CUAV X25 Mega Endüstriyel Otopilot Uçuş Kontrolcüsü, ADIS-16607 IMU, ArduPilot/PX4 ile

CUAV X25 Mega, çok rotorlu İHA'lar, sabit kanatlı uçaklar, otonom robotlar, insansız kara araçları ve insansız yüzey gemileri gibi zorlu insansız sistemler için tasarlanmış yüksek performanslı bir endüstriyel uçuş kontrol cihazıdır.

480 MHz STM32H7 işlemcisi ve çoklu sensör endüstriyel IMU mimarisi etrafında inşa edilen X25 Mega, hassas hareket algılama, gelişmiş titreşim izolasyonu, yedekli güç yönetimi, yüksek akım kapasitesi, CAN bağlantısı ve 100 Mbps Ethernet'i dayanıklı modüler bir platformda birleştirir.

Ana akım açık kaynak ArduPilot ve PX4 ekosistemleri ile uyumludur, bu da onu profesyonel haritalama, denetim, tarım, robotik, otonom navigasyon ve diğer endüstriyel uygulamalar için uygun hale getirir.

Endüstriyel Sınıf Çoklu IMU Mimarisi

X25 Mega, titreşim yoğun ve sıcaklık değişkeni ortamlarda güvenilirliği artırmak için tasarlanmış heterojen bir sensör dizisi kullanır.

Sensor sistemi şunları içerir:

• ADIS-16607 endüstriyel sınıf IMU
• IIM-42652 ve IIM-42653 atalet sensörleri
• RM3100 elektronik pusula
• TDK ICP-20100 ve Bosch BMP581 barometreler
• Çift barometrik basınç sensörleri
• Sıcaklık telafi eden osilatör mimarisi
• Sensör yedekliliği ve arıza geçiş desteği

Farklı özelliklere sahip sensörlerin kullanılması, ortak mod arıza risklerini azaltmaya yardımcı olur. Bir sensör güvenilirliğini kaybederse, sistem stabil çalışmayı sürdürmek için başka bir sensör kaynağına geçebilir.

ADIS-16607 Endüstriyel IMU

Robotik ve endüstriyel otomasyon uygulamaları için geliştirilen ADIS-16607, yüksek hassasiyet, düşük gürültü, düşük sıcaklık kayması ve darbe ile titreşime karşı direnç sunar.

Ana IMU özellikleri kaynak materyalde gösterilenler şunlardır:

• Jiroskop ölçüm aralığı: ±2000°/s
• Açısal rastgele yürüyüş: 0.21°/√saat
• İvmeölçer aralığı: ±40 g
• Örnekleme frekansı tutarlılığı: %99'un üzerinde
• Programlanabilir MEMS saati
• Yüksek dinamik aralıklı atalet algılama
• Yüksek titreşim ve yüksek hızlı çalışma sırasında geliştirilmiş stabilite

Önceki ADIS-16470 tabanlı tasarımla karşılaştırıldığında, yeni IMU mimarisi daha düşük güç tüketimi ve daha güçlü genel performans sunduğu belirtilmektedir.

Programlanabilir MEMS Saati

ADIS-16607 ile zamanlama hassasiyetini ve örnekleme tutarlılığını artırmak için özel bir programlanabilir MEMS osilatörü kullanılmaktadır.

Osilatör, ±20 ppm, belirtilen frekans stabilitesini sağlayarak, GNSS sinyalleri reddedildiğinde, bozulduğunda veya geçici olarak mevcut olmadığında tutarlı IMU örneklemesini sürdürmeye ve navigasyon performansını artırmaya yardımcı olur.

Kaynak görüntülerdeki laboratuvar verileri şunları rapor etmektedir:

• Örnekleme frekansı tutarlılığı %99'un üzerinde
• Yaw sıfır kayma stabilitesinde yaklaşık %30 iyileşme
• AHRS test süresi: 602 saniye
• Test mesafesi: 14.6 km
• Tahmini konum hatası 103.1 m kadar düşük
• Referans hatası: 206.3 m

Bu rakamlar laboratuvar sonuçlarıdır ve yazılım, kurulum, kalibrasyon, araç konfigürasyonu ve çalışma koşullarına bağlı olarak değişiklik gösterebilir.

Dördüncü Nesil Titreşim İzolasyonu

X25 Mega, CUAV'nin dördüncü nesil eğik, simetrik sönümleme matris tasarımını kullanmaktadır.

Kesin bir şekilde kalibre edilmiş sönümleme elemanları, çoklu yönlerde dengeli titreşim izolasyonu sağlar. Tasarım, yüksek frekanslı titreşimi, inersiyal sensörlere ulaşmadan önce bastırmaya yardımcı olur, bu da zorlu çalışma koşullarında tutum tahmini ve sensör verisi stabilitesini artırır.

Sistem ayrıca, ek mekanik sönümleme gerektiren kurulumlar için harici sabit montajlı çift katmanlı titreşim izolasyon yapılandırmasını destekler.

Çift Sıcaklık Dengeleme Sistemi

Sıcaklık değişiklikleri IMU, osilatör ve işlemci stabilitesini etkileyebilir. Bunu ele almak için, X25 Mega hem IMU taşıyıcı kartı hem de ana kontrol kartı için koordineli sıcaklık kontrolü içerir.

Ana faydalar şunlardır:

• Sıcaklık değişimine milisaniye seviyesinde yanıt
• ±0'a kadar belirtilen doğrulukla gerçek zamanlı sıcaklık dengelemesi.5°C
• IMU, MCU ve osilatör için stabil çalışma ortamı
• Sıcaklıkla ilgili kaymada %15 azalma iddia edilmiştir
• Tutum çözümü tutarlılığında %25 iyileşme iddia edilmiştir

Bu performans iyileştirmeleri, üretici tarafından belirtilen karşılaştırmalı sonuçlardır.

STM32H7 İşlem Platformu

Kontrolör, 480 MHz'de çalışan bir STM32H7 Arm Cortex-M7 işlemcisi ile güçlendirilmiştir.

İşlemci spesifikasyonları:

• İşlemci: STM32H7 Arm Cortex-M7
• Saat frekansı: 480 MHz
• Flash bellek: 2 MB
• Tipik gösterilen CPU kullanımı: yaklaşık 20%

Mevcut işlemci kapasitesi, gelişmiş ArduPilot ve PX4 yeteneklerini destekler, bunlar arasında:

• IMU sıcaklık öğrenimi
• GNSS dışı navigasyon
• FFT tabanlı titreşim filtreleme
• Lua betikleme
• Gelişmiş sürücüler ve çevre birimleri
• Gelecek yazılım ve sürücü genişletmeleri

CAN Bus ve 100 Mbps Ethernet

X25 Mega, akıllı piller, ESC'ler, motorlar, itki sistemleri ve diğer CAN uyumlu ekipmanlar için CAN-bus bağlantısı sağlar.

CAN tabanlı telemetri, aşağıdaki bilgileri döndürebilir:

• Pil durumu
• Motor hızı
• ESC çalışma verileri
• Cihaz sıcaklığı
• Ekipman durumu ve teşhisler

Entegre 100 Mbps Ethernet, yardımcı bilgisayarlar, optik kameralar, veri bağlantıları ve AI ekipmanları için yüksek bant genişliğine sahip bir bağlantı sağlar. Görsel navigasyon, hedef takibi, sürü operasyonları ve diğer veri yoğun insansız sistem uygulamaları için özellikle faydalıdır.

Geniş Voltaj, Yüksek Akım Güç Mimarisi

Kontrolör, geniş bir giriş voltajı aralığını ve yüksek çıkış güç kapasitesini destekler.

Güç özellikleri şunları içerir:

• Doğrudan kontrolcü girişi: 10–18 V
• Entegre yüksek güçlü 5 V / 15 A DC-DC dönüştürücü
• Dış regüle edilmiş çıkış kapasitesi: 5 V / 12 A
• Çift kanallı yedekli güç mimarisi
• Yedekli güç kaynakları arasında otomatik geçiş
• Entegre ESD koruması
• Entegre aşırı akım koruması

Geniş voltaj tasarımı, entegratörlere yardımcı bilgisayarlar, iletişim sistemleri, sensörler ve diğer yüksek güçlü yerleşik ekipmanları bağlarken daha fazla esneklik sağlar.

PMU 2 Serisi Desteği

Standart yapılandırma, CUAV PMU 2 Lite güç modülü ile kullanım için tasarlanmıştır.

PMU yetenekleri kaynak görüntülerde gösterilmiştir:

• PMU 2 Lite voltaj ölçümü: maksimum 70 V
• PMU 2 Lite akım ölçümü: maksimum 220 A
• Opsiyonel PMU 2S voltaj girişi: maksimum 140 V
• Opsiyonel PMU 2S akım ölçümü: maksimum 500 A

Bu, sistemi büyük çok rotorlu araçlar, ağır yük taşıyan İHA'lar, endüstriyel uçaklar ve diğer yüksek voltaj veya yüksek akım platformları için uygun hale getirir.

Esnek PWM Çıkışı

X25 Mega, kapsamlı aktüatör desteği sunar:

• Servo arayüzü üzerinden 16 doğrudan PWM çıkışı
• CAN genişletmesi ile maksimum 32 PWM çıkış kanalı
• Değiştirilebilir 3.3 V ve 5 V PWM sinyal seviyeleri

İki yönlü sinyal seviyesi dönüştürme mimarisi, uzun kablolar üzerinden ve kapasitif veya yüksek empedanslı yüklerle daha temiz sinyal iletimini sürdürmeye yardımcı olur.Bu, geniş bir servo, ESC, aktüatör ve endüstriyel kontrol cihazları yelpazesi ile uyumluluğu artırır.

Modüler CORE Mimarisi

Çıkarılabilir CORE modülü, ana kontrol elektroniğini taşıyıcı karttan ayırır.

Bu modüler tasarım birkaç avantaj sunar:

• Daha kolay bakım ve değiştirme
• Özel insansız sistemlere esnek entegrasyon
• Kullanıcı tasarımı taşıyıcı kartlar için destek
• Özel arayüzlere basit uyum sağlama
• Geliştirilmiş ürün geliştirme ve sistem entegrasyon esnekliği

Koruyucu Konformal Kaplama

PCBA, temizlik, kurutma, uniform uygulama ve kontrollü kürleme içeren otomatik bir konformal kaplama süreci kullanılarak işlenir.

Koruyucu kaplama, elektroniği aşağıdakilere karşı korumaya yardımcı olur:

• Nem
• Tuz sis
• Toz
• Aşınma
• Elektrik sızıntısı
• Zorlu dış çalışma koşulları

Bu işlem, kontrol cihazı endüstriyel İHA'larda, deniz platformlarında, saha robotlarında ve zorlu ortamlara maruz kalan diğer ekipmanlarda kurulu olduğunda dayanıklılığı artırır.

Ek Tasarım Özellikleri

X25 Mega, birkaç entegrasyon ve güvenilirlik özelliği içermektedir:

• Çift kanallı yedekli güç girişi
• Entegre ESD ve aşırı akım koruması
• Statik elektrik önleyici arayüz tasarımı
• Otomatik üretim testi
• Çok fonksiyonlu tam renkli RGB durum göstergesi
• Çıkarılabilir CORE modülü
• Özel taşıyıcı kart geliştirme desteği
• Düşük doygunluklu endüstriyel mavi dış yüzey kaplaması
• Çizilmelere ve parmak izi bırakmayan yüzey işlemi

Arayüz Özellikleri

Teknik Özellikler

Uygulamalar

CUAV X25 Mega şunlar için uygundur:

• Endüstriyel multirotor İHA'lar
• Ağır yük taşıyan dronlar
• Sabit kanat ve VTOL uçakları
• Haritalama ve anket platformları
• Otomatik denetim sistemleri
• Peyzaj ve bitki koruma İHA'ları
• Otonom robotlar
• İnsansız kara araçları
• İnsansız yüzey gemileri
• Görsel navigasyon ve AI destekli uçaklar
• Sürü ve çoklu araç sistemleri
• Araştırma ve özel otopilot geliştirme

Önemli Entegrasyon Notları

• Kurulumdan önce firmware uyumluluğunu onaylayın.
• Sistem voltajı ve maksimum akıma göre uygun PMU'yu seçin.
• CUAV'ın önerdiği montaj yönlendirmesine ve titreşim izolasyonu uygulamalarına uyun.
• Yüksek akım güç kablolarını ve elektromanyetik gürültü kaynaklarını hassas sinyal kablolarından uzak tutun.
• Gerçek navigasyon performansı kalibrasyona, yazılım ayarlarına, mekanik kurulum, anten yerleşimi, titreşim seviyeleri ve çalışma ortamına bağlıdır.
• Özellikler ve dahil edilen aksesuarlar, satın almadan önce tam olarak seçilen ürün varyantı ile karşılaştırılmalıdır.