Diseñando para alta aceleración

Estoy pensando en diseñar una placa para una aplicación de robótica que vaya a girar muy rápido, y me pregunto si hay algo especial que tener en cuenta. Va a estar en el estadio de 6000 rpm, con el borde del tablero a 50 mm del centro. Esa es una aceleración constante de alrededor de 2000 g, con choques de un par de veces más. Si choco con el tablero, eso reduciría la aceleración repentina pero no la rotacional.

¿Qué debo hacer de manera diferente al diseño normal de PCB? ¿Sería mejor el orificio pasante que el montaje en superficie? ¿De qué manera debo orientar el tablero, de modo que la aceleración sea paralela al tablero (preferible) o perpendicular? ¿De qué manera debo orientar los componentes? ¿Sería una buena idea el revestimiento o macetas conformes? Prefiero no hacerlo, tanto por reparabilidad como por el peso. ¿A qué tipo de aceleraciones comenzarían a romperse los componentes internos?

Además, quizás este es el lugar equivocado para preguntar esto, pero ¿cuál es la mejor orientación para una batería de polímero de litio en este entorno?

El mejor consejo que puedo darle es mantener cosas pesadas a lo largo de la línea central. Esto también se aplica a los osciladores xtal que pueda estar utilizando. También es posible que desee asegurarse de que la masa de los elementos que usa estén equilibrados con respecto a la línea central de giro o que pueda obtener una vibración de servicio pesado.

Para componentes SMT pequeños / de baja masa, el montaje en superficie está bien, pero podría valer la pena considerar el pegamento para agregar una unión adicional, no demasiado, por supuesto, porque el pegamento tiene masa.

En más de aproximadamente 10,000 g, tendemos a soldar los componentes electrónicos y no hemos tenido problemas con los trabajos enviados durante muchos años hasta las fuerzas de más de 20,000. Los conectores (material de PCB entre placas) pueden ser un poco escamosos, así que use aquellos con pines torneados y contactos de varias hojas (al menos tres).

Hay una compañía en los Estados Unidos llamada Statek que fabrica xtals de alta fidelidad, no es barato, pero si quieres tranquilidad, consideraría usarlos. Alternativamente, mire la gama de osciladores de silicio de Linear Technology, que no están mal (y no tienen partes móviles aparte de los electrones). Recientemente he estado probando uno a través de la temperatura y se mantuvo dentro de 10 ppm / degC a 60 ° C.

Nunca supe que los cables internos de un chip fallaran. Siempre tratamos de asegurarnos de que la aceleración empuje los componentes hacia la PCB, pero a veces esto no es factible y luego hacemos el trabajo en bote. Creo que a 6000 g no deberías estar en macetas.

Además, puede valer la pena hacer una prueba de rotación en el artículo terminado para verificar la vibración y cualquier cosa que salga mal. Hacemos eso con todo nuestro kit. La vibración la reparamos tal como lo hace un instalador de neumáticos: no se prefieren los pesos pequeños, por lo que generalmente perforamos pequeñas cantidades de metal de las carcasas exteriores.