TriGUIDE smd

William nennt sein Steuerungsboard TriGUIDE. Folglich muss die SMD-Version natürlich TriGUIDE smd heißen ;-)

Wie bereits in der Einleitung beschrieben, habe ich ein Layout erzeugt, das keinen Arduino als Hirn trägt und keine 7805 Linearspannungsregler enthält. Außerdem ist das Board einseitig entflochten, hat also keine Durchkontaktierungen, nur Befestigungsbohrungen.

Die Platinen habe ich, wie in letzter Zeit immer, bei MME fertigen lassen und bin mit der Qualität, ebenfalls wie immer, sehr zufrieden.

Um keinen Schiffbruch zu erleiden, falls der Schaltregler nicht so tut wie er soll, habe ich die erste Platine zuerst mal nur mit den Stromversorgungsbauteilen bestückt und Messungen von Spannung und Kurvenform durchgeführt.
TriGUIDE_Versorger

Wie erwartet stimmten die Spannungen ziemlich gut mit den errechneten Werten überein und auch die Kurvenform (im Idealfall eine horizontale Gerade ;-) ließ selbst bei 1,5 A Last nichts zu wünschen übrig.

Allerdings war ich etwas entsetzt über das Gewicht der ja nur teilbestückten Platine. 22 Gramm nur für die Stromversorgung erschien mir ziemlich viel, und nachdem William für eine andere Version seiner TriGUIDE den Stromverbrauch der angeschlossenen Verbraucher gemessen hatte (40 mA für TriGUIDE, Empfänger und IMU-Würfel), war mir klar, dass ich hier in eine Sackgasse abgebogen bin. Meine Auslegung des Step-Down -Schaltreglers (links im Bild der LM 2576T) lag bei 3 A für Servo plus Rest der Schaltung, der nachgeschaltete LowDropout-Linearregler (rechts oben im Bild der LT1963A) für die Elektronik alleine schafft 1,5 A. Vollkommen überdimensioniert :-(

Ich habe also zur Säge gegriffen und den Schaltreglerteil der Platine entfernt. Jetzt werkelt ein 78L05 als Spannungsregler für die Elektronik, der Servo wird seine Versorgungsspannung von einem der ESCs beziehen.


Hier ist der Schnitt bereits erfolgt und alle Bauteile sind on board. Die so verschlankte Form der Steuerung stemmt 14 Gramm auf die Waage - komplett mit Minimal-Stromversorgung.
TriGUIDE_SMD_cut

Die liebevoll verschnörkelten Beinchen des 78L05 in Großaufnahme...
TriGUIDE_SMD_cut Spannungsregler

sowie die Zuleitung der 5 V in die Schaltung über vorhandene - sinnvoll frei gestellte - Leiterbahnen und mit Draht verstärkt
TriGUIDE_SMD_cut Spannungsführung

Die vier im Layout noch vorhandenen Luftlinien (nicht als Leiterbahn geroutete Verbindungen) stellen sich im richtigen Leben so dar:
TriGUIDE_SMD_cut - Top

Der fast vom Draht verdeckte, rechteckige Winzling ist der 16 MHz Quarz für den Mega328.


Nachdem das Ganze soweit gediehen war, musste ich den Bootloader des Arduino in den Mega328 brennen. Hierzu gedachte ich den vorhandenen SiProg-Adapter und Ponyprog zu verwenden, musste aber mangels Unterstützung des Mega328 in Ponyprog auf Avrdude umsteigen.

Hierbei ist anzumerken, dass dieses Vorhaben mit einem handelsüblichen USB-Seriell-Umsetzer mit FTDI-Chip (der SiProg arbeitet am Seriell-Port) zwar prinzipiell funktioniert, hochgerechnet dafür aber mehr als anderthalb Stunden zu veranschlagen sind. Diesen Versuch habe ich also abgebrochen und bin auf meinen alten, zuverlässigen, langsamen Lappy umgestiegen, der noch eine echte Serielle Schnittstelle hat. Inzwischen habe ich mir allerdings für die Programmierung des Mega328 einen mySmartUSB light Programmer zugelegt, was die Arbeit deutlich erleichtert. Der meldet sich bei der Programmiersoftware (z.B. Avrdude oder Ponyprog, auch andere) als STK500 und funktioniert problemlos auch unter Windows 7 (32 bit).

So aufgerüstet war der Kittel in wenigen Sekunden geflickt, der Mega328 horcht jetzt nach Power on auf der seriellen Schnitte auf die TriGUI. Hoffe ich wenigstens, testen konnte ich das noch nicht, weil mein Sender noch einen Kanal 5 implantiert bekommen muss und auch der Empfänger noch nichts von Multikanal-Summensignal -Ausgabe auf einem Pin weiß.


Inzwischen sind wir einen Schritt weiter, Sender und Empfänger arbeiten mit der TriGUI zusammen, auch das Flashen der Tricopter Firmware hat geklappt, nachdem ich den aktuellsten FTDI-Treiber für meinen selbst gebauten USB-Seriell-Adapter auf dem Rechner eingespielt hatte.

In diesem Zustand meiner TriGUIDE smd habe ich mal den Stromverbrauch der einzelnen Teile der Steuerung gemessen.

  • TriGUIDE smd
    • 15 mA - LEDs aus
    • 34 mA - LEDs an
  • Empfänger 25 mA
  • IMU-Würfel 13 mA

alles zusammen also maximal 72 mA. Das kann der 78L05 gerade noch so liefern ohne zu heiß zu werden.

Ob im Flug die LEDs alle an sind, weiß ich nicht, ich denke nein. Meine fortschrittlichere V3-Variante der TriGUIDE smd hat aber ohnehin einen Zetex ZLDO500 an Bord der 300 mA stemmt, kein Thema also.

Die drei nachgeschalteten I²C-PWM-Konverter bekommen ihre Betriebsspannung von den ESCs, belasten den Spannungsregler auf der TriGUIDE also nicht.

Nur für den Servo muss noch ein Gedanke spendiert werden, der soll nämlich ebenfalls über einen der ESCs befeuert werden, bekommt aber sein Signal direkt von der TriGUIDE. Folglich muss die BEC-Spannung des betreffenden ESC über den 5V-Stecker auf die TriGUIDE geführt und von dort eine Verbindung zum 5V -Anschluss des Servosteckers gelegt werden. Das ist bei der TriGUIDE smd V3 bereits berücksichtigt.

 

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