STM32四轴飞行器的制作(2)-- 自制飞控

    在上一篇中小四轴实现了有限的飞行,但由于机架的电机垂直度仍然有偏差(我使用720电机但机架适配820电机),重量超标(模块搭建自然超重),效果不尽如人意,因此打算采用自制飞控的方式同时选购新的机架,由于本人不会熟练地画pcb布线图,因此目前还没有想好如何自制飞控。

    打算从以下几个方面做准备:

  1)熟悉贴片元件的焊接方法并购买必要的工具;

     贴片焊接方法可参看 贴片焊接   贴片元件的焊接方法(上)   贴片元件的焊接方法(下)  SMT芯片的焊接方法

   相关工具参考下文

随着时代和科技的进步,现在的越来越多电路板的使用了贴片元件。贴片元件以其体积小和便于维护越来越受大家的喜爱。但对于不少人来说,对贴片元件感到“畏惧”,特别是对于部分初学者,因为他们认为自己不具备焊接元件的能力,觉得它不像传统的直插元件那样易于焊接把握,其实这些担心是完全没有必要的。读者可以使用合适的工具和掌握一些手工焊接贴片的知识,很快就会成为焊接贴片元件的专家。

一、使用贴片元件的好处

首先我们来了解贴片元件的好处。与引线元件相比,贴片元件有许多好处。第一方面:体积小,重量轻,容易保存和邮寄。如常用的贴片电阻0805封装或者0603 封装比我们之前用的直插电阻要小上很多。几十个直插电阻就可以装满一袋子但换成贴片电阻的话足以装好几千个甚至上万个。当然,这是在不考虑其所能承受最大电流情况下的。第二方面:贴片元件比直插元件容易焊接和拆卸。贴片元件不用过孔,用锡少。直插元件最费事也最伤神的就是拆卸,做过的朋友都有这个体会,在两层或者更多层的PCB 板上,哪怕是只有两个管脚,拆下来也不太容易而且很容易损坏电路板,多引脚的就更不用说了。而拆卸贴片元件就容易多了,不光两只引脚容易拆,即使一、二百只引脚的元件多拆几次也可以不损坏电路板。第三方面:贴片元件还有一个很重要的好处,那就是提高了电路的稳定性和可靠性,对于制作来说就是提高了制作的成功率。

这是因为贴片元件体积小而且不需要过孔,从而减少了杂散电场和杂散磁场,这在高频模拟电路和高速数字电路中尤为重要。综述所说,笔者可以负“责任”的说,只要你一旦适应和接受了贴片元件,除非不得已的情况,你可能再也不想用直插元件了。

二、焊接贴片元件需要的常用工具

在了解了贴片元件的好处之后,让我们来了解一些常用的焊接贴片元件所需的一些基本工具(见图1)。


图1 手工焊接贴片元件所用到常用工具

1. 电烙铁

手工焊接元件,这个肯定是不可少了。在这里向大家推荐烙铁头比较尖的那种,因为在焊接管脚密集的贴片芯片的时候,能够准确方便的对某一个或某几个管脚进行焊接。

2. 焊锡丝

好的焊锡丝对贴片焊接也很重要,如果条件允许,在焊接贴片元件的时候,尽可能的使用细的焊锡丝,这样容易控制给锡量,从而不用浪费焊锡和吸锡的麻烦。

3. 镊子

镊子的主要作用在于方便夹起和放置贴片元件,例如焊接贴片电阻的时候,就可用镊子夹住电阻放到电路板上进行焊接。镊子要求前端尖而且平以便于夹元件。另外,对于一些需要防止静电的芯片,需要用到防静电镊子。

4. 吸锡带

焊接贴片元件时,很容易出现上锡过多的情况。

特别在焊密集多管脚贴片芯片时,很容易导致芯片相邻的两脚甚至多脚被焊锡短路。此时,传统的吸锡器是不管用的,这时候就需要用到编织的吸锡带。

吸锡带可在卖焊接器材的地方买到,如果没有也可以拿电线中的铜丝来代替,后文将会讲述。

5. 松香

松香是焊接时最常用的助焊剂了,因为它能析出焊锡中的氧化物,保护焊锡不被氧化,增加焊锡的流动性。在焊接直插元件时,如果元件生锈要先刮亮,放到松香上用烙铁烫一下,再上锡。而在焊接贴片元件时,松香除了助焊作用外还可以配合铜丝可以作为吸锡带用。

6. 焊锡膏

在焊接难上锡的铁件等物品时,可以用到焊锡膏,它可以除去金属表面的氧化物,其具有腐蚀性。

在焊接贴片元件时,有时可以利用其来“吃”焊锡,让焊点亮泽与牢固。

7. 热风枪

热风枪是利用其枪芯吹出的热风来对元件进行焊接与拆卸的工具。其使用的工艺要求相对较高。

从取下或安装小元件到大片的集成电路都可以用到热风枪。在不同的场合,对热风枪的温度和风量等有特殊要求,温度过低会造成元件虚焊,温度过高会损坏元件及线路板。风量过大会吹跑小元件。对于普通的贴片焊接,可以不用到热风枪,在此不做详细叙述。

8. 放大镜

对于一些管脚特别细小密集的贴片芯片,焊接完毕之后需要检查管脚是否焊接正常、有无短路现象,此时用人眼是很费力的,因此可以用到放大镜,从而方便可靠的查看每个管脚的焊接情况。

9. 酒精

在使用松香作为助焊剂时,很容易在电路板上留下多余的松香。为了美观,这时可以用酒精棉球将电路板上有残留松香的地方擦干净10. 其他贴片焊接所需的常用工具除了上述所说的之外,还有一些如海绵、洗板水、硬毛刷、胶水等。在此不做赘述,有条件的朋友可以去了解和动手实践使用。

(从左至右,第一排为:热风枪、镊子、焊锡丝。第二排为:电烙铁、松香、吸锡带)

 

  2)寻找已有的飞控原理图和布线图并考虑打样;

     使用匿名开拓者飞控和遥控器,以下是打样回来的pcb样板

   

  3)准备相应的物料清单;

     可以从pcbdoc文件中导出BOM文件

  4)对源程序要做相应的修改以适应飞控。

    源程序主要是要分析各模块的驱动程序和主控程序,如有必要才做修改。

   世上无难事,只怕有心人,四轴飞行器牵涉的知识确实比较多,我想很多人从小都有一个飞行梦(我也不例外),如果是这样对于很多年轻人来说从多轴飞行器起步是一个不错的选择。

posted @ 2018-09-03 10:02  剑胆琴心2015  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏