Pixhawk- ի համար High Power PDB (Power Distribution Board) նախագծում. 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

PCB ՝ բոլորին սնուցելու համար:

Ներկայումս անօդաչու թռչող սարք ստեղծելու համար ձեզ անհրաժեշտ նյութերի մեծ մասը էժան հասանելի է ինտերնետում, այնպես որ ինքնազարգացած PCB պատրաստելու գաղափարն ընդհանրապես չարժե, բացառությամբ մի քանի դեպքերի, երբ դուք ցանկանում եք պատրաստել տարօրինակ և հզոր անօդաչու թռչող սարք: Այդ դեպքում ավելի լավ է հնարամիտ լինել կամ դրա մասին ունենալ Ուսուցողական ձեռնարկ…;)

Քայլ 1: Նպատակներ

Այս PCB- ի նպատակները (և պատճառները, թե ինչու այն անհնար է գտնել ինտերնետում) հետևյալն են.

1.- Այն պետք է սնուցի Pixhawk 4-ը ընթացիկ չափիչով, լարման չափիչով և նույն միակցիչով:

2.- Այն պետք է ունենա I/O և FMU միակցիչներ, որոնք ուղղված են կապերին, CAP & ADC- ն իմ դեպքում անհրաժեշտ չէ:

3.- Այն պետք է կարողանա սնուցել 5 շարժիչ ՝ 200A, Yep, 0, 2 KiloAmperes առավելագույն հոսանքով:

Նշում. Այն դեռ օգտակար է ավելի քիչ շարժիչով կամ ավելի քիչ հոսանք ունեցող նախագծերի համար: Սա պարզապես իմ դեպքն է:

Քայլ 2. Սխեմաներ և բաղադրիչների ընտրություն

Լավ, հիմա մենք գիտենք, թե ինչ ենք ուզում անել: Շարունակելու համար մենք կմշակենք սխեմաները:

Եթե չեք ցանկանում հասկանալ այս տախտակի հետևում գտնվող էլեկտրոնիկան, պարզապես պատճենեք սխեմաները և անցեք հաջորդ քայլին:

Սխեմաները կարելի է բաժանել երկու հիմնական մասի ՝ DCDC- ն pixhawk- ին սնուցելու և շարժիչների էներգիայի բաշխումը:

DCDC- ի դեպքում ամենահեշտ ձևը կլինի օգտագործել Traco Power DCDC և խուսափել այն նախագծելուց, բայց քանի որ ինձ դուր չի գալիս հեշտ ճանապարհը, ես կօգտագործեմ Texas Instruments- ից LM5576MH: Այս ինտեգրվածը DCDC- ն է, որը կարող է կառավարել մինչև 3A ելքը, և դրա տվյալների թերթիկը ձեզ փոխանցում է բոլոր անհրաժեշտ կապերի և բաղադրիչների մասին տեղեկատվությունը, և այն տալիս է բանաձևեր ՝ օգտագործված բաղադրիչների փոփոխման համար DCDC- ի ցանկալի բնութագրերը ստանալու համար:

Սրանով Pixhawk- ի համար DCDC- ի դիզայնը, իմ դեպքում, ավարտվում է այնպես, ինչպես երեւում է նկարում:

Մյուս կողմից, էներգիայի բաշխումը բաղկացած է հոսանքի և լարման զգացումից և բաշխումից, որը կքննարկվի հաջորդ քայլին:

Լարման սենսացիան պարզապես կլինի լարման բաժանարար, որն իր առավելագույն 60 Վ լարման դեպքում (առավելագույն լարումը աջակցում է DCDC- ն) տալիս է 3.3 Վ ազդանշան:

Ներկայիս սենսացիան մի փոքր ավելի բարդ է, նույնիսկ մենք դեռ կօգտագործենք Օհմի օրենքը: Հոսանքը զգալու համար մենք կօգտագործենք շանթի դիմադրողներ: Առավելագույնը, որպեսզի նրանք կարողանան կառավարել հոսանքը, կօգտագործվեն 10 Վտ դիմադրիչներ: Այդ հզորությամբ, SMD- ի ամենափոքր դիմադրիչների դիմադրողները կարող էի գտնել 0.5 մմ -ի սահմաններում:

Համատեղելով նախորդ տվյալները և հզորության բանաձևը ՝ W = I² × R, առավելագույն հոսանքը 141A է, ինչը բավարար չէ: Ահա թե ինչու զուգահեռաբար երկու շունտի դիմադրիչներ կօգտագործվեն այնպես, որ համարժեք դիմադրությունը լինի 0.25 մմմ, այնուհետև առավելագույն հոսանքը `ցանկալի 200 Ա: Այս դիմադրիչները միացված կլինեն INA169- ին նաև Տեխասի գործիքներից և, ինչպես DCDC- ում, դրա ձևավորումը կկատարվի տվյալների թերթիկից հետո:

Ի վերջո, օգտագործվող միակցիչները JH միակցիչներից GHS սերիայից են, և pixhawk 4 -ի pinout- ին հետևում է ճիշտ կապ հաստատելու համար:

Նշում. Ես չունեի INA169 բաղադրիչ Altium- ում, այնպես որ ես օգտագործեցի լարման կարգավորիչ `նույն հետքերով:

Նշում 2. Ուշադրություն դարձրեք, որ որոշ բաղադրիչներ տեղադրված են, բայց արժեքը ասում է ՈՉ, դա նշանակում է, որ դրանք չեն օգտագործվի, եթե նախագծում ինչ -որ բան սխալ է աշխատում:

Քայլ 3. PCB- ի ձևավորում Altium Designer- ի հետ

Այս քայլում կկատարվի pcb- ի ուղղորդումը:

Նախ այն, ինչ պետք է արվի, բաղադրիչների տեղադրումն է և տախտակի ձևի սահմանումը: Այս դեպքում կկատարվի երկու տարբեր տարածք ՝ DCDC և միակցիչներ և էներգիայի գոտի:

Էլեկտրաէներգիայի գոտում բարձիկները դուրս են տախտակից, որպեսզի եռակցումից հետո որոշ ջերմության նվազեցման խողովակ կարող է օգտագործվել, և կապը մնում է լավ պաշտպանված:

Երբ դա արվի, հաջորդը բաղադրիչների երթուղին է, որի համար երկու շերտերն արդյունավետ են օգտագործվում, իսկ հոսանքի միացումներում օգտագործվում են ավելի մեծ հետքեր: Եվ հիշեք, որ հետքերում ուղիղ անկյուններ չկան:

Երբ ուղղորդումն ավարտվում է, և ոչ թե նախկինում, կիրառվում են բազմանկյունները, այստեղ ներքևի շերտի վրա կլինի GND բազմանկյուն, իսկ վերին շերտի վրա ՝ մեկ այլ, որը պարզապես ծածկում է DCDC և միակցիչների գոտին: Վերին շերտի հզորության գոտին կօգտագործվի լարման մուտքի համար, ինչպես ցույց է տրված երրորդ նկարում:

Ի վերջո, այս տախտակը չկարողացավ կարգավորել 200A- ն, որի համար նախատեսված է, այնպես որ պոլիգոնի որոշ գոտիներ կբացահայտվեն առանց մետաքսե էկրանի, ինչպես երևում է վերջին երկու պատկերներում, այնպես որ որոշ չծածկված մետաղալարեր կպցվում են այնտեղ, այնուհետև հոսանքի այն քանակությունը, որը կարող է տախտակի միջով անցնելը ավելի քան բավարար է մեր պահանջները կատարելու համար:

Քայլ 4. Ստեղծեք Gerber ֆայլեր JLCPCB- ի համար

Նախագծի ավարտից հետո այն պետք է իրականություն դառնա: Դա անելու համար լավագույն արտադրողը, որի հետ ես աշխատել եմ, JLCPCB- ն է, նրանք ստուգում են ձեր տախտակը նույնիսկ դրա համար վճարելուց առաջ, որպեսզի եթե որևէ սխալ գտնեն, կարողանաք այն շտկել առանց գումար կորցնելու, և վստահեք ինձ, սա իսկական փրկարար է:

Քանի որ այս տախտակը երկշերտ տախտակ է և 10x10 սմ -ից պակաս է, 10 միավորն արժե ընդամենը 2 $ + առաքում, ակնհայտորեն ավելի լավ տարբերակ, քան ինքներդ դա անելը, քանի որ ցածր գնով դուք ստանում եք կատարյալ որակ:

Դիզայնը նրանց ուղարկելու համար այն պետք է արտահանվի gerber ֆայլեր, նրանք ունեն ձեռնարկներ Altium- ի, Eagle- ի, Kikad- ի և Diptrace- ի համար:

Ի վերջո, այս ֆայլերը պարզապես պետք է վերբեռնվեն իրենց մեջբերման կայքում:

Քայլ 5: Վերջ

Եվ վերջ!

Երբ PCB- ի ժամանումը գալիս է զովացուցիչ մասը, եռակցումը և փորձարկումը: Եւ իհարկե! Ես կբեռնեմ ավելի շատ լուսանկարներ:

Հաջորդ շաբաթվա ընթացքում ես կցամադրեմ իմ նախատիպը և կփորձարկեմ այն, այնպես որ, եթե ցանկանում եք անել այս նախագիծը, սպասեք մինչև հաջորդ կարգավիճակի երկուսն էլ նշեն OK: Դրանով ես ձեզանից կխուսափեմ ցանկացած աշխատանքից կամ դիմադրության փոխարինումից:

Sոդող

Թեստ

Ուշադրություն դարձրեք, որ սա SMD- ի զոդում է, եթե առաջին անգամն եք զոդում կամ գեղեցիկ զոդման սարք չունեք, մտածեք այլ նախագիծ կատարելու մասին, քանի որ դա կարող է դժվարությունների աղբյուր լինել:

Եթե որևէ մեկը կասկած ունի գործընթացի վերաբերյալ, մի կասկածեք, որ կկապվի ինձ հետ:

Նաև, եթե դա անում եք, խնդրում եմ, ես շատ կցանկանայի իմանալ և տեսնել այն: