拆卸:大疆火花无人机

文章:Patrick Mannion

DJI Spark寄生虫是有史以来最受预期的无人机之一,并且有充分的理由。EDN拆解可以瞥见它是如何完成的。

无人机既有趣,有用,但从纯粹的工程角度来看,当橡胶击中电力消耗的经典权衡,加工性能,重量,尺寸和成本时,它们就是橡胶击中道路的地方。比大多数电子系统包装更多的传感器,执行器和射频通信,他们从字面上乞求撕裂,看看它们是如何做到的。所以,我们拿走了Dji Spark寄生虫,并确实如此。

这是一个“完全破坏”的拆卸,它可能仍然需要你的一点帮助来识别一些地方和那里。如果您想尝试一下自己的设计,我们还会介绍一种非常便宜的mini-drone开发工具包斯蒂瓦尔-Droone01,这将做大多数你需要它做的事情,以便你的无人机偏好,让你尝试。

为什么Dji Spark无人机?

原计划是在Uvify Oori内进入Uvify Oori,它是由几个无人机赛车爱好者的赛车而设计的。通过设计,它快速 - 非常快。价格为295美元,它相当便宜,但对新手(如我自己)来说也很难,它的不可思议的短电池寿命只有两分钟就学习耐心的考验。它可以快速地从一个点到B点开始,但只有很好的手。否则,期望击中在两者之间的一切,包括地面,多次。

还有事实上,它没有足够的钟声和口哨,如物体检测和避免,返回家庭,语音控制和跟踪能力,使其变得有趣。输入DJI Spark。在〜450美元处,这有所有关键特征,它是由Dji,无人机之王制造的。这是为了娱乐,适用于专家和新手。

该文章撕下的套件是苍蝇更多的组合,其中包括额外的两节电池,螺旋桨护卫器,额外的螺旋桨,一个方便的包,当然是无人机和控制器。与许多设计一样,控制器具有万博投注网址主控制按钮和操纵杆,同时充当用作显示器的智能手机以及运行主DJI驱动器控制应用程序的智能手机的摇篮。

大疆火花无人机套件

图1以下是来自Fly More Combo套件的DJI Spark无人机的三种视图,包括充电码头,螺旋桨护罩,额外螺旋桨和控制器,在右侧的两个额外电池下显示。额外电池的挥霍:他们是值得的。

在它首次亮相时,星火是有史以来最受期待的无人机之一,这是有充分理由的。从一开始它就给人一种“高质量”的感觉;小、密、固、雅。你手里拿的东西很好。它的射程为2000米,重0.66磅(不带电池),长5.6×5.6×2.2英寸。其1480毫安时,11.4V电池使其飞行时间为15分钟(悬停),最高速度为31英里每小时。

方便地为专家而言,对于新手的必要性,无人机有多种智能飞行模式。它还使用红外传感器的两个方向具有障碍物避免,并使用12万像素CMOS相机在五个方向(总计)。相机输出视频,分辨率为1920×1080 @ 30 fps,并使用双轴万向节稳定,用于俯仰和卷。用于偏航/旋转稳定性的第三轴很好。

无人机在2.45和5 GHz带中运行,还包括GPS / GLONASS功能。它可以在主要的情况下查看许多功能收火花信息登陆页面。足以说,很高兴使用,很好地让它撕裂它是一种耻辱,但这是演出。

大疆火花无人机的内部

火花很好地建造,所以需要一点工作来进入。该过程开始暴露于底骨以拆下保持顶盖的螺钉(图2和3)。

Dji Spark无人机顶部和底部

图2这些视图显示了DJI Spark的顶部和底层。

Dji Spark寄生虫里面

图3拆除顶部,主冷却系统暴露。

取出顶部暴露的主冷却系统,它使用水平风扇来驱动散热器的通道导轨。热管理系统坐落在一个EMI屏蔽顶部,下面是主要电子产品。主GPS模块可更换30至50美元

从背面的视图显示micro USB接口和存储卡插槽,以及四个无刷直流(BLDC)电机的LED镜头下面(图4)。虽然“漂亮”,但LED也使得在白天的高度高度可见的无人机,特别是在黄昏或黑暗中,是监管合规的重要因素。

大疆火花无人机USB内存插槽

图4从后面的视图显示micro USB接口和记忆卡插槽,以及四个电机中的两个LED镜头下面。

下一步涉及去除热管理系统和EMI屏蔽以暴露主板的顶部(图5)。

Dji Spark无人机主板内

图5带有EMI屏蔽的主板拆除了几乎每个IC的热膏。

去除热糊,让你更清楚地看到驱动火花的巨大智慧(图6)。这是真正的包装!

DJI Spark无人机主板

图6主板顶部的此近距离视图具有拆除的热浆(主要是)。

很难知道从火花的处理马力开始的地方,所以我们将从STMicroelectronics开始的电机控制部分(图6的左侧)开始STM32F303MCU(图7)。

大疆火花无人机主板组件

图7主火花板搭载意法半导体STM32F303、英特尔Movidius MA2155 VPU、Leadcore LC1860C SoC和Atheros/Qualcomm AR1021X双频Wi-Fi SoC。

STM32F303是混合信号处理器,其执行大部分电机控制功能。它基于ARM Cortex-M4微控制器以72 MHz运行,并由浮点单元(FPU)和DSP指令支持。Also on board the ‘32F303 are up to seven fast and ultra-fast comparators (25 ns), up to four op amps with programmable gain, up to two DACs, up to four ultra-fast 12-bit ADCs, and motor control timers (图8)。

意法半导体STM32F303

图8STMicroelectronics的STM32F303基于Arm Cortex-M4,具有FPU和DSP功能,但也包含高速dac、adc、比较器和优化内存等功能,所有这些功能都专注于最小化延迟。(来源:STMicroelectronics.)

这里的重点是低延迟的快速响应时间,为准确控制和对象避免。这是通过使用核心耦合内存SRAM(又名例行助推器)来支持的。根据意法半导体的说法,这种内存架构提高了时间要求较高的例程,比flash执行速度快了43%。

电机驱动部分的另一半由两个单片电源组成MP6536三通道半桥驱动芯片驱动四个三相无刷直流电机。

右下方是Atmel/微芯片技术ATSAME70Q21基于ARM Cortex-M7的MCU运行高达300 MHz和铅核技术LC1860C以1.45 GHz运行的基于四核臂的片上系统(SOC)。处理器由A支持美光科技71A98 JWB30低功耗DRAM(LPDRAM)。

ATSame70Q21具有16 KB的ICACH,6 KB的DCache,具有错误代码校正(ECC),单个和双精度硬件FPU和16区内存保护单元。LC1860C基于28nm的过程,并且与四核Cortex A7一起,它具有双核MALIT628,可以处理1个Gpixels / s。这是主要图像处理器。

在图7的底部是创锐讯(高通)AR1021X双频带2.45 GHz和5.8 GHz Wi-Fi SoC。它设计为2×2 MIMO,并拥有自己的内部功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)。左侧和左侧是一个领导核LC1160电源管理IC(PMIC),上面是英特尔MovidiusMA2155Vision处理单元(VPU)具有1 Gbit DDR内存和安全启动功能。

DJI使用了Leadcore 1.45 GHz SoC和英特尔Movidius神经网络处理器,充分说明了DJI对无人机设计的重视程度。万博投注网址联芯科技总部位于中国,专注于智能手机的soc——功能/mW/mm3的终极平台——英特尔收购Movidius是因为其先进的基于神经网络的图像分类能力,这在自动驾驶汽车上非常受欢迎。在Spark无人机中,它用于映射环境。

主板的后部持有被动和离散的组件,并显示USB OG端口和SD存储卡插槽(图9)。

大疆火花无人机主板后置

图9主板的后部主要由被动和离散的组件组成,以及USB OTG端口和存储卡插槽。

副板装有GPS/GLONASS组件(图10)。Spark的导航系统的核心是U-BloxM8030-KTGNSS IC(专业级版)。该芯片可以通过3 GNSS信号(GPS和伽利略以及Glonass或Beidou)进行并发接收,并且具有-167 dBm的灵敏度。

大疆火花无人机导航

图10Spark的导航核心是u-blox M8030-KT GNSS IC。

相机万向节和距离传感器

摄像机模块悬挂在机箱下方,角度向下~45°。它使用了一个两轴的万向架,该万向架的枢轴是连接到底盘上的橡皮筋(图11)。它由臂中的驱动机构控制。

DJI Spark驱动器相机模块

图11相机模块(顶部)使用弹性带附接到底盘,并由臂中的驱动机构控制。

无人机前端是基于反射的LED信号的3D距离传感器(图12)。在中间是主要配电中心(电动机),底部是Wi-Fi天线。

大疆Spark无人机3D传感

图12拆卸顶部的PCB暴露了主要的电源分配布局线束和Wi-Fi天线。在图像的顶部是无人机的前部,其中包含一个基于反射LED光的前向3D测距系统,分别显示在左侧。

该传感器的范围为16英尺,可以探测到漫反射表面>20%的反射率大于20×20厘米,所以它可以很容易地探测和避开墙壁,人,和树木。

在底盘下方,面向下方,是高度检测的声纳和IR范围组合(图13)。

大疆火花无人机声纳

图13底盘下方的IR和声纳组合会跟踪无人机距离地面的距离。

总而言之,DJI Spark无人机是一个制造的系统,但它有它的怪癖。例如,Wi-Fi连接的QDR代码不起作用,并且固件更新导致无人机锁定。尽管如此,应用程序仍然使用像素2 Android手机。

无人驾驶套件进行实验

对于任何考虑无人机设计的设计师来说,有必要看看意法半导体Steval-Drone01.开发套件。它具有高性能STEVAL-FCU001V1飞行控制器单元(FCU),以及电机,螺旋桨,塑料框架和组装迷你无人机所需的电池。

飞行控制器单元运行固件(STSW-FCU001)以控制每个连接电机的速度并稳定无人机。为此,主板上托管的STM32F4微控制器分析了加速度计和陀螺仪传感器的数据,以提供高精度的稳定性和控制。FCU板包括蓝牙低位能Spptle-RF模块,因此您可以将智能手机运行到遥控单元中。

Patrick Mannion是一名工程师,作家和编辑,他们一直在分析电子行业超过25年。他是Claritek LLC的所有者和创始人,以及Techwire International总裁。

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