Controlador modular de alto rendemento tipo cartucho APQ AK7 nunha aplicación de base móbil para UAV
Unha estación de acoplamento móbil para UAV é unha plataforma intelixente móbil que integra o almacenamento de UAV, a engalaxe e a aterraxe automáticas, a substitución de baterías e o transporte de datos. Normalmente desprégase en vehículos de mando de emerxencia, cabinas de operacións de campo ou lugares de engalaxe e aterraxe temporais. A diferenza das estacións de acoplamento fixas convencionais, as estacións de acoplamento móbiles deben xestionar un espazo de instalación moi limitado, unha subministración de enerxía inestable e vibracións frecuentes durante o transporte e a recolocación.
Tras múltiples roldas de selección de modelos e rigorosas probas de validación, o cliente finalmente escolleu a serie de controladores modulares de alto rendemento tipo cartucho APQ AK7 como plataforma de control principal para a súa estación de acoplamento móbil para UAV de nova xeración.
Desafío do cliente
Restrición de espazo ultracompacto:A estación de acoplamento móbil debe integrarse nun vehículo de mando de emerxencia ou nunha cabina móbil onde o espazo é extremadamente limitado. Polo tanto, o controlador central debe ter un factor de forma ultracompacto para un despregamento flexible en espazos confinados.
Requisitos de informática de escritorio:A estación de acoplamento debe executar simultaneamente a programación e xestión de UAV, a monitorización do estado da estación de acoplamento, o almacenamento de datos e o transporte de datos. Polo tanto, o controlador necesita un rendemento de procesamento de clase de escritorio.
Rica capacidade de expansión da interface:O sistema debe conectarse simultaneamente ao controlador do brazo robótico da estación de acoplamento, aos sensores ambientais (velocidade do vento/temperatura/humidade), á vixilancia por vídeo, aos módulos de comunicación e a outros dispositivos. Polo tanto, o controlador debe proporcionar suficientes interfaces USB, serie e de rede, ao tempo que permite a expansión flexible de GPIO, CAN e outras funcións.
Requisitos de depuración e visualización múltiple:Nos despregamentos de campo, o panel do operador e a pantalla de monitorización a miúdo deben conectarse ao mesmo tempo, o que require varias saídas de pantalla independentes.
Adaptabilidade a entornos móbiles agresivos:A estación de acoplamento móbil está exposta a vibracións continuas durante o transporte e a recolocación, así como a grandes variacións de temperatura ambiente. O controlador debe proporcionar fiabilidade de nivel industrial, incluíndo un funcionamento a amplas temperaturas e unha robusta resistencia ás vibracións e aos golpes.
Solución APQ
Procesador de clase de escritorio para unha multitarefa eficiente:Unha estación de acoplamento móbil para UAV debe executar simultaneamente a programación e xestión de UAV, a monitorización do estado da estación de acoplamento, o almacenamento de datos e a transferencia de datos. A serie AK7 está alimentada por procesadores Intel® Core i3/i5/i7 de clase de escritorio de 6.ª a 9.ª xeración con compatibilidade con TDP de ata 65 W. Ofrece dúas ranuras de memoria DDR4 SO-DIMM con compatibilidade con dobre canle para ata 64 GB. O sólido rendemento informático de clase de escritorio garante unha execución paralela fluída das tarefas de programación de UAV, control da estación de acoplamento e almacenamento de datos, cumprindo os requisitos de alta fiabilidade dos despregamentos de campo desatendidos.
Saídas de pantalla tripla para monitorización multipantalla:Durante o despregamento no campo, os operadores adoitan precisar ver simultaneamente tanto a monitorización do estado da estación de acoplamento como o vídeo en directo do UAV. A serie AK7 integra gráficos Intel e proporciona tres saídas de pantalla independentes (HDMI, DP e VGA), e a interface DP admite resolucións de ata 4K. Pódense conectar ata tres dispositivos de pantalla ao mesmo tempo, o que permite a coordinación multipantalla para o control da estación de acoplamento, o vídeo do UAV e a monitorización do estado, mellorando considerablemente a eficiencia e a visualización das operacións no campo.
Expansión modular de tipo cartucho para a personalización de E/S baixo demanda:A capacidade de expansión é un dos principais puntos fortes da serie AK7. Admite varios cartuchos de expansión APQ que se poden seleccionar segundo os requisitos diferenciados das estacións de acoplamento móbiles para UAV. Ao elixir diferentes cartuchos, o sistema pode conectarse de forma flexible ao controlador do brazo robótico da estación de acoplamento, sensores ambientais, dispositivos de comunicación CAN e outros periféricos sen substituír todo o controlador. Unha ranura M.2 Key-M integrada admite SSD NVMe e SATA, mentres que dúas ranuras Mini PCIe (unha cunha ranura para tarxeta SIM) admiten a expansión para Wi-Fi, 4G, CAN e outros módulos.
Interfaces ricas para conectividade multidispositivo:O panel frontal ofrece seis portos USB para a conexión simultánea a periféricos como o controlador do brazo robótico da estación de acoplamento, sensores ambientais e módulos de comunicación. Ofrécense dous portos LAN Gigabit Intel: un para a comunicación de datos interna da estación de acoplamento e o outro para a conexión de datos de UAV ou o funcionamento e mantemento remotos. Dous portos serie RS232/485 proporcionan conectividade estable para dispositivos de monitorización ambiental, como sensores de velocidade do vento e temperatura/humidade. Un porto USB 2.0 tipo A integrado é práctico para instalar directamente dongles de licenza e outros dispositivos de autorización.
Chasis ultracompacto para integración en espazos confinados:A serie AK7 mide só 53 mm × 145 mm × 186,4 mm e combina un disipador de calor totalmente de aluminio con cubertas superior e inferior de aceiro galvanizado. Admite tres métodos de instalación: montaxe na parede, montaxe en carril DIN e montaxe en escritorio. O seu chasis ultracompacto pódese despregar de forma flexible en contornas con espazo limitado, como vehículos de mando de emerxencia e cabinas de operacións de campo, liberando espazo de instalación adicional para módulos funcionais como baterías e equipos de comunicación.
Deseño resistente a amplas temperaturas e vibracións para despregamento móbil:A serie AK7 emprega refrixeración activa intelixente por ventilador controlada por PWM e admite unha entrada de alimentación de amplo rango de 12-28 V CC (requírense 24 V CC cando se usa a función de control de iluminación ou PoE). Admite un rango de temperatura de funcionamento de -20 a 60 °C e un rango de temperatura de almacenamento de -40 a 80 °C, e superou probas de vibración aleatoria de 3 Grms e choque de 30 G. Isto garante un funcionamento estable a longo prazo en condicións de vibracións intensas, como o transporte en bases móbiles e o despregamento no campo. O panel inferior inclúe un selector de modo AT/ATX, un botón de reinicio e un botón de restauración do sistema, o que permite o mantemento do sistema e a recuperación da BIOS sen desmontar a unidade e fai que o servizo no campo sexa moi cómodo.
Logros de valor:
Multitarefa paralela eficiente:Os procesadores de alto rendemento de clase de escritorio combinados con ata 64 GB de memoria garanten un funcionamento estable e fluido da programación e xestión de UAV, a monitorización do estado da estación de acoplamento, o almacenamento de datos e as tarefas de backhaul de datos, cumprindo os requisitos de alta fiabilidade das operacións de campo desatendidas.
A monitorización multipantalla mellora a eficiencia operativa:Tres saídas de pantalla independentes (HDMI + DP + VGA) permiten a coordinación multipantalla para o control da estación de acoplamento, o vídeo do UAV e a monitorización do estado, o que permite aos operadores de campo acceder a información completa ao mesmo tempo e mellorar significativamente a eficiencia e a visualización.
A expansión de tipo cartucho permite o uso nunha única plataforma e en varias aplicacións:Ao substituír os cartuchos de expansión APQ, o controlador pode adaptarse de forma flexible a diferentes configuracións de E/S, desde a monitorización de dispositivos GPIO multicanal ata a comunicación por bus CAN. Unha única plataforma de hardware combinada con diferentes cartuchos pode cubrir os requisitos de control de varios modelos de estacións de acoplamento móbiles, o que reduce significativamente os custos de desenvolvemento de produtos e de inventario.
A implementación compacta libera un valioso espazo móbil:O chasis ultracompacto de 53 mm × 145 mm × 186,4 mm, xunto coas opcións de instalación en parede e carril DIN, pode integrarse de forma flexible en espazos limitados, como vehículos de mando de emerxencia e cabinas de operacións de campo, liberando espazo de deseño adicional para equipos de comunicación, paquetes de baterías e outros módulos funcionais.
Funcionamento estable en ambientes agresivos:Un funcionamento a amplas temperaturas de -20 a 60 °C, unha resistencia ás vibracións de 3 G, unha resistencia aos golpes de 30 G e unha entrada de CC de amplo rango de 12-28 V garanten un funcionamento estable a longo prazo durante o transporte, a recolocación e o despregamento no campo con grandes variacións de temperatura.
Mantemento eficiente do campo:O selector AT/ATX do panel inferior, o botón de reinicio e o botón de restauración do sistema permiten o mantemento do sistema sen desmontaxe, o que reduce significativamente os custos do servizo posvenda e os tempos de resposta en localizacións remotas.
