Solução

Controlador modular de alto desempenho APQ AK7 em formato de cartucho para aplicação em doca móvel de drones.

Uma estação de acoplamento móvel para drones é uma plataforma móvel inteligente que integra armazenamento de dados do drone, decolagem e pouso automáticos, substituição de baterias e transmissão de dados. Ela é normalmente implantada em veículos de comando de emergência, cabines de operações de campo ou locais temporários de decolagem e pouso. Ao contrário das estações de acoplamento fixas convencionais, as estações de acoplamento móveis precisam lidar com espaço de instalação extremamente limitado, fornecimento de energia instável e vibração frequente durante o transporte e a realocação.

Após várias rodadas de seleção de modelos e rigorosos testes de validação, o cliente escolheu a série de controladores modulares de alto desempenho em formato de cartucho APQ AK7 como plataforma de controle principal para sua estação de acoplamento móvel de UAV de nova geração.

Desafio do Cliente

Restrição de espaço ultracompacto:A estação de acoplamento móvel deve ser integrada a um veículo de comando de emergência ou cabine móvel onde o espaço é extremamente limitado. Portanto, o controlador principal deve ter um formato ultracompacto para permitir uma implantação flexível em espaços confinados.
Requisitos de computação de nível desktop:A estação de acoplamento deve executar simultaneamente o agendamento e gerenciamento de UAVs, o monitoramento do status da estação de acoplamento, o armazenamento de dados e o backhaul de dados. Portanto, o controlador precisa de desempenho de processamento equivalente ao de um computador desktop.
Ampla capacidade de expansão de interface:O sistema deve conectar-se simultaneamente à estação de acoplamento, ao controlador do braço robótico, aos sensores ambientais (velocidade do vento, temperatura e umidade), ao sistema de vigilância por vídeo, aos módulos de comunicação e a outros dispositivos. Portanto, o controlador deve fornecer interfaces USB, seriais e de rede suficientes, permitindo ainda a expansão flexível de GPIO, CAN e outras funções.
Requisitos para múltiplos monitores e depuração:Em instalações de campo, o painel do operador e o visor de monitoramento geralmente precisam ser conectados simultaneamente, exigindo múltiplas saídas de vídeo independentes.
Adaptabilidade a ambientes móveis adversos:A estação de acoplamento móvel fica exposta a vibrações contínuas durante o transporte e a realocação, bem como a grandes variações de temperatura ambiente. O controlador deve oferecer confiabilidade de nível industrial, incluindo operação em ampla faixa de temperatura e robusta resistência a vibrações e choques.

Solução APQ

Processador de nível desktop para multitarefa eficiente:Uma estação de acoplamento móvel para UAVs deve executar simultaneamente o agendamento e gerenciamento de UAVs, o monitoramento do status da estação de acoplamento, o armazenamento de dados e o backhaul de dados. A série AK7 é equipada com processadores Intel® Core i3/i5/i7 de 6ª a 9ª geração, com suporte a TDP de até 65 W. Ela oferece dois slots de memória DDR4 SO-DIMM com suporte a dual-channel para até 64 GB. O robusto desempenho computacional de nível desktop garante a execução paralela e fluida das tarefas de agendamento de UAVs, controle da estação de acoplamento e armazenamento de dados, atendendo aos altos requisitos de confiabilidade para implantações autônomas em campo.
Saídas de vídeo triplas para monitoramento em várias telas:Durante o trabalho de campo, os operadores geralmente precisam visualizar simultaneamente o monitoramento do status da estação de acoplamento e o vídeo ao vivo do drone. A série AK7 integra gráficos Intel e oferece três saídas de vídeo independentes — HDMI, DP e VGA — com a interface DP suportando resoluções de até 4K. É possível conectar até três dispositivos de exibição ao mesmo tempo, permitindo a coordenação de múltiplas telas para controle da estação de acoplamento, vídeo do drone e monitoramento de status, melhorando significativamente a eficiência e a visualização das operações em campo.
Expansão modular em formato de cartucho para personalização de E/S sob demanda:A capacidade de expansão é um dos principais pontos fortes da série AK7. Ela suporta múltiplos cartuchos de expansão APQ que podem ser selecionados de acordo com as diferentes necessidades das estações de acoplamento de drones móveis. Ao escolher diferentes cartuchos, o sistema pode se conectar de forma flexível ao controlador do braço robótico da estação de acoplamento, sensores ambientais, dispositivos de comunicação CAN e outros periféricos sem a necessidade de substituir todo o controlador. Um slot M.2 Key-M integrado suporta SSDs NVMe e SATA, enquanto dois slots Mini PCIe (um com um slot para cartão SIM) suportam a expansão para módulos Wi-Fi, 4G, CAN e outros.
Interfaces avançadas para conectividade com múltiplos dispositivos:O painel frontal oferece seis portas USB para conexão simultânea a periféricos como o controlador do braço robótico da estação de acoplamento, sensores ambientais e módulos de comunicação. Duas portas LAN Gigabit Intel estão disponíveis — uma para comunicação de dados interna da estação de acoplamento e a outra para transmissão de dados do UAV ou operação e manutenção remota. Duas portas seriais RS232/485 fornecem conectividade estável para dispositivos de monitoramento ambiental, como sensores de velocidade do vento e temperatura/umidade. Uma porta USB 2.0 Tipo A integrada facilita a instalação direta de dongles de licença e outros dispositivos de autorização.
Chassi ultracompacto para integração em espaços confinados:A série AK7 mede apenas 53 mm × 145 mm × 186,4 mm e combina um dissipador de calor totalmente em alumínio com tampas superior e inferior em aço galvanizado. Ela suporta três métodos de instalação: montagem na parede, montagem em trilho DIN e montagem em mesa. Seu chassi ultracompacto pode ser implantado de forma flexível em ambientes com espaço limitado, como veículos de comando de emergência e cabines de operação em campo, liberando espaço adicional para módulos funcionais, como baterias e equipamentos de comunicação.
Design resistente a ampla faixa de temperatura e vibração para implantação móvel:A série AK7 utiliza refrigeração ativa inteligente com controle PWM e suporta uma ampla faixa de entrada de energia de 12 a 28 VCC (24 VCC são necessários ao usar a função de controle de iluminação ou PoE). Ela suporta uma faixa de temperatura operacional de -20 a 60 °C e uma faixa de temperatura de armazenamento de -40 a 80 °C, e passou por testes de vibração aleatória de 3 Grms e choque de 30 G. Isso garante uma operação estável a longo prazo em condições de vibração intensa, como transporte em docas móveis e implantação em campo. O painel inferior inclui um seletor de modo AT/ATX, botão de reset e botão de restauração do sistema, permitindo a manutenção do sistema e a recuperação da BIOS sem desmontar a unidade, tornando o serviço em campo extremamente conveniente.

Valorização das Conquistas:

Multitarefa paralela eficiente:Processadores de alto desempenho de nível desktop, combinados com até 64 GB de memória, garantem a operação estável e fluida de tarefas de agendamento e gerenciamento de UAVs, monitoramento do status da estação de acoplamento, armazenamento de dados e transmissão de dados, atendendo aos altos requisitos de confiabilidade para operações de campo não tripuladas.
O monitoramento em múltiplas telas melhora a eficiência operacional:Três saídas de vídeo independentes — HDMI + DP + VGA — permitem a coordenação de múltiplas telas para controle da estação de acoplamento, vídeo do drone e monitoramento de status, possibilitando que os operadores em campo acessem informações completas simultaneamente e melhorando significativamente a eficiência e a visualização.
A expansão em formato de cartucho permite o uso em uma única plataforma e em múltiplos aplicativos:Ao substituir os cartuchos de expansão APQ, o controlador pode se adaptar de forma flexível a diferentes configurações de E/S — desde o monitoramento de dispositivos GPIO multicanal até a comunicação via barramento CAN. Uma única plataforma de hardware, combinada com diferentes cartuchos, pode atender aos requisitos de controle de múltiplos modelos de estações de acoplamento móveis, reduzindo significativamente os custos de desenvolvimento de produto e de estoque.
A implantação compacta libera espaço valioso em dispositivos móveis:O chassi ultracompacto de 53 mm × 145 mm × 186,4 mm, juntamente com as opções de montagem em parede e trilho DIN, pode ser integrado de forma flexível em espaços restritos, como veículos de comando de emergência e cabines de operação em campo, liberando espaço adicional para equipamentos de comunicação, baterias e outros módulos funcionais.
Operação estável em ambientes hostis:Operação em ampla faixa de temperatura, de -20 a 60 °C, resistência à vibração de 3 G, resistência a choques de 30 G e entrada CC de ampla faixa de 12 a 28 V garantem operação estável a longo prazo durante transporte, realocação e implantação em campo com grandes variações de temperatura.
Manutenção eficiente em campo:O seletor AT/ATX no painel inferior, o botão de reinicialização e o botão de restauração do sistema permitem a manutenção do sistema sem desmontagem, reduzindo significativamente os custos de serviço pós-venda e os tempos de resposta em locais remotos.