1. 机载电源模块是什么
无人机由飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等组成。飞行管理与控制系统,相当于无人机系统的“心脏”部分,对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响,对其飞行性能起决定性的作用。无人机机体的核心就是飞行器控制器——主控MCU。
MCU也叫单片机,是把中央处理器的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。无人机的主控MCU在无人机飞行系统中地位很重要。
无人机工作原理
垂直运动,无人机利用旋翼实现前进和停止。力的相对性意味着旋翼推动空气时,空气也会反向推动旋翼。这是无人机能够上上下下的基本原理。进而,旋翼旋转地越快,升力就越大,反之亦然。
而要使无人机向右转,则需要降低旋翼1的角速度。但是,虽然来自旋翼1的推力缺失能使无人机改变运动方向,但与此同时向上的力不等于向下的重力,所以无人机会下降。
无人机是对称的。这同样适用于侧向运动。一架四轮无人机就像一辆每一面都可作为正面的车,所以了如何向前也就解释了如何向后或向两侧移动的问题。
无人机的MCU
无人机MCU是飞控子系统的核心,飞控系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统,飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用,我们认为是无人机最核心的技术之一。
飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分,实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。
除了无人机MCU,无人机还需要陀螺仪、加速计、地磁感应、气压传感器,超声波传感器、光流传感器、GPS模块等想互协助工作方可完成飞行。
IMU感知飞行器在空中的姿态,将数据送给主控处理器MCU。主控处理器MCU将根据用户操作的指令,以及IMU数据,通过飞行算法控制飞行器的稳定运行。
由于有大量的数据需要计算,而且需要实时性极高的控制,所以MCU的性能也决定了飞行器是否能够飞得足够稳定,灵活。
无人机MCU国产化任重道远
目前,国内从事无人机研发的企业接近五十家,但是其中做无人机MCU的微乎其微,这是因为MCU市场几乎是美国垄断,国内厂商想实现追赶或超越难度很大。近日有某家厂商投入重金研发无人机MCU,让国人振奋不已,但面临的挑战仍旧很多。随着国内厂商实力的壮大,未来我们或将看到属于自己的无人机MCU。
2. 机载电源特性
固态功率控制器的发展与飞机配电系统的发展是密不可分的,在国外(尤其是在美国),SSPC 已经经历了一定的发展阶段。20 世纪60 年代初,美国就试图将SSPC应用于飞机的配电系统,但是受到了当时的半导体器件和散热技术的限制。
随着半导体工业及其他科学技术的发展,到60 年代末,美国对SSPC 的研究已经取得了很大的进展,并通过将SSPC 应用到飞机上控制个别负载证明了SSPC 的可行性。
70 年代初,美国着手研究将SSPC应用于整个飞机的配电系统,提出了固态配电系统的概念,它是由遥控信号通过SSPC 来操纵负载,座舱内只引入传送遥控信号的控制线,SSPC 只具有遥控开关及过载保护(跳闸)功能。70 年代中期,美国开始研究将计算机技术应用于飞机配电系统,同时对SSPC 也提出了新的要求,即能够向系统提供其状态信息。随着科学技术的飞速发展,特别是电力电子技术与计算机技术的发展。
在80 年代初,美国又提出了综合电源与航空电子信息系统,其中,电气系统与电子系统共享数据总线,通过余度数据总线传送全部的配电控制信号。
从 1991 年起,美国国防部和国家航空与航天局开始立项发展全电飞机。全电飞机历经第一代(1998 年)、第二代(2005 年)的多电飞机及第三代(预计2012年)的全电飞机的研究、发展和验证。多/全电飞机关键系统之一的供电系统所研究的技术主要集中在具有高功率密度的机载电源、高可靠及容错能力的配电技术等方面。
3. 什么叫模块电源
一、保护短路、过压、欠压、过流、其他等保护二、电压变换升、降变换,交、直流变换,正、负级性变换,单、多电源变换三、隔离1.安全隔离:强电弱电隔离、IGBT隔离驱动、浪涌隔离、雷电隔离2.噪声隔离:(模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离)3.接地环路消除:远程信号传输、分布式电源供电系统四.稳压交流式电供电、远程直流供电、分布式电源供电系统、电池供电五、降噪:有源滤波、谐波电流
4. 机载电源模块是什么意思
无人机数传模块安装,大致可分4部分:
(1)设计无人机飞行器机体(或者购买一个);
(2)开发飞行控制系统(或购买飞行自驾仪),购买舵机,机载数传模块与天线,搭建无人机电气控制系统;
(3)开发或购买无人机地面站软件,地面数传模块及其天线(一般需要配备笔记本);
(4)如需遥控,还需要配备遥控器基本就这些了,这样安装。
5. 板载电源模块
目前市场中SKYLAB的WiFi模块大致分为USB WiFi模块、AP/Router WiFi模块和UART WiFi模块三大系列,具体型号如下:WiFi模块选型要点:
1、通信接口:USB、WAN/LAN、UART、I2S、I2C、SPI、SD、PWM;
2、供电方式:3.3V是比较常用,也有5V供电;
3、天线的处理:有PCB板载;通过IPEX座子外接;结合主板自行设计;
4、模块的具体尺寸,方便实际的集成;
5、工作的频段:2.4-2.5GHz、5.0-5.8GHz;
6、平台的兼容性,一些主控MCU会有固定的wifi芯片参考型号;
7、软件平台:基本是linux和安卓,只是不同的内核版本;也有一些需要XP2000、Vista或windows的;
8、模块芯片厂家:主流还是Realtek/MTK/Atheros/博通以及一些国内的RDA/BK等;希望能够帮助到各位工程师WiFi模块的选型应用。