Dizajni i një PDB të Fuqisë së Lartë (Bordi i Shpërndarjes së Energjisë) për një Pixhawk: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:22

Një PCB për t'i fuqizuar të gjithë!

Aktualisht shumica e materialeve që ju nevojiten për të ndërtuar një dron janë me çmim të ulët të disponueshëm në internet, kështu që ideja për të bërë një PCB të vetë-zhvilluar nuk ia vlen aspak, përveç disa rasteve kur doni të bëni një dron të çuditshëm dhe të fuqishëm. Në atë rast, më mirë të jesh i shkathët ose të kesh një udhëzues për Instructables për këtë …;)

Hapi 1: Objektivat

Objektivat e këtij PCB (dhe arsyet pse nuk mund të gjendet në internet) janë:

1.- Duhet të fuqizojë Pixhawk 4 me masën aktuale, masën e tensionit dhe lidhësin e njëjtë.

2.- Duhet të ketë lidhësit I/O dhe FMU të drejtuar në kunjat, CAP & ADC nuk është i nevojshëm në rastin tim.

3.- Duhet të jetë në gjendje të fuqizojë 5 motorë me një rrymë maksimale të kombinuar prej 200A, Po, 0, 2 KiloAmperes!

Shënim: stillshtë ende e dobishme për modele me më pak motorë ose më pak rrymë. Ky është vetëm rasti im.

Hapi 2: Skemat dhe Zgjedhja e Komponentëve

OK, tani ne e dimë se çfarë duam të bëjmë. Për të vazhduar ne do të hartojmë skemat.

Nëse nuk doni të kuptoni elektronikën prapa këtij bordi, thjesht kopjoni skemat dhe shkoni në hapin tjetër.

Skemat mund të ndahen në dy pjesë kryesore, DCDC për të fuqizuar pixhawk dhe shpërndarjen e fuqisë së motorëve.

Me DCDC mënyra më e lehtë do të ishte përdorimi i një DCDC Traco Power dhe shmangia e dizajnimit të tij, por meqenëse nuk më pëlqen mënyra e lehtë do të përdor një LM5576MH nga Texas Instruments. Ky i integruar është një DCDC që mund të menaxhojë një dalje deri në 3A dhe fleta e të dhënave e tij ju tregon të gjithë informacionin në lidhje me lidhjet dhe përbërësit e nevojshëm dhe jep formula për të marrë specifikimet e dëshiruara të modifikimit të komponentëve të përdorur të DCDC.

Me këtë dizajni i DCDC për Pixhawk, në rastin tim, përfundon siç shihet në foto.

Nga ana tjetër shpërndarja e energjisë konsiston në ndijimin e rrymës dhe tensionit dhe vetë shpërndarjes që do të merret parasysh në hapin tjetër.

Ndjenja e tensionit do të jetë thjesht një ndarës i tensionit që në tensionin e tij maksimal prej 60 V (tensioni maksimal i mbështetur nga DCDC) jep një sinjal 3.3V.

Ndjenja aktuale është pak më komplekse, edhe pse ne ende do të përdorim ligjin e Ohmit. Për të ndjerë rrymën, ne do të përdorim rezistenca shunt. Për të maksimizuar sasinë e rrymës që mund të trajtojnë, do të përdoren rezistorë 10W. Me atë fuqi, rezistencat më të vogla të shndrrimit SMD mund t'i gjeja nga 0.5mohm.

Duke kombinuar të dhënat e mëparshme dhe formulën e fuqisë, W = I² × R, rryma maksimale është 141A, e cila nuk është e mjaftueshme. Kjo është arsyeja pse dy rezistencë shunt paralelisht do të përdoren në mënyrë që rezistenca ekuivalente të jetë 0.25 mohm dhe më pas rryma maksimale e dëshiruar 200A. Ky rezistencë do të lidhet me një INA169 gjithashtu nga instrumentet e Teksasit dhe, si në DCDC, dizajni i tij do të bëhet duke ndjekur fletën e të dhënave.

Së fundi lidhësit e përdorur janë nga seria GHS nga lidhësit JST dhe pinout nga pixhawk 4 ndiqet për të bërë lidhjen e duhur.

Shënim: Unë nuk kisha komponentin INA169 në Altium, kështu që thjesht përdor një rregullator të tensionit me të njëjtën gjurmë.

Shënim 2: Vini re se disa përbërës janë vendosur por vlera thotë JO, kjo do të thotë se ato nuk do të përdoren nëse diçka në dizajn nuk funksionon.

Hapi 3: Dizajni i PCB me Altium Designer

Në këtë hap do të bëhet rutimi i pcb.

Së pari ajo që duhet bërë është vendosja e përbërësve dhe përcaktimi i formës së tabelës. Në këtë rast do të bëhen dy zona të ndryshme, DCDC dhe lidhësit, dhe zona e energjisë.

Në zonën e energjisë jastëkët janë jashtë bordit në mënyrë që disa tuba të tkurrjes së nxehtësisë të mund të përdoren pas bashkimit dhe lidhja të mbetet e mbrojtur mirë.

Pasi të bëhet kjo, tjetër është drejtimi i përbërësve, për të bërë që të dy shtresat të përdoren në mënyrë efikase dhe gjurmë më të mëdha të përdoren në lidhjet e energjisë. Dhe mbani mend, nuk ka kënde të drejta në gjurmë!

Pasi të jetë bërë kalimi dhe jo më parë, poligonet aplikohen, këtu do të ketë një poligon GND në shtresën e poshtme dhe një tjetër në shtresën e sipërme, por vetëm duke mbuluar zonën DCDC dhe lidhësit. Zona e fuqisë së shtresës së sipërme do të përdoret për hyrjen e tensionit siç tregohet në imazhin e tretë.

Së fundi, kjo tabelë nuk mund të trajtojë 200A për të cilën është projektuar, kështu që disa zona të poligonit do të ekspozohen pa ekran mëndafshi, siç shihet në dy imazhet e fundit, në mënyrë që disa tela të pambuluar të ngjiten atje dhe pastaj sasinë e rrymës që mund të kalimi nëpër tabelë është më se i mjaftueshëm për të përmbushur kërkesat tona.

Hapi 4: Krijimi i Dosjeve Gerber për JLCPCB

Sapo të përfundojë dizajni, ai duhet të bëhet realitet. Për ta bërë këtë, prodhuesi më i mirë me të cilin kam punuar është JLCPCB, ata kontrollojnë bordin tuaj edhe para se të paguani për të, në mënyrë që nëse gjejnë ndonjë gabim me të, ta rregulloni atë pa humbur para dhe më besoni, ky është një shpëtimtar i vërtetë.

Meqenëse kjo tabelë është një dërrasë me dy shtresa dhe është më pak se 10x10 cm, 10 njësi kushtojnë vetëm 2 $ + transportin, padyshim një opsion më i mirë sesa ta bëni vetë sepse për një çmim të ulët fitoni cilësi perfekte.

Për t'i dërguar modelin atyre duhet të eksportohet në skedarë gerber, ata kanë mësime për Altium, Eagle, Kikad dhe Diptrace.

Më në fund, këto skedarë thjesht duhet të ngarkohen në faqen e tyre të internetit të kuotave.

Hapi 5: Përfundoni

Dhe kjo eshte!

Kur të mbërrijnë PCB -të vijnë pjesa e lezetshme, bashkimi dhe testimi. Sigurisht! Do të ngarkoj më shumë fotografi!

Gjatë javës së ardhshme unë do të bashkoj prototipin tim dhe do ta testoj atë, kështu që nëse doni ta bëni këtë projekt prisni derisa të dyja statusi tjetër të shënojë OK. Me këtë unë do t'ju shmang çdo punë të dëmtuar ose zëvendësim të rezistencës

Salduesi: JO PARA

Test: JO PARA

Vini re se kjo është bashkim SMD, nëse është hera e parë që bashkoni ose nuk keni një hekur të mirë bashkimi, konsideroni të bëni një projekt tjetër pasi mund të jetë një burim telash.

Nëse dikush ka ndonjë dyshim në lidhje me procesin, mos dyshoni të më kontaktoni.

Gjithashtu nëse e bëni, ju lutem, do të doja ta dija dhe ta shihja!