Výroba plošných spojů v Číně 2 (s osazením)

Před pár lety jsem vyzkoušel, že v Číně umějí vyrobit plošňáky rychle, levně a dobře. Tentokrát jsem si je nechal vyrobit a částečně i osadit u JLCPCB, dobře to dopadlo, ve článku si přečtěte, jak to bylo.

Už několikrát jsem úspěšně využil služby dálněvýchodních výrobců plošných spojů (můžete si přečíst třeba předchozí článek). Teď jsem se rozhodl vyzkoušet, jak by to vypadalo, kdybych si něco nechal i osadit. Potřeboval jsem k Arduinu Uno připojit větší než malé množství různých periferií a to je vždycky trochu problém – sice na něm je k dispozici hromada vstupů a výstupů, ale s napájením to je slabé, na pinech je zem jen 3x a pro napájení 1x 3,3V a 2x 5V, takže když chcete připojit tři serva, už to musíte nějak rozvětvit a prodrátovávat a navíc to připojení stejně máte po jednotlivých pinech. Jirka už před časem navrhnul „Connector Shield„, na kterém jsou všechny vstupně-výstupní piny vyvedené na trojpinový konektor (pin + napájení + zem), takže každá připojená periferie má svoje všechno pohromadě. Connector Shield má navíc i napájecí konektor, aby se napájení pro připojované periferie netahalo skrz Arduino¹. Každý z pinů má pro jistotu ještě v sérii odpor, aby se náhodným zkratováním všechno nespálilo ihned, a kromě toho je na desce už jen pojistka (polyswitch), dioda jako základní ochrana a LED s důležitou funkcí². Teď jsme udělali revizi a doplnili jsme ještě tlačítko reset, aby bylo snadno po ruce. Celkově tedy nic komplikovaného, prostě hromada konektorů a trocha smd smetí, takže jsme se rozhodli zkusit si to nechat vyrobit i osadit. I kdybychom to napoprvé my navrhli nebo oni v Číně udělali špatně, tak se nic moc neděje.

Podle kalkulačky cen PCBShopper jsem si nechal ocenit jednak samotnou desku, a pak desku s osazením, oboje včetně ceny za dopravu. Cena i s tím osazením byla velmi nízká, takže jsme se rozhodli jít do toho. Drobné zklamání bylo, že za velmi levno se osazení v Číně nabízí jen pro SMD, takže součástky s nožičkama krz dírky (v našem případě konektory, LED a jedno tlačítko) si radši doosadíme sami³. No ale i jen výroba desky a osazení každé cca 25 pasivními součástkami za pár šupů je, kdyby nic jiného, dostatečně velká úspora času a očí, že to stálo za to zkusit.

V kalkulačce tentokrát nejlíp vyšlo JLCPCB, tak jsem do toho šel. Příprava samotné desky byla úplně stejná jako dosud (dělám v Eaglu, takže navrhni, vyexportuj pomocí předpřipraveného jobu a je to). Připravit osazení znamenalo jednak vyexportovat ještě další soubor s umístěním součástek a soubor s jejich seznamem (opět předchystaný skript, klik a je hotovo) a pak vybrat součástky samotné. To se dá udělat automaticky (pokud si součástky v návrhu dobře označíte, tak si to JLCPCB vytáhne z „BOM“ souboru), anebo si součástky ručně vyberete v online katalogu výrobce. V každém případě to všechno při objednávání můžete prohlídnout, potvrdit a případně opravit.

JLCPCB v rámci osazování nabízí slušné množství běžných typů součástek jen za cenu součástky, pro „neběžné“ typy je menší manipulační příplatek za to, že to připraví do stroje. V mém případě jsem si nechal osadit 4 různé typy součástek (dvě různé hodnoty odporů, dioda a pojistka) a jen jedno z toho nebyl „běžný typ“ (ta pojistka), tak jsem to zkousnul⁴.

Celková cena za osazení se skládá z několika částí: příprava, šablona, vlastní osazení a cena součástek. Příprava u JLCPCB stojí 7$, šablona 1.50$ za zakázku bez ohledu na počet desek. Osazení dělají jak ručně, tak automatem. Pokud osazuje automat, tak to je hodně levné (0.0015$ za jeden kontakt, já bych za ty prachy ani nevzal páječku do ruky), ruční osazení je samozřejmě dražší (0.02$ za kontakt, tj. ani ne padik), ale samozřejmě záleží na tom, na kolik si ceníte vlastní čas – pro hobbysty to roli obvykle nehraje, na kšeft už to je potřeba rozmyslet. Poslední část ceny je cena součástek, ale takové to drobné smetí byste tady levnějc stejně nekoupili (např. 0805 odpory, co jsem měl na desce já, byly po 0.0023$/ks).

Objednání bylo velmi intuitivní, naklikal jsem parametry, nahrál požadované soubory, očima zkontroloval v jejich online vizualizéru, že deska vypadá, jak jsem si já představoval, a klepnul na objednat. Po zaplacení jsem už jenom koukal, jak to sviští; desky vyrobili stejně kvaltovně jako jsem už zvyklý, doručení taky dobrý:
2021-01-31 22:51:00 zakázka odeslána
2021-01-31 22:58:57 zaplaceno, předáváme ke kontrole
2021-02-01 02:26:02 kontrola OK a data pro výrobu připravena
2021-02-01 03:01:45 zahajujeme výrobu
2021-02-04 14:46:48 výroba ukončena
2021-02-06 02:16:21 zabaleno, čeká na vyzvednutí kurýrem
2021-02-06 14:18:49 kurýr vyzvedl
2021-02-07 18:12:00 přílet do Hong Kongu
2021-02-08 17:52:00 Kolín nad Rýnem
2021-02-09 05:47:00 Brusel
2021-02-10 04:11:00 Lipsko
2021-02-10 08:21:00 Praha
2021-02-10 08:37:00 u celníků
2021-02-11 09:29:00 celníci propustili a předali kurýrovi k doručení
2021-02-11 13:40:00 doručeno.
Když uvážím, že v Číně mají zrovna kromě Čínské chřipky i Čínský Nový rok a tady po Evropě je teďka „díky“ tomu, jak nás věrchuška ochraňuje, zmatek nad zmatky, tak to myslím je hodně dobrý výsledek!
A mimochodem, v průběhu výroby mi jejich web ještě ukazoval na krátkých videích všechny fáze (některá videa můžete vidět na jejich hlavní stránce dole).

Zatímco byla deska na cestě, tak jsem se rozhodl udělat si přípravek na usnadnění pájení konektorů, které jsem si v Číně osadit nenechal⁵. Na desce je 20 stejných konektorů a třetina z nich je otočená o 180°. Všechny jsou v návrhu pěkně seřazené, a když jsou rovně zapájené, tak to vypadá hezky (a naopak, určitě jste už dostali do ruky modul, kde byl konektor připájený nakřivo, a jako správného bastlíře vás to bytostně uráželo, tak tomu jsem se chtěl vyhnout). Přípravek jsem vytvořil dost snadno a protože by se to mohlo hodit i někomu jinému, tak tady je, jak na to: z Eaglu jsem vzal ten soubor na osazení (CPL – Component Placement List), tam jsou pozice všech součástek a jejich natočení. Je to v čitelném textu, takže jsem příslušnou pasáž okopíroval, doplnil o pár závorek kvůli syntaxi a dal jako pole do skriptu v OpenSCADu. V něm jsem si napsal modul, který na zadanou pozici umístí jeden konektor a patřičně ho natočí. No a zbytek bylo už jen vzít kvádřík a nechat z něj odečíst všechny konektory, tj. projít pole a předat ty parametry do výše zmíněného modulu (odečíst proto, aby v kvádříku vznikla díra, do které se pak ten konektor vloží a bude proto při pájení na správném místě a i správně srovnaný). Pak jsem to ještě trochu doplnil o různé výčužky, aby se s tím líp dělalo, a výsledek si můžete prohlédnout na následujících fotkách:

Jako spousta dalších, JLCPCB nové ptáčky lapá na návnady, u nich to konkrétně jsou snížené ceny některých základních produktů a slevové kupóny. Ty „snížené ceny“ znamenají především velmi nízkou cenu na prototypové desky, 2$ za 5 dvouvrstvých desek s rozměry do 10x10cm, takže pro pokusy krásný. Pak taky novým zákazníkům dává tři kupóny, za 5, 6 a 7 dolarů na větší zakázky (co se nevejdou do těch 2$) a také tři slevové kupóny měsíčně na osazení SMD součástek. Ty jsou po 8 dolarech, což se základní cenou 7$ za osazení plus pár součástek k tomu efektivně pro malé zakázky znamená nulu.

No a teď pár věcí na schlazení velkého nadšení, ale pořád to myslím vychází docela OK – kromě už zmíněného poplatku za divnější součástky (3$ za to, co nemají pořád v mašině, takže pro jednu součástku v jedné hobby zakázce to asi nebude to pravé) se platí doprava. Klasicky rychle => draho anebo levně => pomalu: např. DHL Express Priority (3-5 business days) za 20,80$, anebo low-cost Global Direct Standard Line za 6.52$, pokud vám nevadí trochu delší doručení („15-18 business days“). A mají i něco mezi tím, třeba „EuroPacket“, 10,37$ a 10-13 pracovních dní.
Zakázky jde sdružovat, pak se doprava platí jen jednou (anebo jen s malým navýšením, nevím přesně), akorát je možná potřeba dát pozor na celníky a aktuálně platné limity pro dovozy bez cla a DPH. Nicméně, když jsem si nechal dělat ty shieldy, tak jsem si to nechal kvůli rychlosti poslat tím DHL, přičemž celní odbavení bylo v ceně dopravy a clo nebylo žádné⁶. Nevím, jestli to u toho nejlevnějšího způsobu náhodou nespadne do běžného poštovního provozu, kdy si pak proclívací pošta nechá zaplatit, aby oznámili, že na to clo není.

Poznámky:

1. To je klasický začátečnický problém – „připojil jsem pár serv a ono to nějak tuhne a resetuje se, to je teda krám…“ přitom chyba je uživatelova, protože i origo Arduino má na sobě regulátor na 800mA a co teprv levné klony z Asie
2. viz https://youtu.be/xqV5FBqn4D0?t=11
3. Oni osadit THT samozřejmě umějí a samozřejmě by to i rádi udělali, ale cenově už se nám to tolik nelíbilo – možná zase příště :-)
4. Poplatek je docela snesitelný – 3$ za jeden „neběžný“ typ bez ohledu na její počet, takže když děláte víc desek nebo máte hodně součástek toho jednoho divného typu, tak se to rozpočítá a vyplatí se to.
5. Jsou THT, tedy zkrz desku, takže by je osazovali ručně. Jednak jsem škrt, takže se mi za to nechtělo platit, a navíc on se Jirka beztak pořád nudí, tak teď aspoň bude mít co dělat.
6. Kdo byste to potřeboval, tak zbožový kód na tišťáky je 8534009000 a na to je celní sazba 0% (a mimochodem, notebooky jsou 8471300000, taky 0%, ale zábavné je, že jsou v jedné kapitole s jadernými reaktory a kotli).