APQ AK7 modulaire, krachtige controller in cartridge-stijl voor gebruik in een mobiel UAV-dock
Een mobiel UAV-dockingstation is een mobiel, intelligent platform dat UAV-opslag, automatisch opstijgen en landen, batterijvervanging en dataoverdracht integreert. Het wordt doorgaans ingezet in commandovoertuigen, operationele cabines in het veld of tijdelijke opstijg- en landingsplaatsen. In tegenstelling tot conventionele, vaste dockingstations, moeten mobiele dockingstations rekening houden met zeer beperkte installatieruimte, een instabiele stroomvoorziening en frequente trillingen tijdens transport en verplaatsing.
Na meerdere selectierondes en strenge validatietests heeft de klant uiteindelijk gekozen voor de APQ AK7 modulaire, krachtige controllerreeks in cartridgevorm als het kernbesturingsplatform voor zijn nieuwe generatie mobiele UAV-dockingstations.
Klantuitdaging
Beperkte ruimte voor ultracompacte toepassingen:Het mobiele dockingstation moet worden geïntegreerd in een commandovoertuig of mobiele cabine waar de ruimte zeer beperkt is. De centrale controller moet daarom een ultracompact formaat hebben voor flexibele inzet in krappe ruimtes.
Vereisten voor desktopcomputers:Het dockingstation moet gelijktijdig de planning en het beheer van de UAV's, de statusbewaking van het dockingstation, de gegevensopslag en de gegevensoverdracht verzorgen. De controller heeft daarom een processorkracht nodig die vergelijkbaar is met die van een desktopcomputer.
Uitgebreide mogelijkheden voor interface-uitbreiding:Het systeem moet gelijktijdig verbinding maken met de robotarmcontroller van het dockingstation, omgevingssensoren (windsnelheid/temperatuur/luchtvochtigheid), videobewaking, communicatiemodules en andere apparaten. De controller moet daarom voldoende USB-, seriële en netwerkinterfaces bieden en tegelijkertijd flexibele uitbreiding met GPIO, CAN en andere functies mogelijk maken.
Vereisten voor meerdere beeldschermen en debuggen:Bij implementaties in het veld moeten het bedieningspaneel en het monitoringscherm vaak tegelijkertijd worden aangesloten, waardoor meerdere onafhankelijke beeldschermuitgangen nodig zijn.
Aanpassingsvermogen aan zware mobiele omgevingsomstandigheden:Het mobiele dockingstation wordt tijdens transport en verplaatsing blootgesteld aan continue trillingen, evenals aan grote temperatuurschommelingen. De controller moet industriële betrouwbaarheid bieden, inclusief werking over een breed temperatuurbereik en robuuste trillings- en schokbestendigheid.
APQ-oplossing
Desktop-processor voor efficiënt multitasken:Een mobiel UAV-dockingstation moet gelijktijdig taken uitvoeren zoals het plannen en beheren van UAV's, het bewaken van de dockingstationstatus, gegevensopslag en dataoverdracht. De AK7-serie wordt aangedreven door Intel® 6e-9e generatie Core i3/i5/i7 desktop-processors met een TDP tot 65 W. Het beschikt over twee DDR4 SO-DIMM-geheugenslots met dual-channel ondersteuning voor maximaal 64 GB. De krachtige desktop-computerprestaties garanderen een soepele parallelle uitvoering van taken zoals het plannen van UAV's, de aansturing van het dockingstation en gegevensopslag, en voldoen aan de hoge betrouwbaarheidseisen van onbeheerde inzet in het veld.
Drie beeldschermuitgangen voor bewaking van meerdere schermen:Tijdens inzet in het veld moeten operators doorgaans tegelijkertijd de status van het dockingstation en live UAV-video kunnen bekijken. De AK7-serie is voorzien van Intel-graphics en biedt drie onafhankelijke video-uitgangen: HDMI, DisplayPort en VGA. De DisplayPort-interface ondersteunt resoluties tot 4K. Er kunnen maximaal drie beeldschermen tegelijk worden aangesloten, waardoor coördinatie tussen meerdere schermen mogelijk is voor de bediening van het dockingstation, UAV-video en statusbewaking. Dit verbetert de efficiëntie en visualisatie tijdens veldoperaties aanzienlijk.
Modulaire uitbreiding in cartridge-stijl voor I/O-aanpassing op aanvraag:Uitbreidbaarheid is een van de belangrijkste sterke punten van de AK7-serie. Het systeem ondersteunt meerdere APQ-uitbreidingsmodules die kunnen worden geselecteerd op basis van de uiteenlopende eisen van mobiele UAV-dockingstations. Door verschillende modules te kiezen, kan het systeem flexibel worden aangesloten op de robotarmcontroller van het dockingstation, omgevingssensoren, CAN-communicatieapparaten en andere randapparatuur zonder de gehele controller te hoeven vervangen. Een ingebouwd M.2 Key-M-slot ondersteunt zowel NVMe- als SATA-SSD's, terwijl twee Mini PCIe-slots (waarvan één met een SIM-kaartslot) uitbreidingsmogelijkheden bieden voor Wi-Fi, 4G, CAN en andere modules.
Rijke interfaces voor connectiviteit tussen meerdere apparaten:Het voorpaneel biedt zes USB-poorten voor gelijktijdige aansluiting van randapparatuur zoals de robotarmcontroller van het dockingstation, omgevingssensoren en communicatiemodules. Er zijn twee Intel Gigabit LAN-poorten beschikbaar: één voor interne datacommunicatie met het dockingstation en de andere voor het doorsturen van UAV-data of beheer op afstand. Twee RS232/485 seriële poorten zorgen voor een stabiele verbinding met omgevingsmonitoringsapparaten zoals windsnelheids- en temperatuur-/vochtigheidssensoren. Een ingebouwde USB 2.0 Type-A-poort is handig voor het direct installeren van licentiedongles en andere autorisatieapparaten.
Ultracompact chassis voor integratie in beperkte ruimtes:De AK7-serie meet slechts 53 mm × 145 mm × 186,4 mm en combineert een volledig aluminium koelblok met gegalvaniseerde stalen boven- en onderkappen. Er zijn drie installatiemogelijkheden: wandmontage, DIN-railmontage en tafelmontage. De ultracompacte behuizing kan flexibel worden ingezet in omgevingen met beperkte ruimte, zoals commandovoertuigen en operationele cabines, waardoor extra installatieruimte vrijkomt voor functionele modules zoals batterijen en communicatieapparatuur.
Breed temperatuur- en trillingsbestendig ontwerp voor mobiele toepassingen:De AK7-serie maakt gebruik van PWM-gestuurde, intelligente actieve ventilatorkoeling en ondersteunt een breed voedingsspanningsbereik van 12-28 VDC (24 VDC is vereist bij gebruik van de verlichtingsregeling of PoE-functie). Het apparaat ondersteunt een bedrijfstemperatuurbereik van -20 tot 60 °C en een opslagtemperatuurbereik van -40 tot 80 °C en heeft een trillingstest van 3 Grms en een schoktest van 30 G doorstaan. Dit garandeert een stabiele werking op lange termijn, zelfs onder trillingsintensieve omstandigheden zoals transport in mobiele dockingstations en inzet in het veld. Het onderste paneel is voorzien van een AT/ATX-modusselector, een resetknop en een systeemherstelknop, waardoor systeemonderhoud en BIOS-herstel mogelijk zijn zonder de unit te demonteren, wat service in het veld zeer eenvoudig maakt.
Waardevolle resultaten:
Efficiënt parallel multitasken:Krachtige desktopprocessors in combinatie met maximaal 64 GB geheugen zorgen voor een stabiele en soepele werking van taken zoals het plannen en beheren van drones, het bewaken van de status van het dockingstation, gegevensopslag en het verzenden van gegevens. Hiermee wordt voldaan aan de hoge betrouwbaarheidseisen van onbeheerde veldoperaties.
Monitoring via meerdere schermen verbetert de operationele efficiëntie:Drie onafhankelijke beeldschermuitgangen – HDMI + DP + VGA – maken coördinatie van meerdere schermen mogelijk voor de bediening van het dockingstation, UAV-video en statusbewaking. Hierdoor hebben veldoperators gelijktijdig toegang tot uitgebreide informatie, wat de efficiëntie en visualisatie aanzienlijk verbetert.
Uitbreiding in cartridgevorm maakt gebruik op één platform voor meerdere toepassingen mogelijk:Door de APQ-uitbreidingscartridges te vervangen, kan de controller zich flexibel aanpassen aan verschillende I/O-configuraties, van het bewaken van GPIO-apparaten met meerdere kanalen tot CAN-buscommunicatie. Eén hardwareplatform in combinatie met verschillende cartridges kan voldoen aan de besturingsvereisten van meerdere mobiele dockingstationmodellen, waardoor de productontwikkelings- en voorraadkosten aanzienlijk worden verlaagd.
Compacte implementatie bespaart waardevolle mobiele ruimte:De ultracompacte behuizing van 53 mm × 145 mm × 186,4 mm, in combinatie met de mogelijkheden voor wandmontage en DIN-railmontage, kan flexibel worden geïntegreerd in krappe ruimtes zoals commandovoertuigen en operationele cabines, waardoor extra ontwerpruimte vrijkomt voor communicatieapparatuur, accupakketten en andere functionele modules.
Stabiele werking in zware omstandigheden:Een breed temperatuurbereik van -20 tot 60 °C, een trillingsbestendigheid van 3 G, een schokbestendigheid van 30 G en een breed gelijkstroomingangsspanning van 12-28 V garanderen een stabiele werking op lange termijn tijdens transport, verplaatsing en inzet in het veld bij grote temperatuurschommelingen.
Efficiënt veldonderhoud:De AT/ATX-selector, resetknop en systeemherstelknop op het onderste paneel maken systeemonderhoud mogelijk zonder demontage, waardoor de kosten voor service na verkoop en de responstijden op afgelegen locaties aanzienlijk worden verlaagd.
