ТХ-ТХ хөрвүүлэгчид робототехник ба дронуудын цахилгаан системд үр дүнтэй байдлыг хэрхэн сайжруулдаг?

Та хүндийн дунд нисдэг үед жишээлбэл, ваттын аливаа бутархай нь чухал бөлгөөн болой.

Би хүртэл төвөгтүн дунд нь үлдсэн дрон-прототипын өндөрлөг буурж буйг харж байхдаа сүүдэртүнхийлж буй мөрөнгүй мөчийг санаж буй. Тэр дрон орчин үзүүрлэлтийн төсөлд олон спектрт камер ачаалж буй, мөн ачааллын жингийн бүх грамм нь тооцогдож буй. Хөлөгт 10 минут өнгөрсний дараа цахилгаан хүчдлийн батарейн түвшин таамагласнаас илүү хурдан унаж буй. Илүү дараах дулааны шинжилгээ нь хүндрэлд үүсгэгчийг илрүүлж буй: гол удирдлагын самбар дээрх шугаман хүчдлийн зохицуулагч 80 градус Цельсийн дээд температурт ажиллаж буй, батарейн энергийн үнэт цахилгааныг дулаан болгож буй, харин тэр дулаан пластик хайрцагт зөвхөн дулаан өгж буй. Тэр өдөр би нисдэг роботод цахилгааны үр дүнтэй бүтээмж нь хуучин тодорхойлолт биш гэдгийг ойлгож буй. Тэр нь өгүүлэмжтүүн хамт нисж бууж буй юм уу усанд бууж буй юм уу гэдгийн ялгаа буй. Робототехник ба дронд зориулж бүтээдэг цахилгаан хүчдлийн системүүд нь бага хэмжээт, хөнгөн платформд их хэмжээт функциональ нягтсүүн бүтээмжтүүн бүтээдэг. Хүчдлийн хувиргалтод хаягдаж буй бүх ватт нь хөдөлгүүрт хүчдлийн хүч өгөх, лидар сенсорыг ажиллуулж буй, юм уу видео дамжуулж буй ватт биш гэдгийг харуулж буй.

Батарейн хүчдэлийг бүх ачаалалд тохируулж, хувиртагч хөдөлгүүр

Дронд зориулж хиймэл дагуур батарейн хүчдэл нь шест нүүрт литийн батарейн хүчдэлтэй төстэй бөөрнүүр 22 вольт байх болой, гэтгүй нислэг удирдагчид 3,3 вольт, камер модульд 5 вольт, мөн сервомоторд тусдаа 12 вольт хүчдэл шаардлагатай. Үр дүнтэй хүчдэл хувиргагчгүйд түднүүр хүчдэлийн ялгаа хүчтэр дулааны асуудалд хүртүл. Шугаман хүчдэл хувиргагчид илүүдүн хүчдэлийг дулаан хэлбэрт шилдүл, хүчдэлийн зөрүү их байхад оролтын чадалын 40–60 хувь нь хаягдмуй. Транзистор, индуктив хүчдэл ба конденсаторыг ашиглан энергийн урсгалыг хүчдэл хувиргагчдын сүүлийн үеийн бак-хувиргагчдын үр дүнтэй бүтэц нь 92 хувьтай илүү үр дүнтэй байдаг. Алсын хүчдэл хувиргагчдын синхрон ректификаци, ялгаатай диодын оронд алдагдалт бага MOSFET ашиглах, зарим загвард үр дүнтэй бүтэц нь 96 хувь хүртүл. Өргөн оролтын хүчдэл хувиргагчдын тусламжтай дронд батарейн естествен хүчдэл бууралтад тулгуурлан ажиллах болой, хүчдэл бууралтад хүртүл хүчдэл ба удирдагчийн хариу үйлдэл тогтвортой байдаг, хүчдэл бүтэн ашиглагдмуй.

Теплотын шилжүүлэлтийн оронд түүнийг устгаж, нислэгийн хугацааг хадгалж

Хүчдлийн хувиртамжийн үр ашигт бүхн зөвхөн цахилгааны тооцоог багасгахад хүрдэг. Агаарын платформд хувиртамжид хорогдуулж буй ватт бүр нь дулааны хаялт шаардлагагүй болгох дулааны хэмжээ юм. Дулааны удирдлага нь дулааны сүүдэр, сүүдэрлүүр эсвэл хүнд алюминий хайрцаг хэлбэртэй жин нэмдэг. Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэгчдийн хэрэглээний инженерүүд нь ихэвчлэн түүнийг энгийн энергийн төсөвлөгөөнөөр тайлбарладаг: хувиртамжийн алдагдлын таван ваттын хэмнэлт нь гурван килограмм агаарын хөндийтүүртэй, зургаан ампер-цаг батарейтэй типичны шинжилгээний дөрвөлжин нислэгт дунджаар дөрвөн эсвэл таван номхон нислэгийн номхон нислэгийн хугацааг нэмдэг. Өдөрт нислэг хийж буй судалгааны нислэгүүдийн жилийн турш тусгай дизайн шийдвэр нь цахилгааны шингэлтүүдийн зуунтай цаг хадгалж, батарейн солилцоог саруудын турш хоцрогдуулж. Тооцоо нь хялбар. Илүү үр ашигт хувиртамж нь дулааны массын шаардлагыг багасгаж, хүрдэг энергийн хүртэмжийг үүрдэг даалгаврын ачаалал руу сунгаж.

Датчик ба хяналтын надёжностийн үндэс бол цэвэр энергия

Зөвхөн үр дүнгийн тоон үзүүлэлтүүд нь бүх түүхийн тухайд хэлж өгдөггүй. Тогтмол гүйдлийн хувиртагчид (DC DC) -н гаралт хүчдлийн чанар нь дараа дараах сенсорууд болон процесоруудын тогтвортой байдлыг шууд нөлөөлдөг. Хувиртагчид үүрд нь оршитугай, хүчдлийн хүрс (ripple voltage) болон цахилгаан соронзон саад (electromagnetic interference) үүсгэдөг. Хэрэв хүрсийг зохистой шүүж үл хасавал, түүнээс үүссэн саад нь мөнхүүр аналог схемүүд рүү нөлөөлдөг. Жишээлбэл, GPS-приемник нь хүчдлийн шинжүүр дээрх дамжуулалтын саадын нөлөөн дор холбоосыг алдаж, инерциал хэмжилтийн нэгж (inertial measurement unit) нь милливольт түвшний саадын нөлөөн дор хуурцаг ускорацийн үзүүлэлтүүд өгдөг. IEC 61000 гэх мэт стандартууд нь дамжуулалтын болон цацрагт саадын хязгаарлалтүүдийг тогтоодог, гэтэдүүр дрон дизайнераас шаардагдах практик тайлбар нь хялбар: хүчдлийн чанар саадгүй төдий л итгэлтүүн навигацийн өгөгдлүүд бүтнэ. Өндөр чанарын DC DC модулууд нь тархмал спектрт модуляци (spread spectrum modulation), интегрирован LC шүүртүүд болон анхааралтай ПХБ (PCB) зурагтүүдийг ашиглан саадыг нь милливольт түвшний нэг оршинд хүртэл бууруулдөг. Түүнээс үүссэн саадгүй хүчдлийн систем нь роботын моторууд болон инвертерүүд өөрсдийн хатуу цахилгаан саадыг үүсгэж буй үед түүнийг тодхон бодохыг хангидөг.

Дрон замаа алдаж, дизайн-хичээл сурган авах

Хоёр жил автоном хяналтын дроноос ажилласан баг маань найдвартай байдлын бэрхшээлтэй тулгарсан. 12 нислэгт нэгд RTK GPS-ийн нэгж нь үүргийн дунддаа тогтмол шийдлийг нь орхиж, хатуу байрлалд буцаж ирж, хөдөө аж ахуйн хэрэглэгчдэдээ амласан сантиметр хэмжээнд үнэн зөв байдлыг эвдэж байсан. Бид антенны байрлал, фермфэйрийн алдааг хүртэл бүх зүйлээс сэжиглэж байсан. Сүүлд бид хүчний сүлжээг осилоскоптой шалгаж, бага үнэтэй каталог худалдагчдаас авсан үнэтэй модулиас 80 милливольтын үе үе дутагдалтай дутагдалтай дутагдалтай болохыг тогтоосон. Модулын хаалттай индуктор нь шууд GPS антенны кабелийн дагуу урсдаг. Бүрэн хаалттай, бага шуугиантай, металл хаалттай ДЦЦ-ийн хөргөгчөөр шилжих, цахилгаан дамжуулалт илүү сайн зохицуулахад энэ асуудал нэг шөнийн дотор арилгагдсан. Бид дахиж RTK-г алдсангүй. Энэ туршлага нь манай худалдан авалтын философийг дахин хэлбэрлүүлсэн: хүчлийн шилжилт нь бараа биш, энэ нь системийн найдвартай байдлыг шууд тодорхойлох чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Яагаад үйлдвэрлэлийн тогтмур бүтээмж нь сайн дизайн-д гайхалтай бүтээдрийн хувиргад?

Робототехникийн компани прототипоос үйлдвэрлэлд шилжих үед, бүх зурхайн дээрх бүх DC-DC хувиртагчид идентич ажиллах ёстой. Компонентийн таарц, хөлдөөх чанар, нийт партийн шинжилгээ нь бүтээдсийн нэр хүндийн хараахан харахгүй суурь болой. Инженерийн туршилтын хавтгай дээр 95 хувийн үр дүнтэй хувиртагч, гэтэд нь анхны үйлдвэрлэлд гаргасан санамсаргүй нэгж дээр 89 хувийн үр дүнтэй болж, талбарт үе үе тохирадаг гэмтэл ба үнэтэй буцаалтүүдийн кошмарыг үүсгэнэ. Түүн дээр надад үйлдвэрлэлийн гүнзгий чадвар нь найдвартай хамтран ажиллах талуудыг гүйцэтгэлд суурилдаг нийлүүлэгчдөөс ялгаж өгдөг. Rcnun — цахилгаан хувиртагч модулийн тусгайлан сургуульд хүртэлх мэргэжилтнүүд — түүний бүх үйл ажиллагаанд түүн дээрх дисциплинд оршит. Магнетик дизайн, PCB-ийн зураглал, SMT-сборка, автоматжуулсан бүтнээр ачаалж шинжилгээ хийх хүртэл Rcnun нь мянган нэгж дээр тогтмол үр дүн хангаж үлдэж буй. Дрон ба робототехникийн брендүүдийн хувьд Rcnun-тэй хамтран ажиллах нь түүний цахилгаан архитектур лабораториас талбарт хүртэл масштаблагдаж, сүүлд нь сүүлд нь сонирхолтой гайхмаар үзэгдлүүдгүй, бүх платформыг үр дүнтэй, хөнгөн жинтүүд, бүтнээр бүйлгүүд.