how to, 아두이노 드론 #12 : 새로운 메인보드 설계도 및 제작.

새로운 메인보드 설계도면 및 제작

 

 

이전 메인보드의 실패 원인

arm 의 연결이 잘 되지 않아 아두이노 프로 미니와 자이로 센서를 각각 분리하여 test 를 해보니 두개의 부품이 제대로 작동하지 않았다. 이 부품이 망가진 이유로는 회로상의 문제보다는 중요한 부품이 많은 모듈 윗면에 전선 및 회로 납땜을 진행하면서 우리의 인두기 ( 가장 저렴하여 두꺼움 )때문에 고장이 났을 것이라고 생각한다.

 

또한 soldering paste를 사용하면 납땜을 하기가 매우 수월해 지지만 사용할 수록 점점 끈적끈적해지고 이것또한 불순물 이므로 오작동의 원인이라고 생각된다.

 

메인보드의 회로를 납떔할때 먼저 Breadboard에 설계하여 테스트한 모델을 바탕으로 제작하였지만 납땜만 하면 제대로 작동하지 않는다. Breadboard의 설계는 계속 잘 작동하여 잘못된것이 없지만 납땜시에 회로 연결이 문제가 되었다고 생각한다. 납땜을 간결하게 하여 전선 사용을 최소화하고 눈에 보기 편하게 제작하는 것도 중요하지만 복잡하고 지저분한게 작동을 하지 않는 것 보다는 낫다고 판단하였다. 

 

 

개선방향

1. 아두이노, 자이로 센서 윗면에 전선 납땜을 하지 않는다. PCB보드에 납땜을 하고 아랫면에 핀에다가 전선 및 회로 연결을 한다. 

 

2. Soldering paste는 필요시에 극소량 혹은 거의 사용하지 않고 납땜을 진행한다. 

 

3. 눈에 보기 쉽게 간결하게 회로 연결을 하지 않는다. 최대한 빵판에 설계한 회로와 100 % 일치하도록 메인보드 회로를 바꾼다. 

 

 

 

새로 제작한 메인보드 설계도. (잘 작동한다)

 

Version 1 - SOT 23-6 사용

 

윗면 ( 납땜을 하지 않는 곳 )

윗면 

검정색 점으로 표시한곳이 변환기판이고 검정색으로 칠한 곳이 변환기판의 GDS 부분이다. 

 

아랫면 ( 납땜 및 전선 연결을 하는 곳 )

아랫면 ( 납땜을 하는곳 )

윗면을 뒤집은 아랫면의 설계도면이다. 

 

 

Version 2 - 트랜지스터 직접 납땜

 

변환기판을 제외하고 나머지 파츠는 모두 동일한 위치에 고정되므로 윗면을 생략하고 아랫면 설계도면만 첨부한다.

아랫면

 

 

메인보드 제작 

 

메인보드 아랫면 

 

메인보드 윗면 

NRF 24 는 아랫면에 아두이노 핀에 납땜하여 연결했다. 메인보드에 직접 연결하지 않은 이유는 NRF 24의 전선이 너무 짧으면 통신장애현상이 간혹 일어나기 때문인다. 그리고 이것은 한가지 팁인데 연결불안 문제가 발생하면 NRF 24 의 MISO , MOSI 선을 꽈배기 처럼 꼬아주면 된다. 또 하나의 팁은 NRF 24에 꼭 Capacitor를 부착하여 사용하기를 바란다. NRF 24는 전력부족 문제를 많이 호소하기 때문에 우리고 고장난줄 알고 버렸던 NRF24 모듈에 Capacitor ( 10 micro F )을 부착하니 다 잘 작동하는 것을 확인하였다. 

 

 

테스트 

1. 모터 제어 테스트 ( PWM 제어 )

제작한 메인보드로 controller 와 무선통신하여 arm연결을 확인하고 Throttle을 올려서 모터 제어가 되는지 확인하는 영상이다. 아주 잘 작동한다. 동영상에서 아두이노와 NRF 24에 전력을 공급해주는 배터리는 9V 배터리를 사용했는데 이것은 오직 테스트를 위한 배터리이고 실제 비행은 절대로 이 무거운 배터리를 달고 날 수 없으므로 비행시에는 동전배터리를 이용하여 전력을 공급한다.

youtu.be/xzO874bjd5k

 

2. Multiwii 화면 

컨트롤러와 메인보드가 연결된후 컨트롤러의 조이스틱으로 Throttle Roll Yaw를 조절하고 토글 스위치로 Horizon ( 자동수평 , Flip 가능 모드 ) 혹은 Angle ( 자동 수평, flip 불가능 , 자이로 센서의 간섭 max) 을 조절한다. 동영상에서 Horizon Angle이 심하게 흔들리는데 이는 납땜 연결이 불안정한 문제이다. 

 

 

By JH