Воскресенье, 13 декабря 2020 13:08

Как я собирал регулятор скорости БК (BLDC) моторов для квадрокоптера

Собираю новый квадрокоптер. Все компоненты будут самодельными. От схемы до платы. Немаловажная часть электроники — регуляторы скорости бесколлекторных двигателей. На сайте будет подробно описан этот прибор. В этой статье хочу рассказать как я собирал один такой по уже готовым схемам и чертежам. Подробно рассмотрим процесс сборки и временные затраты на этот процесс. Поехали.

Начинаем с платы. Нужно ее сделать. Делаю по методу холодного переноса тонера. Если еще не пробовали — то обязательно стоит это сделать. Результат всегда отличный. Немного фоток:


Слева направо — перенесли тонер на плату. Как видно на фото — немного пришлось подкрасить. Ну а в остальном все отлично.

Далее травим плату в перекиси водорода и лимонной кислоте. Пузырьки на фото говорят о том, что процесс идет отлично. И последняя фотка — готовая плата — тонер еще не снимал. Эта процедура самая быстрая. Заняла около 30 минут и еще 30 минут плата сама травится в растворе. Это время не считал. Переходим к сверловке. Делаю это на самодельном станочке. Вот так это выглядит:




Сначала сверлим три отверстия в каждой плате сверлом 0.6мм, далее скрепляем половинки кусочками медной жилы витой пары и сверлим все остальное. Получается достойное качество и сверлить в два раза меньше отверстий. Процедура быстрая - занимает всего 10минут.


Можно было бы получше, но в принципе сойдёт. Но это еще не все — плату нужно защитить от окисления. Для всех прочих плат обычно я использую акриловый лак, но эта должна хорошо охлаждаться, поэтому будем ее лудить.


Для этого берём оплётку для удаления припоя и прикручиваем к жалу паяльника проволокой. Флюс — TT Flux-gel. Температуру паяльника ставим на минимум чтобы оплетка не липла к плате, но не перегревала текстолит. В конце протираем все спиртом и получается вот такой симпатичный результат.


Первый этап завершен. Плата готова. В целом изготовление платы заняло 1.5 часа. Переходим к пайке. Начинаем всегда с элементов, которые надо запаять феном. В данном регуляторе — это силовые мосфеты. В принципе сама пайка довольно простая. Сначала залуживаем сами выводы мосфета, так чтобы олово было чуть-чуть горкой, а потом уже феном греем до того как мосфет свободно будет плавать в олове. Флюс использую TR-RMA. В самом конце лучше еще все это пропаять паяльником — особенно в силовых местах (сток исток).


После запайки мосфетов я обязательно их проверяю мультиметром. Это совсем легко — включаем в режим диода и прозваниваем переход сток исток, при этом то открывая, то закрывая транзистор через управляющий вывод. Пайка, проверка, чистка флюса — итого 45 минут.

Далее начинается уже совсем простая часть — запаиваем микросхемы, кварц, резисторы и т. д. В ход идет обычный паяльник. Итого потратил 1.5часа.


И переходим плавно к переходным отверстиям. Берем обычную медную жилу 0.3-0.4, залуживаем ее TT Flux-gel и запаиваем перемычки — всего 16 переходов. При запаивании лучше использовать ЛТИ-120 и ватную палочку (чтобы не лить его прямо в отверстие! Все должно быть сухо!). Вот почти готовая плата. Запаять все перемычки (кроме силовых) заняло около 20минут.


Осталось запаять силовые перемычки на местах подключения моторов. Токи здесь могут достигать до 25А, поэтому я использовал провод МГТФ сечением 0.14мм2 без изоляции сложенный вдвое и таких 3 перехода. Итого получается почти 1мм2. Процедура муторная — заняла 45м. Еще нужно запаять силовые конденсаторы — около 30м.


Итак, все готово, осталось залить прошивку. Подпаиваем проводки и через ARDUINO заливаем нужную прошивку. И переходим к силовым тестам.


В конце приведу диаграмму временных затрат на это мероприятие






Какие выводы можно сделать? Изготовление платы с учетом пайки переходных отверстий занимает чуть меньше половины времени. Много отнимают переходы, особенно силовые. Если их мало — то плату можно делать самому и заказывать ее особого смысла нет, если плата сложная и единичная — тоже делаем руками, если переходов много и плат много — лучше заказать! Все четыре регулятора собирать было довольно тяжко. Однако если сюда добавить время на продумывание, подбор компонент, расчеты, тестирование, работув Kicad и т. д., то время на сборку платы потеряется совсем. Ну и фото на закуску — как все это будет выглядеть на квадрокоптере — силовой этаж






Read 114 times