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整洁美观的大电流集线板布线方法

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楼主
发表于 2016-3-2 18:14 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 xiao3d 于 2016-3-3 12:14 编辑

       对于很多模友以及从事多旋翼无人机行业的人来说,组装飞机是家常便饭,而且现在应用类的多旋翼载重越来越大,工作电流也越来越高,如果没有把焊接、布线做好,对于多旋翼飞行来说就存在很多隐患,所有人都想把自己的飞机做的更漂亮一些,布线更整齐一些,性能更稳定一些。但是如果不是大批量生产的商业机,很难做到全面兼顾。所以对于广大的组装型机器来说,装机的好坏就取决于组装人员的专业性和装机的细心程度。针对目前普遍电源布线问题,主要针对于中大型多旋翼无人机,起飞重量7-24kg的。   
      个人在此分享些经验,希望大家共同学习、广听建议。首先对于起飞重量超过7kg的多旋翼来说,在6S电压下工作电流一般在40A以上,超过15kg的,电流在100A以上,超过20kg的如果任然用6S供电电流会达到200A甚至更大,所以,在动力选型的时候如果载重超过20kg推荐用12S供电,这样动力部分的发热量会减少很多,整个系统的稳定性也会增强。这个是电源布线前的动力方案选择优化,这点如果做好了,对于整个电路过流的压力会减轻很多。
      其次,目前组装多旋翼的时候主电源线分配到电调线一般有两种,一种是线头直焊,一根粗线分接到多根细线,另一种是用集线板,通过多个焊盘进行分接。这两种方式,第一种的好处就是成本低,不需要任何外部辅助就可以完成分接,但是缺点是焊接要求高,容易虚焊,另外一旦出线故障,要么剪线要么整体重焊,非常麻烦,整体也不美观。对于第二种集线板的方式,优点是焊接更容易,分线更美观,但对于PCB本身的耐流要求比较高。我今天采取的是第二种,通过集线板的方式来布线。
     下面通过图文的方式来说明。

-----------------------------------------------------------------分割线--------------------------------------------------------------------------

材料:
大电流集线板                       1片
XT60母头                            8个
10或8AWG硅胶线                n米
704硅胶                              1支   
尼龙柱                                4组





这个圆形集线板是7oz的厚铜,通过交叉过铜设计来增大过流,同时保证正反面一致,正负极均可在一面焊接。
焊接之前得说说工具的选择,对于烙铁的选择决定了焊接的好坏和工作效率的高低,因为这个集线板敷铜很厚所以温度传递较慢,焊接时要最好选用大功率的烙铁,我自己使用的是200W的高频无铅焊台。
此外考虑到是主电源电流较大,防止某些突发情况导致线路急剧升温,所以焊接时推荐使用熔点稍高的焊锡,普通焊锡熔点在180度左右,无铅焊锡在230度左右,高温焊锡熔点在260以上,综合考虑,普通焊锡熔点较低,不适合大负载耐高温的情况下用,高温焊锡熔点足够,但是带来的问题是焊接要求更高,容易出现挂锡或者烫坏插头胶壳的情况,所以综合考虑,选用无铅焊锡比较合适。



工具材料备齐,下面开始进入正题。

第一步:焊前准备

为了焊接插头时更好容易上锡,首先在PCB正面焊盘上镀上一层薄锡,中间两个焊盘可以不用镀锡。





接下来为了焊接方便对XT60插头做一下处理



XT60头背后的焊接槽是朝向两边的,为了焊接方便,可以用尖嘴钳旋转一下,不需要担心会损坏插头哦。









把八个XT60头一半朝上一半朝下旋转完毕

第二步:焊接插头

后面焊接的时候按照下图的顺序,一左一右对齐焊接



焊接前先给XT60头点上一点焊锡



然后将其中一边焊接到集线板上固定住



然后将另一边焊上,同时在焊盘上补锡,要淹过插头焊接槽,同时注意烙铁放置时间不要过长,防止插头胶壳融化



同样的将另外7个插头也焊上焊的时候注意正负极



焊完之后检查PCB上是否有飞溅的焊锡,用镊子将那些小锡球去除。



将焊接完的板子翻一面过来



可以看到背面的焊盘上没有过锡部分过孔是空的



接下来要用烙铁和焊锡将背面的焊盘再补镀一层薄锡,确保两面的焊锡能够联通,但要注意烙铁要快速移动,放置时间不能过长,防止正面的锡层流动



第三步:焊接线头

将剪好的硅胶线一头剥掉胶皮



将硅胶线穿过中间的焊盘孔



在背面先点上一些锡用来固定线头



然后翻到正面



将穿过来线头回折一些压平



接着在焊盘上上锡,一定要浸润线头的铜线



然后翻到背面将另一边也镀满锡



类似的将另一条电源线也焊好





焊点要饱满光亮防止虚焊。



完成焊接!
为了保证安全,焊接完成后最好用万用表检测一下每个极性是否都能导通,以及是否存在短路

接着把尼龙柱安装在四个定位孔处







第四步:做绝缘处理

将集线板倒扣,把704硅胶涂到焊盘裸露的地方





预涂完了之后,用一个小薄片将硅胶均匀摊到集线板的每个裸露的焊盘,确保没有外漏




接下来等待30min左右,等到硅胶不流动了再进行正面处理,在等待过程中为了防止灰尘落入,可以找一个小板子盖上



半个小时后将集线板翻过来



涂满硅胶



再静置几个小时等硅胶完全固化之后,整个集线板就完成了!

根据机型不同也可以做成左右出线的



下面是一些装机实例,可以参考布线











当然除了焊插头,也可以直接焊线



总结:
这个集线板一共有8路输出,满足4到8轴使用,在用于4轴或者6轴的时候多余的焊盘可以不焊,或者留作飞控、图传等其他设备供电,如果用于八轴,可以从任意一个或多个焊盘用硅胶线引出额外的插头供给飞控等。
之所以用这种多个插头插接式的方式来布线,主要是有几点好处:1、使用艾迈斯XT60插头在保证电流过流稳定的前提下,易于拆装,极大的方便维修;2、将电源分配层与飞控层通过隔板分离,减少大电流产生的串扰;3、整体布线简洁美观,各类电源分接,一目了然。

我的QQ:821950042,欢迎有更多模友来建议改进







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q748169667 + 2 很给力!
老孟 + 2 看着舒服,一直想写一篇关于焊接的帖子,楼.
pang1100 + 2 很给力!
pajsf + 2 赞一个!

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沙发
发表于 2016-3-2 18:21 | 只看该作者
好焊工啊!
3
发表于 2016-3-2 18:25 | 只看该作者
好棒的焊工啊。。膜拜orz
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4
发表于 2016-3-2 18:33 | 只看该作者
很好,给楼主点赞
5
发表于 2016-3-2 18:39 | 只看该作者
溧阳产的焊锡膏啊
6
 楼主| 发表于 2016-3-2 18:44 | 只看该作者
acseyang 发表于 2016-3-2 18:39
溧阳产的焊锡膏啊

南大的704硅胶
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7
发表于 2016-3-2 18:48 | 只看该作者

哦哦 溧阳我的老家么

8
发表于 2016-3-2 19:13 | 只看该作者
学习
9
发表于 2016-3-2 19:17 | 只看该作者
很棒~
10
发表于 2016-3-2 19:28 | 只看该作者
焊这玩意儿烙铁功率要够,不然就很难焊!
11
发表于 2016-3-2 19:38 | 只看该作者
工具到位,技术扎实,精神可敬!
12
发表于 2016-3-2 19:46 | 只看该作者
我的烙铁30w。有时焊着都想砸了它  干不动大焊点
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13
发表于 2016-3-2 19:48 | 只看该作者
黑的啊,我的704为啥是白的
14
 楼主| 发表于 2016-3-2 19:50 | 只看该作者
聿修厥德 发表于 2016-3-2 19:48
黑的啊,我的704为啥是白的

704有黑白两种颜色的哦,买的时候注意一下就行
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15
发表于 2016-3-2 19:54 | 只看该作者
高手 是植保机用的吗
16
 楼主| 发表于 2016-3-2 19:55 | 只看该作者
sddyngy 发表于 2016-3-2 19:28
焊这玩意儿烙铁功率要够,不然就很难焊!

最好100W以上

17
 楼主| 发表于 2016-3-2 19:58 | 只看该作者
HZ天光微暖 发表于 2016-3-2 19:46
我的烙铁30w。有时焊着都想砸了它  干不动大焊点

30W是普通电子产品用的,小焊点差不多,,航模上用就太小了,化不开锡,放久了还容易把胶壳弄化了

18
 楼主| 发表于 2016-3-2 19:59 | 只看该作者
太阳吧 发表于 2016-3-2 19:54
高手 是植保机用的吗

植保机可以用的,最大的时候用在8轴U7没问题

19
发表于 2016-3-2 19:59 | 只看该作者
赞一个
20
发表于 2016-3-2 20:10 | 只看该作者
焊接手艺不错,焊点光滑
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