推杆式电阻炉(Henry教你设计、制作Elrs遥控接收器并用到自己的无人机上)

Posted 2023-05-27

篇首语：世上无难事，只要肯登攀本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了推杆式电阻炉(Henry教你设计、制作Elrs遥控接收器并用到自己的无人机上)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

推杆式电阻炉(Henry教你设计、制作Elrs遥控接收器并用到自己的无人机上)

3D动图

题外话:我们的Homeschool群里的家长藏龙卧虎，他们对教育都有自己独到的观点，并且身体力行，培养的孩子都非常优秀。他们每天在群里谈论的话题使我受教颇深。每天看他们聊的内容我更有动力了。昨晚我到11点完成了这篇文章。

正文

本电路设计基于如下，设计软件：立创EDA

Elrs远距离遥控系统（全称：ExpressLRS）是工作在915Mhz或2.4Ghz的远距离开源遥控系统，使用Lora通信模块获得超长距离通信的功能，但同时损失了一定的通信速率

设计目的：本电路板为验证Elrs远距离遥控系统的稳定性与可行性，方便未来集成与飞控

设计本电路电路板所需知识：直流、交流电，UART协议

设计步骤:

1.深入了解Elrs的工作原理

1.1ELRS接收器通过接受发射端的射频信号并由MCU转化成CRSF（基于UART协议）数字遥控信号连接飞控

1.2一个完整的Elrs接收器分为三大部分，MCU芯片/模块；射频（&PA/LNA）芯片/模块；降压电路

1）MCU芯片/模块：Elrs支持Stm32 Or Esp8285(/esp8266)，鉴于stm32f103芯片价格飞涨，采用主频更高，存储、内存更大的Esp8285方案，并使用内置1Mb Flash的ESP-01F模块

2）射频方面采用了成都亿佰特的模块：E19-900M20S2（EOL，不推荐新设计使用），这是在停产之前优惠拿样的，不用白不用。新设计推荐使用E32-900M20S。以上两种模块差别很小，均为SX1276+PA&LNA，只是后者的PA/LNA开关由MCU控制

3）降压芯片选用了LDO（线性稳压器）的方案，相比DCDC（同步整流降压器）有效降低电源纹波，使得射频模块输出频率更加稳定。具体芯片使用了ME6217C33M5G，最大输出电流800mA（不考虑散热情况下）

1.2 其它小知识

1）可以通过使用芯片而不是模块来提升集成度，减小体积，但稳定性可能会有所降低

2）LDO转换效率较低，大功率设备（如ELRS发射段）DCDC会是更好的选择

2.确定需求

2.1此为测试板，无体积需求

2.2输入电压5~4.5V（在LDO范围内）

2.3天线接口选用焊接的方式，增加稳定性

3.芯片选型

此项目使用到的芯片较少，在1.2节已做出介绍

4.开始设计原理图

模块均高度集成，外围电路较少，在此不赘述，只做简单介绍

4.1学习数据手册

1）按照数据手册中给出的电阻、电容设计模块外围电路

2）按照程序连接模块之间的电路

5. 设计PCB（Printed Circuit Board，电路板）

5.1原理图转PCB

换完成后，程序只是将元件自动摆放，没有按照设计规则摆放，所以下一步是PCB布局

5.2 PCB布局

原件布局有一定的要求

1）实用（尽可能压缩体积，但也要方便SMT，例如多引脚芯片周围1.5mm旁不应有任何贴片原件）

2）满足设计要求（高压低压元件分离、滤波电容靠近用电器）

3）美观（对称性）

5.3 PCB布线

手动布线，尽量缩短信号、电源走线

顶层

底层

5.5 PCB丝印设计（焊盘旁设计丝印，提供使用者参考）

顶层丝印层

5.6 提交厂方

最近有厂商进行免费打样活动，单、双、四层PCB均免费。每次可以打5片，尺寸太大的不免费。

6. 采购电子元器件

网上假元件泛滥，建议买月销量10000+的店铺（推荐TB店铺，youxin电子），有一定的保障

7.焊接PCB

7.1 准备元器件

PCB和芯片

7.2选择焊接方式（烙铁/回流焊/风枪/PTC恒温加热板（铁板烧））

这次我选择使用风枪，但通常来说，使用PTC加热板更适合焊接单面元件PCB

7.3涂锡浆

锡浆是焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等的混合物，形成的膏状混合物，熔点低，非常利于焊接。小批量生产或想更加省力可以使用钢网

涂锡浆

涂抹锡膏

涂抹完锡膏

并不是非常完美，但应该没什么大问题。

7.3 手动贴片

摆好主芯片

摆好原件

有条件的极致爱好者可以购入贴片机一台，确实省力，但价格不友好。

7.4 风枪焊接

热风枪

热风枪准备焊接

热风枪焊接中

可以看到不是很完美（风枪风速过大，元器件被吹跑）

7.5 电烙铁补焊，并焊接其他器件，包括接受天线和排针。

元件焊接完毕

焊接排针

焊接天线

天线焊接完毕

焊接完毕

8. 成品展示

9.测试功能

装到无人机上

开始测试

推动遥控器推杆，舵机执行动作，完美，成功。去年9月也做了一个相同的电路并且成功用于无人机，测试接受距离达到了15KM.那时候没有热风枪，完全靠手工焊接。今天做的因为用了热风枪，焊接水平进一步提高，过一段时间再进行飞行测试。

去年的同款作品

Power By Henry