Didelės galios PDB (galios paskirstymo plokštės) dizainas „Pixhawk“: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

PCB juos visus maitinti!

Šiuo metu dauguma medžiagų, kurių jums reikia norint sukurti droną, yra pigiai prieinamos internete, todėl idėja pasigaminti savarankiškai sukurtą PCB visai neapsimoka, išskyrus kelis atvejus, kai norite pagaminti keistą ir galingą droną. Tokiu atveju geriau būkite išradingi arba turite apie tai pamoką „Instructables“…;)

1 žingsnis: Tikslai

Šio PCB tikslai (ir priežastys, kodėl jo negalima rasti internete) yra šie:

1. „Pixhawk 4“turi maitinti srove, įtampa ir ta pačia jungtimi.

2.- Jame turi būti įvesties/išvesties ir FMU jungtys, nukreiptos į kaiščius, mano atveju CAP ir ADC nereikia.

3.- Jis turi galėti maitinti 5 variklius, kurių bendra maksimali srovė yra 200A, taip, 0, 2 kilobampai!

Pastaba: ji vis dar naudinga projektams, kuriuose yra mažiau variklių arba mažesnė srovė. Tai tik mano atvejis.

2 žingsnis: schemos ir komponentų pasirinkimas

Gerai, dabar mes žinome, ką norime daryti. Norėdami tęsti, mes sukursime schemas.

Jei nenorite suprasti šios plokštės elektronikos, tiesiog nukopijuokite schemas ir pereikite prie kito veiksmo.

Schemas galima suskirstyti į dvi pagrindines dalis, DCDC, skirtą „Pixhawk“, ir variklių galios paskirstymą.

Su DCDC paprasčiausias būdas būtų naudoti „Traco Power DCDC“ir nereikėtų jo kurti, bet kadangi man nepatinka lengvas būdas, aš naudoju „Texas Instruments“LM5576MH. Šis integruotas yra DCDC, galintis valdyti išvestį iki 3A, o jo duomenų lape pateikiama visa reikalinga informacija apie reikiamas jungtis ir komponentus, taip pat pateikiamos formulės norimoms DCDC specifikacijoms, pakeičiančioms naudojamus komponentus, gauti.

Šiuo atveju „Pixhawk“DCDC dizainas, mano atveju, baigiasi taip, kaip matoma paveikslėlyje.

Kita vertus, energijos paskirstymą sudaro srovės ir įtampos jutimas bei pats paskirstymas, kuris bus svarstomas kitame etape.

Įtampos jutiklis bus tiesiog įtampos daliklis, kuris esant maksimaliai 60 V įtampai (maksimali įtampa, palaikoma DCDC), skleidžia 3,3 V signalą.

Dabartinis jutimas yra šiek tiek sudėtingesnis, net jei mes vis dar naudosime Ohmo įstatymą. Norėdami pajusti srovę, naudosime šuntavimo rezistorius. Siekiant maksimaliai padidinti srovės kiekį, kurį jie gali valdyti, bus naudojami 10 W rezistoriai. Turėdamas tokią galią, mažiausi SMD šuntavimo rezistoriai, kuriuos galėjau rasti, yra 0,5 mohm.

Sujungus ankstesnius duomenis ir galios formulę, W = I² × R, maksimali srovė yra 141A, to nepakanka. Štai kodėl du lygiagrečiai naudojami šuntavimo rezistoriai bus naudojami taip, kad ekvivalentinė varža būtų 0,25 mohm, o tada didžiausia srovė būtų 200A. Šie rezistoriai bus prijungti prie INA169, taip pat iš Teksaso prietaisų, ir, kaip ir DCDC, jo konstrukcija bus sukurta pagal duomenų lapą.

Galiausiai naudojamos jungtys yra iš GHS serijos iš JST jungčių, o „Pixhawk 4“kištukas sekamas, kad būtų sukurtas tinkamas ryšys.

Pastaba: „Altium“neturėjau INA169 komponento, todėl tiesiog naudoju įtampos reguliatorių su tokiu pat pėdsaku.

2 pastaba: atkreipkite dėmesį, kad kai kurie komponentai yra įdėti, bet vertė sako NE, tai reiškia, kad jie nebus naudojami, nebent kažkas iš konstrukcijos veiks netinkamai.

3 žingsnis: PCB projektavimas naudojant „Altium Designer“

Šiame etape bus atliktas PCB maršrutizavimas.

Pirmiausia reikia sudėti komponentus ir nustatyti plokštės formą. Tokiu atveju bus sukurtos dvi skirtingos sritys: DCDC ir jungtys bei maitinimo zona.

Maitinimo zonoje trinkelės yra iš plokštės, todėl po litavimo galima naudoti tam tikrą termiškai susitraukiantį vamzdelį, o jungtis išlieka gerai apsaugota.

Kai tai bus padaryta, kitas komponentų nukreipimas, kad du sluoksniai būtų naudojami efektyviai, o maitinimo jungtyse - didesni pėdsakai. Ir atminkite, kad pėdsakuose nėra stačių kampų!

Kai maršrutas baigtas, o ne anksčiau, taikomi daugiakampiai, čia apatiniame sluoksnyje bus GND daugiakampis, o viršutiniame - dar vienas, bet tik apimantis DCDC ir jungčių zoną. Viršutinio sluoksnio galios zona bus naudojama įtampai įvesti, kaip parodyta trečiame paveikslėlyje.

Galiausiai, ši plokštė negalėjo valdyti 200A, kuriai ji skirta, todėl kai kurios daugiakampio zonos bus eksponuojamos be šilkografijos, kaip matyti dviejuose paskutiniuose vaizduose, kad ten būtų prilituota kokia nors neuždengta viela ir tada srovės stiprumas pereiti per lentą yra daugiau nei pakankamai, kad atitiktų mūsų reikalavimus.

4 veiksmas: sukurkite „Gerber“failus JLCPCB

Kai dizainas bus baigtas, jis turi tapti realybe. Norėdami tai padaryti, geriausias gamintojas, su kuriuo dirbau, yra JLCPCB, jie patikrina jūsų plokštę dar prieš sumokėdami už ją, kad, jei surastų kokią nors klaidą, galėtumėte ją ištaisyti neprarasdami pinigų, ir patikėkite manimi, tai tikras išsigelbėjimas.

Kadangi ši plokštė yra dviejų sluoksnių plokštė ir yra mažesnė nei 10x10 cm, 10 vienetų kainuoja tik 2 USD + siuntimas, aišku, geresnis pasirinkimas nei tai padaryti patys, nes už mažą kainą jūs gaunate puikią kokybę.

Norėdami nusiųsti dizainą jiems, jis turi būti eksportuotas į „Gerber“failus, jie turi „Altium“, „Eagle“, „Kikad“ir „Diptrace“vadovus.

Galiausiai šiuos failus tiesiog reikia įkelti į jų citatų svetainę.

5 žingsnis: pabaiga

Štai ir viskas!

Kai atvyksta PCB, ateina šauni dalis, litavimas ir bandymai. Ir žinoma! Įkelsiu daugiau nuotraukų!

Kitą savaitę aš lituosiu savo prototipą ir jį išbandysiu, taigi, jei norite atlikti šį projektą, palaukite, kol abu būsenos ženklai bus gerai. Taip išvengsiu bet kokio apleisto darbo ar pasipriešinimo pakeitimo

Lydmetalis: dar ne

Testas: NE

Atkreipkite dėmesį, kad tai yra SMD litavimas, jei lituojate pirmą kartą arba neturite gražaus lituoklio, apsvarstykite galimybę atlikti kitą projektą, nes tai gali sukelti problemų.

Jei kas nors abejoja dėl proceso, nedvejodami susisiekite su manimi.

Taip pat, jei tai padarysite, prašau, aš norėčiau žinoti ir pamatyti!