Pixhawk üçün Yüksək Güclü PDB (Güc Dağıtım Kartı) Dizaynı: 5 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Hamısına güc verən bir PCB!

Hal-hazırda bir dron qurmaq üçün lazım olan materialların əksəriyyəti internetdə ucuzdur, buna görə də qəribə və güclü bir pilotsuz təyyarə hazırlamaq istədiyiniz bir neçə hal istisna olmaqla, özünü inkişaf etdirən bir PCB hazırlamaq fikri heç bir şeyə dəyməz. Bu vəziyyətdə bacarıqlı olsanız və ya bu barədə bir Instructables dərsliyiniz varsa daha yaxşı olar …;)

Addım 1: Məqsədlər

Bu PCB -nin məqsədləri (və internetdə tapılmamasının səbəbləri) bunlardır:

1.- Pixhawk 4-ü cari ölçü, gərginlik ölçüsü və eyni bağlayıcı ilə gücləndirməlidir.

2.- I/O və pinlərə yönəldilmiş FMU konnektorları olmalıdır, mənim vəziyyətimdə CAP & ADC lazım deyil.

3.- Maksimum cərəyanı 200A, Bəli, 0, 2 KiloAmper olan 5 mühərriki işə sala bilməlidir!

Qeyd: Daha az mühərrikli və ya daha az cərəyanlı dizaynlar üçün hələ də faydalıdır. Bu, sadəcə mənim vəziyyətimdir.

Addım 2: Şemalar və Komponentlərin Seçilməsi

Yaxşı, indi nə etmək istədiyimizi bilirik. Davam etmək üçün sxemləri tərtib edəcəyik.

Bu lövhənin arxasındakı elektronikanı başa düşmək istəmirsinizsə, sxemləri kopyalayın və növbəti addıma keçin.

Sxemləri iki əsas hissəyə bölmək olar: pixhawk və mühərriklərin güc paylanması üçün DCDC.

DCDC ilə ən asan yol Traco Power DCDC istifadə etmək və onu dizayn etməkdən çəkinmək olardı, amma asan yolu sevmədiyim üçün Texas Instruments -dan LM5576MH istifadə edəcəyəm. Bu inteqrasiya, 3A -a qədər bir çıxışı idarə edə bilən bir DCDC -dir və məlumat cədvəli sizə lazım olan bağlantılar və komponentlər haqqında bütün məlumatları verir və istifadə olunan komponentləri dəyişdirərək DCDC -nin istədiyiniz xüsusiyyətlərini əldə etmək üçün düsturlar verir.

Bununla Pixhawk üçün DCDC dizaynı, mənim vəziyyətimdə, şəkildə gördüyünüz kimi bitir.

Digər tərəfdən, güc paylanması, cərəyan və gərginliyin algılanmasından və sonrakı mərhələdə nəzərdən keçiriləcək paylamanın özündən ibarətdir.

Gərginlik algılayıcısı, maksimum 60 V (DCDC tərəfindən dəstəklənən maksimum gərginlik) bir 3.3V siqnalı verən bir gərginlik bölücü olacaq.

Mövcud algılama biraz daha mürəkkəbdir, hətta Ohm qanununu istifadə edəcəyik. Cərəyanı hiss etmək üçün şunt rezistorlarından istifadə edəcəyik. İdarə edə biləcəkləri cərəyanı maksimuma çatdırmaq üçün 10W rezistorlar istifadə ediləcək. Bu güclə, ən kiçik SMD şant rezistorlarını, 0.5mohm -un harasında tapa bilərəm.

Əvvəlki məlumatları və güc düsturunu birləşdirən W = I² × R, maksimum cərəyan 141A -dır, bu kifayət deyil. Buna görə paralel olaraq iki şunt rezistoru istifadə ediləcək ki, ekvivalent müqavimət 0,25 mohm və sonra maksimum cərəyan istənilən 200A olsun. Bu rezistorlar Texas cihazlarından da INA169 -a bağlanacaq və DCDC -də olduğu kimi dizaynı da məlumat cədvəlindən sonra hazırlanacaq.

Nəhayət, istifadə olunan bağlayıcılar JST konnektorlarından GHS seriyasından və düzgün əlaqəni qurmaq üçün pixhawk 4 -dən olan pinout izlənilir.

Qeyd: Altium -da INA169 komponentim yox idi, buna görə də eyni ayaq izi olan bir gərginlik tənzimləyicisi istifadə etdim.

Qeyd 2: Bəzi komponentlərin yerləşdirildiyinə diqqət yetirin, lakin dəyərdə YOX deyilir, bu da dizaynda bir şey səhv işləməyincə istifadə edilməyəcəkləri deməkdir.

Addım 3: Altium Designer ilə PCB dizaynı

Bu addımda PCB -nin yönləndirilməsi həyata keçiriləcək.

Əvvəlcə komponentləri yerləşdirmək və lövhənin formasını təyin etmək lazımdır. Bu vəziyyətdə iki fərqli sahə ediləcək: DCDC və bağlayıcılar və güc zonası.

Güc zonasında yastıqlar lövhədən kənarda yerləşir, belə ki, lehimdən sonra bəzi istilik büzücü borular istifadə edilə bilər və əlaqə yaxşı qorunur.

Bunu etdikdən sonra, iki qatın səmərəli istifadə edilməsi və güc əlaqələrində daha böyük izlərin istifadə edilməsi üçün komponentlərin marşrutlaşdırılmasıdır. Və unutmayın ki, izlərdə düz açılar yoxdur!

Marşrutlaşdırma tamamlandıqdan sonra çoxbucaqlılar tətbiq olunur, burada alt təbəqədə GND çoxbucağı, üst qatında isə DCDC və bağlayıcılar zonasını əhatə edən bir çoxluq olacaq. Üçüncü şəkildə göstərildiyi kimi, üst təbəqənin güc zonası gərginlik girişi üçün istifadə ediləcək.

Nəhayət, bu lövhə nəzərdə tutulan 200A -nı idarə edə bilmədi, buna görə də poliqonun bəzi zonaları, son iki görüntüdə göründüyü kimi, ipək ekran olmadan açılacaq, belə ki, bəzi açılmamış tellər orada lehimlənəcək və sonra lövhədən keçmək tələblərimizi yerinə yetirmək üçün kifayətdir.

Addım 4: JLCPCB üçün Gerber Dosyalarını Yaratmaq

Dizayn bitdikdən sonra reallığa çevrilməlidir. İşlətdiyim ən yaxşı istehsalçı JLCPCB olması üçün, pulunuzu ödəməzdən əvvəl də lövhənizi yoxlayırlar ki, hər hansı bir səhv tapsalar, pul itirmədən düzəldə bilərsiniz və mənə etibar edin, bu əsl xilaskardır.

Bu lövhə iki qatlı bir lövhə olduğundan və 10x10 sm -dən az olduğundan, 10 ədədin qiyməti yalnız 2 $ + çatdırılma dəyərindədir, əlbəttə ki, özünüz etməkdən daha yaxşı bir seçimdir, çünki aşağı qiymətə mükəmməl keyfiyyət əldə edirsiniz.

Dizaynı onlara göndərmək üçün gerber fayllarına ixrac edilməlidir, Altium, Eagle, Kikad və Diptrace üçün dərsləri var.

Nəhayət, bu sənədlər yalnız sitat saytına yüklənməlidir.

Addım 5: Bitirin

Və bu qədər!

PCB -lər gəldikdə, sərin hissə, lehimləmə və sınaq gəlir. Və əlbəttə! Daha çox şəkil yükləyəcəyəm!

Növbəti həftə ərzində prototipimi lehimləyəcəyəm və sınaqdan keçirəcəyəm, buna görə də bu layihəni etmək istəyirsinizsə, hər iki sonrakı status işarəsinin tamam olduğunu gözləyin. Bununla, hər hansı bir işdən və ya müqavimət dəyişməsindən çəkinərəm

Lehim: YOXDUR

Test: YOXDUR

İlk dəfə lehimləsəniz və ya gözəl bir lehimləmə cihazınız yoxdursa, bunun SMD lehimləmə olduğuna diqqət yetirin, çünki problem mənbəyi ola bilər.

Kimsə prosesdən şübhələnirsə, mənimlə əlaqə saxlamağa şübhə etmə.

Həm də bunu etsəniz, lütfən, bilmək və görmək istərdim!