คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการเลือก PCB โดรนที่ดีที่สุด

การค้นหาแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่เชื่อถือได้สำหรับโครงการโดรน มักหมายความว่าคุณต้องการมากกว่าผู้จำหน่ายทั่วไป อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของโดรนนั้นประกอบไปด้วยกระแสไฟฟ้าสูง การสั่นสะเทือนรุนแรง แหล่งกำเนิด EMI และความไวของเซ็นเซอร์ (IMU/GPS/เข็มทิศ) แผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดรนที่สร้างมาอย่างดีจะเป็นตัวกำหนดความแตกต่างระหว่างการบินที่เสถียรและการรีเซ็ตแบบสุ่ม ข้อมูล IMU ที่มีสัญญาณรบกวน ESC ที่ร้อนเกินไป หรือปัญหาของสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง

บริษัท Highleap Electronics เป็นโรงงานผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ให้บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) สำหรับโดรน รวมถึงบอร์ดควบคุมการบิน บอร์ด ESC บอร์ด PDB และแผงวงจร AIO (all-in-one) สำหรับโดรน คู่มือนี้จะอธิบายถึงสิ่งที่สำคัญในการออกแบบบอร์ดโดรน และวิธีการผลิตและประกอบบอร์ดเพื่อให้โดรนบินได้อย่างน่าเชื่อถือ

1) แผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับโดรนคืออะไร?

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของ โดรน (หรือเรียกว่าแผงวงจรของโดรน ) คือโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์หลักที่ควบคุมการบิน การขับเคลื่อนมอเตอร์ การกระจายพลังงาน การตรวจจับ และการสื่อสาร ในทางปฏิบัติ โดรนใช้แผงวงจรหลายประเภท:

• แผงวงจรควบคุมการบิน (มักเรียกว่า แผงควบคุมโดรน): รันอัลกอริธึมควบคุม อ่านค่าจากเซ็นเซอร์ (IMU) และส่งคำสั่งไปยังมอเตอร์
• ESC PCB (ตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์): ขับเคลื่อนมอเตอร์ไร้แปรงถ่านด้วยการสวิตช์กระแสสูง
• PDB (แผงจ่ายไฟ): ทำหน้าที่จ่ายไฟจากแบตเตอรี่ อาจรวมถึง BEC/ตัวควบคุมแรงดัน และอุปกรณ์ตรวจจับแรงดัน/กระแสไฟฟ้า
• บอร์ด AIO: รวม FC + ESC + PDB ไว้ในแผงวงจรโดรนขนาดกะทัดรัดเพียงแผงเดียว เพื่อลดน้ำหนักและสายไฟ

2) ปัจจัยทางวิศวกรรม 7 ประการที่กำหนดความน่าเชื่อถือของโดรน

2.1 การป้องกันสัญญาณรบกวน IMU และเซ็นเซอร์ (แกนควบคุมการบิน)

IMU มีความไวสูงมากแผงควบคุมโดรน ระดับมืออาชีพ จึงต้องลดสัญญาณรบกวนที่เกิดจากการสั่นสะเทือนและสัญญาณรบกวนที่เกิดจากกำลังไฟฟ้า:

• ควรวาง IMU ให้ห่างจากบริเวณที่มีกระแสไฟฟ้าสูง (MOSFET, ตัวเหนี่ยวนำ, วงจรจ่ายไฟของ ESC)
• ใช้จุดต่อลงดินที่มั่นคง เส้นทางส่งกลับสั้น และการกรองพลังงานที่เหมาะสม
• ควรหลีกเลี่ยงการวางสายไฟที่มีสัญญาณรบกวนสูงไว้ใกล้กับสัญญาณนาฬิกา/สายข้อมูลของ IMU

2.2 ทองแดงกระแสสูง ความร้อน และความน่าเชื่อถือ (ESC/PDB/AIO)

ความล้มเหลวหลายอย่างใน การประกอบ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับโดรนเกิดจากการออกแบบเส้นทางทองแดงและเส้นทางระบายความร้อนที่ไม่ดีพอ สำหรับแผงวงจร ESC และ PDB:

• เลือกน้ำหนักทองแดงและกลยุทธ์การจัดวางแผงจ่ายไฟที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากกระแสสูงสุด
• ใช้รูระบายความร้อนและแผ่นทองแดงเพื่อกระจายความร้อนให้กับ MOSFET/ตัวควบคุม
• ตรวจสอบการเลือกวัสดุและค่าความคลาดเคลื่อนในการผลิตตั้งแต่เนิ่นๆ เพื่อให้การผลิตมีความเสถียร

2.3 การทำงานร่วมกันของ EMI/EMC และ RF

โดรนส่วนใหญ่มักมีการรวมเอาการเชื่อมต่อวิทยุ (2.4G/5.8G), GPS, เข็มทิศ, กล้อง/ตัวส่งสัญญาณวิดีโอ และโมดูลส่งข้อมูลทางไกลไว้ด้วยกัน การควบคุม EMI ขึ้นอยู่กับการต่อสายดิน เส้นทางการไหลกลับของกระแสไฟฟ้า การกรอง และการตัดสินใจเกี่ยวกับการจัดเรียงชั้นของอุปกรณ์

2.4 ความทนทานต่อการสั่นสะเทือน แรงกระแทก และรอยเชื่อม

การสั่นสะเทือนอาจทำให้รอยเชื่อมแตกหรือทำให้ชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากเกิดความเครียดได้ สำหรับโดรนที่ใช้ในงานกลางแจ้งและงานอุตสาหกรรม มักใช้การเคลือบและการเสริมแรงเพื่อป้องกันแผงวงจรของโดรนจากความชื้น เศษฝุ่น และความล้าทางกล

3) ประเภทของแผงวงจรสำหรับโครงการโดรน (วิธีการเลือก)

3.1 ตัวควบคุมการบิน (บอร์ดควบคุมโดรน)

แผงควบคุมโดรนเปรียบเสมือน "สมอง" ของโดรน ทำหน้าที่อ่านข้อมูลจาก IMU (หน่วยวัดแรงสั่นสะเทือนของมอเตอร์) รันเฟิร์มแวร์ควบคุม และส่งสัญญาณควบคุมมอเตอร์ไปยัง ESC (มอเตอร์เหนี่ยวนำ) การทำงานจะมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อใช้รางจ่ายไฟที่สะอาด การออกแบบฐานรองที่มั่นคง และการจัดวางเซ็นเซอร์อย่างระมัดระวัง

3.2 บอร์ด ESC (แบบ 4-in-1 หรือแบบแยกชิ้น)

บอร์ด ESC ทำหน้าที่ควบคุมการจ่ายไฟและสร้างความร้อนรวมถึงสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) บอร์ดประเภทนี้ต้องการทองแดงคุณภาพสูง เส้นทางการระบายความร้อนที่แข็งแรง และการควบคุมการประกอบที่เข้มงวด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบ QFN/DFN

3.3 แผงจ่ายไฟ (PDB)

แผงจ่ายไฟ (PDB) ช่วยลดความซับซ้อนของการเดินสายไฟ ลดน้ำหนัก และสามารถรวมวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า เซ็นเซอร์วัดกระแส และการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าไว้ด้วยกันได้ นอกจากนี้ยังมักเป็นจุดที่ง่ายที่สุดในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือโดยการเลือกใช้ทองแดงและกลยุทธ์การป้องกันที่ถูกต้อง

3.4 แผงวงจรโดรน AIO

แผงวงจรโดรนแบบออลออสต์ (AIO) ช่วยลดจำนวนสายไฟและขนาด แต่เพิ่มความซับซ้อนในการออกแบบ เนื่องจากบริเวณ IMU ที่ไวต่อสัญญาณรบกวนต้องอยู่ร่วมกับส่วนจ่ายไฟที่มีกระแสสูง หากคุณต้องการใช้ AIO ควรให้ความสำคัญกับการออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) และการทดสอบตั้งแต่วันแรก

4) การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) สำหรับโดรน ที่ Highleap Electronics

Highleap Electronics ให้บริการแบบครบวงจรสำหรับการผลิตแผงวงจรสำหรับโครงการโดรน ตั้งแต่การผลิตไปจนถึงการประกอบ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ความสามารถ ในการผลิต PCB ของเรา สำหรับแผงวงจรหลายชั้น กระบวนการควบคุม และความเสถียรในการผลิต

สำหรับงานประกอบวงจรแบบครบวงจร เรายังมีบริการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCBA)รวมถึงการวางชิ้นส่วน SMT การบัดกรีแบบรีโฟลว์ การตรวจสอบ AOI และ (เมื่อจำเป็น) การตรวจสอบด้วยรังสีเอ็กซ์สำหรับชิ้นส่วนที่มีระยะห่างระหว่างขาแคบ

1. รีวิว DFM: การเรียงซ้อน, น้ำหนักทองแดง, ระยะห่าง, ระยะห่างจากรูถึงทองแดง, ระยะห่างของหน้ากากบัดกรี
2. การผลิต PCB: การเจาะ, การชุบ, การสร้างภาพ/การกัด, การเคลือบสารกันบัดกรี, การตกแต่งพื้นผิว, การทดสอบทางไฟฟ้า
3. การประกอบ SMT: สเตนซิล, หยิบและวาง, รีโฟลว์, AOI
4. การตรวจสอบการทำงาน: รางจ่ายไฟ, การลัดวงจร, การตรวจสอบอินพุต/เอาต์พุตที่สำคัญ (ตามแผนการทดสอบของคุณ)

สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของโดรน การเลือกพื้นผิวที่เหมาะสมมีผลต่อความสามารถในการบัดกรีและความน่าเชื่อถือ หากคุณต้องการคำแนะนำ โปรดศึกษาพื้นผิว ที่เหมาะสมที่ใช้กันทั่วไป เช่นENIGสำหรับการประกอบชิ้นส่วนที่มีระยะห่างระหว่างขาแคบ

สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ความชื้น ฝุ่นละออง การใช้งานภาคสนาม) เราสามารถเพิ่มการป้องกัน เช่นการเคลือบแบบคอนฟอร์มอลหรือการหุ้มด้วยวัสดุเพื่อช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในระยะยาวของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของโดรนได้

5) ต้องส่งอะไรบ้างเพื่อขอใบเสนอราคาอย่างรวดเร็ว

หากต้องการใบเสนอราคาที่รวดเร็วและแม่นยำ โปรดส่งข้อมูลต่อไปนี้:

• เกอร์เบอร์ หรือ ODB++ + ตะไบสว่าน
• บันทึก Stackup (ความหนาของแผ่นวงจร, น้ำหนักของทองแดง, ความต้องการค่าความต้านทานไฟฟ้า (ถ้ามี))
• GOOD (ตัวเลือกอื่นที่ได้รับการอนุมัติ หากมี)
• เลือกและวาง (XY/จุดศูนย์กลาง) + แบบร่างประกอบ
• ปริมาณเป้าหมาย ระยะเวลานำส่ง และข้อกำหนดเกี่ยวกับการเคลือบ/การหล่อขึ้นรูป

6) คำถามที่พบบ่อย 

คำถามที่ 1: แผงวงจรแบบไหนดีที่สุดสำหรับโครงการโดรน?

แผงวงจรที่ดีที่สุด สำหรับ การสร้างโดรนนั้นขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการใช้งาน: ตัวควบคุมการบินจะให้ความสำคัญกับความเสถียรของเซ็นเซอร์และพลังงานที่สะอาด ในขณะที่แผงวงจร ESC/PDB จะให้ความสำคัญกับทองแดง การออกแบบระบายความร้อน และการควบคุม EMI แผงวงจร AIO ช่วยลดน้ำหนัก แต่ต้องการการออกแบบและการควบคุมการผลิตที่เข้มงวดกว่า

Q2: “แผงวงจรพิมพ์สำหรับโดรน” กับ “แผงวงจรสำหรับโดรน” เหมือนกันหรือไม่?

ใช่แล้วแผงวงจรพิมพ์สำหรับโดรน (Drone PCB)และแผงวงจรสำหรับโดรน (Drone circuit board ) หมายถึงสิ่งเดียวกัน ผู้ที่ค้นหาด้วยคำว่า “drone PCB” มักต้องการรายละเอียดทางเทคนิค ในขณะที่การค้นหาด้วยคำว่า “drone circuit board” มักเป็นการค้นหาเพื่อซื้อมากกว่า

Q3: แผงควบคุมโดรนคืออะไร?

แผงควบคุมโดรนโดยทั่วไปหมายถึงแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับควบคุมการบิน ทำหน้าที่อ่านข้อมูลจาก IMU (หน่วยวัดแรงสั่นสะเทือนของโดรน) รันเฟิร์มแวร์ควบคุม และส่งสัญญาณควบคุมมอเตอร์ ประสิทธิภาพการทำงานขึ้นอยู่กับการควบคุมสัญญาณรบกวน การจัดวาง และคุณภาพการประกอบ

คำถามที่ 4: บริษัท Highleap Electronics สามารถประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับโดรนได้หรือไม่?

ใช่แล้ว Highleap Electronics ให้บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCBA)สำหรับโดรน ทั้งในส่วนของตัวควบคุมการบิน บอร์ด ESC แผงจ่ายไฟ (PDB) และแผงวงจรสำหรับโดรนแบบ All-in-One (AIO) รวมถึงการตรวจสอบและการทดสอบการทำงานตามความต้องการของคุณ

สรุป

เพื่อให้การจัดอันดับสำหรับ PCB โดรน แผงวงจรโดรน และบอร์ดควบคุมโดรน ดีขึ้น หน้าเว็บของคุณต้องผสานความน่าเชื่อถือทางวิศวกรรม (IMU/EMI/ความร้อน/การสั่นสะเทือน) เข้ากับความชัดเจนสำหรับผู้ซื้อ (การผลิต + การประกอบ + การทดสอบ + รายการตรวจสอบใบเสนอราคา) หน้าเว็บนี้ถูกออกแบบมาเพื่อทำเช่นนั้นโดยเฉพาะ

ต้องการใบเสนอราคาหรือการตรวจสอบ DFM หรือไม่? ส่งไฟล์ Gerber/ODB++, BOM และ Pick & Place ของคุณมาที่ Highleap Electronics เพื่อรับคำติชมอย่างรวดเร็วและคำแนะนำที่พร้อมสำหรับการผลิต