पिक्सहॉक के लिए हाई पावर पीडीबी (विद्युत वितरण बोर्ड) का डिजाइन: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

उन सभी को शक्ति प्रदान करने के लिए एक पीसीबी!

वर्तमान में ड्रोन बनाने के लिए आवश्यक अधिकांश सामग्रियां इंटरनेट पर सस्ते में उपलब्ध हैं, इसलिए कुछ मामलों को छोड़कर जहां आप एक अजीब और शक्तिशाली ड्रोन बनाना चाहते हैं, एक स्व-विकसित पीसीबी बनाने का विचार इसके लायक नहीं है। उस स्थिति में आप बेहतर तरीके से साधन संपन्न होते हैं या इसके बारे में एक इंस्ट्रक्शंसेबल ट्यूटोरियल होता है…;)

चरण 1: उद्देश्य

इस पीसीबी के उद्देश्य (और इसके इंटरनेट पर न मिलने के कारण) इस प्रकार हैं:

1.- यह पिक्सहॉक 4 को वर्तमान माप, वोल्टेज माप और उसी कनेक्टर के साथ शक्ति प्रदान करना चाहिए।

2.- इसमें पिन को निर्देशित I/O और FMU कनेक्टर होने चाहिए, मेरे मामले में CAP&ADC की आवश्यकता नहीं है।

3.- यह 200ए, हां, 0, 2 किलो एम्पीयर की संयुक्त अधिकतम धारा के साथ 5 मोटर्स को बिजली देने में सक्षम होना चाहिए!

नोट: यह अभी भी कम मोटर्स या कम करंट वाले डिजाइनों के लिए उपयोगी है। यह सिर्फ मेरा मामला है।

चरण 2: योजनाबद्ध और घटक चुनना

ठीक है, अब हम जानते हैं कि हम क्या करना चाहते हैं। आगे बढ़ने के लिए हम स्कीमैटिक्स डिजाइन करेंगे।

यदि आप इस बोर्ड के पीछे के इलेक्ट्रॉनिक्स को नहीं समझना चाहते हैं तो बस स्कीमैटिक्स को कॉपी करें और अगले चरण पर जाएं।

स्कीमैटिक्स को दो मुख्य भागों में विभाजित किया जा सकता है, डीसीडीसी को पिक्सहॉक और मोटर्स के बिजली वितरण को शक्ति प्रदान करने के लिए।

DCDC के साथ सबसे आसान तरीका एक Traco Power DCDC का उपयोग करना होगा और इसे डिज़ाइन करने से बचना होगा, लेकिन चूंकि मुझे टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स से LM5576MH का उपयोग करने का आसान तरीका पसंद नहीं है। यह एकीकृत एक DCDC है जो 3A तक के आउटपुट का प्रबंधन कर सकता है और इसकी डेटाशीट आपको आवश्यक कनेक्शन और घटकों के बारे में सभी जानकारी बताती है और यह DCDC के वांछित स्पेक्स को उपयोग किए गए घटकों को संशोधित करने के लिए सूत्र देता है।

इसके साथ पिक्सहॉक के लिए DCDC का डिज़ाइन, मेरे मामले में, चित्र में देखे गए अनुसार समाप्त होता है।

दूसरी तरफ बिजली वितरण में करंट और वोल्टेज का सेंसिंग और वितरण ही होता है जिसे अगले चरण में माना जाएगा।

वोल्टेज सेंसिंग केवल एक वोल्टेज विभक्त होगा जो 60 वी के अधिकतम वोल्टेज (डीसीडीसी द्वारा समर्थित अधिकतम वोल्टेज) पर 3.3V सिग्नल देता है।

वर्तमान संवेदन थोड़ा अधिक जटिल है यहाँ तक कि हम अभी भी ओम के नियम का उपयोग करेंगे। करंट को समझने के लिए हम शंट रेसिस्टर्स का इस्तेमाल करेंगे। करंट की मात्रा को अधिकतम करने के लिए वे संभाल सकते हैं, 10W प्रतिरोधों का उपयोग किया जाएगा। उस शक्ति के साथ, सबसे छोटा SMD शंट रेसिस्टर्स मैं पा सकता था कि 0.5mohm कहाँ है।

पिछले डेटा और पावर फॉर्मूला को मिलाकर, W = I² × R, अधिकतम करंट 141A है, जो पर्याप्त नहीं है। इसलिए समानांतर में दो शंट प्रतिरोधों का उपयोग किया जाएगा ताकि समकक्ष प्रतिरोध 0.25 मोहम का हो और फिर अधिकतम 200 ए वांछित हो। यह प्रतिरोधक टेक्सास के उपकरणों से भी INA169 से जुड़े होंगे और DCDC की तरह, इसका डिज़ाइन डेटाशीट के बाद बनाया जाएगा।

अंत में उपयोग किए गए कनेक्टर जेएसटी कनेक्टर से जीएचएस श्रृंखला से हैं और सही कनेक्शन बनाने के लिए पिक्सहॉक 4 से पिनआउट का पालन किया जाता है।

नोट: मेरे पास Altium में INA169 घटक नहीं था, इसलिए बस उसी पदचिह्न के साथ एक वोल्टेज नियामक का उपयोग किया।

नोट 2: ध्यान दें कि कुछ घटकों को रखा गया है लेकिन मान नहीं कहता है, इसका मतलब है कि उनका उपयोग तब तक नहीं किया जाएगा जब तक कि डिज़ाइन में कुछ गलत काम न करे।

चरण 3: Altium डिज़ाइनर के साथ PCB का डिज़ाइन

इस चरण में पीसीबी की रूटिंग की जाएगी।

सबसे पहले जो किया जाना है वह है घटकों को रखना और बोर्ड के आकार को परिभाषित करना। इस मामले में दो अलग-अलग क्षेत्र बनाए जाएंगे, डीसीडीसी और कनेक्टर, और पावर जोन।

पावर ज़ोन में पैड बोर्ड से बाहर होते हैं ताकि सोल्डरिंग के बाद कुछ हीट-सिकुड़ ट्यूब का उपयोग किया जा सके और कनेक्शन अच्छी तरह से सुरक्षित रहे।

एक बार यह हो जाने के बाद, अगला घटकों का रूटिंग है, ऐसा करने के लिए कि दो परतों का कुशलतापूर्वक उपयोग किया जाता है और बिजली कनेक्शन में बड़े निशान का उपयोग किया जाता है। और याद रखें, निशानों में कोई समकोण नहीं है!

एक बार रूटिंग हो जाने के बाद और पहले नहीं, बहुभुज लागू होते हैं, यहां नीचे की परत पर एक GND बहुभुज होगा और दूसरा शीर्ष परत पर होगा, लेकिन केवल DCDC और कनेक्टर ज़ोन को कवर करेगा। तीसरी छवि में दिखाए गए अनुसार वोल्टेज इनपुट के लिए शीर्ष परत के पावर ज़ोन का उपयोग किया जाएगा।

अंत में, यह बोर्ड उस 200A को संभाल नहीं सका जिसके लिए इसे डिज़ाइन किया गया है, इसलिए बहुभुज के कुछ क्षेत्रों को बिना सिल्क्सस्क्रीन के उजागर किया जाएगा, जैसा कि पिछली दो छवियों में देखा गया है, ताकि कुछ खुला तार वहां मिलाप किया जा सके और फिर वर्तमान की मात्रा जो हो सकती है बोर्ड के माध्यम से जाना हमारी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त से अधिक है।

चरण 4: JLCPCB के लिए Gerber फ़ाइलें बनाना

एक बार डिजाइन खत्म हो जाने के बाद इसे एक वास्तविकता बनना होगा। यह करने के लिए कि मैंने जिस सर्वश्रेष्ठ निर्माता के साथ काम किया है, वह है JLCPCB, वे आपके भुगतान करने से पहले ही आपके बोर्ड की जांच करते हैं ताकि अगर उन्हें इसमें कोई त्रुटि मिलती है तो आप बिना पैसे खोए इसे ठीक कर सकते हैं, और मुझ पर विश्वास करें, यह एक सच्चा जीवनरक्षक है।

चूंकि यह बोर्ड दो परत वाला बोर्ड है और 10x10 सेमी से कम है, 10 इकाइयों की लागत सिर्फ 2$ + शिपिंग है, जाहिर तौर पर इसे स्वयं करने से बेहतर विकल्प है क्योंकि कम कीमत में आपको उत्तम गुणवत्ता मिलती है।

उन्हें डिजाइन भेजने के लिए इसे जरबर फाइलों में निर्यात किया जाना चाहिए, उनके पास Altium, ईगल, किकड और डिप्ट्रेस के लिए ट्यूटोरियल हैं।

अंत में इन फाइलों को सिर्फ उनकी बोली वेबसाइट पर अपलोड करना होगा।

चरण 5: अंत

और बस!

जब पीसीबी आता है तो कूल पार्ट, सोल्डरिंग और टेस्टिंग आती है। और ज़ाहिर सी बात है कि! मैं और तस्वीरें अपलोड करूंगा!

अगले सप्ताह के दौरान मैं अपने प्रोटोटाइप को मिलाप करूँगा और उसका परीक्षण करूँगा, इसलिए यदि आप इस परियोजना को करना चाहते हैं तो अगले दोनों स्थिति चिह्न ठीक होने तक प्रतीक्षा करें। इसके साथ मैं आपको किसी भी खराब नौकरी या प्रतिरोध प्रतिस्थापन से बचूंगा।

मिलाप: अभी नहीं

टेस्ट: अभी नहीं

ध्यान दें कि यह एसएमडी सोल्डरिंग है, यदि यह आपका पहली बार सोल्डरिंग है या आपके पास एक अच्छा सोल्डरिंग आयरन नहीं है तो किसी अन्य प्रोजेक्ट को करने पर विचार करें क्योंकि यह परेशानी का स्रोत हो सकता है।

अगर किसी को प्रक्रिया के बारे में कोई संदेह है तो मुझसे संपर्क करने में संदेह न करें।

इसके अलावा, अगर आप इसे करते हैं, तो कृपया, मुझे इसे जानना और देखना अच्छा लगेगा!