Modulárny vysokovýkonný ovládač kazetového typu APQ AK7 v mobilnej dokovacej stanici UAV
Mobilná dokovacia stanica pre UAV je mobilná inteligentná platforma integrujúca ukladanie UAV, automatický vzlet a pristátie, výmenu batérií a prenos dát. Zvyčajne sa nasadzuje v veliteľských vozidlách záchranných zložiek, kabínach pre operácie v teréne alebo na dočasných miestach vzletu a pristátia. Na rozdiel od konvenčných pevných dokovacích staníc sa mobilné dokovacie stanice musia vyrovnať s veľmi obmedzeným inštalačným priestorom, nestabilným napájaním a častými vibráciami počas prepravy a premiestňovania.
Po viacerých kolách výberu modelu a dôkladnom overovacom testovaní si zákazník nakoniec vybral modulárny vysokovýkonný ovládač APQ AK7 v kazetovom štýle ako základnú riadiacu platformu pre svoju mobilnú dokovaciu stanicu UAV novej generácie.
Výzva pre zákazníkov
Ultrakompaktné priestorové obmedzenie:Mobilná dokovacia stanica musí byť integrovaná do veliteľského vozidla núdzového volania alebo mobilnej kabíny, kde je priestor extrémne obmedzený. Hlavný ovládač preto musí mať ultrakompaktný tvar pre flexibilné nasadenie v stiesnených priestoroch.
Požiadavky na stolné počítače:Dokovacia stanica musí súčasne vykonávať plánovanie a správu UAV, monitorovanie stavu dokovacej stanice, ukladanie údajov a spätný prenos údajov. Riadiaca jednotka preto potrebuje výkon spracovania na úrovni stolného počítača.
Bohaté možnosti rozšírenia rozhrania:Systém sa musí súčasne pripojiť k dokovacej stanici s ovládačom robotického ramena, senzorom prostredia (rýchlosť vetra / teplota / vlhkosť), video monitorovaciemu systému, komunikačným modulom a ďalším zariadeniam. Ovládač musí preto poskytovať dostatočné množstvo USB, sériových a sieťových rozhraní a zároveň umožňovať flexibilné rozšírenie GPIO, CAN a ďalších funkcií.
Požiadavky na viacero displejov a ladenie:V terénnych aplikáciách je často potrebné pripojiť operátorský panel a monitorovací displej súčasne, čo si vyžaduje viacero nezávislých zobrazovacích výstupov.
Prispôsobivosť náročnému mobilnému prostrediu:Mobilná dokovacia stanica je počas prepravy a premiestňovania vystavená neustálym vibráciám, ako aj veľkým výkyvom okolitej teploty. Riadiaca jednotka musí poskytovať spoľahlivosť priemyselnej úrovne vrátane prevádzky v širokom rozsahu teplôt a robustnej odolnosti voči vibráciám a nárazom.
Riešenie APQ
Procesor triedy stolných počítačov pre efektívny multitasking:Mobilná dokovacia stanica UAV musí súčasne vykonávať plánovanie a správu UAV, monitorovanie stavu dokovacej stanice, ukladanie dát a spätný prenos dát. Séria AK7 je poháňaná procesormi Intel® Core i3/i5/i7 6. až 9. generácie pre stolné počítače s podporou TDP až do 65 W. Ponúka dva pamäťové sloty DDR4 SO-DIMM s podporou dvojkanálového režimu až do 64 GB. Silný výpočtový výkon stolného počítača zaisťuje plynulé paralelné vykonávanie úloh plánovania UAV, ovládania dokovacej stanice a ukladania dát, čím spĺňa požiadavky na vysokú spoľahlivosť pri bezobslužných nasadeniach v teréne.
Trojité výstupy displeja pre monitorovanie viacerých obrazoviek:Počas nasadenia v teréne musia operátori zvyčajne súčasne sledovať monitorovanie stavu dokovacej stanice aj živé video z UAV. Séria AK7 integruje grafickú kartu Intel a poskytuje tri nezávislé zobrazovacie výstupy – HDMI, DP a VGA – pričom rozhranie DP podporuje rozlíšenie až 4K. Súčasne je možné pripojiť až tri zobrazovacie zariadenia, čo umožňuje koordináciu viacerých obrazoviek pre ovládanie dokovacej stanice, video z UAV a monitorovanie stavu, čím sa výrazne zlepšuje efektivita a vizualizácia prevádzky v teréne.
Modulárne rozšírenie v štýle kazety pre prispôsobenie I/O na požiadanie:Rozšíriteľnosť je jednou z hlavných silných stránok série AK7. Podporuje viacero rozširujúcich kaziet APQ, ktoré je možné vybrať podľa rôznych požiadaviek mobilných dokovacích staníc UAV. Výberom rôznych kaziet sa systém dokáže flexibilne pripojiť k ovládaču robotického ramena dokovacej stanice, environmentálnym senzorom, komunikačným zariadeniam CAN a ďalším perifériám bez nutnosti výmeny celého ovládača. Jeden vstavaný slot M.2 Key-M podporuje disky SSD NVMe aj SATA, zatiaľ čo dva sloty Mini PCIe (jeden so slotom pre SIM kartu) podporujú rozšírenie o moduly Wi-Fi, 4G, CAN a ďalšie.
Bohaté rozhrania pre pripojenie viacerých zariadení:Predný panel poskytuje šesť USB portov na súčasné pripojenie periférií, ako je napríklad ovládač robotického ramena dokovacej stanice, senzory prostredia a komunikačné moduly. K dispozícii sú dva gigabitové LAN porty Intel – jeden pre internú dátovú komunikáciu dokovacej stanice a druhý pre prenos údajov z UAV alebo vzdialenú prevádzku a údržbu. Dva sériové porty RS232/485 poskytujú stabilné pripojenie pre zariadenia na monitorovanie prostredia, ako sú senzory rýchlosti vetra a teploty/vlhkosti. Vstavaný port USB 2.0 typu A je vhodný na priamu inštaláciu licenčných kľúčov a iných autorizačných zariadení.
Ultrakompaktné šasi pre integráciu v stiesnenom priestore:Séria AK7 meria iba 53 mm × 145 mm × 186,4 mm a kombinuje celohliníkový chladič s horným a spodným krytom z pozinkovanej ocele. Podporuje tri spôsoby inštalácie: montáž na stenu, montáž na DIN lištu a montáž na stôl. Jeho ultrakompaktné šasi sa dá flexibilne nasadiť v priestorovo obmedzenom prostredí, ako sú veliteľské vozidlá záchranných zložiek a kabíny pre operácie v teréne, čím sa uvoľní ďalší inštalačný priestor pre funkčné moduly, ako sú batérie a komunikačné zariadenia.
Dizajn odolný voči širokému rozsahu teplôt a vibrácií pre mobilné nasadenie:Séria AK7 využíva inteligentné aktívne chladenie ventilátorom riadené PWM a podporuje široký rozsah napájania 12 – 28 VDC (pri použití ovládania osvetlenia alebo funkcie PoE je potrebných 24 VDC). Podporuje rozsah prevádzkových teplôt od -20 do 60 °C a rozsah skladovacích teplôt od -40 do 80 °C a prešla testovaním náhodných vibrácií 3 Grms a nárazmi 30 G. To zaisťuje dlhodobú stabilnú prevádzku v podmienkach s intenzívnymi vibráciami, ako je preprava na mobilnom doku a nasadenie v teréne. Spodný panel obsahuje prepínač režimu AT/ATX, tlačidlo resetovania a tlačidlo obnovenia systému, čo umožňuje údržbu systému a obnovenie BIOSu bez demontáže jednotky a veľmi uľahčuje servis v teréne.
Hodnotové úspechy:
Efektívny paralelný multitasking:Vysokovýkonné procesory stolových počítačov v kombinácii s pamäťou až 64 GB zabezpečujú stabilnú a plynulé fungovanie plánovania a správy UAV, monitorovania stavu dokovacej stanice, ukladania údajov a úloh spätného prenosu údajov, čím spĺňajú požiadavky na vysokú spoľahlivosť bezobslužnej prevádzky v teréne.
Monitorovanie na viacerých obrazovkách zlepšuje prevádzkovú efektivitu:Tri nezávislé zobrazovacie výstupy – HDMI + DP + VGA – umožňujú koordináciu viacerých obrazoviek pre ovládanie dokovacej stanice, video z UAV a monitorovanie stavu, čo umožňuje operátorom v teréne prístup k komplexným informáciám súčasne a výrazne zlepšuje efektivitu a vizualizáciu.
Rozšírenie v štýle kazety umožňuje použitie na jednej platforme a vo viacerých aplikáciách:Výmenou rozširujúcich kaziet APQ sa riadiaca jednotka dokáže flexibilne prispôsobiť rôznym konfiguráciám I/O – od monitorovania viackanálových zariadení GPIO až po komunikáciu cez zbernicu CAN. Jedna hardvérová platforma v kombinácii s rôznymi kazetami dokáže pokryť požiadavky na riadenie viacerých modelov mobilných dokovacích staníc, čím sa výrazne znížia náklady na vývoj produktov a skladovanie.
Kompaktné nasadenie uvoľňuje cenný mobilný priestor:Ultrakompaktné šasi s rozmermi 53 mm × 145 mm × 186,4 mm spolu s možnosťou montáže na stenu a na DIN lištu sa dá flexibilne integrovať do stiesnených priestorov, ako sú veliteľské vozidlá záchranných zložiek a kabíny pre operácie v teréne, čím sa uvoľní ďalší konštrukčný priestor pre komunikačné zariadenia, batériové bloky a ďalšie funkčné moduly.
Stabilná prevádzka v náročných podmienkach:Široký rozsah teplôt od -20 do 60 °C, odolnosť voči vibráciám 3 G, odolnosť voči nárazom 30 G a širokopásmový jednosmerný vstup 12 – 28 V zaisťujú dlhodobú stabilnú prevádzku počas prepravy, premiestňovania a nasadenia v teréne s veľkými teplotnými výkyvmi.
Efektívna údržba v teréne:Prepínač AT/ATX na spodnom paneli, tlačidlo reset a tlačidlo obnovenia systému umožňujú údržbu systému bez demontáže, čím sa výrazne znižujú náklady na popredajný servis a reakčné doby na vzdialených miestach.
