组装焊接:7组装

Tutorial: 卓越工程师 Category: 嵌入式 Published: 2026-10-23 11:05:29 Views: 1 Likes: 0 Comments: 0

303.组装焊接:7组装

一、把电源、驱动板和摄像头组件固定到底盘

本节缺少原始 Markdown,转录文件也没有正文。以下内容根据约 3 分 40 秒的无解说视频逐段整理,并结合本课程的硬件清单、L298N 原理课和后续整车接线课核对器件用途。

本节只演示机械组装与热熔胶固定,没有编写程序,也没有完整演示端子接线、通电、舵机转动、摄像头画面或小车行驶。因此,本节没有程序源码;画面结束时只能确认主要模块已经装到底盘上,不能据此断言整车已经可以运行。

1.1 画面中的主要部件

部件画面中的位置与状态本节作用
两轮木质底盘两侧黄色减速电机和车轮已经装好承载其余部件,并为车轮和前端云台留出活动空间
双节 18650 电池盒位于底盘后部,画面中已经装入两节蓝色圆柱电芯固定电池并引出小车电源线;仅凭外观不能确认电芯容量、保护方式和电池盒串并联关系
L298N 电机驱动模块红色电路板,位于底盘中部,黑色散热片朝上接收主控的方向信号并驱动车轮电机
船形电源开关安装在底盘前侧的矩形开孔处控制小车电源通断;开关的具体接线已在前面的焊接步骤处理,本节主要固定外壳
SG90 微型舵机位于底盘前端带动摄像头支架转动;画面标签可辨认为 SG90
透明亚克力支架安装在舵机上方支撑并抬高 ESP32-CAM,使摄像头能够随舵机改变朝向
ESP32-CAM最初放在工作垫上,视频末段才竖直固定到透明支架完成主控、Wi-Fi 通信和摄像头采集

课程完整项目还会使用 HC-SR04 超声波模块,但第 303 节画面中没有看到它被安装。本节也没有展示 USB 转串口烧录器;不能因为它们出现在硬件清单或最终项目中,就把它们写成本节已经完成的装配。

1.2 视频中实际完成的顺序

视频没有口头讲解,下面的时间只用于定位画面,存在约数秒误差:

  1. **约 0~30 秒:固定后部电池盒。**操作者沿电池盒与木质底盘接触处施加透明热熔胶,并从不同侧面补胶。
  2. **约 30~80 秒:固定 L298N 模块。**先抬起或扶住红色驱动板,再在电路板边缘、底部支撑位置附近施胶,使模块保持在底盘中部,同时保留上方散热片和接线端子。
  3. **约 80~120 秒:固定电源开关及前端组件。**画面可见开关装入底盘开孔,并在开关、舵机附近补胶;部分施胶位置被手遮挡,因此不能仅凭画面断言每一滴胶的准确落点。
  4. **约 120~180 秒:整理并固定舵机上方的透明支架。**操作者反复调整支架位置,在前端连接处补胶,让支架能够直立承载摄像头板。
  5. **约 180~220 秒:安装 ESP32-CAM。**先把板卡靠在透明支架上校正方向,再在板卡与支架的接触处施胶。结尾画面中 ESP32-CAM 已竖直固定,摄像头朝向车体前方。

画面中的红、黑导线已经铺在底盘上,部分线也已进入 L298N 端子,但视频没有从头到尾展示每根线的接法。具体电源和信号连接应按第 294、296 节的接线图逐根核对,不能根据导线颜色或这一节的远景自行猜端子。

1.3 固定之前先做“无胶试装”

热熔胶冷却后再调整位置会比较麻烦,还可能拉坏细线或摄像头排线。正式施胶前,应该先把所有部件放到底盘上做一次无胶试装:

  1. 确认电池能够取出,电池盒弹簧与触点没有被底盘或其他模块挡住。
  2. 确认 L298N 的螺丝端子、使能跳帽和散热片都能从上方操作,螺丝刀有足够空间伸入。
  3. 按动电源开关,确认手指能够触及,开关动作不会顶到舵机、车轮或导线。
  4. 让两只车轮自由转动,确认导线没有靠近轮胎、轮毂、电机轴或底盘边缘的夹缝。
  5. 把摄像头板放到支架上,检查镜头无遮挡,排针、摄像头排线插座和 microSD 卡槽仍可接近。
  6. 在不强拧舵机输出轴的前提下,估算支架左右转动时需要的空间,避免板卡碰到底盘、开关或车轮。

先试装的重点不是让部件“勉强放得下”,而是同时保留接线空间、活动间隙、散热空间和维修入口。

1.4 电池盒的固定与安全

视频施胶时两节电芯已经装在电池盒里。实际复现时,更稳妥的做法是先关闭开关、断开外部电源并取出电芯,再固定空电池盒;胶完全冷却、检查无误后才装回电芯。这样可以降低工具或裸线碰到电池端子造成短路的风险,也能避免把热量直接传给电芯。

  • 胶应落在电池盒外壳与底盘的接触边缘,不能涂到电芯、金属弹簧、正负极触点或引线出口。
  • 不要把电池盒整个封死。电芯仍要能够正常拆装,发生异常时也应能迅速断开电源。
  • 电池盒固定后要检查红、黑引线没有被胶枪喷嘴烫伤,也没有被盒体压住形成急弯。
  • “双节电池盒”不等于一定串联,也不能仅凭两节蓝色外壳判断额定电压、容量或是否带保护板。接入 L298N 前,应核对电池盒结构并用万用表确认输出极性和电压。
  • 不要混用型号、容量、老化程度或荷电状态明显不同的电芯;不得使用破皮、变形、漏液或异常发热的电芯。

Panasonic 的锂离子电池安全资料要求电池包远离热源,并通过结构设计防止短路和反装。这里引用的是通用安全原则,不代表视频中的蓝色电芯就是 Panasonic 产品。Panasonic Lithium Ion Batteries Handbook

1.5 L298N 模块为什么要保留散热和端子空间

L298N 是双全桥驱动器,工作时自身会产生压降和热量。模块上的黑色散热片正是为功率器件散热,不能把热熔胶涂到散热片、芯片、续流二极管、跳帽或接线端子上。ST L298 数据手册

视频采用热熔胶把板卡固定到底盘上。复现时可以在板边或非器件区域少量施胶,但应注意:

  • 先把电池取出并确认所有线路断电,不能带电移动驱动板或让金属喷嘴靠近端子。
  • 胶点要支撑板卡,不能把 PCB 顶弯,也不能让板底焊点压在导线或金属件上。
  • 四周至少保留一个可以插入螺丝刀的方向,后续才能可靠拧紧电机线和电源线。
  • 电机线和电池线需要单独做走线与应力释放,不能让粗导线长期扯动螺丝端子。
  • 普通热熔胶受热可能软化;若小车长期运行、振动较大或驱动板温升明显,优先利用模块安装孔配合螺柱、螺钉固定,热熔胶只作辅助,而不是唯一承力结构。

完成接线以后,不要让导线跨在散热片上,也不要用胶把散热片四周封成不通风的空间。若驱动板出现异常高温、胶体变软、异味或电机无力,应立即断电排查负载、电源、端子和散热条件。

1.6 电源开关的固定

船形开关在每次拨动时都会受到手指施加的力。如果只靠焊点和导线吊住开关,操作力最终会传到焊片,可能造成线芯疲劳或焊点松动。因此应让开关外壳与底盘开孔承担机械力:

  1. 先让开关完整卡入开孔,确认开关面板朝外、I/O 标记可见且拨动顺畅。
  2. 检查背面的焊片和裸露导体不会碰到底盘上的其他端子;需要绝缘的地方应在固定前处理。
  3. 只在外壳与底盘接触处少量补胶,不能把胶灌入开关内部或覆盖活动翘板。
  4. 胶完全冷却后再反复轻按,确认开关不松动、胶层不开裂,导线也不会跟随翘板移动。

热熔胶只能提供机械固定,不能替代合格焊接、电气绝缘或额定电流匹配。

1.7 SG90、透明支架与 ESP32-CAM 的安装

前端组件既有舵机的机械运动,又有摄像头排线、主控排针和 Wi-Fi 天线,安装时比普通静止模块更容易互相干涉。

舵机与支架:

  • 只固定舵机外壳和支架的静止连接位置,不要让胶进入输出轴、舵盘齿槽、齿轮箱接缝或转动间隙。
  • 若支架依靠舵盘角度确定正前方,应在最终锁紧前按所用舵机的实际控制范围校准中位;视频没有展示舵机归中,不能把画面中的初始角度直接当作电气中位。
  • 不要用手强行扭动已经锁住的舵机输出轴。后续通电测试应先从较小角度范围开始,出现撞限位、持续抖动或异常发热就立即停止。
  • TowerPro 官方页面给普通 SG90 标注的工作电压是 4.8 V;这与控制信号来自 ESP32 的 3.3 V GPIO 是两回事。供电必须按手中舵机的真实规格设计,并与主控共地。TowerPro SG90 Analog

ESP32-CAM 与摄像头:

  • 施胶前先确认镜头朝前、画面不会被支架遮挡,并让板卡保持不易歪斜的姿态。
  • 胶只应落在支架与板卡允许承力的边缘,避开镜头、摄像头软排线及其插座、两侧排针、microSD 卡槽和板载元件。
  • 胶枪金属喷嘴和熔胶温度很高,不能长时间接触 PCB、塑料排线座、镜头外壳或舵机外壳。
  • ESP32-CAM 的排针以后还要用于供电、控制、下载和排错,不应为了“粘牢”而把整排引脚封死。
  • 板载 PCB 天线端周围应尽量远离电池、导线束、大块金属和 L298N 散热片,并保持净空。Espressif 的模组布局指南建议天线靠近底板边缘并预留净空,还要求整机验证通信距离和吞吐量;本项目虽然不是同一块底板上的焊接布局,但“不要用结构件和金属遮挡天线、最终要实测 Wi-Fi”这一原则仍然适用。Espressif ESP32 PCB 版图布局指南

视频末尾的胶仍可能没有完全冷却,也没有展示摄像头画面。板卡看似竖直不等于镜头方向和无线信号已经合格,必须在冷却后再做机械与功能检查。

1.8 走线与首次上电检查

完成机械固定后,建议按以下顺序验收:

  1. **等待胶完全冷却。**不要用手按压或拉扯尚未凝固的胶,也不要把仍然发热的胶枪放到电池和导线旁。
  2. **检查机械牢固度。**轻推电池盒、L298N、开关、舵机外壳、透明支架和 ESP32-CAM,确认没有明显晃动;不要用破坏性力量测试板卡。
  3. **检查活动间隙。**架空车轮,用手转动车轮确认无摩擦;舵机不要硬扭,应在正确供电和控制下从小角度开始检查支架是否会碰撞。
  4. **整理导线。**导线不能进入轮胎和电机轴的运动范围,不能贴住 L298N 散热片,也不能拉紧摄像头排线、舵机线或螺丝端子。
  5. **核对电气连接。**按接线图检查电池极性、开关位置、L298N 电源端、两路电机输出、公共地和 ESP32-CAM 供电;再用万用表确认不存在明显短路或错误电压。
  6. **分阶段上电。**首次测试时把车轮架空并随时准备断电,先检查电源电压和主控启动,再测试摄像头、舵机和电机;不要一上电就把所有机构同时跑满行程。
  7. **观察异常。**发现电芯、L298N、稳压器、舵机或导线异常发热,出现异味、冒烟、胶体软化、ESP32-CAM 反复复位或舵机持续堵转时,立即关闭开关并取下电池排查。

第 303 节到视频结束都没有完成上述通电验收。后续课程若能让小车运行,只能说明那套实物在当时条件下工作过,不能替代对自己手中电池、兼容模块、胶棒和接线的逐项核对。

1.9 热熔胶操作安全

  • 金属喷嘴和刚挤出的胶都可能造成烫伤,只能握胶枪的绝缘手柄,不要用手指抹胶或拉断仍在熔融的胶丝。
  • 扶持零件的手应避开喷嘴行进方向;板卡很小或位置狭窄时,使用合适夹具比把手指贴近喷嘴更安全。
  • 施胶表面应清洁、干燥、无明显油污;胶量以形成可靠接触为准,不要用大胶团掩盖未经检查的焊点或端子。
  • 不使用时把胶枪放回稳定支架;结束后关闭电源、拔下插头,并在喷嘴完全冷却后再收纳。
  • Bosch 胶枪说明书说明喷嘴和熔胶存在烫伤风险,并要求粘接面清洁、干燥;不同型号的工作温度和胶棒要求不同,必须以手中产品说明书为准。Bosch AdvancedGlue 18V 工作说明

核对依据

  • 本地 videos/303.组装焊接:7组装.mp4:逐段核对电池盒、L298N、开关、SG90、透明支架和 ESP32-CAM 的位置、施胶顺序及视频结尾状态;transcripts/303.组装焊接:7组装.txt 与 .srt 没有有效讲解文本。
  • 第 284 节硬件清单、第 294 节 L298N 原理和第 296 节整车接线精校笔记:交叉核对器件名称与在完整项目中的作用,但没有把后续代码或未在本节出现的 HC-SR04 安装过程提前写入。
  • ST L298 数据手册:核对 L298 的双全桥用途、功率损耗与散热需求。
  • TowerPro SG90 Analog:核对普通 SG90 的标称工作电压和基本规格。
  • Espressif ESP32 PCB 版图布局指南:核对板载 PCB 天线靠近边缘、预留净空和整机实测射频性能的原则。
  • Panasonic Lithium Ion Batteries Handbook:核对锂离子电池包远离热源以及防短路、防反装等设备设计原则。
  • Bosch AdvancedGlue 18V 工作说明:核对施胶表面准备、喷嘴与熔胶的烫伤风险及冷却要求。