CUAV X25 ميجا جهاز تحكم طيران صناعي مع وحدة IMU ADIS-16607، يدعم ArduPilot/PX4

CUAV X25 Mega هو وحدة تحكم طيران صناعية عالية الأداء مصممة للأنظمة غير المأهولة التي تتطلب أداءً عالياً، بما في ذلك الطائرات بدون طيار متعددة المراوح، والطائرات ذات الأجنحة الثابتة، والروبوتات المستقلة، والمركبات الأرضية غير المأهولة، والسفن السطحية غير المأهولة.

تم بناؤه حول معالج STM32H7 بتردد 480 ميجاهرتز وهندسة IMU صناعية متعددة المستشعرات، يجمع X25 Mega بين استشعار الحركة الدقيق، وعزل الاهتزاز المتقدم، وإدارة الطاقة الاحتياطية، وقدرة التيار العالي، والاتصال عبر CAN، وإيثرنت بسرعة 100 ميجابت في الثانية في منصة متينة معيارية.

إنه متوافق مع أنظمة ArduPilot و PX4 مفتوحة المصدر السائدة، مما يجعله مناسبًا للتخطيط المهني، والتفتيش، والزراعة، والروبوتات، والملاحة المستقلة، وغيرها من التطبيقات الصناعية.

هندسة IMU متعددة المستويات من الدرجة الصناعية

يستخدم X25 Mega مجموعة مستشعرات غير متجانسة مصممة لتحسين الموثوقية في البيئات التي تتسم بالاهتزازات الشديدة وتغيرات درجات الحرارة.

نظام المستشعرات الخاص به يتضمن:

• ADIS-16607 IMU من الدرجة الصناعية
• المستشعرات الحركية IIM-42652 و IIM-42653
• البوصلة الإلكترونية RM3100
• بارومترات TDK ICP-20100 و Bosch BMP581
• مستشعرات ضغط جوي مزدوجة
• بنية مذبذب مع تعويض درجة الحرارة
• دعم تكرار المستشعرات والتحويل في حالة العطل

استخدام مستشعرات ذات خصائص مختلفة يساعد في تقليل مخاطر الفشل المشترك. إذا أصبح أحد المستشعرات غير موثوق به، يمكن للنظام التبديل إلى مصدر مستشعر آخر للحفاظ على التشغيل المستقر.

ADIS-16607 IMU الصناعية

تم تطويره لتطبيقات الروبوتات وأتمتة الصناعة، يوفر ADIS-16607 دقة عالية، ضوضاء منخفضة، انحراف حراري منخفض، ومقاومة للصدمات والاهتزاز.

المواصفات الرئيسية لوحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) المعروضة في المواد المصدر تشمل:

• نطاق قياس الجيروسكوب: ±2000°/s
• المشي العشوائي الزاوي: 0.21°/√hr
• نطاق مقياس التسارع: ±40 g
• اتساق تردد العينة: أكثر من 99%
• ساعة MEMS قابلة للبرمجة
• استشعار قصوري عالي النطاق الديناميكي
• تحسين الاستقرار أثناء التشغيل في ظروف الاهتزاز العالي والسرعة العالية

بالمقارنة مع التصميم السابق القائم على ADIS-16470، يتم تقديم بنية IMU الجديدة كعرض لاستهلاك طاقة أقل وأداء عام أقوى.

ساعة MEMS قابلة للبرمجة

يتم استخدام مذبذب MEMS قابل للبرمجة مخصص مع ADIS-16607 لتحسين دقة التوقيت واتساق العينة.

يوفر المذبذب استقرار تردد محدد قدره ±20 ppm, مساعدًا في الحفاظ على اتساق أخذ عينات IMU وتحسين أداء الملاحة عندما يتم رفض إشارات GNSS أو تدهورها أو عدم توفرها مؤقتًا.

تقرير بيانات المختبر في الصور المصدر:

• اتساق تردد أخذ العينات فوق 99%
• تحسين تقريبًا بنسبة 30% في استقرار انحياز الزاوية الصفري
• مدة اختبار AHRS: 602 ثانية
• مسافة الاختبار: 14.6 كم
• خطأ تقدير الموقع منخفض يصل إلى 103.1 م
• خطأ المرجع: 206.3 م

هذه الأرقام هي نتائج مختبرية وقد تختلف مع البرنامج الثابت، والتركيب، والمعايرة، وتكوين المركبة، وظروف التشغيل.

عزل الاهتزاز من الجيل الرابع

يستخدم X25 Mega تصميم مصفوفة تخميد مائل ومتناظر من الجيل الرابع من CUAV.

عناصر التخميد المعايرة بدقة توفر عزل اهتزاز متوازن في اتجاهات متعددة. يساعد التصميم في قمع الاهتزازات عالية التردد قبل أن تصل إلى أجهزة الاستشعار القابلة للحركة، مما يحسن تقدير الوضع واستقرار بيانات المستشعر في ظروف التشغيل القاسية.

يدعم النظام أيضًا تكوين عزل اهتزاز مزدوج الطبقات مثبت خارجيًا للتثبيتات التي تتطلب تخميدًا ميكانيكيًا إضافيًا.

نظام تعويض درجة الحرارة المزدوج

يمكن أن تؤثر تغييرات درجة الحرارة على استقرار IMU، والمذبذب، ووحدة المعالجة. لمعالجة ذلك، يتضمن X25 Mega التحكم المنسق في درجة الحرارة لكل من لوحة حامل IMU ولوحة التحكم الرئيسية.

تشمل الفوائد الرئيسية:

• استجابة بمستوى مللي ثانية لتغير درجة الحرارة
• تعويض درجة الحرارة في الوقت الحقيقي بدقة محددة تصل إلى ±0.5°C
• بيئة تشغيل مستقرة لوحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) ووحدة التحكم الدقيقة (MCU) والمذبذب
• تم الادعاء بتقليل بنسبة 15% في الانحراف المتعلق بدرجة الحرارة
• تم الادعاء بتحسين بنسبة 25% في اتساق حل الاتجاه

هذه التحسينات في الأداء هي نتائج مقارنة تم التصريح بها من قبل الشركة المصنعة.

منصة معالجة STM32H7

وحدة التحكم مدعومة بمعالج STM32H7 من نوع Arm Cortex-M7 يعمل بتردد 480 ميغاهرتز.

مواصفات المعالج:

• المعالج: STM32H7 Arm Cortex-M7
• تردد الساعة: 480 ميجاهرتز
• ذاكرة فلاش: 2 ميجابايت
• استخدام وحدة المعالجة المركزية النموذجي: حوالي 20%

الهامش المتاح للمعالجة يدعم قدرات ArduPilot و PX4 المتقدمة، بما في ذلك:

• تعلم درجة حرارة IMU
• الملاحة غير GNSS
• تصفية الاهتزازات المعتمدة على FFT
• برمجة Lua
• السائقين والأجهزة الطرفية المتقدمة
• توسيع البرامج الثابتة والسائقين في المستقبل

CAN Bus و 100 ميجابت في الثانية Ethernet

يوفر X25 Mega اتصال CAN-bus للبطاريات الذكية، و ESCs، والمحركات، وأنظمة الدفع، وغيرها من المعدات المدعومة بـ CAN.

يمكن أن تعيد بيانات القياس عن بُعد المعتمدة على CAN معلومات مثل:

• حالة البطارية
• سرعة المحرك
• بيانات تشغيل ESC
• درجة حرارة الجهاز
• حالة المعدات والتشخيصات

يوفر إيثرنت مدمج بسرعة 100 ميجابت في الثانية اتصالاً عالي النطاق الترددي لأجهزة الكمبيوتر المساعدة، والكاميرات البصرية، وروابط البيانات، ومعدات الذكاء الاصطناعي. إنه مفيد بشكل خاص للملاحة البصرية، وتتبع الأهداف، وعمليات السرب، وغيرها من التطبيقات التي تتطلب بيانات كثيفة في الأنظمة غير المأهولة.

بنية طاقة واسعة الجهد وعالية التيار

يدعم المتحكم نطاق جهد إدخال واسع وسعة طاقة إخراج عالية.

تشمل ميزات الطاقة:

• مدخلات تحكم مباشرة: 10–18 فولت
• محول DC-DC عالي القدرة مدمج 5 فولت / 15 أمبير
• قدرة إخراج منظمة خارجية: 5 فولت / 12 أمبير
• بنية طاقة مزدوجة القناة احتياطية
• التبديل التلقائي بين مصادر الطاقة الاحتياطية
• حماية مدمجة ضد التفريغ الكهربائي الساكن
• حماية مدمجة ضد التيار الزائد

تصميم الجهد الواسع يمنح المدمجين مرونة أكبر عند توصيل أجهزة الكمبيوتر المساعدة، وأنظمة الاتصالات، وأجهزة الاستشعار، وغيرها من المعدات عالية القدرة على متن الطائرة.

دعم سلسلة PMU 2

تم تصميم التكوين القياسي للاستخدام مع وحدة الطاقة CUAV PMU 2 Lite.

قدرات PMU الموضحة في الصور المصدرية:

• قياس جهد PMU 2 Lite: حتى 70 فولت
• قياس تيار PMU 2 Lite: حتى 220 أمبير
• مدخل جهد PMU 2S الاختياري: حتى 140 فولت
• قياس تيار PMU 2S الاختياري: حتى 500 أمبير

هذا يجعل النظام مناسبًا للطائرات متعددة المراوح الكبيرة، والطائرات بدون طيار ذات الحمولة الثقيلة، والطائرات الصناعية، وغيرها من المنصات ذات الجهد العالي أو التيار العالي.

إخراج PWM مرن

يوفر X25 Mega دعمًا واسعًا للمشغلات:

• 16 مخرج PWM مباشر من خلال واجهة السيرفو
• حتى 32 قناة إخراج PWM من خلال توسيع CAN
• مستويات إشارة PWM قابلة للتبديل 3.3 فولت و 5 فولت

تساعد بنية تحويل مستوى الإشارة ثنائية الاتجاه في الحفاظ على نقل إشارة أنظف عبر كابلات طويلة ومع أحمال سعة أو عالية المقاومة.هذا يحسن التوافق مع مجموعة واسعة من السيرفو، وESCs، والمشغلات، وأجهزة التحكم الصناعية.

معمارية CORE المودولية

يفصل الوحدة الأساسية القابلة للإزالة الإلكترونيات الأساسية للتحكم عن لوحة الحامل.

يوفر هذا التصميم المودولي عدة مزايا:

• صيانة واستبدال أسهل
• تكامل مرن في أنظمة غير مأهولة مخصصة
• دعم لوحات الحامل المصممة من قبل المستخدمين
• تكييف مبسط مع الواجهات المتخصصة
• تحسين تطوير المنتجات ومرونة تكامل الأنظمة

طلاء واقي متوافق

يتم معالجة PCBA باستخدام عملية طلاء متوافق آلي تتضمن التنظيف، والتجفيف، والتطبيق المتساوي، والتصلب المنضبط.

تساعد الطلاءات الواقية في حماية الإلكترونيات من:

• الرطوبة
• رذاذ الملح
• الغبار
• التآكل
• التسرب الكهربائي
• ظروف التشغيل القاسية في الهواء الطلق

تحسن هذه المعالجة المتانة عند تثبيت وحدة التحكم في الطائرات بدون طيار الصناعية، والمنصات البحرية، والروبوتات الميدانية، وغيرها من المعدات المعرضة لبيئات صعبة.

ميزات التصميم الإضافية

تتضمن X25 Mega العديد من ميزات التكامل والموثوقية:

• مدخل طاقة مزدوج القناة مع تكرار
• حماية مدمجة من التفريغ الكهربائي الزائد والتيار الزائد
• تصميم واجهة مضادة للكهرباء الساكنة
• اختبار إنتاج آلي
• مؤشر حالة RGB ملون متعدد الوظائف
• وحدة CORE قابلة للإزالة
• دعم تطوير لوحات حاملة مخصصة
• تشطيب خارجي أزرق صناعي منخفض التشبع
• معالجة سطحية مقاومة للخدوش وبصمات الأصابع

مواصفات الواجهة

المواصفات الفنية

التطبيقات

CUAV X25 ميغا مناسب لـ:

• الطائرات بدون طيار متعددة المحركات الصناعية
• الطائرات الثقيلة
• الطائرات ذات الأجنحة الثابتة والطائرات العمودية
• منصات المسح ورسم الخرائط
• أنظمة الفحص الآلي
• الطائرات بدون طيار الزراعية وحماية النباتات
• الروبوتات المستقلة
• المركبات الأرضية غير المأهولة
• السفن السطحية غير المأهولة
• الطائرات ذات الملاحة البصرية والمزودة بالذكاء الاصطناعي
• أنظمة السرب والمركبات المتعددة
• البحث وتطوير الطيار الآلي المخصص

ملاحظات تكامل مهمة

• تأكد من توافق البرنامج الثابت قبل التثبيت.
• اختر وحدة إدارة الطاقة المناسبة وفقًا لجهد النظام والتيار الأقصى.
• اتبع توجيهات تركيب CUAV الموصى بها وممارسات عزل الاهتزاز.
• احتفظ بأسلاك الطاقة ذات التيار العالي ومصادر الضوضاء الكهرومغناطيسية بعيدًا عن كابلات الإشارة الحساسة.
• تعتمد الأداء الفعلي للملاحة على المعايرة، وإعدادات البرنامج الثابت، والتركيب الميكانيكي، ومكان الهوائي، ومستويات الاهتزاز، وبيئة التشغيل.
• يجب تأكيد المواصفات والملحقات المضمنة مقابل متغير المنتج المحدد بدقة قبل الشراء.