密耳。

8.根据权利要求1所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述外围电路还包括电机驱动端子，所述电机驱动端子与所述功能芯片电连接，所述电机驱动端子的型号为KF2510-4P。

9.根据权利要求1所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述外围电路还包括位于所述PCB板边沿的冷却风扇电源接口，所述冷却风扇电源接口与所述功能芯片的电能输出引脚电连接。

10.根据权利要求9所述的一种3D打印机使用的PCB板，其特征在于，所述冷却风扇电源接口的输出电压为24V。