PCB สำหรับโดรน

ฉันทำเสียงขึ้นจมูกและจะรักถ้าใครสามารถตรวจสอบงานของฉันในเค้าโครง PCB

ภาพ (สีแดงคือด้านบน, สีฟ้าคือด้านล่าง, วงกลมแสดงให้เห็นหลุมและการถ่ายโอนด้านข้างสีม่วงคือกาว):

สิ่งที่ควรจะเกิดขึ้น:

อินพุตจากวิทยุคือ PWMs 1-6 ซึ่งเป็นตัวรับคลื่นความถี่วิทยุที่ใส่เข้าไปในค่าดิบของแท่งควบคุม

บอร์ดควรจะสามารถตั้งโปรแกรมผ่านองค์ประกอบ ICE 10

MCU จะสามารถรับอินพุตจาก BMI055 (accelerometer) และ GPS และแยกวิเคราะห์ได้อย่างถูกต้อง

อินพุต Li-po ใช้สำหรับอ่านแบตเตอรี่แต่ละสาย (นอกเหนือจากตัวแรก) เป็นเซลล์

ส่วนประกอบ aux ไม่มีความกังวลในขณะนี้

PWMs 7-12 เป็นเอาต์พุตและไปที่ ESC จำนวนมากซึ่งควบคุมมอเตอร์

ฉันรู้สึกว่าฉันหลงทางอยู่ PCB ดูไม่เหมือนที่อื่น ๆ ที่ฉันเคยเห็น (อันที่จริงมีแค่ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ 3 ตัวที่มีส่วนประกอบขั้นสูง)

การอ้างอิงส่วนประกอบ:

GPS: RXM-GPS-R4

MC1: AC32UC3

U2 และ U3: รัตนากร

U1, AUX1, AUX2, PWMs, U13 และ U14 ทั้งหมด: ตัวเชื่อมต่อ

REG1: LD1117 (3.3V 800mA)

ACL1: BMI055 accelerometer 3 แกน

USB: แจ็ค Type B

ANT1: เสาอากาศ GPS

TANTCAP: ตัวเก็บประจุแทนทาลัม 33 ยูเอฟ

ฉันจะไม่ใส่เสื้อโค้ทนี้ มันค่อนข้างแย่ โครงการนี้ยากเกินไปสำหรับคนที่มีระดับประสบการณ์ของคุณ ฉันขอแนะนำให้ทำสิ่งที่ง่ายกว่าก่อนเพื่อพัฒนาทักษะของคุณ ลองโครงการไมโครคอนโทรลเลอร์ขั้นพื้นฐานเพื่อทำความคุ้นเคยกับการออกแบบ / เลย์เอาต์ / กระบวนการบัดกรีจากนั้นไปยังโครงการไร้สายง่ายๆแล้วอาจพิจารณาสร้างเสียงขึ้นจมูกของคุณเองตั้งแต่เริ่มต้น

นี่คือปัญหาบางอย่างที่ฉันสังเกตเห็น:

• ไอซีของคุณไม่มีตัวเก็บประจุแยกตัว ตัวเก็บประจุตัวเดียวที่ฉันเห็นบนบอร์ดทั้งหมดคือตัวเก็บประจุแทนทาลัม สิ่งนี้น่ากลัวเป็นอย่างยิ่งเนื่องจากคุณมีส่วนประกอบความถี่สูงสองตัว - ไมโครคอนโทรลเลอร์ 66 MHz และ GPS 1.5 GHz

• คุณไม่ได้ปฏิบัติตามคำแนะนำการจัดวางในแผ่นข้อมูลของโมดูล GPS เลย มีทั้งส่วนในแนวทางการจัดวางกระดานซึ่งฉันจะพูดเกือบเต็มนี่:

การออกแบบโมดูลทำให้การบูรณาการตรงไปตรงมา อย่างไรก็ตามยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้ความระมัดระวังในการจัดวาง PCB ความล้มเหลวในการสังเกตเทคนิคเลย์เอาต์ที่ดีอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพของโมดูลลดลงอย่างมาก เป้าหมายรูปแบบหลักคือการรักษาความต้านทาน 50 โอห์มที่มีลักษณะเฉพาะตลอดเส้นทางจากเสาอากาศไปยังโมดูล การลงกราวด์, การกรอง, การแยกสัญญาณ, การกำหนดเส้นทางและ PCB เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบ RF ส่วนต่อไปนี้มีแนวทางการออกแบบเบื้องต้นซึ่งอาจมีประโยชน์ ...

โมดูลควรแยกได้จากส่วนประกอบอื่น ๆ บน PCB ของคุณโดยเฉพาะอย่างยิ่งเท่าที่จะเป็นไปได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งวงจรความถี่สูงเช่นคริสตัลออสซิลเลเตอร์แหล่งจ่ายไฟสลับและสายบัสความเร็วสูง

เมื่อเป็นไปได้ให้แยก RF และวงจรดิจิตอลออกเป็นส่วนต่าง ๆ ของ PCB ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟภายในเดินสายออกจากโมดูลและเสาอากาศและมีความปลอดภัยเพื่อป้องกันการเคลื่อนย้าย

อย่ากำหนดเส้นทางการติดตาม PCB โดยตรงภายใต้โมดูล ไม่ควรมีทองแดงหรือร่องรอยใด ๆ ภายใต้โมดูลบนเลเยอร์เดียวกันกับโมดูลเพียงแค่ PCB เปล่า ด้านล่างของโมดูลมีร่องรอยและจุดอ่อนที่อาจสั้นหรือคู่เพื่อติดตามบนแผงวงจรของผลิตภัณฑ์

ส่วน Pad Layout แสดงรอยเท้า PCB ทั่วไปสำหรับโมดูล ควรวางระนาบกราวด์ (ใหญ่และไม่หยุดชะงักให้มากที่สุด) ที่ชั้นล่างของบอร์ด PC ของคุณตรงข้ามกับโมดูล ระนาบนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างผลตอบแทนอิมพีแดนซ์ต่ำสำหรับพื้นและประสิทธิภาพการลอกแบบสม่ำเสมอ

ใช้ความระมัดระวังในการกำหนดเส้นทางการติดตาม RF ระหว่างโมดูลและเสาอากาศหรือตัวเชื่อมต่อ ติดตามให้สั้นที่สุด อย่าผ่านใต้โมดูลหรือส่วนประกอบอื่นใด อย่ากำหนดเส้นทางการติดตามเสาอากาศบนเลเยอร์ PCB หลายชั้นเนื่องจากจุดแวะจะเพิ่มการเหนี่ยวนำ Vias นั้นเป็นที่ยอมรับสำหรับการผูกชั้นดินและบริเวณประกอบและควรใช้เป็นทวีคูณ

หมุดกราวด์ของแต่ละโมดูลควรมีร่องรอยสั้น ๆ ที่ผูกไว้กับระนาบกราวด์ทันทีผ่านทาง

บายพาสแคปควรเป็นเซรามิก ESR ชนิดต่ำและอยู่ติดกับขาที่ให้บริการ

ควรใช้ coax 50 ohm สำหรับเชื่อมต่อกับเสาอากาศภายนอก ควรใช้สายส่งขนาด 50 โอห์มเช่น microstrip, stripline หรือ coplanar waveguide สำหรับกำหนดเส้นทาง RF บน PCB ส่วนรายละเอียด Microstrip ให้ข้อมูลเพิ่มเติม

• เช่นเดียวกันแผ่นข้อมูล MCU มีบทเกี่ยวกับข้อควรพิจารณาด้านอุปทาน นี่คือแผนผังที่แนะนำให้ใช้ 3.3V แหล่งจ่ายเดียว สังเกตเห็นตัวเก็บประจุจำนวนมาก ไม่ได้ระบุไว้โดยตรง แต่คุณควรมีระนาบกราวน์สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ประสิทธิภาพสูง

• ผลึกของคุณเป็นวิธีที่ไกลเกินไปจาก MCU ของคุณ

• คุณวางแผนที่จะบัดกรีสิ่งนี้อย่างไร มาตรความเร่งนั้นคือ 4.5 มม. x 3 มม. และไม่มีแผ่นอิเล็กโทรดที่สามารถเข้าถึงได้เมื่ออยู่ในตำแหน่ง คุณต้องการเตาอบแบบ reflow มือที่มั่นคงและบางทีอาจจะเป็นลายฉลุประสานเพื่อนำไปวางบนกระดาน MCU ขนาด 144 พินนั้นไม่สำคัญเลย - พิทช์ของพินนั้นอยู่ที่ 0.02 นิ้ว

การแก้ไขทั้งหมดนี้ต้องใช้ PCB สี่ชั้นที่มีการเอาใจใส่อย่างระมัดระวังในการจัดวางองค์ประกอบการแยกสัญญาณและ (โดยเฉพาะ) ความสมบูรณ์ของสัญญาณ GPS น่าเสียดายที่มันไม่สำคัญและไม่ใช่สิ่งที่คุณสามารถเรียนรู้ได้ในสองสามวัน หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมคุณอาจไปที่หน้าเคล็ดลับด้านเทคนิคของ Henry Ott ส่วนใหญ่จะใช้กับ EMC แต่วัสดุส่วนใหญ่ใช้กับการออกแบบความถี่สูงโดยทั่วไป

หากคุณโชคดีมาก ๆ เลย์เอาต์ของคุณอาจทำงานได้ตามปกติ แต่ฉันจะไม่นับมัน

ขออภัยที่จะเป็นผู้ถือข่าวร้าย

Adam Haun ครอบคลุมการออกแบบ PCB ของคุณอย่างสมบูรณ์ แต่อีกหนึ่งความเห็นเกี่ยวกับการออกแบบนั้น

เสียงหึ่งๆของคุณจะไม่บินด้วย accelerometer คุณต้องได้ตำแหน่งเสียงพึมพำของคุณ แต่มาตรวัดความเร่งจะให้ค่าตามสัดส่วนกับความเร่งในแต่ละทิศทางเท่านั้น คุณต้องการไจโรและใช้ accelerometer เพื่อชดเชยไจโรดริฟท์ ไจโรและมาตรความเร่งเป็นสิ่งที่ต้องมี แต่ฉันจะเพิ่มเครื่องวัดสนามแม่เหล็กด้วย มีชิป IMU 9-DOF ค่อนข้างน้อย