Suure võimsusega PDB (toitejaotusplaadi) disain Pixhawki jaoks: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

PCB nende kõigi toitmiseks!

Praegu on enamik drooni ehitamiseks vajalikest materjalidest Internetis odavalt saadaval, nii et idee ise väljatöötatud trükkplaadi valmistamiseks pole seda üldse väärt, välja arvatud mõned juhtumid, kui soovite teha imelikku ja võimsat drooni. Sel juhul olge parem leidlik või omage selle kohta Instructablesi õpetust …;)

Samm: eesmärgid

Selle PCB eesmärgid (ja põhjused, miks seda Internetist ei leia) on järgmised:

1.- See peab Pixhawk 4 toiteallikaks andma voolu, pinge mõõtmist ja sama pistikut.

2.- Sellel peavad olema I/O ja FMU pistikud, mis on suunatud tihvtidele, CAP & ADC pole minu puhul vajalik.

3.- See peab suutma toita 5 mootorit, mille maksimaalne vool on 200A, jah, 0, 2 kiloamprit!

Märkus. See on endiselt kasulik disainilahendustele, kus on vähem mootoreid või vähem voolu. See on lihtsalt minu juhtum.

2. samm: skeemid ja komponentide valimine

OK, nüüd teame, mida teha tahame. Jätkamiseks kujundame skeemid.

Kui te ei taha selle plaadi taga olevast elektroonikast aru saada, kopeerige skeemid ja liikuge järgmise sammu juurde.

Skeemid võib jagada kaheks põhiosaks, DCDC, mis toidab pixhawki, ja mootorite toitejaotus.

DCDC -ga oleks lihtsaim viis kasutada Traco Power DCDC -d ja vältida selle projekteerimist, kuid kuna mulle ei meeldi lihtne viis, kasutan Texas Instrumentsi LM5576MH -d. See integreeritud on DCDC, mis suudab hallata väljundit kuni 3A ja selle andmeleht ütleb teile kogu vajaliku teabe ühenduste ja komponentide kohta ning annab valemid, et saada soovitud DCDC spetsifikatsioonid, mis muudavad kasutatud komponente.

Sellega lõpeb Pixhawki DCDC disain minu puhul nii, nagu pildil näha.

Teisest küljest koosneb toitejaotus voolu ja pinge tuvastamisest ning jaotusest, mida käsitletakse järgmises etapis.

Pingeandur on lihtsalt pingejagur, mis annab maksimaalse pinge 60 V juures (maksimaalne DCDC toestatud pinge) 3,3 V signaali.

Praegune tundmine on natuke keerulisem isegi siis, kui kasutame endiselt Ohmi seadust. Voolu tajumiseks kasutame šundtakisteid. Maksimaalse vooluhulga maksimeerimiseks kasutatakse 10 W takistit. Selle võimsusega suudaksin leida väikseimad SMD šunttakistid, kus 0,5 mohm.

Kombineerides varasemad andmed ja võimsusvalemi W = I² × R, on maksimaalne vool 141A, millest ei piisa. Sellepärast kasutatakse kahte paralleelset šunttakistit, nii et ekvivalenttakistus oleks 0,25 mohm ja seejärel maksimaalne vool soovitud 200A. Need takistid ühendatakse INA169 -ga ka Texase instrumentidest ja nagu DCDC -s, tehakse selle disain vastavalt andmelehele.

Lõpuks on kasutatud JST -pistikute GHS -seeria pistikuid ja õige ühenduse loomiseks järgitakse pixhawk 4 pistikut.

Märkus: mul ei olnud Altiumis INA169 komponenti, seega kasutasin lihtsalt sama jalajäljega pingeregulaatorit.

Märkus 2: Pange tähele, et mõned komponendid on paigutatud, kuid väärtus ütleb EI, see tähendab, et neid ei kasutata, kui disainilahenduses midagi valesti ei tööta.

3. samm: trükkplaadi kujundamine Altium Designeriga

Selles etapis toimub PCB marsruutimine.

Kõigepealt tuleb paigutada komponendid ja määrata plaadi kuju. Sel juhul tehakse kaks erinevat piirkonda, DCDC ja pistikud ning võimsustsoon.

Võimsustsoonis on padjad plaadist väljas, nii et pärast jootmist saab kasutada mõnda kokkutõmbuvat toru ja ühendus jääb hästi kaitstud.

Kui see on tehtud, on järgmine komponentide marsruutimine, et kasutada kahte kihti tõhusalt ja toiteühendustes kasutada suuremaid jälgi. Ja pidage meeles, et jälgedes pole täisnurki!

Kui marsruutimine on tehtud ja mitte varem, rakendatakse hulknurki, siin on GND hulknurk alumisel kihil ja teine ülemisel kihil, kuid katab lihtsalt DCDC ja pistikute tsooni. Pinge sisendiks kasutatakse ülemise kihi võimsustsooni, nagu on näidatud kolmandal pildil.

Lõpuks ei saanud see plaat hakkama 200A -ga, mille jaoks see on ette nähtud, nii et mõned hulknurga tsoonid paljastatakse ilma siiditrükita, nagu on näha kahel viimasel pildil, nii et mõni katmata traat on seal joodetud ja seejärel vooluhulk laua läbimine on meie nõuete täitmiseks enam kui piisav.

4. samm: Gerberi failide loomine JLCPCB jaoks

Kui disain on valmis, peab see saama reaalsuseks. Selleks on parim tootja, kellega ma koostööd teinud olen, JLCPCB, nad kontrollivad teie tahvlit juba enne selle eest tasumist, nii et kui nad leiavad sellega vea, saate selle ilma raha kaotamata parandada ja uskuge mind, see on tõeline elupäästja.

Kuna see plaat on kahekihiline ja on väiksem kui 10x10 cm, maksab 10 ühikut vaid 2 dollarit + postikulu, mis on ilmselgelt parem valik kui ise teha, sest madala hinna eest saate täiusliku kvaliteedi.

Kujunduse saatmiseks neile tuleb see eksportida Gerberi failidesse, neil on Altiumi, Eagle'i, Kikad ja Diptrace'i õpetused.

Lõpuks tuleb need failid lihtsalt nende pakkumiste veebisaidile üles laadida.

Samm: lõpetage

Ja see ongi kõik!

Kui trükkplaadid saabuvad, tuleb jahe osa, jootmine ja testimine. Ja muidugi! Panen rohkem pilte üles!

Järgmise nädala jooksul jootan oma prototüüpi ja katsetan seda, nii et kui soovite seda projekti teha, oodake, kuni mõlemad olekumärgid on OK. Sellega väldin ma teid igasuguste ebaõnnestunud tööde ja vastupanu asendamise eest

Jootmine: MITTE VEEL

Test: MITTE VEEL

Pange tähele, et see on SMD jootmine, kui joote esimest korda või kui teil pole kena jootekolvi, kaaluge mõne teise projekti tegemist, kuna see võib olla probleemide allikas.

Kui kellelgi on protsessi suhtes kahtlusi, võtke minuga ühendust.

Ja kui te seda teete, palun, ma tahaksin seda teada ja näha!