Projektowanie dla wysokiego przyspieszenia

17

Zastanawiam się nad zaprojektowaniem tablicy dla aplikacji robotyki, która będzie się bardzo szybko obracać i zastanawiam się, czy jest coś specjalnego do wzięcia pod uwagę. Będzie to na boisku o prędkości 6000 obr / min, z krawędzią deski 50 mm od środka. To stałe przyspieszenie około 2000 gi kilkukrotne wstrząsy. Gdybym wstrząsnął mocowaniem deski, zmniejszyłoby to nagłe przyspieszenie, ale nie obrotowe.

Co powinienem zrobić inaczej niż normalny projekt płytki drukowanej? Czy otwór przelotowy byłby lepszy niż montaż powierzchniowy? W jaki sposób powinienem zorientować tablicę, aby przyspieszenie było równoległe do deski (najlepiej) lub prostopadłe? W jaki sposób należy orientować komponenty? Czy powłoka konformacyjna lub zalewanie byłoby dobrym pomysłem? Wolałbym tego nie robić, zarówno ze względu na możliwość naprawy, jak i ze względu na wagę. Przy jakich przyspieszeniach same elementy wewnętrzne zaczęłyby pękać?

Być może jest to niewłaściwe miejsce, aby o to zapytać, ale jaka jest najlepsza orientacja dla baterii litowo-polimerowej w tym środowisku?

ahalekelly
źródło
Uznałem to pytanie za pomocne, choć dotyczy nagłego szoku, a nie stałego przyspieszenia i nie odpowiada na wiele pytań.
ahalekelly
Im mniej składników pędu, tym lepiej. Upewnij się, że podłoże się nie wygina. CALCE na UMD calce.umd.edu to cały dział poświęcony testowaniu elektroniki i nie tylko!
HL-SDK,
Znam projekty badawcze na mojej uczelni, które wykorzystują prawie wyłącznie flex PCB w sytuacjach takich jak stres; głównie ze względu na niższą masę i lepszą podatność na zginanie przewodów komponentowych.
user36129,
Zamontuj na planszy tylko te części, które musisz mieć. Prostopadła cewka może tworzyć transformator zastępujący akumulator.
Optionparty

Odpowiedzi:

13

Najlepsza rada, jaką mogę ci dać, to trzymać ciężkie rzeczy wzdłuż linii środkowej. Dotyczy to również oscylatorów Xtal, których możesz używać. Możesz także upewnić się, że masa używanych elementów jest zrównoważona wokół linii środkowej obrotu lub możesz uzyskać wibracje o dużej wytrzymałości.

W przypadku elementów SMT o małej / niskiej masie montaż powierzchniowy jest dobry, ale może warto rozważyć dodanie kleju, aby dodać dodatkowe wiązanie - oczywiście nie za dużo, ponieważ klej ma masę.

Ponad około 10 000 g zwykle gromadzi elektronikę i nie mieliśmy problemu z zadaniami wysyłanymi przez wiele lat, aż do siły ponad 20 000. Złącza (elementy płytki drukowanej między płytkami) mogą być nieco łuszczące się, więc używaj tych z toczonymi stykami i stykami wielopłaszczyznowymi (co najmniej trzy).

W USA jest firma o nazwie Statek, która produkuje hi-G xtals - nie tanie, ale jeśli chcesz mieć spokój, rozważę ich użycie. Alternatywnie, spójrz na szereg oscylatorów krzemowych Linear Technology - nie są one złe (i żadnych ruchomych części innych niż elektrony) - Ostatnio testowałem jedną z temperatur i utrzymywało się w granicach 10 ppm / degC w temperaturze 60 ° C.

Nigdy nie wiedziałem, że wewnętrzne przewody na chipie zawodzą. Zawsze staramy się, aby przyspieszenie wepchnęło komponenty na płytkę drukowaną, ale czasami nie jest to możliwe, a następnie wbijamy rzeczy. Uważam, że przy 6000 g powinieneś być OK, nie zalewając.

Warto też wykonać test wirowania na gotowym wyrobie, aby sprawdzić wibracje i wszystko, co się dzieje. Robimy to z całym naszym zestawem. Wibracje naprawiamy tak, jak robi to monter opon - małe ciężary nie są preferowane, więc zwykle wiercimy małe ilości metalu na osłonach zewnętrznych.

Andy aka
źródło
To interesujący punkt na temat XTAL-a. Jeśli wystarczająco szybko wiruje (lub w inny sposób przyspiesza), czy istnieje mierzalne fizyczne zniekształcenie kryształu? Jeśli tak, to w jaki sposób wpływa na zachowanie piezoelektryczne - zmiany częstotliwości, amplitudy, fazy, cyklu pracy?
markt
Pociski artyleryjskie z inteligentnymi bezpiecznikami mają ponad 30 000 g. Bezpieczniki „RADAR” sięgają czasów lampowych. Wibracje (szarpanie w kategoriach fizyki - pochodna przyspieszenia da / dt) jest z czasem większym problemem. Natychmiastowe siły da / dt mogą być bardzo duże. #andy aka co robisz :-)
C. Towne Springer
@ C.TowneSpringer - moduły telemetryczne do monitorowania na maszynach wirujących, np. Podczas testowania silników odrzutowych. Wiele wejść czujników tensometrycznych i wejść termoparowych. Wszystko zdigitalizowane i przesłane z rotora z głupio wysoką prędkością danych!
Andy alias
@Andyaka Bardzo fajnie. Przez jakiś czas pracowałem w Boeingu. Cały drut testowy był pomarańczowy - więc chyba nie został w tyle. Również bardzo długie szafirowe rury świetlne do obejrzenia wnętrza silników GE. Schludne rzeczy.
C. Towne Springer