Soluzione

APQ AK7, controller modulare ad alte prestazioni in stile cartuccia, per un'applicazione su docking station mobile per droni.

Una stazione di attracco mobile per droni è una piattaforma mobile intelligente che integra stoccaggio, decollo e atterraggio automatici, sostituzione della batteria e trasmissione dati. Viene tipicamente installata su veicoli di comando per le emergenze, cabine operative sul campo o siti di decollo e atterraggio temporanei. A differenza delle stazioni di attracco fisse convenzionali, le stazioni di attracco mobili devono far fronte a spazi di installazione molto limitati, alimentazione elettrica instabile e frequenti vibrazioni durante il trasporto e lo spostamento.

Dopo diverse fasi di selezione del modello e rigorosi test di validazione, il cliente ha infine scelto la serie di controller modulari ad alte prestazioni APQ AK7 in formato cartuccia come piattaforma di controllo principale per la sua stazione di aggancio mobile per droni di nuova generazione.

Sfida del cliente

Vincoli di spazio ultracompatti:La stazione di aggancio mobile deve essere integrata in un veicolo di comando di emergenza o in una cabina mobile dove lo spazio è estremamente limitato. Il controller centrale deve quindi avere un fattore di forma ultracompatto per consentire un'installazione flessibile in spazi ristretti.
Requisiti di elaborazione di livello desktop:La stazione di aggancio deve gestire simultaneamente la pianificazione e la gestione dei droni, il monitoraggio dello stato della stazione, l'archiviazione dei dati e il backhaul dei dati. Il controller necessita pertanto di prestazioni di elaborazione pari a quelle di un computer desktop.
Ampia capacità di espansione dell'interfaccia:Il sistema deve connettersi simultaneamente al controller del braccio robotico della stazione di aggancio, ai sensori ambientali (velocità del vento/temperatura/umidità), alla videosorveglianza, ai moduli di comunicazione e ad altri dispositivi. Il controller deve quindi fornire un numero sufficiente di interfacce USB, seriali e di rete, consentendo al contempo un'espansione flessibile delle funzioni GPIO, CAN e di altro tipo.
Requisiti per display multipli e debug:Nelle installazioni sul campo, il pannello operatore e il display di monitoraggio devono spesso essere collegati contemporaneamente, richiedendo quindi più uscite video indipendenti.
Adattabilità ad ambienti mobili difficili:La stazione di aggancio mobile è soggetta a vibrazioni continue durante il trasporto e lo spostamento, nonché a notevoli variazioni di temperatura ambiente. Il controller deve garantire un'affidabilità di livello industriale, inclusi il funzionamento in un ampio intervallo di temperature e una robusta resistenza a vibrazioni e urti.

Soluzione APQ

Processore di livello desktop per un multitasking efficiente:Una docking station mobile per droni deve gestire simultaneamente la pianificazione e la gestione dei droni, il monitoraggio dello stato della docking station, l'archiviazione dei dati e il backhaul dei dati. La serie AK7 è basata su processori Intel® Core i3/i5/i7 di sesta, settima e nona generazione, con supporto TDP fino a 65 W. Offre due slot di memoria DDR4 SO-DIMM con supporto dual-channel fino a 64 GB. Le elevate prestazioni di calcolo di livello desktop garantiscono un'esecuzione parallela fluida delle attività di pianificazione dei droni, controllo della docking station e archiviazione dei dati, soddisfacendo gli elevati requisiti di affidabilità delle implementazioni sul campo senza presidio.
Tre uscite video per il monitoraggio multischermo:Durante le operazioni sul campo, gli operatori in genere devono visualizzare contemporaneamente il monitoraggio dello stato della stazione di aggancio e il video in diretta del drone. La serie AK7 integra la grafica Intel e offre tre uscite video indipendenti (HDMI, DP e VGA), con l'interfaccia DP che supporta risoluzioni fino a 4K. È possibile collegare fino a tre dispositivi di visualizzazione contemporaneamente, consentendo il coordinamento multischermo per il controllo della stazione di aggancio, il video del drone e il monitoraggio dello stato, migliorando notevolmente l'efficienza e la visualizzazione delle operazioni sul campo.
Espansione modulare a cartuccia per la personalizzazione degli I/O su richiesta:L'espandibilità è uno dei punti di forza della serie AK7. Supporta diverse cartucce di espansione APQ, selezionabili in base alle diverse esigenze delle docking station per droni. Scegliendo cartucce diverse, il sistema può connettersi in modo flessibile al controller del braccio robotico della docking station, ai sensori ambientali, ai dispositivi di comunicazione CAN e ad altre periferiche senza dover sostituire l'intero controller. Uno slot M.2 Key-M integrato supporta sia SSD NVMe che SATA, mentre due slot Mini PCIe (uno con slot per SIM card) consentono l'espansione con moduli Wi-Fi, 4G, CAN e altri.
Interfacce avanzate per la connettività multi-dispositivo:Il pannello frontale offre sei porte USB per la connessione simultanea di periferiche quali il controller del braccio robotico della docking station, sensori ambientali e moduli di comunicazione. Sono presenti due porte LAN Gigabit Intel: una per la comunicazione dati interna della docking station e l'altra per il backhaul dati del drone o per le operazioni e la manutenzione remote. Due porte seriali RS232/485 garantiscono una connettività stabile per dispositivi di monitoraggio ambientale come sensori di velocità del vento e di temperatura/umidità. Una porta USB 2.0 Type-A integrata consente di installare direttamente dongle di licenza e altri dispositivi di autorizzazione.
Chassis ultracompatto per l'integrazione in spazi ristretti:La serie AK7 misura solo 53 mm × 145 mm × 186,4 mm e combina un dissipatore di calore interamente in alluminio con coperchi superiore e inferiore in acciaio zincato. Supporta tre metodi di installazione: montaggio a parete, montaggio su guida DIN e montaggio su scrivania. Il suo chassis ultracompatto può essere installato in modo flessibile in ambienti con spazio limitato, come veicoli di comando di emergenza e cabine operative sul campo, liberando ulteriore spazio per moduli funzionali come batterie e apparecchiature di comunicazione.
Design resistente alle alte temperature e alle vibrazioni, ideale per applicazioni mobili:La serie AK7 utilizza un sistema di raffreddamento a ventola attivo intelligente controllato tramite PWM e supporta un ingresso di alimentazione ad ampio raggio da 12 a 28 V CC (24 V CC sono necessari quando si utilizza la funzione di controllo dell'illuminazione o PoE). Supporta un intervallo di temperatura operativa da -20 a 60 °C e un intervallo di temperatura di stoccaggio da -40 a 80 °C, e ha superato i test di vibrazione casuale di 3 Grms e di shock di 30 G. Ciò garantisce un funzionamento stabile a lungo termine in condizioni di forte vibrazione, come il trasporto su dock mobili e l'installazione sul campo. Il pannello inferiore include un selettore di modalità AT/ATX, un pulsante di reset e un pulsante di ripristino del sistema, consentendo la manutenzione del sistema e il ripristino del BIOS senza smontare l'unità e rendendo l'assistenza sul campo estremamente comoda.

Risultati in termini di valore:

Multitasking parallelo efficiente:I processori ad alte prestazioni di livello desktop, combinati con un massimo di 64 GB di memoria, garantiscono un funzionamento stabile e fluido delle attività di pianificazione e gestione dei droni, monitoraggio dello stato delle stazioni di attracco, archiviazione dei dati e backhaul dei dati, soddisfacendo gli elevati requisiti di affidabilità delle operazioni sul campo senza presidio.
Il monitoraggio multischermo migliora l'efficienza operativa:Tre uscite video indipendenti (HDMI + DP + VGA) consentono il coordinamento multischermo per il controllo della stazione di aggancio, la visualizzazione dei video dei droni e il monitoraggio dello stato, permettendo agli operatori sul campo di accedere contemporaneamente a informazioni complete e migliorando significativamente l'efficienza e la visualizzazione.
L'espansione a cartuccia consente l'utilizzo su un'unica piattaforma per molteplici applicazioni:Sostituendo le cartucce di espansione APQ, il controller può adattarsi in modo flessibile a diverse configurazioni di I/O, dal monitoraggio di dispositivi GPIO multicanale alla comunicazione tramite bus CAN. Un'unica piattaforma hardware, combinata con diverse cartucce, può soddisfare i requisiti di controllo di molteplici modelli di docking station mobili, riducendo significativamente i costi di sviluppo del prodotto e di magazzino.
L'implementazione compatta libera spazio prezioso sui dispositivi mobili:Il telaio ultracompatto da 53 mm × 145 mm × 186,4 mm, insieme alle opzioni di installazione a parete e su guida DIN, può essere integrato in modo flessibile in spazi ristretti come veicoli di comando di emergenza e cabine operative sul campo, liberando ulteriore spazio di progettazione per apparecchiature di comunicazione, pacchi batteria e altri moduli funzionali.
Funzionamento stabile in ambienti difficili:L'ampio intervallo di temperatura di funzionamento, da -20 a 60 °C, la resistenza alle vibrazioni di 3 G, la resistenza agli urti di 30 G e l'ingresso CC ad ampio range da 12 a 28 V garantiscono un funzionamento stabile a lungo termine durante il trasporto, lo spostamento e l'installazione sul campo, anche in presenza di ampie variazioni di temperatura.
Manutenzione efficiente del campo:Il selettore AT/ATX, il pulsante di reset e il pulsante di ripristino del sistema sul pannello inferiore consentono la manutenzione del sistema senza smontaggio, riducendo significativamente i costi dell'assistenza post-vendita e i tempi di risposta nelle località remote.