Rc автомобил PCBA

Основни диференцијатори за RC автомобил PCBA

Не сите RC дизајни на PCBA за автомобили работат подеднакво. Шест фактори ја создаваат вистинската разлика.

Етапа на погон на мотор - каде што повеќето дизајни не успеваат

Креатор на разлики: PCBA за RC автомобил од хоби користи посебни двигатели на MOSFET од висока и ниска страна со програмабилно мртво време. Таблите за играчки користат интегрирани ИЦ-полумостови кои се прегреваат за 2 минути надвор од патот.

Чувствителност и селективност на радио приемникот

Креатор на разлики: Квалитетната RC PCBA за автомобил вклучува посебен LNA (засилувач со низок шум) пред IC на приемникот. Ова додава 15 dB засилување без понижувачка бројка на бучава, овозможувајќи контрола на 300+ метри.

Разлики во управувањето со енергијата што се важни

Стабилноста на напонот под оптоварување на моторот одредува дали PCBA на автомобилот RC се ресетира при тешко забрзување.

Влез и регулирање на батеријата

Критична разлика: MCU на PCBA на RC автомобил мора да остане жив за време на застојот на моторот што го намалува напонот на батеријата од 8,4V на 5,0V за 10 милисекунди. Користете бак-засилувач или голем кондензатор (1000 µF ниско-ESC) на шината од 5V.

Изведба на BEC (коло за елиминатор на батерии).

Разлики во распоредот и заштитата

RC автомобил PCBA работи во пластична шасија со мотори, жици и запчаници за вртење. Бучавата е насекаде.

Техники за изолација на бучава

Креатор на разлики: Квалитетна RC PCBA за автомобил го поставува делот RF во посебен заземјен остров поврзан со главната земја во една точка во близина на негативниот терминал на батеријата.

Поставување на кристали и осцилатори

- Чувајте кристал од 27 MHz (или TCXO за 2,4 GHz) најмалку 15 mm од жиците на моторот

- Нема дигитални траги што минуваат под кристалот

- Заштитен прстен околу осцилаторот (преку бод на секои 2 мм)

- Кондензатори за оптоварување одговараат на спецификацијата на кристалите (±5 pF)

Разлики на фирмверот и контролната јамка

Самиот хардвер не прави разлика. Контролниот алгоритам ги одделува автомобилите кои реагираат од слабите.

Криви на гас и управување

Имплементација: RC автомобилот PCBA MCU мора да работи PID јамки на минимум 1 kHz. Јамките од 100 Hz создаваат забележително задоцнување. Користете Cortex-M4 или слично со хардверско множење-акумулирање.

Безбедност и телеметрија

- Безбедна загуба на сигнал-- Поставете го гасот на нула по 0,5 секунди без пакети

- Безбедно со слаба батерија-- Намалете го гасот до 50% на 6,0V, исечете го на 5,5V

- Изборна телеметрија-- Напонот на батеријата, температурата на моторот, RSSI испратен назад до предавателот

Квалитетниот RC автомобил PCBA имплементира безбеден неуспех во хардверот (посебен компаратор) не само во софтверот. Ако MCU се заклучи, хардверот го повлекува гасот на нула.

Производни толеранции и тестирање

Масовното производство ги открива разликите. Тесните толеранции создаваат постојани перформанси.

Критични спецификации за производство

Протокол за функционално тестирање

Секој PCBA на автомобил RC треба да помине:

1. Тест на моторот без оптоварување-- Струја < 1А, без звучно лелекаат

2. Тест за застој-- 30А за 2 секунди, без термичко исклучување

3. Тест за опсег-- 100 метри на отворено со спуштена антена

4. Тест за пречки-- Работете со 10 табли истовремено, без судир на канали

ЧПП - Вообичаени прашања за разликите во RC Car PCBA

П1: Зошто некои дизајни на PCBA на RC автомобил го губат спарувањето по несреќа, додека други не?

А:Разликата е механичкиот стрес на кристалниот осцилатор. Несреќата што го запира автомобилот одеднаш создава пулс на забавување од 200--500 G. Овој удар ја поместува фреквенцијата на резонанца на кварцниот кристал на два начина:

Поместување на фреквенцијата од механички стрес-- Кристалното празно привремено се деформира под G-сила, менувајќи ја својата паралелна резонантна фреквенција до 150 ppm. Ако PLL на ресиверот не може да го следи ова поместување (повеќето евтини дизајни имаат опсег на снимање од 50 ppm), PCBA на автомобилот RC губи заклучување и никогаш не се стекнува повторно бидејќи деформираниот кристал сега има трајно поместување.

Микро-фрактури на зглобови за лемење-- Малите кристали HC-49S (вообичаени кај играчките RC) имаат куќишта од тешки метали. Под 500 G, инерцијата на куќиштето ги напрега зглобовите за лемење. Микро-пукнатината што поминува низ визуелна инспекција создава интермитентен контакт. RC автомобилот PCBA се вклучува (кристалот работи при ниски вибрации), но откажува штом моторот ќе вибрира.

Решение во квалитетна RC автомобилска PCBA:

- Користете MEMS осцилатор (SiTime или слично) наместо кварц. Уредите MEMS преживуваат 50.000 G и трошат помалку енергија.

- Ако кварцот е задолжителен, користете керамичко пакување со димензии 3,2×2,5 mm (не HC-49S) со лемење со четири точки.

- Додадете епоксидна епоксидна обвивка под осцилаторот (мушка од 0,5 mm на два рабови апсорбира шок).

Добро дизајниран RC автомобил PCBA преживува повторени падови од 1 метар на бетон без губење на врзувањето. Тестирајте со пуштање на склопениот автомобил 20 пати од 1 метар, а потоа проверете го опсегот. Евтините дизајни не успеваат при капка 3 или 4.

П2: Како конфигурацијата на погонот на вратата MOSFET влијае на перформансите на PCBA на RC автомобил при делумно гас?

А:Делумно гас (10--40% работен циклус) е местото каде што повеќето дизајни на PCBA на RC автомобили ги откриваат своите слабости. Доминираат два параметри за погон на портата:

Полнење на портата и платото Милер-- Кога MOSFET се префрлува со делумно гас, поминува повеќе време во линеарниот регион (платото Милер) каде што Rds(вклучено) сè уште не е постигнато. На MOSFET со високо вкупно полнење на портата (Qg > 50 nC) му се потребни 200--300 ns за целосно да се вклучи. При гас од 10% (20 kHz PWM, 5 µs навреме), MOSFET е целосно подобрен само за 4,7 µs. Останатите 300 ns во линеарниот регион ја дисипираат топлината како (I × V). На 20А, ова е 20A × 6V = 120W за 300 ns по циклус -- доволно за да се подигне температурата на спојницата за 40°C над околината за 30 секунди.

Вредност на отпорник на портата-- Дизајните на PCBA на играчки RC користат единствен отпорник на портата од 100Ω за едноставност. Ова создава 500 ns пати на пораст. Квалитетните дизајни користат посебни отпорници за вклучување и исклучување: 10Ω вклучување (брзо) и 100Ω исклучување (побавно за да се намали ѕвонењето). Ова произведува време на пораст од 100 ns, драматично намалувајќи ги загубите во линеарниот регион.

Разлика во мерењето-- Тестирајте со вклучување на PCBA на автомобилот RC со 25% гас на динамометар 10 минути. Лошиот дизајн ќе покаже температура на моторот 90°C и куќиштето MOSFET 110°C. Квалитетниот дизајн (ниски Qg MOSFET, посебни отпорници на портата) работи на моторот на 60°C, MOSFET на 70°C. Таблата за ладење трае 5× подолго.

П3: Која е разликата во дизајнот на антената помеѓу 100-метарскиот RC автомобил PCBA и верзијата од 300 метри?

А:Три елементи на дизајнот на антената создаваат разлика од 200 метри додека ја користат истата моќност на предавателот од 2,4 GHz (легално ограничување од 100 mW):

Тип и ефикасност на антената-- ПХБ антена за трага (превртена-F) на стандардна плоча FR-4 од 1,6 mm постигнува 40--50% ефикасност (-3 до -4 dBi засилување). Истиот RC автомобил PCBA со надворешен 1/4 бран монопол (жица 31 mm) постигнува 70--80% ефикасност (-1,5 dBi). Антена за керамички чип (на пр., Johanson 2450AT18) со дотерана мрежа што одговара достигнува 60--65% ефикасност. За опсег од 300 метри, користете монополна антена поставена вертикално (не намотана внатре во шасијата).

Големина на копното-- Рамнината за заземјување на антената (противпојза) мора да биде најмалку λ/4 (31 mm) во должина. Квалитетните RC дизајни на PCBA за автомобили резервираат цврста површина од 35×40 mm под RF делот. Таблите за играчки ја поставуваат антената во близина на батеријата или моторот, намалувајќи ја ефективната рамнина на заземјувањето на 15 mm. Ова ја детонира антената на 2,45 GHz -- вистинската резонанца се поместува на 2,6 GHz, губи 10 dB чувствителност.

Импеданса на напојната линија-- Монополна антена бара далновод од 50Ω од RF IC до точката за напојување на антената. Ова значи 1,5 mm широка трага на 1,6 mm FR-4 (микролента) со континуирана рамнина за заземјување одоздола. Квалитетното RC автомобил PCBA користи трага од 50Ω со земјени визби на двете страни. Плочите за играчки ја насочуваат антената низ трага од 10 mm долга 0,3 mm (120Ω) со отвори во рамнината на заземјувањето -- создавајќи несовпаѓање на импедансата што рефлектира 40% од пренесената моќност.

Верификација-- Побарајте од вашиот добавувач на PCBA Смит шема која покажува импеданса на антената на 2,45 GHz. Добриот дизајн покажува 50Ω ± 5Ω. Лошиот дизајн покажува 30Ω или 80Ω. Тоа едно мерење ја предвидува разликата во опсегот попрецизно од која било симулација.

Споредбена табела -- Toy vs Hobby RC Car PCBA

Супериорен RC автомобил PCBA не е за скапи компоненти. Станува збор за правилен погон на портата, правилен дизајн на антената, безбеден хардвер и тесни производствени толеранции. Фокусирајте се на загубите при префрлување на MOSFET и големината на рамнината на RF - овие две области создаваат најзабележлива разлика во возењето во реалниот свет.