整洁美观的大电流集线板布线方法

liqi800116 · 发表于 2016-3-8 06:53:00

本帖最后由翼小飞于 2016-3-4 20:48 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。

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

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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。

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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。
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接下来为了焊接方便对XT60插头做一下处理

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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。

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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

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焊接前先给XT60头点上一点焊锡

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然后将其中一边焊接到集线板上固定住

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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

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同样的将另外7个插头也焊上焊的时候注意正负极

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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。

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将焊接完的板子翻一面过来

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可以看到背面的焊盘上没有过锡部分过孔是空的

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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

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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。

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