Компьютерра: BTX: подробности о новом форм-факторе
АрхивПлатформаавтор : Олег Нечай 26.11.2004
Форм-фактор BTX должен прийти на смену привычному ATX. Среди достоинств BTX называют более логичную и эффективную систему охлаждения, позволяющую избавиться от большого числа кулеров, а также возможность создания мощных современных ПК в компактных корпусах.
Разговоры о новом форм-факторе настольных компьютерных систем ведутся уже года полтора. Первая версия спецификации BTX (Balanced Technology Extended), которая, по замыслу ее разработчиков из корпорации Intel, должна прийти на смену устаревшей ATX (Advanced Technology Extended), была опубликована еще в сентябре 2003 года, а сейчас на сайте formfactors.org выложена версия 1.0а этой спецификации, датированная февралем 2004 года. Между тем, Intel начала поставки основных компонентов, позволяющих собирать системы форм-фактора BTX, только в середине ноября текущего года, а это прекрасный повод, чтобы разобраться, чего же стоит ждать от BTX.
Об идее, положенной в основу спецификации BTX, «Терралаб» писал в начале года. Идея воздуховода, забирающего забортный воздух и целенаправленно проводящего его через все требующие охлаждения компоненты, в общем-то, не оригинальна, но до последнего времени она не была оформлена в качестве стандарта. А, как известно, именно стандарт обеспечивает унификацию комплектующих различных производителей и дает «путевку в жизнь» самым смелым инновациям.
Для реализации спецификации BTX в системном блоке должны появиться два новых компонента: модуль теплового баланса (Thermal Module) и поддерживающий модуль или SRM-модуль (Support and Retention Module).
Модуль теплового баланса представляет собой массивный процессорный радиатор, помещенный в пластиковый кожух со встроенным вентилятором, втягивающим в систему забортный воздух. По замыслу разработчиков, этот вентилятор будет забирать воздух с передней стороны системного блока, для чего на лицевой панели должны быть предусмотрены специальные отверстия. На фотографиях эталонной конструкции системных блоков BTX эти отверстия прекрасно видны. Кожух модуля теплового баланса позволяет с минимальными потерями довести поток забортного воздуха к размещенным линейно компонентам системного блока и вывести нагретый воздух за пределы системы. При этом для эффективного охлаждения не требуется никаких дополнительных корпусных вентиляторов.
Спецификацией предусмотрены два типа модулей теплового баланса: тип I, предназначенный для полноразмерных компьютерных систем, и тип II, рассчитанный на установку в компактные системные блоки. Как несложно догадаться, разница между этими двумя типами тепловых модулей заключена в их габаритах. Кроме того, в модуле типа I используется 90-мм вентилятор, а в модуле типа II — 70-мм кулер. Отличаются и объемы воздуха, которые способны «перегнать» модули двух типов: при обдуве процессора модуль типа I обеспечивает продув 40 cfm (кубических футов воздуха в минуту), а модуль типа II — 30 cfm. При этом, однако, оба модуля гарантируют поддержание одинаковой температуры процессора — 36 градусов Цельсия.
Модули типа I также делятся на два вида: первый рассчитан на массовые компьютерные системы и оснащен прямоугольным радиатором с медным основанием, а второй предназначен для высокопроизводительных систем и снабжен цилиндрическим радиатором с медной сердцевиной. В модулях типа II используются только традиционные прямоугольные радиаторы.
Собственно, модуль теплового баланса и поддерживающий модуль — единственные новые компоненты стандарта BTX, однако одновременно с их появлением были внесены серьезные изменения в конструкцию системного блока и материнской платы.
Спецификацией BTX предусмотрены три типоразмера системных плат, причем глубина всех трех одинакова — 266,7 мм. Стандартная полноразмерная плата BTX имеет ширину 352,12 мм и на ней могут устанавливаться семь слотов для карт расширения: один — для видеокарты PCI Express x16, два — для карт PCI Express x1 и четыре — для PCI-карт. Характерно, что слот AGP отсутствует даже на самой большой по размеру плате нового стандарта. Полный отказ от этого интерфейса нам представляется все-таки слишком радикальным решением, поскольку в мире выпущено и все еще выпускается огромное количество таких карт, в том числе, и последнего поколения. C другой стороны, сейчас несложно купить даже бюджетную видеокарту с интерфейсом PCI Express, например, на чипе ATI Radeon X300.
Второй типоразмер называется microBTX; максимальная ширина такой материнской платы составляет 264,16 мм. На плате предусмотрен монтаж до четырех слотов расширения, из которых один — PCI Express x16, два — PCI Express x1 и всего один — для карты PCI. В большинстве случаев единственной картой PCI в таком компьютере станет мощная звуковая карта, поскольку, вопреки рекламным реляциям, «встроенному звуку» еще очень далеко до таких современных моделей, как Creative Audigy 2 ZS.
И, наконец, третий типоразмер — это picoBTX; ширина системной платы этого формата не должна превышать 203,2 мм. В компьютер на базе такой платы можно будет поставить всего одну карту расширения, и ею, судя по всему, будет мощная видеокарта с интерфейсом PCI Express x16. Других слотов для карт расширения на плате picoBTX просто не предусмотрено.
Весьма интересно организовано и размещение компонентов на материнской плате. По крайней мере, отличия от привычных ATX-плат сразу бросаются в глаза. Прежде всего, процессорное гнездо размещено у самого края платы, причем оно расположено не строго параллельно сторонам «материнки», а повернуто на 45 градусов. Так же устанавливаются и микросхемы набора системной логики. Слоты для двухканальной оперативной памяти и слоты для плат расширения разнесены по разные стороны платы.
Организация расположения компонентов подчинена одной идее: прямой поток воздуха, не встречая препятствий, то есть, безо всяких завихрений, должен проходить через самые «горячие» комплектующие. От процессора к радиатору системной логики, обдувая модули памяти и видеокарту, воздух переходит к блоку питания, в котором вентилятор работает на выдув. Вполне очевидно, что такой конструктив позволяет избавиться, как минимум, от двух корпусных кулеров, работающих на впуск и на выпуск.
Новый стандарт не только позволит организовать более логичное и эффективное охлаждение, но и даст возможность собирать мощные машины в корпусах небольших габаритов. Тенденция к уменьшению размеров системных блоков хорошо просматривается и сегодня: возьмем, например, растущую популярность компактных barebone-систем. Согласно спецификации BTX, на основе трех рассмотренных выше типоразмеров плат можно проектировать персональные компьютеры в трех типах корпусов.
Вид сверху на BTX-систему эталонной конструкцииСамый большой тип корпуса носит название Expandable Tower («расширяемая башня»). По размерам он ближе всех к привычным корпусам типа Midi Tower. В таком корпусе предусмотрены два 5,25-дюймовых и два 3,5-дюймовых отсека для накопителей, а устанавливаться в него будут полноразмерные материнские платы BTX. Промежуточный вариант — корпус Desktop, близкий по размерам к одноименным компактным ATX-корпусам, которые используются, в основном, для сборки офисных компьютеров. Здесь уже всего один 5,25-дюймовый и один 3,5-дюймовый отсек, а системной платой будет почти квадратная microBTX. Самый миниатюрный корпус относится к типу Small Form Factor. В нем тоже предусмотрено по одному 5,25- и 3,5-дюймовому отсеку, а материнская плата должна иметь типоразмер picoBTX.
Для новых типов корпусов разработаны и новые стандартные блоки питания, отличающиеся размерами. Если в полноразмерных корпусах может использоваться обычный блок питания ATX12V, то в корпусах уменьшенных габаритов будут работать новые модификации. Модель CFX12V рассчитана на установку в корпусах уменьшенных габаритов (объемом 10-15 литров), а модель LFX12V — в самых миниатюрных корпусах (объемом 6-9 литров). В различных блоках питания применяются разные вентиляторы, от возможностей которых зависит эффективное охлаждение системы в целом. Иными словами, LFX12V просто не справится с отводом воздуха из корпуса типа Expandable Tower и будет нарушена вся схема охлаждения.
Как отмечается в тексте спецификации, разъемы электропитания и интерфейсов будут полностью совместимы с теми, что используются в современных ATX-корпусах. Тем не менее, в стандартном 24-контактном разъеме, в соответствии со спецификацией CFX12V, добавлены целых четыре контакта (3,3 В, 5 В, 12 В и заземление). Впрочем, повторюсь, что BTX-система будет работать и с обычным современным блоком питания ATX, оснащенным четырехконтактным 12-вольтовым разъемом.
Системный блок стандарта BTXЖелающим немедленно перейти на BTX-систему придется немного подождать, но уже сейчас можно прикинуть цену вопроса. Обязательные затраты — на материнскую плату, модуль теплового баланса (Thermal Module) и поддерживающий модуль (SRM-модуль). В случае, если ваша видеокарта рассчитана на интерфейс AGP, придется заменить и ее. Несмотря на заявления, что для такого апгрейда приобретать новый корпус не потребуется, все-таки есть некоторые сомнения по поводу возможности установки системной платы и модуля теплового баланса при помощи SRM-модуля в ATX-корпус. Хотя, вполне допускаю, что знакомство с «живыми» примерами эти сомнения развеет .
Поклонников процессоров AMD новый «интеловский» стандарт может не волновать вовсе: в отличие от ставшего универсальным ATX, форм-фактор BTX пока касается лишь платформы Intel, причем исключительно новейших процессоров Pentium 4 и Celeron D в корпусировке LGA 755. Более того, если вы только что приобрели компьютер на основе этих процессоров, то переход на BTX окажется просто экономически нецелесообразным. Другое дело, если вы только собираетесь купить новый ПК. Тогда имеет смысл дождаться появления в продаже таких компьютеров, либо корпусов и прочих компонентов BTX, если вы предпочитаете собирать себе машину своими руками. В результате получится ультрасовременный компьютер с эффективной и менее шумной, чем нынешние, системой охлаждения.
Barebone-система Shuttle FB86Кстати, компания Shuttle, известная своими barebone-системами, была в числе первых фирм, анонсировавших корпуса стандарта BTX. В комплект модели SB86i входят материнская плата Shuttle FB86 на основе чипсета Intel 915G со встроенной графикой Intel GMA 900, шестиформатный карт-ридер, а также компактный блок питания мощностью 275 Вт. Системная плата рассчитана на работу с двухканальной оперативной памятью DDR 400/333 объемом до 2 Гбайт и снабжена одним слотом PCI-Express x16 для установки видеокарты, слотом PCI, восьмиканальным (7.1) звуковым контроллером Realtek ALC880, гигабитным сетевым контроллером, контроллерами USB 2.0 и IEEE 1394, а также четырьмя разъемами для установки жестких дисков с интерфейсом Serial ATA (поддерживаются RAID-массивы уровней 0 и 1), разъемом IDE ATA100 и разъемом для подключения флоппи-дисковода. Все это хозяйство уместилось в корпусе типичного для Shuttle дизайна размером 37,5 х 24 х 19,5 см и весом 4,2 кг.
Поскольку в процессе разработки спецификации BTX специалисты Intel сотрудничали со многими ведущими производителями компьютерной техники, вряд ли придется долго ожидать появления в продаже машин в новом форм-факторе. Мы же, в свою очередь, обязуемся при первом же случае протестировать компьютер, выполненный в соответствии с требованиями BTX, и доложить читателям о том, насколько заявленные достоинства этого форм-фактора соответствуют действительности.
|
|
|
Системные платы
- Подробности
- Родительская категория: Системные платы
- Категория: Формфакторы системных плат
Индустриальный стандарт наименьшего формфактора FlexATX ограничивает размеры системных плат до 22,86–19,05 см (9×7,5 дюйма). Учтите, что это лишь максимально возможный размер, следовательно, создание формфактора с платами еще меньшего размера вполне допустимо. Анализ спецификации FlexATX (особенно — расположения монтажных отверстий в системной плате) показывает, что плату FlexATX можно уменьшить для применения только четырех монтажных отверстий (C, F, H и J).
Согласно стандарту FlexATX, расстояние между отверстиями H и J составляет 15,74 см (6,2 дюйма), в то время как расстояние между отверстием J и краем платы — 0,63 см (0,25 дюйма). Уменьшив расстояние от отверстия H до левого края платы, можно создать плату шириной 17 см (0,63+15,74+0,63), вполне соответствующую спецификации FlexATX. Сопоставление минимальной ширины и длины платы демонстрирует, что минимальный размер платы, входящей в рамки ограничений FlexATX, составляет 170×170 мм (6,7×6,7 дюйма).
Подразделение Platform Solutions компании VIA Technologies поставило задачу создать системную плату с минимальными размерами (разумеется, насколько это возможно), причем не придумывая для этого нового, не совместимого с уже существующими формфактора.
В марте 2001 года была создана плата несколько меньшей ширины, чем FlexATX (21,6 см вместо 22,8 см), однако той же глубины. В результате получившаяся плата была на 6% меньше платы FlexATX и при этом по-прежнему соответствовала стандартам FlexATX. Новая плата получила название “ITX”, однако уменьшения размеров всего на 6% оказалось недостаточно для промышленного производства, поэтому платы формфактора ITX так и не увидели свет.
В апреле 2002 года компания VIA представила плату c меньшими габаритами, которая характеризовалась минимальными глубиной и шириной, допустимыми в рамках стандарта FlexATX. Новый формфактор назывался mini-ITX. По сути, все уменьшенные варианты плат стандарта ATX представляют собой платы FlexATX с минимальными габаритами. Все другие характеристики, будь то размер и расположение портов ввода-вывода, размещение монтажных отверстий и типы/количество разъемов блока питания, аналогичны стандарту FlexATX. Тем не менее платы большего размера нельзя установить в корпус mini-ITX.
Формфактор mini-ITX был разработан компанией VIA специально для процессоров с низким энергопотреблением Eden и C3 серии E. Системные платы этого формфактора предлагаются только компанией VIA и еще парой производителей. Поскольку процессоры C3 обладают на порядок меньшим быстродействием, чем процессоры начального уровня Celeron 4 или AMD Duron, формфактор mini-ITX главным образом предназначен для нестандартного использования, например в телевизионных компьютерных приставках и специальных вычислительных устройствах. Сравнение размеров формфакторов ITX и mini-ITX с FlexATX представлено в таблице ниже.
В момент своего создания стандарт ITX по размерам был примерно равным FlexATX (наверное, поэтому он так и не вышел на рынок), в то время как платы mini-ITX были на 34% меньше максимально допустимых спецификациями FlexATX габаритов.
Рядом производителей компьютерных корпусов создано несколько моделей очень небольшого размера, предназначенных для плат mini-ITX. Большинство из них имеют форму куба, в переднюю панель которого вмонтированы дисководы для гибких и оптических дисков.
Схема типовой платы mini-ITX VIA EPIA-V представлена на рисунке ниже.
Как показано на рисунке, платы mini-ITX обладают большинством необходимых портов ввода-вывода. Тем не менее между платами mini-ITX и другими моделями ATX существует ряд различий.
- Процессор в плате mini-ITX обычно припаян к гнезду, что делает невозможным его обновление или замену.
- В большинстве корпусов mini-ITX установлены блоки питания TFX, которые поставляются лишь несколькими компаниями, а значит, замена такого блока питания обойдется недешево.
- Доступные на рынке блоки питания TFX имеют небольшую выходную мощность, как правило — до 240 Вт.
- Встроенный графический адаптер нельзя заменить платой AGP.
Поскольку платы и корпуса mini-ITX предоставляются небольшим количеством компаний, возможности модернизации или замены системных компонентов существенно ограничены. Тем не менее, так как платы mini-ITX соответствуют стандарту FlexATX, их можно устанавливать в любых корпусах формфакторов FlexATX, microATX и полноразмерных ATX и применять вмонтированные в эти корпуса блоки питания. В свою очередь, в большинство корпусов mini-ITX нельзя установить платы FlexATX, microATX и ATX; кроме того, в таких корпусах, как правило, имеется блок питания TFX. Остановив свой выбор на системе mini-ITX, подберите походящий для нее тип процессора, обладающий достаточным быстродействием, ведь замена или модернизация процессора практически всегда будет сопровождаться заменой системной платы.
Последними разработками в семействе ITX являются ультракомпактные формфакторы Nano-ITX и Pico-ITX (120×120 и 100×72 мм), созданные для приложений, потребляющих исключительно малую мощность.
Страница не найдена – kpet-ks.ru
И так дорогие друзья, настало время поразмышлять над информацией, точнее над её свойствами. Любую деятельность человека сложно представить без сбора, обработки и хранения информации, принятие решений на её основании. В последнее время мы говорим об информации как о ресурсе научно-технического прогресса. Информация содержится в человеческой речи, в сообщениях средств массовой […]
Дорогие друзья, настало время подведения итогов. Во время игры наблюдались разные участники с первого и второго курса. Кто-то сдался ещё на первых загадках, отгадав одну из двух., сдались потеряв всякую надежду. Были и те, кто наблюдал со стороны: читали загадки, следили за новостями. Но у меня ещё с первых дней […]
Существо, повлиявшее на ход работы программы, вклеенное 9 сентября 1945 года в технический дневник Гарвардского университета с определённой надписью, но будучи вклеенной в тот журнал, существо по сей день является программистам. Комплекс технических, аппаратных и программных средств, выполняющий различного рода информационные процессы.
Загадки те же, интерпретация другая Злоумышленник, добывающий конфиденциальную информацию в обход систем защиты Правильный термин звучал бы как взломщик, крэкер (англ. cracker). Принудительная высылка лица или целой категории лиц в другое государство или другую местность, обычно — под конвоем. Термины относятся к области информатики.
Загадки При интернет сёрфинге мы передвигаемся по «звеньям одной цепи», то есть по … Можно подумать, что эти специалисты в компьютерном мире самые трудолюбивые «садовники», использующие в качестве инструмента мотыгу, тяпку, кайло. Напоминаю, что термины из области информатики, но “ноги растут” из английских слов. Удачи!
Загадки: Компьютерное изобретение, благодаря которому мы узнали имя одного из первых основателей корпорации Intel. Инженерное сооружение, отличающееся значительным преобладанием высоты над стороной или диаметром основания. Все термины из области информатики и ИКТ. Будьте внимательны!
Очередная порция загадок: Наука о проектировании зданий, сооружений или набор типов данных и описания ПК. Устройство вывода, которое в переводе с английского языка синонимично «exhibition». Удачи.
Друзья мои, перед вами первая порция загадок: отсчёт пошёл. Загадки: Устройство ввода, которое определило жизнь маленькой девочки по им. Дюймовочка. Место, расположенное вблизи берега моря или реки, устроенное для стоянки кораблей и судов, по совместительству разъём у ПК, ноутбуков и телефонов. Ответы присылаем на почту ведущего: [email protected]. Убедительная просьба, подписывайтесь […]
Дорогие друзья!!! В течении недели с 23.04.18г. по 28.04.18г., будет проведена онлайн викторина «Загадка о загадке». Где каждый день будет публиковаться порция загадок (всего загадок 10). Каждая загадка оценивается в 5 баллов. Если с первой попытки загадка не отгадана будут даны подсказки, но ответ по подсказке будет оценён в 4 […]
“Проект при поддержке компании RU-CENTER” Подробнее ознакомиться с правилами участия в программе “RU-CENTER – Будущему” Вы также сможете на сайте Миссия программы — содействовать развитию общеобразовательных учреждений и повышению качества образования в нашей стране.
Типы корпусов.
Название | Габариты, высота / ширина / длинна (см) | Мощность б.п., Вт | Количество отсеков | Дополнительные характеристики | |
5,25 | 3,5 | ||||
Slimline | 7*35*45 | 1-2 | 1-2 | Ограничены возможности расширения и модернизации | |
Desktop | 20*45*45 | 200-250 | 2-3 | 1-2 | Занимает много места |
Mini Tower | 45*20*45 | 200-250 | |||
Midi Tower | 50*20*45 | 200-250 | Наиболее распространен | ||
Big Tower | 63*20*45 | 250-350 | |||
File Server | 73*35*55 | 350-400 | Самый дорогой |
^
Блок питания.
Блок питания вырабатывает различные напряжения для внутренних устройств и материнской платы. Срок работы блока питания составляет 4-7 лет, а продлить его можно более редким включением и выключением ПК.
Существует три форм-фактора (типа) блоков питания и соответственно материнских плат.
- AT – подключается в два разъема на материнской плате. Использовались в ПК старых типов. Включение и выключение питания в них производиться обычным сетевым выключателем, находящимся под напряжением сети.
- ATX – 1 разъем. Включаются по команде с мат. платы. БП АТХ работают по следующей схеме: при t0 до 35 0С вентилятор вращается с минимальной скоростью и его практически не слышно. Когда t0 достигает 50 0С, обороты вентилятора увеличиваются до максимальной величины и не снижаются до уменьшения температуры.
Материнские платы стандарта ATX, как правило, не совместимы с блоками питания стандарта AT.
Материнская плата
@ Материнская (системная) плата является центральной частью любого компьютера, на которой размещаются в общем случае центральный процессор, сопроцессор, контроллеры, обеспечивающие связь центрального процессора с периферийными устройствами, оперативная память, кэш-память, элемент BIOS (базовой системы ввода/вывода), аккумуляторная батарея, кварцевый генератор тактовой частотыи слоты (разъемы) для подключения других устройств. Все эти модули соединены воедино с помощью системной шины, которая, как мы уже выяснили находится на материнской плате.
Общая производительность материнской платы определяется не только тактовой частотой, но и количеством (разрядностью) данных, обрабатываемых в единицу времени центральным процессором, а также разрядностью шины обмена данных между различными устройствами материнской платы.
Архитектура материнских плат постоянно совершенствуется: увеличивается их функциональная насыщенность, повышается производительность. Стало стандартом наличие на материнской плате таких встроенных устройств, как двухканальный E-IDE-контроллер HDD (жёстких дисков), контроллер FDD (гибких (floppy) дисков), усовершенствованного параллельного (LPT) и последовательного (COM) портов, а также последовательного инфракрасного порта.
@ Порт – многоразрядный вход или выход в устройстве.
COM1, COM2-последовательные порты, которые передают электрические импульсы (информацию) последовательно один за другим (сканер, мышка). Аппаратно реализуются с помощью 25-контактного и 9-контактного разъемов, которые выведены на заднюю панель системного блока.
LPT— параллельный порт имеет более высокую скорость, так как передает одновременно 8 электрических импульсов (подключают принтер). Для согласования быстродействия на материнской плате устанавливаются специальные микросхемы(чипсеты), включающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост).
Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной магистрали.
В процессоре используется внутреннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. В современных компьютерах частота процессора может превышать частоту системной шины в 10 раз (например, частота процессора 1 ГГц, а частота шины — 100 МГц).
Логическая схема материнской платы
К северному мосту подключается шина PCI (Peripherial Component Interconnect bus — шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. (Частота контроллеров меньше частоты системной шины, например, если частота системной шины составляет 100 МГц, то частота шины PCI обычно в три раза меньше — 33 МГц.) Контроллеры Периферийных устройств (звуковая плата, сетевая плата, SCSI-контроллер, внутренний модем) устанавливаются в слоты расширения системной карты.
Для подключения видеоплаты используется специальная шина AGP (Accelerated Graphic Port — ускоренный графический порт), соединенная с северным мостом и имеющая частоту, в несколько раз большую, чем шина PCI.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Формфактор picoBTX — корпоративный стандарт от Intel
C момента анонса формфактора BTX минуло уже более трех лет, но мы на страницах наших изданий подробно не рассматривали эту тематику. Как показало время, решение оказалось правильным – за прошедшие годы BTX наконец обрел место на рынке компьютерных систем. На сегодняшний день существует уже немало готовых продуктов, и вполне можно говорить как о настоящем, так и о будущем технологии.
Формфактор рicoBTX
Чипсет Intel 945G Express
Тип и частоты шины памяти
DDR 2 (533 и 667 MHz)
Максимальный объем памяти
4 Gb
Встроенная графика Intel Graphics Media Accelerator 950
Аудио Intel High Definition Audio (Realtek ALC880)
Слоты расширения
PCI Express x16
Порты USB 2.0 (8), LPT, COM, FireWire, D-sub, Lan, 7.1 Audio
Небольшой размер; отличное оснащение; схема термоконтроля
Не выявлено
Отличная материнская плата для офисной системы
Поскольку мы детально не затрагивали тематику BTX вообще, обратимся для начала к его истокам. Данный стандарт появился в то время, когда процессоры Intel в качестве одного из сопутствующих высокому быстродействию явлений обладали заметным тепловыделением. Это поставило перед инженерами компании следующую задачу: разработать такую компоновку системы, при которой обеспечивался бы нормальный отвод тепла от всех компонентов при использовании минимального количества вентиляторов. Помимо прочего, наличие системы регулировки оборотов вентилятора в зависимости от температуры предполагалось изначально.
Результатом работы по созданию такой системы и стало появление формфактора BTX. Основных нововведений два: первое – строго регламентированное размещение на плате основных элементов: сокета CPU, северного и южного мостов, разъемов оперативной памяти и т. д., второе – модуль теплового баланса. Последний можно считать по-настоящему удачной находкой – единственный вентилятор, заменяющий как минимум два – втяжной корпусной и на процессорном радиаторе. Более того, кроме охлаждения собственно процессора, охлаждаются также тыльная сторона материнской платы, радиатор чипсета и видеокарта.
Сравнив между собой стандарты ATX и BTX, можно сказать, что с точки зрения производства готовых ПК второй гораздо предпочтительнее – он позволяет создавать мощные и одновременно компактные системы с низким уровнем шума. Радует и наличие SRM-модуля, главное назначение которого – компенсация нагрузки на корпус, создаваемой модулем термального баланса. По сути, в корпусах формфактора BTX радиатор процессора крепится не к материнской плате, а сквозь нее, непосредственно к корпусу ПК (как в ряде серверных систем), обеспечивая в итоге бо2льшую механическую прочность этого соединения, нежели у ATX-решений.
Модуль термального баланса представляет собой блок из вентилятора и радиатора в общем кожухе |
Если вас интересуют нюансы спецификации, то за прошедшее с момента анонса время о BTX написано уже немало, и найти нужную информацию будет нетрудно. Цель же нашей публикации – познакомиться с ее реализацией «в железе» и понять, насколько это нужно конечному потребителю.
Из трех типов материнских плат формфактора BTX наиболее интересны платы формата picoBTX. Система на базе именно такой платы Intel D945GRV и BTX-корпуса AOpen B200 и попала к нам в Тестовую лабораторию. На первый взгляд, это обычный офисный мини-ПК, единственный внешний признак соответствия формфактору BTX – хорошо замаскированное производителем воздухозаборное отверстие на передней панели корпуса. Но если заглянуть внутрь, то разница между привычным microATX и picoBTX становится очевидной – у последнего реализация системы охлаждения куда удачнее.
Формфактор/толщина металла picoBTX / 1мм
Внешние отсеки
1×5,25″, 1×slim 3,5″
Внутренние отсеки 1×3,5″
Габариты (Ш×Г×В)
430×460×170 мм
Блок питания AOpen AO275-08BWF, 275 В
Отличный дизайн; хорошая система вентиляции и блок питания; качество изготовления
Отсутствие пылевых фильтров
Отличный выбор для создания офисной BTX-системы
В итоге появляется возможность собирать в миниатюрных корпусах систему с высокой производительностью. За примерами далеко ходить не надо – на базе указанных выше корпуса, материнской платы и процессора Intel Pentium 4 3.0 GHz была собрана абсолютно стабильная система с рекордно низким уровнем шума. Да и шуметь там, собственно говоря, особо нечему – за продувку корпуса отвечают всего два вентилятора: один в модуле теплового баланса, второй – в блоке питания. Вентиляция организована таким образом, что ни один из компонентов не остается без обдува, не обделен даже жесткий диск, что редкость для корпусов такого типоразмера. Немалую заслугу в обеспечение тишины вносит и новый подход к регулировке оборотов вентиляторов – на плате размещен специальный термодатчик, на основании показаний которого и осуществляется регулировка оборотов, и следует признать, что даже при максимальной загрузке система остается достаточно тихой.
Что касается функциональности, то тут придраться не к чему – несмотря на меньшие габариты платы, чем у систем microATX, здесь допускается даже установка полноценного графического адаптера. Для этого нужно лишь дооснастить плату специальным переходником, чтобы параллельно ей установить адаптер. К корпусу особых претензий нет – это одно из лучших решений такого типоразмера, в котором на редкость удачно замаскирован характерный для BTX-систем воздухозаборник. Недостаток, по сути, один – отсутствие пылевого фильтра перед модулем теплового баланса, – ведь его наличие заметно продлевает срок службы вентиляторов.
Внутренняя компоновка системы на высоте – ничего не мешает, есть возможность установки полноразмерных карт расширения. За регулировку оборотов вентилятора МТБ отвечает термодиод, находящийся сразу за радиатором чипсета, как раз на пути основного воздушного потока |
Итак, в итоге у нас получился тихий, компактный и мощный ПК – идеальное решение как для офисного применения, так и для домашних пользователей, которых не интересуют современные 3D-игры. Но, к сожалению, по причине весьма прохладного отношения к новинке со стороны производителей корпусов и материнских плат формфактор BTX так и не получил широкого распространения на розничном рынке комплектующих.
По большому счету, в секторе высокопроизводительных домашних ПК он особо и не нужен – в топовых моделях корпусов никогда не было проблем с охлаждением. А что касается обычных офисных решений, то как раз там его восприняли довольно неплохо. Только не локальные сборщики, а крупные операторы рынка готовых ПК – по данным компании Intel, доля продуктов формата BTX среди продукции Dell, Gateway, Lenovo, HP составляет 92, 98, 70 и 17% соответственно, а это свидетельствует о многом. Если же говорить о перспективах развития, то к концу 2007 г., по прогнозам Intel, общая доля BTX-систем составит около 36%. Весьма внушительные цифры как для материнских плат и корпусов, которых в рознице мы практически не видели. Последнее и неудивительно – BTX стал идеальным решением для barebone-систем и офисных мини-ПК, а их по частям в розницу не продают.
Подводя итоги, отметим: будущее у формфактора BTX есть. Он нашел свое применение именно там, где все его преимущества раскрываются в полной мере – корпоративном секторе и ПК малого формфактора. В первом случае наиболее востребованными оказались надежность и простота в обслуживании, а во втором – возможность создания тихих и мощных систем. Что же касается полноразмерных настольных ПК, то в этом сегменте BTX-решения мы скорее всего увидим нескоро.
Оборудование предоставлено представительством компании Intel в Украине, www.intel.ua.
Московский IDF. Своими глазами | Мир ПК
Хотя московское мероприятие по размаху отличается от американского IDF, но интересной информации достаточно.
Больше транзисторов. Стив Чейз, президент представительства Intel в России, уточнил планы по внедрению двухъядерных процессоров (см. «Мир ПК», №11/04, с. 10). В 2005 г. планируется ввести их во всех сегментах: в ноутбуках, настольных ПК и серверах. В 2006 г. доля двухъядерных ЦП на этих рынках должна составить 70%, 40 и 85% соответственно. Фрэнк Спиндлер, вице-президент Intel из группы корпоративных технологий, подтвердил, что закон Мура будет действовать еще, как минимум, в течение десяти лет. Так, в 2011 г. предполагается освоить изготовление полупроводников по техпроцессу 22 нм и получить первые образцы по нормам 10 нм. Из более близких примеров отмечу выпуск в 2005 г. процессора семейства Itanium под кодовым названием Montecito с 1,7 млрд. (!) транзисторов.
Системный блок формфактора BTX |
Лучше процессоры. Несмотря на введение 64-разрядного расширения в Xeon, компания Intel не рассматривает его в качестве конкурента с Itanium 2, который продолжает продвигать, считая очень успешным. Так, за последний год прибыли от его продаж выросли в 3 раза. Под архитектуру IA-64 написано более 2000 приложений, из которых сформированы комплекты ПО для финансовых, страховых и других типов организаций.
Российская компания Kraftway объявила о создании 512-процессорного сервера на базе Itanium, что является рекордом для отечественных производителей. Однако им далеко до суперкомпьютера Columbia фирмы SGI, содержащего 10 240 процессоров. Проект осуществлен по заказу NASA. Новый суперкомпьютер занял второе место в Тор500, обойдя долгое время лидировавший Earth Simulator компании NEC. Отмечу, что эта победа символична для Intel, поскольку японский компьютер был построен на RISC-процессорах, являющихся основным конкурентом Itanium 2.
В современных Xeon реализована система управления питанием DBS (Demand Based Switching). Подобно технологии SpeedStep, она сбрасывает частоту процессора, когда сервер не нуждается в максимальном использовании ресурсов. Кроме снижения энергопотребления, это приведет к уменьшению температуры кристалла в те периоды, когда сервер недогружен, что поможет в решении проблемы теплоотвода.
Умнее технологии. Трудности с отведением тепла при сохранении текущих темпов повышения частоты заставили президента Крейга Баррета публично покаяться, что в этом году частота Pentium 4 не достигнет 4 ГГц. Теперь Intel переносит фокус на разработки технологий, позволяющих повысить производительность без учащения сердцебиения ЦП. Например, важную роль в повышении производительности играет увеличение объема кэша. Но это очевидный путь. Из фирменных технологий Intel широко известна Hyper-Threading. В процессорах Xeon (кодовое название Nocona) внедрена технология EM64T, благодаря которой они стали 64-разрядными, что влечет за собой в первую очередь увеличение максимального объема памяти, адресуемого напрямую, а значит, и рост скорости работы с большими базами данных.
Фрэнк Спиндлер вдохновенно рассказывает о перспективах Itanium 2 |
Технологии LaGrande и Vanderpool планируется реализовать в процессорах, как только выйдет операционная система Longhorn компании Microsoft. Напомним, что LaGrande отвечает за безопасность системы (подробнее см. «Мир ПК», №1/04), а Vanderpool — за виртуализацию ресурсов. На компьютере с установленной Vanderpool можно будет инсталлировать несколько ОС, которые «ничего не будут знать» друг о друге, и даже перезагрузка одной из них не нарушит работу других.
В рамках IDF была представлена технология Intel Active Management Technology (AMT — технология для активного управления). Ее реализация обеспечивает удаленное управление вычислительными средствами от КПК до серверов независимо от их состояния (рабочее, заблокирован, произошел сбой, отключен). Предусмотрена защита от несанкционированного вторжения.
Новый формфактор. Постоянный рост мощности рассеиваемого тепла заставил Intel в очередной раз задуматься о введении нового формфактора. В 2003 г. введен формфактор BTX, Balanced Technology Extended — расширенные технологии балансировки (распределения тепловых потоков и компонентов на системной плате). Главной задачей было так сконструировать корпус и разместить в нем комплектующие, чтобы эффективно охлаждать корпус всего двумя вентиляторами (один на процессоре, второй на блоке питания), что обеспечивало бы невысокий уровень шума — менее 35 дБ.
Воздух втягивается через модуль теплового баланса, который одновременно служит и радиатором процессора, и опорным элементом конструкции. Последнее совсем не лишнее, так как его масса — 900 г — вдвое больше, чем у стандартного охладителя ЦП в корпусе АТХ. Это позволяет вентилятору работать на более низких оборотах, а значит, быть тише. Воздух сначала попадает на элементы системы стабилизации напряжения процессора, в результате их температура не поднимается выше 36 oС против 50 oС в АТХ-корпусах. За вентилятором закреплены лопасти неподвижной крыльчатки (форму которых рассчитывали с помощью NASA), чтобы она предотвращала завихрения и воздушный поток после нее становился ламинарным. (Круговорот информации в природе: NASA покупает сервер на 10 240 процессорах Intel, чтобы потом рассчитать профиль лопастей для этой компании .) Платы формата ВТХ тоже претерпели значительные изменения: расположение компонентов вдоль направления воздушного потока повышает эффективность их охлаждения. После ЦП слои воздуха разделяются: налево отходит поток, охлаждающий модули памяти, а направо — остужающий мосты набора микросхем и видеоплату. По утверждению Леса Фишера, старшего инженера компании Intel, такой системы охлаждения хватает для стабильной работы самых мощных видеоплат, оснащенных исключительно радиатором (без собственного вентилятора!). Вентилятор блока питания перемешивает воздух над модулями памяти, обеспечивая им достаточно эффективное охлаждение.
Спецификацией описано два типа модулей теплового баланса: тип I — для корпусов объемом 10—50 л и тип II — если их емкость составляет от 6,9 до 10 л. Вообще, широкая масштабируемость — одно из преимуществ BTX перед ATX. Так, не изменяя формфактора, можно создать ПК объемом 5 л при применении внешних блоков питания.
Ричард Уирт демонстрирует пластину с новыми процессорами |
Еще одним существенным элементом нового формфактора является укрепляющий модуль SRM (Support and Retention Module), который принимает на себя ударные нагрузки, минимизируя тем самым деформацию системной платы и предотвращая повреждение ее электрических проводников и компонентов. Его конструкция одинакова для всех типов ВТХ-систем.
Пока системы BTX будут дороже ATX, но с увеличением объемов продаж их себестоимость снизится и пользователи могут предпочесть их за лучшие, чем у ATX, акустические и термальные характеристики. К 2007 г., по планам Intel, они будут занимать 60% рынка, причем эта цифра уже сегодня включает ПК, заказанные партнерами.
Московский IDF. Своими глазами
Как собрать дрон Пошаговое руководство своими руками 2020
Полет на дроне — это волнующее занятие! Трудно превзойти по захватывающим ощущениям от масштабирования эпических локаций, полностью погруженных в поле зрения пилота, в . Это то, чем хотят заниматься многие люди, но часто не понимают, как построить дрон и с чего начать. Самым большим препятствием для многих является получение своего первого дрона, и многие любители предпочитают создавать свои собственные.
Подробнее…
Создание собственного дрона может показаться устрашающей задачей. , это было для меня, и есть масса информации, которую нужно преодолеть, прежде чем что-либо станет иметь смысл. К счастью, это не так сложно, как кажется, и с небольшими указаниями вы сразу же окажетесь в воздухе, приобретая некоторые практические навыки! Поначалу идея может показаться пугающей, но я твердо уверен, что любой, вооруженный нужной информацией, сможет справиться и сделать это относительно без проблем .
Краткая заметка о дронах RTFЧастый вопрос, который я часто слышу, — это «Зачем мне создавать свой собственный дрон с таким большим количеством отличных RTF (готов к полету) и BNF (привязать n летать) варианты там? »
Многие люди видели такие продукты, как Eachine Wizard и Emax Hawk 5 , которые, безусловно, являются отличными дронами по той цене, которую вы платите. Проблема в том, что в этом хобби вы собираетесь потерпеть крах, и когда я говорю «крах», я имею в виду очень многое! Обычно за сеанс я падаю около десяти раз, и мне часто приходится чинить дрон, чтобы снова подняться в воздух.
Сочетание высокой производительности, отличной динамики полета и простой настройки делает Hawk 5 самым простым путем к соревновательному гоночному дрону FPV.
Тем не менее, Hawk 5 и Sector 132 являются отличными стартовыми дронами и многому вас научат в этом хобби. Если вы из тех людей, которые просто хотят подняться в воздух и летать или у вас просто нет времени на сборку, то это несколько удивительных вариантов, которые будут рассмотрены в нашей статье о лучших дронах RTF.
HGLRC Sector 132 — один из самых крутых бюджетных дронов с синевуном.Его выступление подходит для абсолютного новичка.
Если пропустить строительную часть, вам будет намного сложнее диагностировать проблему и гораздо сложнее установить новые детали. Если вы полностью разбираетесь в своей сборке, вы можете исправить ее без проблем и, вероятно, догадаться, что не удалось.
Дрон АНАТОМИЯ
Инфографика, представляющая основные части квадроцикла, которые вам понадобятся для создания беспилотного летательного аппарата. Мы рассмотрим каждую часть и объясним ее основные функции. Щелкните изображение, чтобы увеличить!
ОСНОВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ, КОТОРЫЕ ВАМ НУЖДАЕТСЯ
В начале вы можете обойтись всего несколькими основными инструментами.Этот список охватывает минимум , которые вам нужны. Наш Подробно Инструменты для квадрокоптера Руководство охватывает все полезные вещи, которые сделают процесс намного проще!
Инструменты
- Набор шестигранных ключей или отверток (размеры зависят от выбранного вами каркаса)
- Гайка или трещотка M5 (8 мм)
- Паяльник и припой
- Кусачки / зачистки
Дополнительные биты и бобы
- Кабельные стяжки
- Термоусадочные
- Стойки
- Электрическая лента
- Двусторонняя лента
- Фиксатор резьбы (Loctite)
Дрон какого типа мне следует построить?
Возможно, вы уже начали поиск деталей и обнаружили, что они бывают самых разных форм и размеров.Лучше всего классифицировать их по размеру стойки следующим образом:
Quads
2 ”Class Build
Обычно очень маленькие и подходят для использования внутри помещений. Они отлично подходят для занятий дома или в плохую погоду! Эти маленькие ракеты становятся все более популярными, и некоторые из них могут развивать скорость до 100 миль в час!
Пример 2-дюймового класса Build
Lizard — флагманский бесколлекторный микродрон от Eachine, менее 100 мм. Он обладает высокой производительностью для этой категории.Подробности уточняйте по ссылке.
3-4 ”Micro Class BuildСамый маленький полноразмерный дрон, которым действительно стоит летать на открытом воздухе. Они летают так же, как и их старшие братья, и являются идеальным вариантом для ограниченного пространства. Ознакомьтесь с нашим подробным руководством по микродронам.
Мы включили Diatone в раздел лучших микродронов. Он может работать от аккумуляторов 4S и легко может использовать 5-дюймовые квадроциклы.
Тестирование идеального 3-дюймового Quad — Diatone GT349
R349 в основном похож на R249 +, за исключением нескольких изменений.Изменения включают в себя колесную базу 135 мм с такими же рычагами шириной 6 мм и толщиной 3 мм. R349 оснащен стеком Mamba, который включает в себя мини-контроллер полета F4 и регуляторы скорости на 25A. R349 снова поставляется как версия PnP с поддерживаемыми приемниками: PPM, SBUS и DSM.
Двигатели стали больше, чтобы дополнить большую раму двигателя 1408 мощностью 4000 кВ. Моторы определенно будут потреблять много энергии, что, в свою очередь, приведет к более быстрому квадроциклу. R349 предназначен для 3-дюймового гоночного автомобиля и, следовательно, по весу, Diatone отказался от Runcam Mini split V2 для микрокамеры Runcam с TX200U vTX.
R349 определенно соответствует рекламе. На батарее 3s квадрокоптер может показаться немного вялым и медленным, но на батарее 4s разрывается. Штатный ПИД-регулятор из коробки по-прежнему плох, хотя на 3сек вибрации не ощущается, но на 4сек батарее колебания определенно проявляются.
Мини-контроллер полета F4 STM32F405 | |
3K углеродное волокно | |
1408 4000 кВ | |
700TVL CMOS, PAL / NTSC переключаемый | |
255 Вт / 905 Вт выходная мощность | |
500-850 мАч 4S (не входит в комплект) |
Самый распространенный тип гоночных / фристайл-дронов.Их часто называют наиболее универсальными из-за того, что они обладают большой мощностью, но при этом обладают невероятной маневренностью и могут нести HD-камеру, такую как GoPro, без значительного ущерба для летных характеристик. Девяносто процентов существующих на данный момент мини-квадроциклов подпадают под эту категорию. В различных конфигурациях вы можете проверить рекомендуемые комплекты гоночных дронов, которые мы использовали и тестировали.
My Armattan Chameleon
6 ”Mini Class BuildБолее дальний и эффективный вариант, отлично подходит для тех, кто предпочитает путешествовать на скорости, а не гоняться, и выполнять быстрые трюки, такие как сальто и перекатывание.Этот размер часто используется при установке на большие расстояния и используется для полета над живописными местами, такими как горы.
Rotor Riot Butter Kwad
7+ ”Class BuildПри таком размере вы начинаете разбираться в фотографии / видеосъемке . Эти дроны достаточно велики, чтобы нести камеру с системой стабилизации и использовать другие функции, такие как GPS, что позволяет им удерживать свое положение и даже автоматически возвращаться домой.
TBS Discovery Pro
Это , которые обычно летают в режиме самовыравнивания. в отличие от режима acro, используемого для квадроциклов меньшего размера, и имеют более крупные батареи, позволяющие им летать намного дальше.
Надеюсь, это даст вам представление о том, какой размер вы хотите построить.
При выборе размера имейте в виду, что чем меньше вы собираетесь, тем меньше места вам нужно для работы при сборке . С другой стороны, квадрокоптер меньшего размера часто дешевле, а меньший вес снижает вероятность повреждения во время аварии.
Моя личная рекомендация для первого дрона — 5 ”, поскольку они просты в сборке и обладают достаточной мощностью, чтобы поднять HD-камеру. Дрон 5 дюймов также имеет наиболее доступный запас запчастей. означает, что все настолько дешево, насколько это возможно, и их легко достать.
Конечно, вам не нужно просто использовать один дрон! Стю из «Стены квадроциклов будущего БПЛА»! На его канале на YouTube можно найти разборки и видео полетов почти всех дронов, чтобы помочь вам принять решение.
ЧАСТИ ДРОНА — Выбор ПРАВИЛЬНЫХ компонентов
Итак, теперь у вас есть хорошее представление о том, какой беспилотник вы хотели бы построить, следующим шагом является выбор подходящих компонентов . Каждая сборка будет отличаться от человека к человеку, но почти все сборки будут следовать одним и тем же основным частям . Для каждого компонента я объяснил, что он делает, варианты, которые вам придется сделать, и минимум, на который вам следует обратить внимание.
Давайте погрузимся:
Это ваша отправная точка! Это основная часть вашей сборки, в которой вы устанавливаете все свои части и собираете все вместе.Рамы обычно изготавливаются из углеродного волокна и собираются с различным монтажным оборудованием, таким как стойки или алюминиевые секции. Они могут быть самых разных форм и размеров, мы рассмотрели рамы квадрокоптеров в подробном руководстве.
Выбор, который вам предстоит сделать:
Легкий гонщик или фристайлер? — Гоночные дроны обычно имеют минимальную конструкцию, легкую и маневренную. Однако дроны для фристайла лучше летают при небольшом весе, поскольку это позволяет им передавать импульс при выполнении различных трюков.Дроны для фристайла обычно требуют большей защиты, поскольку они часто летают выше и над более твердыми поверхностями.
Батарея установлена сверху или снизу? — Это повлияет на центр тяжести, но может сделать батарею более уязвимой. Чем ближе к центру вы сможете сделать его, тем плавнее будет летать ваш дрон.
Есть ли место для установки HD-камеры? — Если хотите, конечно! Гоночные дроны обычно не используют из-за лишнего веса. Для многих рам доступны варианты 3D-печати.
Вам нужны сменные руки или цельная конструкция? Сменные рычаги могут сократить время простоя, но также увеличить вес.
Могу ли я разместить все свои компоненты в этом пространстве? Вы видите место для установки всех ваших компонентов, это может ограничить ваши возможности в будущем.
Для размеров рамы 5 дюймов и более вы должны искать рычаги толщиной не менее 4 мм, для 3–4 дюймов вы можете уменьшить толщину до 3 мм, а для 2 дюймов — всего 2,5 мм. Любой тоньше, чем этот, сломается слишком легко.
Для размеров рамы 5 дюймов и более вы должны искать рычаги толщиной не менее 4 мм, для 3–4 дюймов вы можете уменьшить толщину до 3 мм, а для 2 дюймов — всего 2.5мм. Любой тоньше, чем этот, сломается слишком легко.
Вы можете увидеть рамы размером от мотора к мотору, например, 220 мм. В следующей таблице показано приблизительное преобразование того, что вам следует искать по размеру.
Здесь есть что учесть! Если вы застряли или не уверены, посмотрите пилотов, чей стиль полета вам нравится, и узнайте, что они летают. Многие ведущие пилоты создают видеоролики, в которых объясняются ключевые моменты их кадров и почему они выбирают их.
Еще один отличный ресурс, который поможет вам определиться с выбором деталей, — это Rotor Builds.Сайт демонстрирует созданные пользователями дроны и включает подробную информацию, такую как списки деталей и руководства по сборке! Это отличное место для поиска вдохновения.
Бесщеточные двигатели для квадрокоптеров
Это мощные машины, которые придают вашему квадроциклу тяги и безумных скоростей, которых достигают современных дронов. Для мини-квадроцикла существует множество вариантов бесщеточных двигателей, сложно определиться. При выборе двигателей следует учитывать спецификацию, которая идет в комплекте с двигателем, предоставленным производителем.Вы должны быть в состоянии найти подробную информацию о весе, тяге, мощности, оборотах и т. Д.
При создании дрона обратите внимание на следующие характеристики двигателя:
Размер двигателя
Первая точка — это размер , размер двигателя обычно указывается в формате XXYY , где первые две цифры относятся к диаметру статора в мм, а вторые две — к высоте магниты . В основном, чем больше эти числа, тем больший крутящий момент может развить двигатель. Думайте об этом как о размере двигателя, а недостатком больших размеров является вес.Что касается производительности, более высокий крутящий момент позволяет двигателю быстрее достигать заданной скорости, улучшая чувствительность и реакцию дрона. Это может быть полезно в случае более тяжелого квадроцикла или при использовании тяжелых опор.
KV
Еще один фактор, который следует учитывать, — kv , это означает постоянную скорости двигателя , что означает, сколько оборотов в минуту на вольт ваш двигатель может выдавать, например, двигатель 2300kv при полном газе на 10V будет вращаться при 23000 об / мин. Выбор значения kv похож на выбор передачи в механической коробке передач. Понижение крутящего момента дает больше крутящего момента, но меньшую максимальную скорость, а увеличение скорости увеличит максимальную скорость ценой крутящего момента. Вообще говоря, для того, чтобы подняться выше, требуется либо большой мощный двигатель, либо невероятно легкая установка. Например, 3-дюймовая установка будет иметь намного более высокий рейтинг квантового напряжения по сравнению с 5-дюймовой конструкцией.
В следующей таблице перечислены некоторые возможные варианты для вас в зависимости от размера стойки:
Рекомендуемая высота магнита | ||||
---|---|---|---|---|
9037 9037 | ||||
При поиске двигателя вы должны найти двигатель с разными реквизитами и прорисовкой усилителя, о которых нам нужно будет узнать позже.Как правило, с мини-квадроциклом вы должны стремиться к соотношению тяги к весу 10-1. В следующей таблице приведен пример двигателя Emax rs2205 Red Bottom, который в начале 2016 года был лучшим 5-дюймовым двигателем. В наши дни он имеет среднюю производительность по сравнению с конкурентами, но будет отличным вариантом для первой сборки.
Дополнительная литература :
Руководство по бесщеточным двигателям для квадрокоптеров
Отличным ресурсом для исследования и сравнения двигателей является испытательный стенд Miniquad: которым управляет Райан Харрелл.На сайте Райан дает отзывы о большинстве современных двигателей и предоставляет все данные, чтобы вы могли оценить и составить собственное сравнение. Если вы не уверены, что у вас двигатель подходящего размера, посмотрите, какой из опор вращается, и посмотрите, соответствует ли он вашим ожиданиям.
Эти небольшие компоненты, известные как электронные регуляторы скорости , вырабатывают трехфазный переменный ток, необходимый для привода ваших двигателей. Контроллер полета отправляет сигнал на ESC, чтобы сообщить ему, с какой скоростью он хочет вращать двигатель в данный момент времени.Вам понадобится по одному регулятору для каждого двигателя, вы можете получить четыре отдельных регулятора , чтобы установить их на руки, или получить все в одной плате , которая находится внутри вашей рамы, если у вас есть место.
На что следует обратить внимание:
Рисунок усилителя вашей установки! Помните те моторные столы, на которые вы смотрели? Вы заметите, что есть столбец для рисования усилителя. Вам понадобится импульсный ток ваших регуляторов скорости, чтобы превысить это значение, иначе они могут загореться в полете!
ESC достаточно интеллектуальны и могут работать с различным программным обеспечением.На момент написания вы должны действительно рассматривать только ESC с BlHeli_S или KISS ESC . Старое программное обеспечение BlHeli или Simon K теперь устарело.
ESC может общаться с полетным контроллером через различные протоколы (воспринимайте их как языки). Текущий стандартный протокол — Dshot , если ESC не поддерживает Dshot 600 или выше , то в наши дни не стоит его рассматривать.
Полетный контроллер — это мозг вашего дрона. , принимая во внимание угол вашего дрона и ваш управляющий вход, он вычисляет, насколько быстро должны вращаться моторы, и отправляет сигналы на регуляторы скорости.Контроллеры полета обычно создаются для определенного программного обеспечения, такого как Betaflight, KISS или Raceflight, поэтому ваш выбор программного обеспечения может повлиять на ваше решение.
Самым дешевым и популярным вариантом в настоящее время является Betaflight , KISS считается более плавным, но более дорогим, и, наконец, Raceflight — более новая и передовая разработка.
На что следует обратить внимание
Процессор — в основе всех полетных контроллеров лежит микропроцессор, который усердно работает, чтобы держать вас в воздухе, на самом деле мы используем только чипы F3 или F4, поэтому Я бы порекомендовал выбрать полетный контроллер с одним из них.Чип F7 постепенно появляется, но мы пока не используем его. Старые чипы F1, присутствующие в платах CC3D и NAZE 32, теперь устарели и не будут поддерживаться будущими обновлениями программного обеспечения.
Все в одном или отдельно — Многие современные контроллеры полета включают PDB в сам контроллер полета ! Это отлично подходит для более плотных сборок, поскольку вам нужна только одна плата в стеке, а подключение упрощается. Единственным минусом является то, что они обычно более плотно заселены, что дает меньше места для пайки проводов и часто требует подключения с обеих сторон. Betaflight F3 — отличный пример универсального полетного контроллера.
OSD (экранное меню) — Контроллеры полета с чипом OSD на борту способны отображать все виды полезной информации на вашем видео, например, напряжение батареи, потребляемый ток и даже искусственный горизонт. Я настоятельно рекомендую OSD, однако их также можно запускать отдельно от полетного контроллера или на самой PDB.
Порты UART — Внешние устройства часто подключаются к полетному контроллеру через порты UART.Эти устройства включают приемники, автономные экранные меню, системы телеметрии и управляемые видеопередатчики. Для первой сборки вам, возможно, не придется беспокоиться об этом, но для более многофункциональных дронов вам нужно будет убедиться, что у вас достаточно портов UART для того, чего вы хотите достичь. Я всегда рекомендую вам посмотреть распиновку выбранной вами платы, чтобы убедиться, что на ней есть соединения для всего, что вам нужно.
PDB — плата распределения питания
Ваш PDB принимает напряжение вашей батареи и предоставляет вам различные точки для подключения всей остальной электроники .Обычно в PDB есть регулятор для питания ваших низковольтных компонентов, таких как полетный контроллер и камера. С другой стороны, обратите внимание на требования к напряжению, расположение разъемов и максимальный ток.
На что следует обратить внимание:
Требования к напряжению — Компоненты, такие как ваш полетный контроллер, чаще всего требуют 5 В для работы, некоторым камерам может потребоваться 12 В. Если вы запустите их напрямую от батареи, они, скорее всего, загорятся! По этой причине выбранная вами PDB должна содержать регуляторы напряжения или BECS (схемы исключения батареи), чтобы обеспечить вам необходимую выходную мощность! четыре ESC, а затем различные низковольтные пэды (часто 5 В и 12 В).При планировании сборки постарайтесь представить себе, где вы хотите все разместить, и действительно ли колодки находятся там, где вы хотите. Некоторые разъемы аккумулятора, например, выступают в сторону, что позволяет напрямую подключать разъем XT-60. У других, однако, просто есть две прокладки, требующие подключения провода батареи.
Максимальное потребление тока — Это действительно необходимо только в том случае, если у вас есть невероятно мощная установка, потребляющая больше тока, чем большинство других. PDB часто рассчитывается на определенный ток (обычно более 100 А).То же самое следует сделать с любыми регуляторами, но, опять же, это действительно необходимо только с более сложными, более энергоемкими установками, такими как запускающие RunCam Split.
Это глаз вашего дрона , все, что он может видеть, вы, надеюсь, увидите в своих очках! Здесь важно то, что мы можем ясно видеть при любых условиях освещения и что нет задержек в передаче изображения, которые могут вызвать сбой. Здесь есть несколько очень похожих вариантов, которые отлично подойдут. Большинство камер также поставляются с множеством креплений и футляров, которые можно разместить в любой раме.
На что следует обратить внимание:
Тип датчика — Камеры FPV обычно имеют внутри CMOS или CCD датчик изображения. Обычно КМОП-камеры дешевле и легче, но не обладают способностью быстро реагировать на изменения освещения. Это совершенно необходимо в полете FPV, так как мы часто сталкиваемся с ярким солнцем, за которым следует более темная земля, любое отсутствие видимости может привести к аварии!
Вы можете уйти с дешевой камерой CMOS, однако CCD даст вам лучшие результаты.Почти все камеры CCD используют датчик Sony Super HAD II, который является золотым стандартом для дронов FPV. Примеры этого включают варианты RunCam Swift или HS1177.
Существуют также специальные камеры, которые лучше используют CMOS, такие как камеры Monster или Eagle с более высоким разрешением, а также камеры для слабого освещения, такие как Owl или Night Wolf.
Разрешение и задержка — Я сгруппировал эти два вместе, поскольку они идут рука об руку. Чем выше разрешение вы запускаете, тем большую задержку вы, вероятно, увидите! Аналоговые камеры оцениваются в TVL, то есть количестве горизонтальных линий на экране.
Из-за дополнительной задержки я бы рекомендовал использовать камеру того же разрешения, что и ваши очки (обычно 600 ТВЛ). Еще одним соображением является то, какое разрешение вы хотите использовать — 4: 3 или 16: 9, причем наиболее распространенным является 4: 3.
Характеристики камеры — Некоторые камеры имеют специальные функции, такие как возможность контролировать напряжение батареи и отображать его на экране. Другие варианты — камеры для слабого освещения, которые могут видеть почти в полной темноте. Доступны мини- и даже микрокамеры, которые могут быть лучшим выбором для небольших сборок, в то время как некоторые камеры предлагают микрофон для аудиопотока.
Объектив — Объективы разного размера дают разные поля обзора (FOV), что позволяет пилоту видеть больше вокруг себя. Чем выше поле обзора, тем больше эффекта рыбьего глаза вам придется иметь.
2,8 мм — старый стандартный, очень узкий угол обзора
2,5 мм — отличный универсальный объектив, такой же обзор, как у GoPro!
2,1 мм — Широкоугольный объектив, дает отличный обзор при полетах вольным стилем, но может быть слишком широким для гонок.
А сравнение объективов можно увидеть в этом видео.
Видеопередатчик (VTX)
Видеопередатчик принимает сигнал с камеры и отправляет его через антенну.
На что следует обратить внимание:
Выходная мощность — Различные видеопередатчики перекачивают ваше видео на разных уровнях мощности. Они часто варьируются от 25 мВт до 800 мВт, а некоторые предлагают средства переключения выходной мощности.
Опции каналов — Большинство современных видеопередатчиков могут работать с большинством диапазонов каналов, включая Raceband.Если список каналов VTX совместим с вашим ресивером, все будет в порядке!
Качество сигнала — Это действительно зависит от того, с кем вы будете летать. Вы заметите, что некоторые видеопередатчики предлагают такую же мощность и параметры каналов, но стоят в четыре раза дороже! Причина этого в том, что более дешевые видеопередатчики излучают шум в гораздо более широком диапазоне, чем выбранный канал, что может привести к помехам в видеопотоке других пилотов.
Если вы собираетесь летать самостоятельно, дешевый видеопередатчик отлично подойдет вам, однако, если вы собираетесь летать в больших группах или на гонках, вам действительно понадобится чистый передатчик, такой как TBS Unify Pro или IRC Tramp.
Параметры переключения — Если вы действительно собираетесь летать с другими людьми или на соревнованиях, вам часто придется менять канал, чтобы каждый мог получить чистое видео. Традиционно у видеопередатчиков есть небольшая кнопка, которую можно использовать для циклического переключения видеоканалов, диапазонов и уровней мощности, после чего канал отображается с помощью светодиодов на самом видеопередатчике.
Более удобные для гонок передатчики фактически подключаются к вашему полетному контроллеру и позволяют переключать канал через экранное меню или передатчик Taranis.Хотя это звучит как небольшая особенность, она имеет огромное значение при полете в группах из более чем трех пилотов, и без нее я больше не могу обойтись
Обязательно проверьте, что разрешено законом в вашей стране! Некоторые видеопередатчики имеют ограничения 25 или 200 мВт
Видеоантенны
Лучший способ улучшить диапазон или четкость вашего видео — это не обязательно увеличение выходной мощности видеопередатчика, а на самом деле получение хорошей пары антенн. Те черные дипольные антенны, которые вы получаете с дешевыми очками или видеопередатчиками, называемые «резиновыми утками», на самом деле не работают хорошо, и их часто убирают и заменяют антеннами высокого класса.Для настройки FPV требуются две антенны: одна для отправки видео, а другая для его приема.
На что следует обратить внимание
Тип антенны — Различные конструкции антенн имеют разные характеристики, не вдаваясь в подробности, диполи плохо работают там, где хорошо работают антенны с круговой поляризацией. Более инновационные современные антенны, такие как TBS Triumph или Pagoda, расширяют диапазон видеосигнала. Патч-антенна может использоваться для увеличения дальности, но только в одном направлении и должна использоваться только как приемная антенна.
Тип разъема — Антенны поставляются с двумя типами разъемов SMA и RP-SMA, оба могут нормально взаимодействовать друг с другом, но вам необходимо убедиться, что они соответствуют разъемам вашего видеопередатчика или очков. В противном случае адаптеры доступны.
Поляризация — Сама антенна может поставляться в двух вариантах: RHCP и LHCP работают одинаково, но они должны совпадать, чтобы получить сигнал. Имея разные поляризации, можно одновременно поднять в воздух больше пилотов.
Надежность — Очевидно, что антенна дрона будет подвергаться большему воздействию, чем антенна на ваших очках! По этой причине я рекомендую использовать вашу лучшую / самую тонкую антенну в качестве приемника и использовать надежную защищенную антенну на дроне.
Надеюсь, вы уже выбрали размер дрона в дюймах, чтобы знать размер своей опоры! Моя честная рекомендация новичку — приобрести большую коробку дешевого реквизита, так как вы сломаете их невероятно быстро . Стойки часто обозначаются как AxBxC, где A — размер в дюймах, B — шаг (угол опоры), а C — количество лопастей.
Например, 5x4x3 — это 5-дюймовый винт с углом наклона 40 градусов и тремя лопастями (триблэйд), его также можно описать как триблэйд 5040, и по совпадению это отличное место для начала при поиске 5-дюймового квадроцикла.
Другие моменты, которые следует учитывать
Количество лезвий — В то время как мы начали использовать два лезвия, мы вскоре узнали, что добавление большего количества лезвий дает нам больше сцепления и контроля, предотвращая смещение в поворотах. Реквизит бывает от двух до шести, причем триблды являются наиболее распространенным вариантом. Увеличение количества лопастей увеличивает потребление тока, увеличивает вес стойки и снижает максимально достижимую максимальную скорость.
Current Draw — Чем выше шаг опоры, тем быстрее вы можете двигаться, но в то же время ваши двигатели будут потреблять больше тока, сильнее нагружая вашу электронику и быстрее разряжая батарею! Добавление большего количества лопастей — также верный способ поднять потребляемые усилители.Если вы хотите использовать винт с высоким шагом (45+), я бы посоветовал приобрести несколько более крупных двигателей с большим крутящим моментом и несколько более высоких регуляторов скорости. (Вы можете использовать испытательный стенд MiniQuad или спецификацию производителя, чтобы проверить это!)
Вес — Часто игнорируется вес вашего
Жесткость — Это информация, которую вы действительно найдете только при тестировании реквизита или чтении некоторых обзоров . Некоторые опоры, особенно тонкие, могут гнуться при вращении, что снижает их эффективность.Однако изгибающиеся стойки могут выдержать столкновение лучше, чем более жесткие опоры, которые могут просто сломаться при ударе. Найти подходящую стойку для вас может быть непросто.
Специальные профили — Обычно стойка имеет изогнутую аэродинамическую поверхность, предназначенную для эффективного прохождения воздуха и обеспечения максимальной подъемной силы. Некоторые реквизиты имеют немного другую форму, чтобы изменить их характеристики. Примеры этого включают:
- Стойка с выпуклым носиком — Стойка с выпуклым носом фактически представляет собой ширину и длину более крупной стойки, уменьшенной до размера, для которого она предназначена (т. Е. От 6 дюймов до 5 дюймов). профиль с плоскими концами, в отличие от круглых, и обеспечивает большую мощность.
- Стойки RaceKraft — Реквизиты, недавно разработанные Racekraft, имеют разный шаг по длине опоры. Идея состоит в том, чтобы обеспечить максимальную эффективность на скорости примерно 60 миль в час, что делает их невероятно популярными среди гонщиков и любителей скорости!
- 3D-реквизит — 3D-реквизит для тех, кто хочет иметь возможность останавливать свои двигатели в воздухе и менять направление движения, позволяя им летать в перевернутом виде столько, сколько они хотят! Обычные реквизиты очень неэффективны при работе в 3D-режиме, поэтому 3D-реквизиты обычно полностью плоские и работают под углом 45 градусов, чтобы они оставались одинаковыми при обоих поворотах.Летать в 3D сложно и не рекомендуется новичкам! Посмотрите Zoe FPV на YouTube, чтобы увидеть одни из лучших 3D-полетов! DJI Mavic Can’t Touch My 3D Dancin ‘
Надеюсь, это даст вам представление о том, что искать. Это видео от Rotor Riot показывает некоторые различия между опорами и почему пилоты Чад Новак и мистер Стил летают на том, чем летают.
Я скажу вам то, что почти любой другой веб-сайт или форум по дронам скажет вам в отношении пультов…. Если вы можете себе это позволить, приобретите FrSky Taranis ! За те деньги, которые вы платите, Taranis действительно является исключительным пультом дистанционного управления, который действительно может делать все, о чем вы только можете подумать.Таранис мудрый, ваш выбор будет либо QX7 или X9D и их deluxe plus, либо специальные варианты дополнения.
Другими вариантами могут быть более дешевые модели FlySky i6, Spectrum или, если вы заядлый геймер, Turnigy Evolution больше похож на игровой контроллер.
Передатчики сами по себе могут быть длинной темой, поэтому я просто попытаюсь перечислить несколько функций, которые вам следует рассмотреть в удаленном устройстве и приемнике:
На что следует обратить внимание:
Gimbals and Grip — Вероятно, вы пока не знаю, как вы будете держать радио, и захотите попробовать несколько вещей, но в основном некоторые люди предпочитают использовать свои большие пальцы для удержания стиков, таких как контроллер PlayStation или Xbox, тогда как другие предпочитают зажимать стики большим пальцем и указательный палец.Неважно, что вы используете, однако некоторые радиостанции более естественно поддаются друг другу. Еще один момент — это общее качество подвесов в пульте дистанционного управления, высококачественные подвесы с датчиком Холла будут казаться намного более удушливыми, чем более дешевые версии.
Батарейки — Некоторые пульты дистанционного управления содержат аккумуляторные батареи, тогда как другие полагаются на батарейки типа AA. Я бы очень рекомендовал приобрести систему, которую можно заряжать, так как они будут работать дешевле и прослужат намного дольше. Мне пришлось модифицировать свой Taranis QX7, чтобы он мог работать с некоторыми батареями 18650, например:
Протокол связи — Все радиостанции разговаривают со своими соответствующими приемниками на их собственном языке, причем некоторые из них передают данные с вашего стика быстрее, чем другие.Это означает, что вы получите более быстрое время отклика и больший контроль над дроном. Вы хотите найти пульты дистанционного управления / приемники, которые поддерживают SBUS (FrSky), IBUS (FlySky), DSM2 и DSMX (Specktrum).
Телеметрия — Дрон действительно может отправлять ключевую информацию обратно на пульт, позволяя вам знать, когда приземлиться, и все такое. Для этого обе функции телеметрии должны быть установлены как на передатчике, так и на приемнике. Многие пульты с этой функцией могут разговаривать с вами и могут считывать настраиваемые предупреждения, чтобы сообщить вам, когда приземлиться или когда ваш сигнал становится слабым!
Опции приемника — При выборе пульта ДУ стоит посмотреть, какие приемники для него доступны.Например, некоторые из них слишком велики для использования в мини-квадроциклах, но некоторые слишком малы и не имеют приличного диапазона. Ищите систему, которая соответствует вашим потребностям по разумной цене. Если вы все же решите приобрести готовый к полету дрон с приемником, убедитесь, что он совместим с вашим пультом дистанционного управления! Обычно вы можете выбрать между FrSky, FlySky и Spectrum.
Настройка — Большинство пультов дистанционного управления позволяют настраивать основные каналы и даже настраивать звуковые оповещения, однако некоторые из них могут предложить гораздо больше! Я говорю об Open Tx, который является прошивкой для Тараниса и некоторых других радиостанций.Эта прошивка обладает широкими возможностями настройки и позволяет делать буквально все, о чем вы можете подумать. Конечно, для некоторых это может быть необязательно, но такие функции, как точное изменение настроек моего полетного контроллера и изменение моего видеоканала с помощью пульта дистанционного управления, невероятно удобны!
Обратите внимание, что для использования некоторых из этих функций передатчик и приемник должны их поддерживать.
Так же, как передатчики — огромная тема, мы подробно рассмотрели их в нашем Руководстве по FPV Goggles Guide! Они могут стать самой дорогой частью вашей установки, с единственной спасительной возможностью, заключающейся в том, что вы не сломаете их и не сломаете.
Очки часто имеют очень высокую стоимость при перепродаже, если они вам не нравятся! Я часто советую людям либо заполучить очень дешевую пару с целью обновления позже, либо просто сразу перейти на премиум. Вот некоторые из основных вещей, на которые стоит обратить внимание:
Box Style или Visor — Очки могут иметь две формы: гладкий стиль козырька (например, FatSharks) с маленьким дисплеем для каждого глаза или большие очки в форме прямоугольника. которые просто включают ЖК-экран в затемненную коробку, прикрепленную к вашему лицу.Очки-боксы могут быть до десяти раз дешевле, чем некоторые FatSharks, но предлагают разумную производительность, если не обращать внимания на форм-фактор.
Разрешение — Как и в случае с большинством дисплеев, разрешение будет иметь наибольшее значение с точки зрения производительности и цены. Конечно, или камеры FPV сами по себе не имеют качества HD, однако для разумного полета вы должны стремиться к разрешению не ниже 640×480 пикселей. Как и в случае с камерами FPV, у вас могут быть варианты 4: 3 или 16: 9, и они действительно должны соответствовать двум.
FOV — обозначает поле зрения и определяет размер изображения в ваших очках. Низкое FOV можно сравнить с просмотром телевизора на расстоянии, а при более высоком — как в кинотеатре Imax! Конечно, наступает момент, когда все становится слишком большим, и вам нужно найти для себя золотую середину! Я бы посоветовал посмотреть в диапазоне от 30 до 60 градусов. На следующем изображении из Flite Test показано сравнение некоторых предложений FatShark.Обычно очки-бокс обеспечивают гораздо более высокое разрешение и угол обзора по более низкой цене.
Приемник — Некоторые очки поставляются со встроенным приемником, тогда как для других это будет дополнительный модуль. Следует обратить внимание на такие функции, как разнесение, которые позволяют использовать две отдельные антенны для максимального увеличения сигнала. Другие функции — это поиск каналов и OLED-дисплеи, эти функции вам не понадобятся, если вы планируете летать в одиночку или не слишком далеко.
HDMI — Некоторые очки имеют вход HDMI, позволяющий использовать их для игры на симуляторе дрона или просмотра фильма.Ищите этот вариант, если вы цените эту функцию.
DVR — DVR — это цифровой видеорегистратор, который записывает отснятый материал на карту памяти micro SD, чтобы вы могли посмотреть его позже. Это полезно, если вы не хотите носить с собой HD-камеру, однако качество видеорегистратора будет намного ниже, чем вы ожидаете.
Посмотрите некоторые записи видеорегистратора с микродрона, который не может нести камеру: ARMATTAN BUMPER — Maiden Flight RAW!
Батареи бывают всех форм и размеров, и важно найти подходящие для вашей сборки.Большинство рам или двигателей рекомендуют батарею определенного размера в предлагаемом списке запчастей. Когда дело доходит до батарей, их никогда не бывает достаточно, и я бы порекомендовал как минимум четыре для новичка.
Обычно полеты длятся от 2,5 до 4 минут, поэтому наличие только одной батареи может быстро утомить!
Предупреждение! В дронах используются LiPo (литий-полимерные) батареи, которые очень летучие и опасны при неправильном использовании. Обязательно изучите правила безопасности при зарядке или использовании любых LiPo-аккумуляторов.
На что следует обратить внимание:
Количество ячеек — Обычно вы увидите аккумуляторные блоки, описанные с точки зрения количества ячеек, например, 4-элементный или 4-х элементный. Это относится к количеству последовательно соединенных ячеек, при этом каждая ячейка имеет максимальное напряжение 4,2 В. Общее напряжение батареи можно найти, умножив количество ячеек на 4,2, т.е. 4 ячейки x 4,2 вольта = 16,8 В. Чем выше напряжение, тем больше мощности у дрона и тем быстрее он летит. Выбор напряжения выше, чем рассчитаны на ваши компоненты, приведет к их перегоранию.
Емкость — Емкость элемента измеряется в мАч, что означает миллиампер-часы. Это означает, что аккумулятор на 1500 мАч может выдавать 1,5 А в течение часа, конечно, мы хотим потреблять гораздо больше, поэтому время полета будет намного короче. Увеличение размера упаковки увеличит время полета, но увеличит вес, наступит момент, когда дрон не сможет поднять лишний вес батареи.
Рейтинг C — Рейтинг C часто является тем, что отличает хорошую батарею от плохой, он относится к тому, насколько быстро батарея может разрядить свою энергию, и часто является ограничивающим фактором в высокопроизводительных дронах.Например, если у нас есть батарея емкостью 1500 мАч, рассчитанная на 10 ° C, это означает, что она может выдавать максимум 15 А при разряде, 10 ° C — это относительно мало и не даст достаточной мощности для большинства дронов такого размера. Я бы рекомендовал рейтинг C не менее 45 для большинства гонок или фристайла. Обратите внимание, что рейтинги C некоторых компаний неточны, и вам следует изучить отзывы, чтобы выбрать аккумулятор. В общем, вы получаете то, за что платите!
Зарядные устройства
Для зарядки липо-аккумуляторов потребуется специальное зарядное устройство .Их необходимо заряжать таким образом, чтобы регулировать их напряжение во избежание аварии. К счастью, существует множество интеллектуальных зарядных устройств для липосакции, которые берут на себя большую часть тяжелой работы с ключевой функцией, которая вам нужна — это балансная зарядка.
Я бы посоветовал не покупать дешевое относительно неизвестное зарядное устройство из-за риска того, что может случиться, если что-то пойдет не так.
Предупреждение! Никогда не заряжайте аккумуляторы без присмотра. НИКОГДА!
На что следует обратить внимание:
Напряжение — Важно убедиться, что зарядное устройство может работать с вашими батареями. Это будет указано в количестве ячеек или в спецификации напряжения.
Максимальный ток или мощность — Это контролирует, насколько быстро вы можете заряжать свои батареи, при зарядке нам обычно приходится выбирать ток для зарядки. Для большинства аккумуляторов это должно быть 1С, что означает, что аккумулятор емкостью 1500 мАч должен заряжаться при 1,5 А. Большинство зарядных устройств рассчитаны либо на максимальный ток (Амперы), либо на мощность (Ватты), которая равна току, умноженному на напряжение.
Подводя итог, для аккумулятора емкостью 4 с (16,8 В) и емкостью 1500 мАч потребуется 16,8 В x 1,5 А = 25.2 Вт для зарядки за один час. Если наше зарядное устройство не может обеспечить такую мощность, то для зарядки аккумулятора потребуется больше времени. Если вы хотите сказать, заряжайте четыре батареи одновременно с такой скоростью, вам понадобится зарядное устройство мощностью не менее 110 Вт с небольшим опережением. Мы можем заряжать аналогичные батареи одновременно, используя плату параллельной зарядки.
Источник питания — Электричество, которое идет от розеток в вашем доме, — это переменный ток (обычно 230 В переменного тока в Европе или 120 В переменного тока в США). Наши зарядные устройства и большинство электронных устройств работают от постоянного тока, и для их преобразования требуется источник питания, например, до 12 В.Некоторые зарядные устройства имеют встроенный источник питания, но зачастую они более дорогие, однако для некоторых потребуется внешний источник питания, который вам придется приобретать самостоятельно. Если вы этого не понимаете, я бы посоветовал вам приобрести зарядное устройство со встроенным блоком питания, вы можете сказать это, посмотрев на входное напряжение зарядного устройства и выбрав одно с входом 230-120 В переменного тока.
Параллельная зарядка — Большинство зарядных устройств имеют только один выход, если вы хотите зарядить больше батарей, вам понадобится плата параллельной зарядки.Я бы посоветовал один со встроенным предохранителем.
Предупреждение! Параллельная зарядка добавляет еще больше сложностей и рисков. Убедитесь, что вы прочитали и поняли, что делаете, прежде чем пытаться выполнить параллельную зарядку! Пожалуйста, посмотрите это видео Rotor Riot, в котором рассказывается об основах.
HD-камера
Эта камера не является обязательной, но необходима для записи видео в формате для просмотра высокого качества . Это почти необходимость, если вы хотите показать отснятый материал друзьям или опубликовать на YouTube.К недостаткам добавления HD-камеры можно отнести дополнительный вес и риск размещения дорогой камеры на дроне, который может разбиться или потеряться.
На что следует обратить внимание:
Вес — Любая HD-камера, которую вы добавляете к своему дрону, будет иметь прямое влияние на его производительность. По этой причине вы хотите попробовать выбрать самую легкую камеру, которая дает вам качество видео, которое вам нужно.
Варианты крепления — Вам понадобится надежный способ крепления камеры к дрону. Использование резиновых лент или кабельных стяжек может привести к дорогостоящим потерям! Либо поищите раму со встроенными вариантами крепления, либо выберите корпус, напечатанный на 3D-принтере.
Качество видео — Очевидно, это связано с ценой, так как GoPro Hero5 Session в настоящее время является золотым стандартом для пилотов мини-квадроциклов. Не все хотят рисковать камерой за 300 долларов на квадроцикле, поэтому более дешевые и почти такие же функциональные варианты, как RunCam 3, Foxeer Legend и Xiaomi Yi, являются отличным выбором. Ищите камеры с более высокой частотой кадров (60 кадров в секунду) для HD-видео с широким полем обзора и динамическим диапазоном. На YouTube есть множество сравнительных видеороликов, которые вы можете использовать, чтобы выбрать изображение, которое вам больше всего нравится.
Надежность — Принимая во внимание, что эти устройства часто выходят из строя, высококачественная камера с механическим объективом, вероятно, не лучший выбор! Стиль экшн-камеры действительно то, что здесь нужно, если вы хотите защитить свои вложения.
Относительно новой функцией является RunCam Split, которая объединяет в одном устройстве камеру FPV и HD. Split состоит из камеры FPV с дополнительной платой, которая устанавливается на ваш стек и занимается записью HD. Они относительно дешевы и решают проблемы с весом, обычно связанные с HD-камерами, но не идеальны.Вот обзор Джошуа Бардвелла, очень уважаемого рецензента и учителя в сообществе FPV.
Это охватывает список деталей. Надеюсь, теперь у вас есть представление о деталях, которые вы хотите использовать, и мы можем приступить к созданию вашего дрона! Для этого не существует установленного правильного или неправильного порядка, однако я считаю, что мои сборки обычно начинаются с PDB и выходят наружу. Это позволяет систематически запускать все и запускать, давая вам место для простого подключения каждого провода, когда это необходимо.Если определенные компоненты не подходят к заказу, смело смешивайте их, это только ориентир!
Начнем собственно сборку …
Как собрать FPV Drone — шаг за шагом
Шаг 1: Сборка рамы
Самое первое, что нужно сделать, это собрать раму (или, по крайней мере, его нижняя часть). К сожалению, рамы часто поставляются в плоской упаковке в виде ряда деталей из углеродного волокна, что означает, что вам придется потрудиться, чтобы их подготовить! При этом обратите внимание на то, куда идут все пластины, и помните, где вы собираетесь установить компоненты и проложить провода.
Некоторым людям нравится шлифовать или наносить клей на края углеродного волокна, чтобы защитить края, однако это не обязательно для рамы хорошего качества.
Предупреждение! Слишком сильное затягивание винтов приведет к срыву головок винтов или внутренней резьбы любых алюминиевых деталей. Не прилагайте никаких усилий, кроме затягивания вручную!
Совет. Наши дроны на самом деле очень подвержены вибрациям, и некоторые винты могут откручиваться! Небольшой мазок фиксатора резьбы на каждом винте может предотвратить это!
Шаг 2: Установка PDB
Первый компонент, который мне нравится монтировать, — это PDB, причина этого в том, что все подключается к нему, и это центральный хаб для вашего дрона.Чтобы смонтировать PDB, вам нужно будет подумать о том, в каком направлении вы хотите его установить, основные соображения будут заключаться в том, где будет находиться ваша батарея, и если у вас есть универсальная плата, к которой вы хотите, чтобы ваш USB-разъем был лицо. Для установки PDB вы собираетесь использовать нейлоновые или резиновые стойки, которые обычно крепятся через раму и позволяют собирать стопку плат.
Совет — перед установкой PDB следует припаять разъем аккумулятора и залудить любые контактные площадки, это даст вам больше места для работы.
Предупреждение! Каркас из углеродного волокна проводит электричество, важно, чтобы вы располагали PDB подальше от него, чтобы никакие компоненты, контактные площадки или провода не могли соприкасаться с углеродным волокном. Это верно для всей электроники в вашей сборке.
Шаг 3: Установка двигателей
Следующим логическим шагом будет установка ваших двигателей. Если у вас есть двигатели по часовой стрелке и против часовой стрелки, вам нужно будет уделить пристальное внимание их порядку. На приведенной ниже диаграмме показана раскладка Quad X Betaflight, которая широко используется в большинстве современных программ.
Двигатели могут быть закреплены винтами, и, опять же, рекомендуется использовать фиксатор резьбы, а не затягивать их слишком сильно, поскольку здесь вы повредите сам двигатель.
Предупреждение! Иногда болты, поставляемые с двигателями, могут быть слишком длинными. Если болт может касаться обмотки, это вызовет короткое замыкание и повредит ваши компоненты. Обязательно проверьте это перед включением.
Шаг 4: Установка регуляторов скорости
Установив двигатели, мы можем установить PDB и начать все подсоединять.Если у вас четыре отдельных регулятора скорости, лучшее место для их установки — руки. Как и в случае с PDB, важно, чтобы ваши ESC не соприкасались с вашим фреймом. Лучший способ защититься от этого — держать ESC под термоусадочной изоляцией. Чтобы установить их, я использую двусторонний скотч, чтобы удерживать их на месте, а затем обматываю их изолентой после соединения.
Если вы выбрали регулятор «четыре в одном», вам не придется беспокоиться обо всем этом, просто установите его на раму, как описано для PDB!
Совет — доступны крышки регуляторов скорости, однако гораздо более дешевый вариант — взять старую лопасть винта и заклеить ее лентой.Это защитит ESC от существ, разорванных вашими опорами в случае аварии. (Я предпочитаю добавлять их в последнюю очередь, когда все протестирую!)
Шаг 5: Подключение ESC к двигателям
Установив ESC на место, пора приступать к пайке! В первую очередь я обращаюсь к двигателям. У каждого мотора есть три провода, которые нужно припаять к контактным площадкам ESC. В современных ESC порядок больше не имеет значения, так как мы можем изменить направление вращения двигателя с помощью программного обеспечения! Вот основная процедура, которой я люблю следовать:
1: Обрежьте и зачистите провода двигателя до нужной длины
Совет — Видите загиб в проводах моего мотора? Я предпочитаю оставлять слабину, так как при аварии можно потянуть за некоторые детали и повредить их.Увеличение длины проводов дает мне больше возможностей, если я решу пойти короче. Помните, что отрезать провода намного проще, чем удлинить их.
2: залудите контактные площадки регулятора скорости и концы мотора, это упростит и ускорит их пайку.
3: припаяйте каждое соединение по одному. Поднесите проволоку к подушке, быстро нагрейте и держите их неподвижными, пока они остынут.
4: Проверьте свои соединения, самое главное, убедитесь, что стыки не перекрываются и не соприкасаются, так как это вызовет короткое замыкание.Надеюсь, здесь у вас будут качественные блестящие стыки, а если не бойтесь переделывать их. Помните, что достаточно одного из этих суставов, чтобы ваш дрон упал с неба!
Эти же принципы будут использоваться для всех паяных соединений вашего дрона!
Шаг 6: Подключение ESC к PDB
Мы наполовину закончили с ESC! Следующим шагом будет их подключение к вашей PDB! Здесь используется тот же принцип, что и раньше, однако вы подключаете положительный (красный) и отрицательный (черный) провода к соответствующим контактным площадкам.Опять же, как и в случае с проводами двигателя, я предпочитаю оставлять небольшой провис, чтобы обезопасить вещи в случае аварии.
Предупреждение! В отличие от проводов двигателя, если они ошибаются, ваш квадроцикл загорится! Дважды проверьте все и не включайте питание, если не уверены в своей работе!
Еще один отличный справочник по пайке для новичков от Rotor Riot с участием единственного и неповторимого Чада Новака. В этом видео он подробно рассказывает об основах пайки регуляторов ESC на PDB, а также кое-что, на что следует обратить внимание! Паяльные жала
Шаг 7: Первый тест !!!
Теперь, когда наша система питания настроена, мы готовы к выполнению нашего первого теста.Я рекомендую проверять и тестировать как можно больше по двум причинам:
- Вы можете предотвратить возгорание всей вашей установки! Если, например, возникла проблема с подключением вашей PDB-проводки, по крайней мере, это не поджарит ваш полетный контроллер и всю систему FPV!
- Вы можете использовать эту информацию позже для поиска неисправностей в других компонентах. Устраняя возможные причины, мы можем гораздо быстрее решить будущие проблемы.
Первый тест, который я всегда рекомендую вам делать перед добавлением мощности, — это проверить наличие коротких замыканий с помощью мультиметра.Мы можем установить наш мультиметр в режим непрерывности, который будет издавать звук, если провода соприкасаются. Если мы проверим целостность положительного и отрицательного контактов на разъеме аккумулятора, мы не увидим его. Если мы слышим звуковой сигнал, это означает короткое замыкание, означающее, что что-то не так, и подключение батареи приведет к повреждению вас или дрона!
FPV Знай все Джошуа Бардуэлл создал для вас отличное видео, демонстрирующее, как выполнять эту проверку. На его канале есть более 1000 видеороликов с бесценной информацией, которые я предлагаю вам взглянуть, чтобы лучше понять все, что связано с FPV.Позже я буду ссылаться на еще несколько его видео.
Если вы прошли тест на непрерывность, теперь можете попробовать подключить аккумулятор. Надеюсь, вы услышите звуковой сигнал от каждого регулятора скорости и, возможно, увидите небольшое подергивание двигателей. Если есть какие-либо признаки дыма или пожара, немедленно отключите его от сети и осмотрите все проблемные участки.
Шаг 8: Монтаж системы FPV
Когда система питания готова, следующее, что нужно сделать, это настроить нашу систему FPV, то есть нашу камеру и видеопередатчик.
Предупреждение! Включение видеопередатчика без антенны СЖАРЕТ его. Подключите антенну сейчас, чтобы этого не случилось позже! Я всегда оставляю старые дипольные антенны на запасных передатчиках, чтобы не забыть.
Перед тем, как мы включим эти компоненты, рекомендуется сначала их смонтировать. Обычно камеры и видеопередатчики поставляются с разъемами для проводов, поэтому мы можем просто подключить их после сортировки или пайки. Надеюсь, на вашей раме будет отведенное место для крепления камеры, в противном случае вы можете использовать небольшой кронштейн, который поставляется с большинством камер.
Совет— Большинство камер поставляются с запасным футляром, взгляните на свою рамку и попробуйте решить, какой футляр подойдет лучше всего.
При установке камеры нужно учитывать ее угол. Как правило, чем круче угол, тем быстрее ваш дрон движется вперед, когда вы пытаетесь смотреть прямо перед собой. Для новичков я бы рекомендовал начальный угол камеры около 15 градусов. По мере продвижения вы можете увеличивать его и найти свою золотую середину.
Для установки видеопередатчика обычно требуется немного больше воображения.У большинства рамок нет очевидного места для их крепления, поэтому на самом деле все сводится к тому, где у вас есть место и с чем вам нужно работать. Я бы порекомендовал использовать кабельные стяжки или двусторонний скотч, чтобы закрепить его на верхней или нижней пластине рамы. Посмотрите это видео, как профессиональный пилот мистер Стил собирает свою верхнюю пластину для вдохновения. Я поделился им, начиная с момента времени VTX, но посмотрите с самого начала, если хотите увидеть всю его сборку.
Шаг 9: Подключение системы FPV
Лучший способ питания камеры и видеопередатчика — отключить PDB, так как это обеспечивает аккуратное подключение к полетному контроллеру, теперь самое время проверить спецификации для ваших компонентов, в частности напряжение входы.Например, 12 В или 5-19 В
Примечание — некоторые видеопередатчики на самом деле имеют выходы питания для питания камер, в этом случае вы можете использовать это для более чистой компоновки!
И камера, и видеопередатчик должны иметь два провода для питания положительного и отрицательного полюсов. Ваш PDB должен иметь несколько низковольтных площадок, таких как 5 В или 12 В, которые вы, надеюсь, выбрали для соответствия другим вашим компонентам! Вы должны подключить положительный (красный) и отрицательный (черный) провода к соответствующим контактным площадкам. Два провода могут использовать одну и ту же площадку, поэтому они будут работать параллельно.
Примечание. Если вы используете автономное экранное меню любого типа, на полетном контроллере / PDB заземляющие соединения будут иметь обозначенные места для заземляющих соединений. Вы должны всегда использовать их, чтобы предотвратить влияние шума на видеосигнал.
Последнее, что нужно сделать, это подключить видеосигнал. Этот провод (обычно желтый) должен выходить из видеовыхода камеры и напрямую подключаться к видеовходу видеопередатчика. Для сигнальных проводов вам не нужно беспокоиться о напряжении и вы можете соединить два провода вместе.
Шаг 10: Тестирование системы FPV
Совет. Как и в случае с системой питания, перед включением питания используйте мультиметр, чтобы проверить исправность всех соединений и отсутствие коротких замыканий!
Теперь мы можем протестировать систему FPV! Еще раз убедитесь, что ваша видео антенна подключена! Я больше не могу этого подчеркивать, вас предупредили! Подключите аккумулятор, и на видеопередатчике должны загореться какие-то светодиоды.Теперь вы можете использовать свои очки и настроить оба на один и тот же канал с помощью соответствующих элементов управления. Каналы обозначаются буквой, а затем цифрой, например R4. Буква описывает, на каком диапазоне вы находитесь, а цифра описывает сам канал. На данный момент важно только то, что у нас есть совпадающие каналы и чтобы ваша картинка была красивой и четкой. Если это не так, вам, возможно, придется вернуться и проверить проводку.
Надеюсь, все работает, и вы можете использовать это как возможность сфокусировать камеру, повернув объектив и используя гайку, чтобы зафиксировать ее в нужном положении.Разместите дрон на расстоянии 2-3 м от таблицы фокусировки, подобной приведенной ниже, при повороте объектива ищите точку, в которой можно различить линии, наиболее близкие к центру.
Шаг 11: Установка и включение приемника
Теперь нам нужно смонтировать и запитать наш приемник. Обычно они работают от 5 В (кроме Spektrum) и подключаются к положительной клемме 5 В и заземлению на вашей PDB. Затем у нас будет сигнальный провод, который мы позже отправим на полетный контроллер, если ваш приемник поддерживает телеметрию, у вас может быть другой провод для этого.
Вы заметите, что у вашего приемника один или два антенных провода выходят с одного конца. Их размещение имеет решающее значение для обеспечения хорошего сигнала, и чтобы ваш квадрокоптер не потерял сигнал и не упал с неба (отказоустойчивый). Идеальное размещение двух антенн — под углом 90 градусов друг к другу в форме буквы V, вы должны стремиться держать их концы как можно дальше от углерода, чтобы предотвратить их блокировку.
Мне нравится монтировать мою, либо выступая из рук, либо прямо сзади.Идеальный способ их установки — это закрепить кабельную стяжку в желаемом положении и поместить антенну в термоусадочную пленку для защиты.
Предварительная термоусадка
Последний шаг — привязать ваш приемник. Это можно сделать в любое время, однако у некоторых приемников есть специальная кнопка привязки, к которой впоследствии может быть трудно получить доступ. У разных передатчиков разные методы привязки, однако все они обычно включают включение при нажатой кнопке и сам передатчик в режиме привязки.За подробностями обращайтесь к руководству по эксплуатации вашего передатчика!
Предупреждение! — Один из самых важных шагов — настроить отказоустойчивость. Это не дает дрону улететь, если он отсоединяется от пульта дистанционного управления, и может помешать ему причинить вред вам или другим людям. Они будут различаться в зависимости от различных комбинаций передатчика / приемника.
Некоторым передатчикам нужно больше настраивать, чем другим! Это видео показывает, как Джошуа Бардвелл настраивает все в своем специальном выпуске Taranis. Как настроить FrSky Taranis и конфигурацию Betaflight / Cleanflight
Шаг 12: Подключение полетного контроллера
Последний компонент, который необходимо установить, — это полетный контроллер! Это мозг вашего дрона, и мы будем подключать сюда почти все наши сигнальные провода. Самая сложная часть подключения полетного контроллера — это знать, что куда идет, поскольку все полетные контроллеры имеют немного разную компоновку. Первое, что я предлагаю вам сделать, это поискать схему распиновки вашей платы , она должна выглядеть примерно так:
Некоторые производители, такие как Matek, даже начали предоставлять пользователям полные схемы соединений , такие как приведенная ниже. Это показывает, какие именно контактные площадки вы хотите припаять, что значительно упростит вам задачу. .Обратите внимание, что все красный и черный провода питания мы уже припаяли! Следующая диаграмма относится к платам, которые я использую, однако она немного уникальна, поскольку есть ленточный кабель, соединяющий PDB с полетным контроллером.
Обычно вам нужно подключить следующие провода к соответствующим контактным площадкам:
Power — Как и для всех других компонентов, которые нам нужны для их питания, почти всем полетным контроллерам требуется 5 В, однако у некоторых есть собственный регулятор, и они будут работать без напряжения. напряжение батареи.Вам нужно будет проверить, какой ввод требует для этого ваш полетный контроллер.
Vbat — Если ваш полетный контроллер работает от 5 В, ему все равно потребуется считывать напряжение основной батареи, если вы хотите использовать такие функции, как экранное меню или звуковой сигнал. У вас часто будет положительный и отрицательный провод для подключения к Vbat и заземляющим контактам.
Двигатели — Каждый из четырех двигателей будет иметь один сигнальный провод (обычно белый) и один круглый провод (черный). См. Схему расположения двигателя для заказа!
Приемник — У вас будет один проводной сигнал для подключения либо к порту UART RX, либо к выделенному порту SBUS и т. Д.У вас также может быть телеметрический провод, который будет подключаться к другому UART TX!
OSD — Если у вас есть OSD, у вас будут разъемы для видеовхода и видеовыхода, а затем заземления для обоих сигналов. Если вам нужно чистое видео, важно использовать эти основания как для камеры, так и для видеопередатчика.
Некоторые дополнения, которые вы также можете включить, могут быть:
Зуммер — это средство для поиска потерянного дрона при аварии или предупреждения о низком уровне заряда батареи. В полетных контроллерах обычно есть кнопки зуммера + и -.
Светодиоды — Вы можете запускать на своем дроне все виды светодиодов со всевозможными узорами, которые отлично подходят для выделения вашего дрона во время гонок. Светодиодные ленты обычно получают питание от любых + и — 5В контактных площадок с сигнальным проводом, подключенным к полетному контроллеру. Как и в случае с большинством компонентов, я бы порекомендовал отключать ваши светодиоды от PDB, если это возможно.
Прежде чем что-либо делать, подумайте о своей сборке и спланируйте, что вы хотите подключить и где. Затем вы можете начать обрезать провода до нужной длины и проложить любой под полетным контроллером.Как только вы будете удовлетворены, вы можете установить полетный контроллер на свой стек, используя нейлоновые стойки, при этом убедитесь, что у вас есть порт USB на одной стороне для легкого доступа в дальнейшем.
Совет — вы можете использовать резиновые стойки или уплотнительные кольца для «мягкой установки» вашего полетного контроллера! Это гасит некоторые вибрации, считываемые гироскопом, обеспечивая более плавный полет.
Возможно, вы заметили, что на дроне есть какая-то стрела или шеврон, который используется для обозначения передней части дрона.К счастью, с помощью программного обеспечения направление движения дрона можно установить, поэтому я бы рекомендовал установить доску под углом, который лучше всего подходит для вашей установки.
Вот изображение, на котором мой полетный контроллер полностью смонтирован. Обратите внимание на то, как USB находится сбоку, а все необходимые провода по возможности проложены под платой. Причина в том, чтобы защитить провода от затягивания ремешком аккумулятора, который плотно прилегает к моей раме. Мои провода двигателя скрыты на этом виде, но на самом деле они подключаются к PDB через ленточный кабель.
Полностью смонтированный полетный контроллер
К настоящему времени вы должны быть хорошо знакомы с Джошуа Бардвеллом и, конечно же, у него есть целая серия информативных видео по подключению полетных контроллеров, которые вам действительно стоит посмотреть! Ваша компоновка, вероятно, будет отличаться от моей, поэтому лучше всего научиться понимать распиновку и подключить любой полетный контроллер в соответствии с вашими требованиями. Подключение полетного контроллера для начинающих
Шаг 13: Завершение сборки
Если вы дошли до этого места, ПОЗДРАВЛЯЕМ! Вы проделали всю тяжелую работу, и ваша сборка составляет 99%! Последними штрихами станут такие мелочи, как , такие как завершение рамы, термоусадка или заклеивание лентой любых дополнительных компонентов и установка крепления для камеры .В некоторых сборках вы можете сохранить этот шаг, пока не завершите настройку программного обеспечения, на случай, если к некоторым компонентам будет трудно получить доступ.
Совет— Как и в случае со всеми другими компонентами, вы должны воспользоваться этой возможностью, чтобы использовать мультиметр и проверить на предмет каких-либо коротких замыканий перед включением полетного контроллера.
Предупреждение! Мы еще не готовы надеть реквизит, мы хотим проверить, все ли работает, на случай, если что-то пойдет не так. Реквизит — это последнее, что нужно устанавливать, если вы на 100% уверены во всем остальном.
Шаг 14: Конфигурация программного обеспечения
Конфигурация программного обеспечения сама по себе огромная статья, требующая огромного количества усилий в зависимости от ваших компонентов и предпочтений, которые будут отличаться почти для каждой сборки. Все, что я могу порекомендовать, — это базовый контрольный список , который нужно установить, пока мы не завершим полную статью . Убедитесь, что вы установили конфигуратор программного обеспечения, например Betaflight , на свой компьютер и подключитесь к дрону через USB-кабель (вам может потребоваться установить соответствующие драйверы для вашего полетного контроллера)
- Прошивка прошивки — просто подобно тому, как компьютер работает под управлением Windows, OSX или Linux, полетный контроллер работает с разными версиями программного обеспечения.При настройке нового полетного контроллера всегда лучше обновлять до последней версии выбранной вами прошивки. Часто это делается из главного экрана конфигуратора.
- Настройте свои периферийные устройства — Когда вы подключили наш полетный контроллер, вы можете подключить вещи к одному из соединений UART, ваш приемник будет подключен к одному из них, который был помечен как SBUS. Нам нужно настроить эти порты, чтобы сообщить полетному контроллеру, с чем он взаимодействует.
- Конфигурация дрона — Мы хотим сообщить дрону, под каким углом установлен полетный контроллер, какой приемник мы используем, как разговаривать с ESC и установить различные ограничения, такие как минимальный дроссель. Здесь много всего, что будет лучше объяснено в следующем видео.
- Настройте режимы полета — Эти режимы необходимо назначить переключателям на передатчике. Новичку я бы порекомендовал установить переключатель Arm, а затем отдельный переключатель для автоматического уровня и режима acro.Дополнительные переключатели могут использоваться для таких функций, как зуммеры.
- Установите свои ставки — Ставки определяют, насколько чувствительны ваши стики передатчика, для новичков я бы рекомендовал оставить их по умолчанию и регулировать по мере роста вашей уверенности.
Конечно, я не мог не упустить возможность поделиться с вами еще одним видео Джошуа Бардвелла! Здесь он запускает полную установку Betaflight 4.1, показывая вам каждый шаг, который вы можете предпринять.
Шаг 15: Заключительный тест
Совет. Как и в случае с системой питания, перед включением питания используйте мультиметр, чтобы проверить исправность всех соединений и отсутствие коротких замыканий!
Настроив программное обеспечение, мы готовы к финальному тесту! К этому моменту подошли часы вашего времени, и легко возбудиться.
Предупреждение! Это тесты, в которых мы собираемся начать раскручивать двигатели, и все может случиться. Убедитесь, что у вас нет пропеллеров на дроне ни при каких обстоятельствах!
В конфигураторе потребуется протестировать следующие вещи:
Тест 1 — Ориентация полетного контроллера.
Нам нужно убедиться, что программное обеспечение знает, где находится передняя часть дрона, мы должны настроить это раньше, но нужно проверить правильность. В конфигураторе вы должны увидеть 3D-модель дрона, при наклоне дрона модель должна обновляться в реальном времени.Убедитесь, что он вращается в правильном направлении для крена, тангажа рыскания.
Тест 2 — Каналы приемника
Нам нужно убедиться, что наш полетный контроллер правильно разговаривает с нашим приемником, для этого вам нужно будет подключить батарею. С питанием от дрона вы должны иметь возможность просматривать любые входы джойстика на вкладке приемника, одновременно проверяя, соответствуют ли переключатели вашим предполагаемым режимам полета. Если это не работает должным образом, это может быть связано с настройками на вашем пульте дистанционного управления.
Тест 3 — Вращение двигателя
Вот где ваш дрон начнет оживать! Пока батарея все еще находится в голове, перейдите на вкладку двигателей и щелкните поле, чтобы подтвердить, что вы сняли все свои пропеллеры! У каждого двигателя должен быть ползунок, который теперь можно использовать для питания каждого двигателя.
Вы должны двигать его немного вверх, чтобы убедиться, что правильный двигатель вращается для каждого канала и что двигатели вращаются в правильном направлении. Если они ведут себя некорректно, вам нужно будет их изменить. Обратитесь к схеме двигателя вашего программного обеспечения для правильного порядка.
Тест 4 — Постановка на охрану
Мы готовы проверить, что дрон вооружен и что вы можете управлять моторами с помощью пульта дистанционного управления! Подключите аккумулятор, включите передатчик и попробуйте щелкнуть переключателем на руке.Теперь вы можете попробовать переместить палочки, и, надеюсь, моторы начнут двигаться! Убедитесь, что ваш выключатель снятия с охраны работает, так как вам может понадобиться его использовать в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Если вы не можете поставить дрон на вооружение, вот несколько возможных причин.
Test 5 — Failsafe
Теперь мы хотим проверить, что дрон отключится, если мы потеряем радиосигнал. Если вы не настроили его правильно, вы рискуете либо улететь, либо дрон нанесет некоторые повреждения, если пульт не будет включен.Чтобы проверить отказоустойчивость дрон и увеличить дроссельную заслонку. Когда моторы вращаются, выключите пульт и посмотрите, что произойдет, мы надеемся, что дрон отключится в течение секунды.
Тест 6 — Все остальное!
Теперь, когда все важные вещи работают, вы можете протестировать все остальное, например экранное меню, звуковой сигнал или телеметрию, чтобы убедиться, что все на 100% перед вашим первым полетом.
Test 7 — The Test Hover
Если вы прошли все эти тесты, значит, вы сделали это! Вы готовы к своему первому тесту наведения! Теперь вы можете прикрепить пропеллеры и отправиться на открытую площадку, где никто не сможет проверить, летает ли он! Следует отметить, что пропеллеры бывают по часовой стрелке и против часовой стрелки.
При установке убедитесь, что вы правильно устанавливаете их! Эта диаграмма от hobbyrc это хорошо показывает, убедитесь, что ваши реквизиты надеты хорошо и плотно.
Разместите дрон подальше от себя, включите, осторожно увеличьте газ и попытайтесь парить на высоте нескольких футов над землей. Будьте готовы снять с охраны или уронить дроссельную заслонку, если она выскочит. Если что-то пойдет не так, обратитесь к этому видео: Квадрокоптер переворачивается на взлете: решено
ПОЗДРАВЛЯЕМ! — Вы сделали это!
Если вы зашли так далеко и закончили эту часть Как создать руководство для дрона, вы сделали это! Создание вашего первого дрона — большой подвиг, у вас было много информации, и вы, вероятно, столкнулись с кучей проблем на своем пути. В результате получился дрон, адаптированный под ваши требования, которым вы можете гордиться. Еще лучше, если что-то пойдет не так или сломается, вы точно будете знать, как это исправить! Будьте осторожны во время полета и берегите его, нет ничего хуже, чем видеть, как ваша гордость и радость разбиваются на сотни крошечных кусочков!
Спасибо, что остались со мной, вы уже прочитали достаточно и, должно быть, взволнованы. Зарядите батарейки и летите! Однако будьте осторожны, строительство и полеты дронов — это увлекательное хобби. Вам всегда захочется еще одного! Надеюсь увидеть вас в ближайшее время.Наслаждаться!
Если вы хотите построить дрон из тех же частей, что и у меня, ссылку на полную установку можно найти здесь.
Полное руководство по экранным меню FPV + 7 лучших экранных меню в 2021 году — Transcend FPV
Полеты и гонки на дронах FPV — это растущий вид спорта, коммерциализируемый несколькими гоночными лигами и ассоциациями БПЛА.
Термин относится к дронам, которые явно оснащены камерой вида от первого лица, а не камерой для съемки.
Однако многие пилоты, особенно неопытные, могут потерять и повредить свое судно или некоторые его компоненты. Например, чрезмерная разрядка LiPo-аккумулятора может привести к необратимому повреждению аккумулятора.
Вот в чем дело:
Без GPS посадка устройства в высокую траву иногда может означать безвозвратную потерю устройства. Всего этого можно избежать, отслеживая различные полетные данные с помощью экранного дисплея.
Экранное менюявляется отличным дополнением к полету на мультироторном режиме FPV, и в этой статье мы расскажем о его основах и преимуществах.Мы также расскажем, как подключить OSD к вашему дрону FPV, и несколько OSD, о которых стоит упомянуть.
Описание
iFlight SucceX-E F4 MPU6000 Контроллер полета GPS F4 FC Встроенный OSD Датчик тока BEC Черный ящик для FPV Racing Drone Quadcopter
Контроллер полета OSD HobbyKing EMAX Skyline32 Plus (Acro)
FPVDrone Модуль MinimOSD для записи видео на экран для APM2.6 APM2.8 Pixhawk PX4 Контроллер полета
Контроллер полета BrainFPV Radix (настраиваемое графическое экранное меню, барометрическое отображение, штабелирование)
OSD
Описание
iFlight SucceX-E F4 MPU6000 Контроллер полета GPS F4 FC Встроенный OSD Датчик тока BEC Черный ящик для FPV Racing Drone Quadcopter
OSD
Описание
Контроллер полета OSD HobbyKing EMAX Skyline32 Plus (Acro)
OSD
Описание
FPVDrone Модуль MinimOSD для записи видео на экран для APM2.6 APM2.8 Pixhawk PX4 Контроллер полета
OSD
Описание
Контроллер полета BrainFPV Radix (настраиваемое графическое экранное меню, барометрическое отображение, штабелирование)
Что такое OSD?
Большинство людей сталкивались с той или иной формой экранного дисплея, обычно на телевизоре или мониторе компьютера.Это экранная панель управления, которая позволяет вам выбирать параметры, настройки и корректировки, такие как яркость, контрастность и т. Д.
Однако для дронов FPV экранный дисплей имеет несколько иное значение. В данном случае функция OSD — наложить информацию о полете на ваш видеопоток FPV.
Позволяет отслеживать состояние аккумулятора, качество радиосигнала и координаты GPS в режиме реального времени.
Это делает его важным для полета FPV, и почти нет причин исключать эту полезную функцию из вашей настройки FPV.
Это необходимо для полетов в режиме FPV?
Если вы любитель или профессиональный пилот FPV, использование экранного дисплея — это то, от чего вы можете получить значительную пользу. Однако для полета в режиме FPV экранное меню не требуется.
Тем не менее, знание заряда аккумулятора, высоты, расстояния и GPS-координат вашего корабля делает ваш полет более безопасным. Рекомендуется оснастить дрон как минимум простым экранным меню, отображающим напряжение батареи.
Индикаторы, такие как сигнал о низком заряде батареи, тем труднее слышать, чем дальше вы улетаете.Такие данные, как уровень заряда аккумулятора и данные GPS, могут помочь вам либо безопасно приземлиться, либо вернуть его в зону взлета. Таким образом вы сможете избежать повреждения или потери мультикоптера.
Какие данные могут отображаться в экранном меню?
Вы можете выбрать, какие полетные данные должны отображаться на ваших FPV-очках или мониторе, например, состояние батареи, ток, местоположение, расстояние, высота и т. Д.
Вот некоторые вещи, которые можно просматривать в экранном меню:
- Напряжение батареи — это самая основная и важная функция экранного дисплея, и почти все экранные меню поддерживают считывание напряжения батареи.Литий-полимерные батареи, подобные тем, которые используются в БПЛА, страдают от падения напряжения в сочетании с высокой дроссельной заслонкой. Помните, что глубокая разрядка или чрезмерная разрядка могут необратимо повредить аккумулятор. Показания напряжения батареи напоминают пилоту о необходимости приземлиться, прежде чем батарея разрядится.
- RSSI — RSSI обозначает индикацию уровня принимаемого сигнала и измеряет качество радиосигнала между RC-передатчиком и приемником. Это измерение очень важно, и обычно оно отображается в экранном меню в процентах.Чем дальше вы улетаете, сигнал ослабевает, но с этой информацией вы будете знать, когда вам следует лететь обратно.
- Flight Mode — Эти данные показывают текущий режим полета вашего квадрокоптера. Это полезно, если вы часто переключаетесь между режимами полета, чтобы не запутаться в том, в каком режиме вы сейчас летите.
- GPS — Функция GPS необходима, поскольку вы получаете больше, чем просто координаты вашего дрона. Экранные меню могут отображать такие данные, как высота, путевая скорость, расстояние от точки взлета и направление домой.Для тех, кто менее знаком с этим термином, «домашнее направление» означает графическое указание направления, из которого вы должны улететь. Эта функция полезна, если вы потеряете ориентацию.
- Ток — с его помощью вы сможете отслеживать, сколько тока потребляет литий-полимерный аккумулятор, а также общий ток, потребляемый во время полета. При правильно настроенном и откалиброванном измерителе тока это показание может работать как индикатор для определения оставшегося заряда батареи.
- Искусственный горизонт — Это виртуальный горизонт, который обычно отображается в виде линии в центре экрана, чтобы помочь вам сбалансировать.
- Таймер — В зависимости от того, какой тип экранного меню вы используете, это может отображаться как «время полета» или «вовремя». «Время полета» отсчитывается со секунды включения квадрокоптера, а «время включения» отсчитывается с момента включения квадрокоптера.
- Предупреждения — Некоторые экранные меню позволяют настраивать сигналы тревоги и предупреждения при достижении определенных критических значений.Это может быть использовано, среди прочего, для предупреждения вас о низком напряжении батареи или низком RSSI.
Типы экранных меню
Конечно, есть разные типы экранных дисплеев.
Типы подключения определяют типы блока экранного меню. Существует несколько типов OSD, включая автономное OSD, зависимое, гибридное и т. Д.
Внешнее экранное меню
Этот тип экранного дисплея не взаимодействует с FC (полетным контроллером).На самом деле он подключен между камерой FPV и видеопередатчиком.
Это автономный компонент, который можно напрямую подключить к GPS и другим датчикам. Но только если модель OSD совместима с такими показаниями.
Подключить внешний автономный блок OSD довольно просто, хотя может потребоваться пайка. Вы подключаете его между камерой и видеопередатчиком через последовательное соединение по «сигнальному» проводу.
Затем подключите устройство к батарее вместе с остальными компонентами.
На большинстве автономных экранных меню есть контакты для облегчения подключения. Однако, если у вашей предпочтительной модели нет контактов разъема, вы всегда можете спаять компоненты вместе.
ФК зависимые ОРВ
Эти модели полагаются на данные, предоставляемые полетным контроллером, которые обычно передаются через порт RX / TX.
В отличие от автономных систем OSD, где данные датчиков не передаются FC, этот тип использует данные датчиков FC для помощи в полете. В этом случае OSD ничего не делает само по себе, кроме наложения текста на экран.
КонтроллерыBetaflight часто поставляются со встроенным чипом OSD, что значительно упрощает подключение. Отлично, если вы любите технологии Betaflight, так как они избавляют вас от перепрошивки проводов и прошивки.
Гибридное OSD
Hybrid OSD — это компоненты, которые могут использоваться как автономное устройство или зависимое от FC. Подключение экранного меню к контроллеру полета дает вам более широкий диапазон полетных данных, отображение напряжения, режима полета, данных GPS, высоты и т. Д.
Однако вы можете использовать его как автономное экранное меню, и в этом случае оно отображает только напряжение батареи и качество RSSI.
Для подключения гибридной микросхемы OSD требуется немного навыков пайки. Показания напряжения батареи вместе с RSSI измеряются прямо на экранном меню.
Однако их также можно подключить к FC и пропустить данные через последовательный порт. Подключение модуля GPS к FC позволяет экранному меню отображать координаты, взлетную дистанцию, направление домой и т. Д.
Экранное меню FPV, интегрированное в камеру
Это более простые типы экранных меню, поскольку они могут отображать только напряжение батареи и таймер.
Лучшие OSD для FPV (экранные дисплеи)
Стоит отметить, что некоторые производители выпускают отличные компоненты OSD. Эти компоненты выделяются своим качеством и функциями и являются одними из лучших в своей категории.
1: Betaflight OSD
OSD Betaflight — это интегрированный компонент и функция полетных контроллеров Betaflight. Поскольку микросхема OSD интегрирована в схему FC, проводка не требуется.
Кроме того, он настраивается через графический интерфейс Betaflight, что исключает необходимость участия стороннего программного обеспечения и обновления прошивки.
Имейте в виду, что не все FC со встроенным OSD поддерживают Betaflight OSD. Некоторые из них требуют использования стороннего программного обеспечения OSD. Но если ваш FC имеет встроенное экранное меню BF, вы можете напрямую подключить к нему камеру и видеопередатчик вместе с другими компонентами.
2: Hobbyking E-OSD
Эта часть рекомендуется всем, кто ищет простое, но полезное экранное меню. Он отображает только уровень напряжения и таймер, поэтому это не самый подходящий компонент, если вы хотите, чтобы отображались данные GPS.
Тем не менее, его можно взломать, и, перепрошив его специальной прошивкой, вы можете отображать данные RSSI с входом вторичной батареи.
3: SuperSimple OSD
Как следует из названия, подключить и настроить это экранное меню довольно просто, и компонент работает достаточно хорошо. Это одно из простых экранных меню с рейтингом до 4S, хотя у него есть проблемы с точностью, в отличие от E-OSD, которое оценивается только до 3S.
Его возможности ограничиваются отображением только уровня заряда батареи и таймера.
4: экранное меню Skylark
Это автономная система экранного меню GPS, отображающая данные GPS, ток, напряжение батареи, таймер и т. Д. Это замечательно, если вы ищете систему отображения на экране, которая может отображать данные GPS без подключения к FC.
Skylark OSD поставляется с модулем GPS, а также датчиком тока и выполняет поиск спутников GPS за считанные секунды.
Объединение всех этих функций в единую систему экранного меню делает этот компонент немного громоздким для небольших моделей дронов.Возможно, вам будет сложно втиснуть этот компонент в микро- или нано-дрон.
5: MinimOSD
MinimOSD — мощный компонент, способный конкурировать со встроенным OSD Betaflight. Его можно использовать на многих различных FC, если установлена правильная прошивка.
Он совместим с Naze32, CC3D, Multiwii, PixHawk и APM и может отображать любую информацию о рейсе, если она доступна.
Несмотря на то, что MinimOSD более сложен в настройке, чем стандартные автономные OSD, работающие по принципу plug-n-play, он предлагает многое.Кроме того, экранный дисплей можно настраивать, что добавляет еще больше к общему удобству.
6: MinimOSD Micro
Это уменьшенная и облегченная версия стандартного MinimOSD. Примерно на 1/3 меньше и легче, он по-прежнему предлагает все возможности своего полноразмерного предшественника.
Производитель исключил редко используемый регулятор напряжения от 12 В до 5 В, который имел проблемы с перегревом при питании от 12 В.
Программирование и прошивка Micro могут быть выполнены с помощью Arduino.Подключение требует определенных технических навыков, но в Интернете можно найти множество руководств, как это сделать.
7: BrainFPV
BrainFPV, также известный как Brain, — это новый полетный контроллер, предназначенный для полетов в режиме FPV.
Производитель потратил много времени на установку внушительного количества компонентов, встроенных в популярный 36×36 мм.
В результате получается полноэкранный дисплей с информацией о полете, картами с путевыми точками и т. Д.
The Brain оснащен стандартным гироскопическим датчиком, акселерометром, магнитометром и барометром, данные которого отображаются в полноэкранном, полностью настраиваемом и настраиваемом экранном меню.
Настоятельно рекомендуется использовать эту плату, поскольку она предлагает множество функций, избавляя вас от большого количества проводов и сохраняя простоту сборки.
Он также запускает программное обеспечение с открытым исходным кодом, и вы можете летать практически на чем угодно с доской BrainFPV на нескольких типах самолетов.
Последние мысли
Независимо от того, являетесь ли вы пилотом дрона-любителем или профессиональным пилотом, использование данных из экранного меню может улучшить ваши летные характеристики.
Использование экранного дисплея может сделать ваши полеты проще и безопаснее.
Имейте в виду, что тип и количество функций во многом определяют стоимость. Тем не менее, вы также должны отметить, что отличная система отображения на экране со временем окупается.
Данные, отображаемые в экранном меню, зависят от типа модели, а также от типа используемого FC. Более простые экранные дисплеи показывают меньше деталей, таких как напряжение батареи и таймер.
Более сложные экранные дисплеи поддерживают больше показаний датчиков и, в свою очередь, могут отображать больше показаний и подробностей.
Для пилотов-любителей или тех, кто плохо знаком с миром FPV-дронов, выбор более простого устройства может быть выгодным. Большинство начинающих пилотов могут выбрать такой продукт, как SuperSimple OSD, поскольку он обеспечивает простоту подключения, хорошую точность и меньшее количество функций.
Более профессиональные пилоты дронов и гонщики FPV получат большую выгоду от более сложных модулей OSD, таких как SkylarkOSD или BrainFPV. Хотя эти конкретные устройства относятся к совершенно другому типу, они предлагают значительное количество функций, показаний и более высокий уровень настраиваемости.
Как пилот, вы должны стремиться сделать свой полет FPV более безопасным и приятным. Хорошая система OSD может помочь вам в этом, поэтому вам следует выбрать модель, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям в полете.
Описание
iFlight SucceX-E F4 MPU6000 Контроллер полета GPS F4 FC Встроенный OSD Датчик тока BEC Черный ящик для FPV Racing Drone Quadcopter
Контроллер полета OSD HobbyKing EMAX Skyline32 Plus (Acro)
FPVDrone Модуль MinimOSD для записи видео на экран для APM2.6 APM2.8 Pixhawk PX4 Контроллер полета
Контроллер полета BrainFPV Radix (настраиваемое графическое экранное меню, барометрическое отображение, штабелирование)
OSD
Описание
iFlight SucceX-E F4 MPU6000 Контроллер полета GPS F4 FC Встроенный OSD Датчик тока BEC Черный ящик для FPV Racing Drone Quadcopter
OSD
Описание
Контроллер полета OSD HobbyKing EMAX Skyline32 Plus (Acro)
OSD
Описание
FPVDrone Модуль MinimOSD для записи видео на экран для APM2.6 APM2.8 Pixhawk PX4 Контроллер полета
OSD
Описание
Контроллер полета BrainFPV Radix (настраиваемое графическое экранное меню, барометрическое отображение, штабелирование)
Вот еще кое-что, что вы можете прочитать:
Спасибо, что присоединились к команде Transcend!
SoundStation VTX1000 Руководство пользователя
% PDF-1.6 % 4153 0 объект > / OCGs [4175 0 R 4176 0 R 4177 0 R 4178 0 R 4179 0 R 4180 0 R 4181 0 R 4182 0 R 4183 0 R 4184 0 R 4185 0 R 4186 0 R 4187 0 R 4188 0 R 4189 0 R 4190 0 R 4191 0 R 4192 0 R 4193 0 R 4194 0 R 4195 0 R 4196 0 R 4197 0 R 4198 0 R 4199 0 R 4200 0 R 4201 0 R 4202 0 R 4203 0 R 4204 0 R 4205 0 R 4206 0 R 4207 0 R 4208 0 R 4209 0 R 4210 0 R 4211 0 R 4212 0 R 4213 0 R 4214 0 R 4215 0 R 4216 0 R 4217 0 R 4218 0 R 4219 0 R 4220 0 R 4221 0 R 4222 0 R 4223 0 R 4224 0 R 4225 0 R 4226 0 R 4227 0 R 4228 0 R 4229 0 R 4230 0 R 4231 0 R 4232 0 R 4233 0 R 4234 0 R 4235 0 R 4236 0 R 4237 0 R 4238 0 R 4239 0 R 4240 0 R 4241 0 R 4242 0 R 4243 0 R 4244 0 R 4245 0 R 4246 0 R 4247 0 R 4248 0 R 4249 0 R 4250 0 R 4251 0 R 4252 0 R 4253 0 R 4254 0 R 4255 0 R 4256 0 R 4257 0 R 4258 0 R 4259 0 R 4260 0 R 4261 0 R 4262 0 R 4263 0 R 4264 0 R 4265 0 R 4266 0 R 4267 0 R 4268 0 R 4269 0 R] >> / Контуры 745 0 R / Страницы 4141 0 R / StructTreeRoot 749 0 R / Тип / Каталог / Просмотрщик Настройки >>> эндобдж 4173 0 объект > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 4288 0 объект > поток
% PDF-1.4 % 489 0 объект > эндобдж xref 489 172 0000000016 00000 н. 0000005447 00000 н. 0000005730 00000 н. 0000005859 00000 н. 0000005917 00000 н. 0000006260 00000 н. 0000006511 00000 н. 0000006671 00000 н. 0000006817 00000 н. 0000006976 00000 п. 0000007121 00000 н. 0000007600 00000 н. 0000007744 00000 н. 0000008304 00000 н. 0000008448 00000 н. 0000009059 00000 н. 0000009205 00000 н. 0000009784 00000 н. 0000009929 00000 н. 0000010543 00000 п. 0000010689 00000 п. 0000011249 00000 п. 0000011395 00000 п. 0000012019 00000 п. 0000012164 00000 п. 0000012774 00000 п. 0000012919 00000 п. 0000013467 00000 п. 0000013612 00000 п. 0000014170 00000 п. 0000014314 00000 п. 0000014836 00000 п. 0000014980 00000 п. 0000015600 00000 п. 0000015746 00000 п. 0000016243 00000 п. 0000016389 00000 п. 0000017015 00000 п. 0000017159 00000 п. 0000017811 00000 п. 0000017955 00000 п. 0000018523 00000 п. 0000018669 00000 п. 0000019193 00000 п. 0000019339 00000 п. 0000019961 00000 п. 0000020107 00000 п. 0000020653 00000 п. 0000020799 00000 н. 0000021337 00000 п. 0000021483 00000 п. 0000022129 00000 п. 0000022275 00000 п. 0000022963 00000 п. 0000023109 00000 п. 0000023604 00000 п. 0000023750 00000 п. 0000023910 00000 п. 0000024054 00000 п. 0000024214 00000 п. 0000024358 00000 п. 0000024517 00000 п. 0000024660 00000 п. 0000024819 00000 п. 0000024965 00000 п. 0000025258 00000 п. 0000025816 00000 п. 0000027009 00000 н. 0000027264 00000 н. 0000027375 00000 п. 0000027412 00000 п. 0000028602 00000 п. 0000028741 00000 п. 0000028851 00000 п. 0000030035 00000 п. 0000030563 00000 п. 0000030815 00000 п. 0000030906 00000 п. 0000033354 00000 п. 0000033583 00000 п. 0000034717 00000 п. 0000035093 00000 п. 0000035553 00000 п. 0000035734 00000 п. 0000037988 00000 п. 0000040237 00000 п. 0000040328 00000 п. 0000040590 00000 п. 0000041144 00000 п. 0000042331 00000 п. 0000043522 00000 п. 0000043776 00000 п. 0000044307 00000 п. 0000046810 00000 п. 0000049609 00000 п. 0000052151 00000 п. 0000054688 00000 п. 0000057341 00000 п. 0000059991 00000 п. 0000060061 00000 п. 0000202961 00000 н. 0000224962 00000 н. 0000247282 00000 н. 0000268689 00000 н. 0000289294 00000 н. 0000289550 00000 н. 0000289999 00000 н. 00002
00000 н. 0000353593 00000 н. 0000353860 00000 н. 0000354037 00000 н. 0000354064 00000 н. 0000354482 00000 н. 0000375344 00000 н. 0000375598 00000 н. 0000375993 00000 н. 0000382636 00000 н. 0000382675 00000 н. 0000387215 00000 н. 0000387254 00000 н. 0000387348 00000 п. 0000387437 00000 н. 0000387571 00000 н. 0000409575 00000 н. 0000409838 00000 н. 0000410315 00000 н. 0000411512 00000 н. 0000416378 00000 н. 0000416417 00000 н. 0000416585 00000 н. 0000426995 00000 н. 0000427072 00000 н. 0000427146 00000 н. 0000427228 00000 н. 0000427310 00000 н. 0000427435 00000 н. 0000427522 00000 н. 0000427594 00000 н. 0000427863 00000 н. 0000427940 00000 н. 0000428081 00000 н. 0000428350 00000 н. 0000428428 00000 н. 0000428812 00000 н. 0000428890 00000 н. 0000429134 00000 н. 0000429212 00000 н. 0000429442 00000 н. 0000429520 00000 н. 0000429872 00000 н. 0000429950 00000 н. 0000430152 00000 п. 0000430230 00000 н. 0000430371 00000 п. 0000430449 00000 н. 0000430582 00000 н. 0000430660 00000 н. 0000430737 00000 п. 0000431080 00000 н. 0000431417 00000 н. 0000431494 00000 н. 0000431822 00000 н. 0000431899 00000 н. 0000432265 00000 н. 0000432342 00000 н. 0000432638 00000 н. 0000432715 00000 н. 0000432989 00000 н. 0000433066 00000 н. 0000433328 00000 н. 0000433405 00000 н. 0000003736 00000 н. трейлер ] / Назад 3480637 >> startxref 0 %% EOF 660 0 объект > поток h ެ VkPSG> P.MTJB DKB «GA @ |` y5! C8DEV (2: * bm «U3: δ` ܹ gs =Страница не найдена | MIT
Перейти к содержанию ↓- Образование
- Исследовательская работа
- Инновации
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Выпускников
- О MIT
- Подробнее ↓
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Выпускников
- О MIT
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов
Предложения или отзывы?
Патент США на систему связи с изоляционным барьером в пакете для изолированной связи с драйвером затвора Патент (Патент №10,897,251, выдан 19 января 2021 г.)
Уровень техникиСхема драйвера затвора высокого напряжения (HV) может включать в себя драйвер затвора низкого напряжения (LV), используемый для управления транзисторным переключателем низкого напряжения, и драйвер затвора HV, используемый для управления транзисторным переключателем высокого напряжения.Драйвер затвора низкого напряжения расположен в области низкого напряжения, тогда как драйвер затвора высокого напряжения расположен в области высокого напряжения. На практике драйвер затвора также включает в себя оконечную область, которая изолирует область высокого напряжения от области низкого напряжения, и может называться изолированной областью оконечной нагрузки. Таким образом, оконечная область обеспечивает изоляционный барьер высокого напряжения между двумя областями напряжения.
Обычно драйвер затвора высокого напряжения принимает управляющие сигналы и, возможно, другие сигналы связи от схемы, расположенной в области низкого напряжения.Соответственно, эти сигналы передаются из области низкого напряжения через область согласования в область высокого напряжения. Светоизлучающие диодные (LED) оптопары могут использоваться для передачи сигналов из области низкого напряжения в область высокого напряжения. В частности, модулированный ток передается через светодиод, расположенный в области низкого напряжения. Амплитуда тока модулируется на основе передаваемых данных. Затем светодиод передает модулированный свет в качестве сигнала связи на основе модулированного тока.Приемник, включающий фототранзистор или демодулятор, расположен в области высокого напряжения для приема светомодулированного сигнала связи. Таким образом, светодиодный оптопара передает электрические сигналы между двумя изолированными цепями с помощью света.
Эмуляторы оптопары светодиодов также могут использоваться для передачи сигналов между двумя изолированными цепями. Эмуляторы светодиодных оптопар не содержат светодиода, а вместо этого «имитируют» поведение входа светодиода оптопары. Однако эти решения все еще находятся в стадии разработки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯОдин или несколько вариантов осуществления предоставляют систему связи, которая включает в себя генератор питания, сконфигурированный для генерации модулированного питания в соответствии с передачей данных; эмулятор светоизлучающего диода (LED), включающий в себя вход эмулятора, связанный с генератором питания, и выход эмулятора, сконфигурированный для вывода считываемого напряжения, при этом вход эмулятора сконфигурирован для приема прямого тока, полученного от модулированного источника питания, при этом эмулятор светодиода является сконфигурирован для преобразования прямого тока в считываемое напряжение; компаратор напряжения, включающий вход компаратора, соединенный с выходом эмулятора и включающий выход компаратора, при этом компаратор напряжения сконфигурирован для приема измеренного напряжения и преобразования измеренного напряжения в модулированный выходной сигнал на основе порогового значения напряжения связи, при этом компаратор напряжения генерирует модулированный выходной сигнал, чтобы иметь первое значение при первом условии, когда напряжение считывания равно или превышает пороговое значение напряжения связи, и генерирует модулированный выходной сигнал, чтобы иметь второе значение при втором условии, когда напряжение считывания меньше, чем напряжение связи порог напряжения; и передатчик, подключенный к выходу компаратора и сконфигурированный для приема модулированного выходного сигнала и генерации сигнала связи в соответствии с передачей данных на основе модулированного выходного сигнала.
Один или несколько вариантов осуществления дополнительно предоставляют систему драйвера затвора, которая включает в себя первую область, которая работает в первой области напряжения; вторую область, которая работает во второй области напряжения ниже, чем первая область напряжения; область завершения, которая электрически изолирует первую область и вторую область; драйвер затвора, расположенный в первой области и сконфигурированный для управления транзистором; и систему связи, сконфигурированную для передачи сигнала связи через область завершения.Система связи включает в себя генератор питания, сконфигурированный для генерации модулированного питания в соответствии с передачей данных; эмулятор светоизлучающего диода (LED), включающий в себя вход эмулятора, связанный с генератором питания, и выход эмулятора, сконфигурированный для вывода считываемого напряжения, при этом вход эмулятора сконфигурирован для приема прямого тока, полученного от модулированного источника питания, при этом эмулятор светодиода является сконфигурирован для преобразования прямого тока в считываемое напряжение; компаратор напряжения, включающий вход компаратора, соединенный с выходом эмулятора и включающий выход компаратора, при этом компаратор напряжения сконфигурирован для приема измеренного напряжения и преобразования измеренного напряжения в модулированный выходной сигнал на основе порогового значения напряжения связи, при этом компаратор напряжения генерирует модулированный выходной сигнал, чтобы иметь первое значение при первом условии, когда напряжение считывания равно или превышает пороговое значение напряжения связи, и генерирует модулированный выходной сигнал, чтобы иметь второе значение при втором условии, когда напряжение считывания меньше, чем напряжение связи порог напряжения; передатчик, подключенный к выходу компаратора и сконфигурированный для приема модулированного выходного сигнала и генерации сигнала связи в соответствии с передачей данных на основе модулированного выходного сигнала; и приемник, сконфигурированный для приема сигнала связи и демодуляции сигнала связи.
Один или несколько вариантов осуществления дополнительно предоставляют способ связи с драйвером затвора, который включает в себя создание модулированного источника питания в соответствии с передачей данных для создания прямого тока; подача прямого тока на вход эмулятора эмулятора светодиода (LED); преобразование посредством эмулятора светодиода прямого тока в напряжение считывания, генерируемое на выходе эмулятора эмулятора светодиода; преобразование с помощью компаратора напряжения считываемого напряжения в модулированный выходной сигнал на основе порогового значения напряжения связи, при этом модулированный выходной сигнал имеет первое значение при первом условии: считывающее напряжение равно или превышает пороговое значение напряжения связи и модулированный выходной сигнал имеет второе значение при втором условии, когда напряжение считывания меньше порогового значения напряжения связи; и генерируют передатчиком сигнал связи в соответствии с передачей данных на основе модулированного выходного сигнала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙВарианты осуществления описаны в данном документе со ссылкой на прилагаемые чертежи.
РИС. 1 — схематическая блок-схема, иллюстрирующая исполнительный механизм силового полупроводникового устройства согласно одному или нескольким вариантам осуществления;
РИС. 2 — схематическая блок-схема силового модуля согласно одному или нескольким вариантам осуществления;
РИС. 3 иллюстрирует систему связи с трансформатором без сердечника (CT), которая реализована в пакете драйвера затвора для связи с изолированным драйвером затвора согласно одному или нескольким вариантам осуществления; и
фиг.4 иллюстрирует различные схемы сигналов протокола связи согласно одному или нескольким вариантам осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕДалее изложены подробности, чтобы обеспечить более подробное объяснение примерных вариантов осуществления. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что варианты осуществления могут быть реализованы на практике без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы или схематического вида, а не подробно, чтобы не затруднять понимание вариантов осуществления.Кроме того, признаки различных вариантов осуществления, описанных ниже, могут быть объединены друг с другом, если специально не указано иное.
Кроме того, эквивалентные или подобные элементы или элементы с эквивалентной или подобной функциональностью обозначены в последующем описании эквивалентными или подобными ссылочными позициями. Поскольку одинаковые или функционально эквивалентные элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами на чертежах, повторное описание элементов, снабженных одинаковыми ссылочными номерами, может быть опущено.Следовательно, описания, предоставленные для элементов, имеющих одинаковые или подобные ссылочные номера, взаимозаменяемы.
В этом отношении терминология направления, такая как «вверху», «внизу», «внизу», «вверху», «спереди», «позади», «назад», «впереди», «позади» и т. Д. может использоваться со ссылкой на ориентацию описываемых фигур. Поскольку части вариантов осуществления могут быть расположены в различных ориентациях, терминология направления используется в целях иллюстрации. Следует понимать, что могут использоваться другие варианты осуществления, а структурные или логические изменения могут быть внесены без отклонения от объема, определенного формулой изобретения.Поэтому нижеследующее подробное описание не следует воспринимать в ограничивающем смысле. Направленная терминология, используемая в формуле изобретения, может помочь в определении пространственного или позиционного отношения одного элемента к другому элементу или характеристике, не ограничиваясь конкретной ориентацией.
Следует понимать, что когда элемент упоминается как «связанный» или «связанный» с другим элементом, он может быть напрямую подключен или соединен с другим элементом, или могут присутствовать промежуточные элементы.Напротив, когда элемент упоминается как «непосредственно связанный» или «непосредственно связанный» с другим элементом, промежуточных элементов нет. Другие слова, используемые для описания взаимосвязи между элементами, следует интерпретировать аналогичным образом (например, «между» или «непосредственно между», «смежный» или «непосредственно смежный» и т. Д.).
В вариантах осуществления, описанных в данном документе или показанных на чертежах, любое прямое электрическое соединение или соединение, то есть любое соединение или соединение без дополнительных промежуточных элементов, также может быть реализовано посредством непрямого соединения или соединения, т.е.е., соединение или соединение с одним или несколькими дополнительными промежуточными элементами, или наоборот, до тех пор, пока общая цель соединения или соединения, например, для передачи определенного вида сигнала или для передачи определенного вида информации, по существу поддерживается. Элементы из разных вариантов осуществления могут быть объединены для формирования дополнительных вариантов осуществления. Например, вариации или модификации, описанные в отношении одного из вариантов осуществления, также могут быть применимы к другим вариантам осуществления, если не указано иное.
Термины «в основном» и «приблизительно» могут использоваться в данном документе для учета небольших производственных допусков (например, в пределах 5%), которые считаются приемлемыми в отрасли без отступления от аспектов вариантов осуществления, описанных в данном документе. Например, резистор с приблизительным значением сопротивления может практически иметь сопротивление в пределах 5% от этого приблизительного значения сопротивления.
В настоящем раскрытии выражения, включающие порядковые номера, такие как «первый», «второй» и / или подобные, могут изменять различные элементы.Однако такие элементы не ограничиваются приведенными выше выражениями. Например, приведенные выше выражения не ограничивают последовательность и / или важность элементов. Вышеупомянутые выражения используются просто для того, чтобы отличить элемент от других элементов. Например, первое поле и второе поле обозначают разные поля, хотя оба являются прямоугольниками. В качестве дополнительного примера, первый элемент может называться вторым элементом, и аналогично, второй элемент также может называться первым элементом, не выходя за рамки объема настоящего раскрытия.
Один или несколько аспектов настоящего раскрытия могут быть реализованы как энергонезависимый машиночитаемый носитель записи, на котором записана программа, реализующая методы / алгоритмы для указания процессору выполнять методы / алгоритмы. Таким образом, энергонезависимый машиночитаемый носитель записи может иметь хранящиеся на нем электронно-читаемые управляющие сигналы, которые взаимодействуют (или могут взаимодействовать) с программируемой компьютерной системой, так что выполняются соответствующие методы / алгоритмы.Энергонезависимый машиночитаемый носитель записи может быть, например, CD-ROM, DVD, диском Blu-ray, RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, флэш-памятью или электронной памятью. устройство.
Каждый из элементов настоящего раскрытия может быть сконфигурирован путем реализации специализированного оборудования или программного обеспечения в памяти, управляющей процессором, чтобы выполнять функции любого из компонентов или их комбинаций. Любой из компонентов может быть реализован как центральный процессор (ЦП) или другой процессор, считывающий и выполняющий программу программного обеспечения с носителя записи, такого как жесткий диск или полупроводниковое запоминающее устройство.Например, инструкции могут выполняться одним или несколькими процессорами, такими как один или несколько процессоров, процессоры цифровых сигналов (DSP), микропроцессоры общего назначения, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые логические массивы (FPGA), программируемые логический контроллер (ПЛК) или другие эквивалентные схемы со встроенной или дискретной логикой.
Соответственно, используемый здесь термин «процессор» относится к любой из вышеупомянутых структур или любой другой структуре, подходящей для реализации описанных здесь методов.Контроллер, включающий в себя аппаратное обеспечение, также может выполнять один или несколько методов этого раскрытия сущности. Контроллер, включающий в себя один или несколько процессоров, может использовать электрические сигналы и цифровые алгоритмы для выполнения своих функций восприятия, анализа и управления, которые могут дополнительно включать в себя корректирующие функции. Такое аппаратное обеспечение, программное обеспечение и микропрограммное обеспечение могут быть реализованы в одном устройстве или в отдельных устройствах для поддержки различных методов, описанных в этом раскрытии.
Многие функции современных устройств в автомобильной, бытовой и промышленной сферах, такие как преобразование электрической энергии и приведение в действие электродвигателя или электрической машины, зависят от силовых полупроводниковых устройств.Например, биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы (MOSFET) и диоды, и это лишь некоторые из них, использовались для различных приложений, включая, помимо прочего, переключатели в источниках питания и преобразователях мощности.
Силовое полупроводниковое устройство обычно содержит полупроводниковую структуру, сконфигурированную для проведения тока нагрузки по пути тока нагрузки между двумя структурами клемм нагрузки или электродами нагрузки (например, истоком / эмиттером и стоком / коллектором) устройства.Кроме того, путь тока нагрузки можно регулировать с помощью управляющего электрода, иногда называемого электродом затвора. Например, после приема соответствующего управляющего сигнала, например, от блока драйвера, управляющий электрод может установить силовое полупроводниковое устройство в одно из проводящего состояния или состояния блокировки. Управляющий сигнал может быть сигналом напряжения или сигналом тока, имеющим регулируемое значение.
Силовой транзистор, также называемый силовым переключателем или транзисторным переключателем, представляет собой силовое полупроводниковое устройство, которое может использоваться для управления током нагрузки.Например, IGBT включается или выключается путем активации и деактивации вывода затвора. Подача положительного сигнала входного напряжения на затвор и эмиттер будет держать устройство в состоянии «ВКЛ», в то время как установка нулевого или слегка отрицательного входного сигнала затвора приведет к его отключению. Существует процесс включения и выключения для включения и выключения силового транзистора.
Во время процесса включения интегральная схема (ИС) драйвера затвора может использоваться для обеспечения (источника) тока затвора (т.е.е. ток включения) на затвор силового транзистора, чтобы зарядить затвор до напряжения, достаточного для включения устройства. В частности, ток Io + представляет собой выходной ток драйвера затвора, используемый для повышения (т.е. зарядки) затвора силового транзистора во время переходного процесса включения. Таким образом, он используется для включения силового транзистора.
Напротив, во время процесса выключения ИС драйвера затвора используется для отвода (отвода) тока затвора (т. Е. Тока выключения) от затвора силового транзистора, чтобы разрядить затвор в достаточной степени для выключения. Устройство.Ток Io- — это выходной ток драйвера затвора, используемый для разряда затвора силового транзистора во время переходного процесса выключения. Таким образом, он используется для отключения силового транзистора.
Импульс напряжения может выводиться из ИС драйвера затвора в качестве управляющего сигнала согласно схеме широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Таким образом, управляющий сигнал может переключаться между уровнем напряжения включения и уровнем напряжения выключения во время цикла ШИМ для управления силовым транзистором. Это, в свою очередь, заряжает и снимает напряжение затвора, соответственно, для включения и выключения силового транзистора.
В частности, затвор силового транзистора представляет собой емкостную нагрузку, а ток включения (т. Е. Ток истока затвора) и ток выключения (т. Е. Ток стока затвора) задаются как начальный ток при событии переключения. инициирован. Во время выключения, после некоторого небольшого количества времени (небольшого по сравнению с периодом ШИМ), ток затвора уменьшается и достигает нулевого значения, когда затвор достигает 0 В. Во время включения, после некоторого небольшого количества времени (небольшого по сравнению с периодом ШИМ), ток затвора уменьшается и достигает нулевого значения, когда затвор достигает уровня питания стороны высокого напряжения.
Транзисторы могут включать биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы (MOSFET) (например, Si MOSFET или SiC MOSFET). Хотя IGBT могут использоваться в качестве примера в приведенных ниже вариантах осуществления, следует понимать, что MOSFET могут быть заменены IGBT и наоборот. В этом контексте, при замене MOSFET на IGBT, сток MOSFET может быть заменен на коллектор IGBT, исток MOSFET может быть заменен на эмиттер IGBT, а напряжение VDS сток-исток MOSFET может быть заменено на коллектор IGBT. эмиттерное напряжение VCE в любом из описанных здесь примеров.Таким образом, любой модуль IGBT может быть заменен модулем MOSFET и наоборот.
Конкретные варианты осуществления, описанные в этом описании, относятся, без ограничения, к силовому полупроводниковому устройству, которое может использоваться в преобразователе мощности или источнике питания. Таким образом, в варианте осуществления силовое полупроводниковое устройство может быть выполнено с возможностью переноса тока нагрузки, который должен подаваться на нагрузку и / или, соответственно, обеспечиваться источником питания. Например, полупроводниковое устройство может содержать один или несколько силовых полупроводниковых элементов, таких как монолитно интегрированный диодный элемент и / или монолитно интегрированный транзисторный элемент.Такая диодная ячейка и / или такие транзисторные ячейки могут быть интегрированы в силовой полупроводниковый модуль.
Силовые полупроводниковые устройства, которые включают в себя транзисторы, которые соответствующим образом соединены для образования полумостов, обычно используются в области силовой электроники. Например, полумосты могут использоваться для привода электродвигателей или импульсных источников питания.
Например, многофазный инвертор сконфигурирован для обеспечения многофазного питания путем подачи нескольких фазных нагрузок (например, трехфазного двигателя).Например, трехфазное питание состоит из трех симметричных синусоидальных волн, которые на 120 электрических градусов не совпадают по фазе друг с другом. В симметричной трехфазной системе электропитания по трем проводникам проходит переменный ток той же частоты и амплитуды напряжения относительно общего эталона, но с разностью фаз в одну треть периода. Из-за разности фаз напряжение на любом проводе достигает своего пика на одной трети цикла после одного из других проводников и на одной трети цикла до оставшегося проводника.Эта фазовая задержка обеспечивает постоянную передачу мощности сбалансированной линейной нагрузке. Это также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.
В трехфазной системе, питающей сбалансированную и линейную нагрузку, сумма мгновенных токов трех проводников равна нулю. Другими словами, ток в каждом проводнике по величине равен сумме токов в двух других, но с противоположным знаком. Обратный путь для тока в любом фазном проводе — это два других фазовых проводника.Мгновенные токи дают текущий пространственный вектор.
Трехфазный инвертор включает три ветви инвертора, по одной для каждой из трех фаз, и каждая ветвь инвертора подключена к источнику постоянного напряжения (DC) параллельно друг другу. Каждая ветвь инвертора включает в себя пару силовых транзисторов, например, расположенных в полумостовой конфигурации для преобразования постоянного тока в переменный. Другими словами, каждая ветвь инвертора включает в себя два дополнительных транзистора (то есть транзистор на верхней стороне и транзистор на нижней стороне), соединенных последовательно и которые включаются и выключаются, дополняя друг друга, для управления фазовой нагрузкой.
РИС. 1 представляет собой схематическую блок-схему, иллюстрирующую исполнительный механизм 10 силового полупроводникового устройства согласно одному или нескольким вариантам осуществления. В этом примере управляющий исполнительный механизм , 100, представляет собой управляющий исполнительный механизм для управления двигателем и его приведения в действие. Однако следует понимать, что управляющий исполнительный механизм , 100, может управлять и / или управлять другими типами нагрузок. Таким образом, фиг. 1 иллюстрирует неограничивающий пример одного использования регулирующего исполнительного механизма с двигателем, являющимся одним из возможных типов нагрузки.
Управляющий привод 10 включает в себя силовой инвертор 1 и блок управления инвертором 2 . Блок управления инвертором 2 ведет себя как блок управления (например, блок управления двигателем) и, таким образом, может также упоминаться как контроллер или ИС управления (например, контроллер двигателя или ИС управления двигателем). Блок управления может быть монолитной ИС или может быть разделен на микроконтроллер и драйвер затвора на двух или более ИС.
В этом примере управляющий привод 10 дополнительно соединен с трехфазным двигателем M, который включает три фазы U, V и W.Инвертор мощности 1 представляет собой генератор трехфазного тока, сконфигурированный для обеспечения трехфазной энергии путем подачи трехфазных токов для привода двигателя M. Также будет принято во внимание, что преобразователь мощности 1 и блок управления инвертором 2 может быть размещен на той же печатной плате или на отдельных печатных платах.
Отклонения как по величине, так и по фазе могут привести к потере мощности и крутящего момента в двигателе M. Следовательно, управляющий привод 10 может быть сконфигурирован для отслеживания и управления величиной и фазой токов, подаваемых в двигатель M в реальном масштабе времени. -время для обеспечения надлежащего баланса тока на основе контура управления с обратной связью.Блоки управления двигателем без обратной связи также существуют и могут быть реализованы.
Силовой инвертор 1 включает в себя коммутационную матрицу из шести транзисторных модулей 3 u +, 3 u -, 3 v +, 3 v -, 3 w + и 3 w — (вместе именуемые транзисторными модулями 3 ), размещенные в дополнительных парах. Каждая дополнительная пара составляет одну ветвь инвертора, которая подает фазный ток на трехфазный двигатель M.Таким образом, каждая ветвь инвертора включает в себя верхний (верхний) транзисторный модуль 3 и нижний (нижний) транзисторный модуль 3 . Каждый транзисторный модуль может включать в себя один транзистор, а также может включать в себя диод (не показан). Таким образом, каждая ветвь инвертора включает в себя верхний транзистор (т. Е. Переключатель верхнего плеча) и нижний транзистор (т. Е. Переключатель нижнего плеча). Пути тока нагрузки U, V и W проходят от выхода каждого плеча инвертора (то есть выхода каждого полумоста), расположенного между комплементарными транзисторами, и сконфигурированы для подключения к нагрузке, такой как двигатель M.Инвертор мощности 1 соединен с источником питания постоянного тока 4 (например, аккумулятором или диодным мостовым выпрямителем) и с блоком управления инвертором 2 .
В этом примере блок управления инвертором 2 включает в себя схему управления двигателем и схему управления затвором для управления коммутационной решеткой. В некоторых примерах блок 2 управления инвертором может быть монолитным, в котором схема управления двигателем и схема управления затвором интегрированы на одном кристалле.В других примерах схема управления двигателем и схема управления затвором могут быть разделены как отдельные ИС. «Монолитный» драйвер затвора — это драйвер затвора на единственном кремниевом кристалле, который может быть дополнительно изготовлен с использованием специальной технологии высокого напряжения (HV). Кроме того, ИС драйвера затвора может быть интегрирована в силовой инвертор 1 для формирования силового модуля.
IC контроллера выполняет функцию управления исполнительным механизмом управления 10 в реальном времени. При управлении двигателем функция управления представляет собой функцию управления двигателем, которая может включать в себя управление двигателем с постоянными магнитами или асинхронным двигателем и может быть сконфигурирована как управление без датчиков, не требующее определения положения ротора, как управление на основе датчиков с датчиками Холла и / или кодирующее устройство, или как комбинация обоих датчиков управления (например,g., используется при более низких скоростях ротора) и бессенсорное управление (например, используется при более высоких скоростях ротора).
Например, блок управления инвертором 2 включает в себя блок контроллера и драйвера 5 , который включает в себя блок микроконтроллера (MCU) в качестве ИС контроллера и ИС драйвера затвора для генерации сигналов драйвера для управления транзисторами каждого транзисторного модуля. 3 . Таким образом, пути тока нагрузки U, V и W могут управляться блоком контроллера и драйвера 5 посредством управления управляющими электродами (т.е.электроды затвора) транзисторов 3 . Например, после приема управляющего сигнала от микроконтроллера ИС драйвера затвора может установить соответствующий транзистор в одно из проводящего состояния (то есть во включенном состоянии) или в состояние блокировки (то есть в выключенном состоянии).
ИС драйвера затвора может быть сконфигурирована для приема инструкций, включая сигналы управления силовым транзистором, от MCU и включения или выключения соответствующих транзисторов 3 в соответствии с принятыми инструкциями и сигналами управления.Например, во время процесса включения соответствующего транзистора 3 , ИС драйвера затвора может использоваться для подачи (истока) тока затвора на затвор соответствующего транзистора 3 для зарядки затвора. Напротив, во время процесса выключения ИС драйвера затвора может использоваться для отвода (отвода) тока затвора от затвора транзистора 3 , чтобы разрядить затвор.
Блок управления инвертором 2 или блок контроллера и драйвера 5 сам может включать в себя контроллер ШИМ, АЦП, DSP и / или источник синхронизации (т.е.е. таймер или счетчик), используемый при реализации схемы ШИМ для управления состояниями каждого транзистора и, в конечном итоге, каждым фазным током, подаваемым на соответствующие пути тока нагрузки U, V и W.
В частности, микроконтроллер блока контроллера и драйвера 5 может использовать алгоритм управления двигателем, такой как алгоритм полевого управления (FOC), для обеспечения управления током в реальном времени для каждой фазы тока, выводимой на многофазную нагрузку, например многофазный двигатель.Например, во время FOC следует измерять фазный ток двигателя так, чтобы точное положение ротора можно было определить в режиме реального времени. Чтобы реализовать определение фазного тока двигателя, MCU 5 может использовать алгоритм (например, пространственно-векторную модуляцию (SVM), также называемую широтно-импульсной модуляцией пространственно-векторной передачи (SVPWM)), который использует измерение тока с одним шунтом.
Кроме того, переключатели 3 (т. Е. Транзисторы) силового инвертора 1 управляются таким образом, чтобы оба переключателя в одной ветви инвертора ни в коем случае не были включены, иначе источник постоянного тока был бы закорочен.Это требование может быть выполнено за счет дополнительной работы переключателей 3 в ветви инвертора в соответствии с алгоритмом управления двигателем.
РИС. 2 — схематическая блок-схема силового модуля 200 согласно одному или нескольким вариантам осуществления. Модуль питания 200 включает в себя однофазный приводной каскад 10 (т. Е. Ветвь инвертора) и систему управления затвором 20 , электрически связанную с однофазным приводным каскадом 10 .Однако ступень однофазного возбуждения может быть расширена до состояния многофазного возбуждения путем добавления дополнительных ветвей инвертора. Как однофазный приводной каскад 10 , так и система драйвера затвора 20 интегрированы в единый пакет (не показан). Таким образом, силовой модуль 200 упаковывается как единое устройство.
Однофазный каскад привода 10 включает в себя транзистор нижнего плеча 11 и транзистор верхнего плеча 12 , которые управляются для подачи тока нагрузки I НАГРУЗКА на одну фазу нагрузки (не проиллюстрировано).Также показаны диоды свободного хода D 1 и D 2 , подключенные к их соответствующим силовым транзисторам 11 и 12 .
Система драйвера затвора 20 — это система драйвера затвора высокого напряжения (HV), которая включает драйвер затвора низкого напряжения (LS) 21 , используемый для управления транзисторным переключателем низкого напряжения 11 и высоким напряжением. драйвер затвора стороны (HS) 22 , используемый для управления транзисторным переключателем верхнего плеча 12 . Как будет объяснено позже, драйвер затвора 21 LS и драйвер 22 затвора HS расположены в разных областях напряжения системы 20 драйвера затвора.
Оба драйвера затвора 21 и 22 выполняют управление затвором своего соответствующего силового транзистора 11 и 12 на основе цифровых ШИМ-сигналов LIN и HIN, полученных от блока микроконтроллера (MCU). Сигналы ШИМ — это управляющие сигналы, полученные от MCU в логике 35 ШИМ системы драйвера затвора 20 . Логика ШИМ 35 принимает сигналы LIN и HIN от MCU и обеспечивает минимальное время простоя для предотвращения пробоя моста.В конце концов, соответствующие управляющие сигналы ШИМ передаются соответствующему драйверу затвора нижней и верхней стороны 21 и 22 , где ШИМ-сигнал HIN отправляется в драйвер затвора верхней стороны 22 . После этого момента драйверы затвора 21 и 22 верхней и нижней стороны выполняют управление затвором.
Оба драйвера затвора 21 и 22 включают отдельные схемы предварительного драйвера 26 и 27 и буферы 33 и 34 , соответственно.Схемы предварительного драйвера 26 и 27 сконфигурированы для приема сигналов ШИМ и на их основе управления состоянием включения / выключения соответствующего первого источника тока, такого как полевой транзистор источника, используемого для генерации тока Io +. Кроме того, схемы предварительного драйвера 26 и 27 сконфигурированы для приема сигналов ШИМ и, на их основе, управления состоянием включения / выключения соответствующего второго источника тока, такого как полевой транзистор потребителя, используемого для генерации тока Io. -. Соответствующие источники тока представлены в буферах 33 и 34 .Таким образом, каждый из буферов 33 и 34 может включать в себя пару дополнительных полевых транзисторов, используемых для генерации токов включения Io + и токов выключения Io- для их соответствующих силовых транзисторов 11 и 12 . Каждая из схем предварительного драйвера 26 и 27 может дополнительно давать команду соответствующему буферу 33 или 34 использовать определенную текущую способность.
Драйвер затвора с нижней стороны 21 расположен в области с низкой стороны, определяемой областью среднего напряжения или областью низкого напряжения, тогда как драйвер затвора с высокой стороны размещается в области высокой стороны, определяемой областью высокого напряжения. область напряжения.На практике система драйвера затвора 20, также включает в себя оконечную область , 44, , которая изолирует различные области напряжения друг от друга, и может называться изолированной оконечной областью. Таким образом, оконечная область обеспечивает изоляционный барьер по напряжению между двумя или более областями напряжения.
Система драйвера затвора 20 может быть сконфигурирована для приема сигналов управления ШИМ от MCU и включения или выключения соответствующих транзисторов 11 и 12 в соответствии с принятыми сигналами управления ШИМ.Например, во время процесса включения соответствующего транзистора 11 или 12 , система драйвера затвора 20 может использоваться для подачи (истока) тока затвора Io + на затвор соответствующего транзистора 11 / 12 для зарядки ворот. Напротив, во время процесса выключения система 20 драйвера затвора может использоваться для отвода (отвода) тока затвора Io- от затвора транзистора 11 / 12 для разрядки затвора.
Таким образом, MCU электрически соединен с системой драйвера затвора 20 для передачи информационных сигналов и сигналов управления HIN и LIN между ними, а система драйвера затвора 20 электрически соединена с ножкой инвертора 10 для управляя их силовыми транзисторами.
В частности, MCU сконфигурирован для генерации сигналов управления ШИМ LIN и HIN для управления транзисторами 11 и 12 , соответственно, и передачи сигналов управления в домен LV 43 .Например, система 20 драйвера затвора сконфигурирована для приема инструкций от MCU для управления фазой нагрузки (то есть ветвью инвертора), подключенной к напряжению VS, с использованием сигналов управления ШИМ. Эти управляющие сигналы ШИМ принимаются системой драйвера затвора 20 в области LV 43 (т.е. на входных контактах HIN и LIN) и передаются в соответствующую схему предварительного драйвера 26 и 27 через соответствующая логика (например, логика ШИМ 35 ).Буферы 33 и 34 сконфигурированы для приема сигналов управления ШИМ и управления соответствующими силовыми транзисторами 11 и 12 через выходные клеммы HO и LO системы драйвера затвора 20 .
В этом примере, показанном на фиг. 2, присутствуют четыре области, в том числе: область высокого напряжения, определяемая доменом HV 41 , область низкого напряжения, определяемая доменом среднего напряжения (MV) 42 или доменом среднего напряжения, область низкого напряжения область напряжения, определяемая областью LV 43 и областью завершения 44 .Домен LV 43 — это область, которая включает устройства с низким напряжением, домен MV 42 — это область, которая включает устройства среднего напряжения, а домен HV 41 — это область, которая включает устройства высокого напряжения. Например, низковольтные устройства могут питаться напряжением 0-5 В, устройства среднего напряжения могут питаться напряжением 0-30 В, а высоковольтные устройства могут подаваться напряжением более 100 В (например, 120-160 В). Области напряжения не ограничиваются этими диапазонами напряжения, но вместо этого предназначены для предоставления примера одной реализации.Тем не менее, общий принцип разных уровней напряжения в разных иерархиях напряжения остается неизменным.
Терминальная область 44 представлена пунктирной линией между различными областями напряжения. Терминальная область 44 изолирует различные области напряжения друг от друга. Таким образом, оконечная область , 44, обеспечивает изоляционный барьер по напряжению между различными областями напряжения. Терминальная область , 44, может быть единой смежной областью или может содержать две или более областей, которые используются для разделения различных областей напряжения.
Система драйвера затвора 20 может быть драйвером затвора с несколькими кристаллами, имеющим три отдельных участка напряжения. В этом случае каждая из областей 41 , 42 и 43 представляет собой отдельный кристалл или ИС. Терминальная область 44 обеспечивает гальваническую развязку между ИС 41 , 42 и 43 для гальванической развязки штампов.
Как будет описано далее на фиг. 3, область LV 43 предоставляет информацию от логики ШИМ 35 к драйверам затворов 21 и 22 , расположенным в других областях напряжения 41 и 42 через трансформаторы 60 и 61 обозначены парами катушек передатчика (TX) 60 tx и 61 tx и катушек приемника (RX) 60 rx и 61 rx соответственно.Таким образом, трансформатор 60 сконфигурирован для передачи электрических сигналов (например, управляющих сигналов ШИМ) от логики 35 ШИМ на драйвер затвора 22 (то есть из первой области напряжения во вторую область напряжения). Кроме того, трансформатор 61 сконфигурирован для передачи электрических сигналов (например, управляющих сигналов ШИМ) от логики 35 ШИМ на драйвер затвора 21 (то есть из первой области напряжения в третью область напряжения).
В то время как ФИГ.2 показывает решение с несколькими головками, содержащее три фильеры, будет понятно, что также могут быть использованы две фильеры. В этом случае соответствующие компоненты области MV 42 и области LV 43 могут быть объединены в одну и ту же область напряжения (например, область LV), так что они интегрированы на одном кристалле. Оставшийся кристалл может содержать HV-домен 41 , как показано на фиг. 2. Таким образом, для передачи между двумя существующими областями напряжения потребуется только трансформатор 60 (например,g., домен LV 43 и домен HV 41 ).
В то время как на фиг. 2 показывает пример, содержащий три изолированных домена напряжения, некоторые варианты осуществления могут иметь конфигурацию, в которой нет изоляции между доменом 42 LV и доменом 43 LV. Другими словами, часть области завершения 44 между доменом MV 42 и доменом LV 43 , показанная на фиг. 2 может отсутствовать. В этом случае оконечная область 44 остается между высоковольтной областью 41 и другими областями напряжения 42 и 43 , чтобы изолировать от нее высоковольтную область 41 .
Кроме того, некоторые варианты осуществления могут иметь конфигурацию, в которой LV-домен 43 полностью расположен внутри MV-домена 42 . В этом случае LV-домен 43 может быть островком напряжения, полностью закрытым областью согласования 44 , чтобы изолировать LV-домен 43 от MV-домена 42 . Кроме того, между областью высокого напряжения 41 и областью среднего напряжения 42 остается оконечная область 44 , чтобы изолировать область высокого напряжения 41 от области среднего напряжения 42 .Соответственно, домен LV 43 изолирован от домена MV 42 , а домен HV 41 изолирован от домена MV 42 . Естественно следует, что домен LV 43 и домен HV 41 также изолированы друг от друга двумя отдельными терминирующими областями 44 .
В качестве альтернативы следует понимать, что четыре области 41 — 44 могут быть монолитно встроены в единую интегральную схему.В монолитном решении области оконечной нагрузки внутри кристалла используются для изоляции различных областей напряжения, как показано на фиг. 2. Здесь трансформаторы 60 и 61 могут использоваться для передачи электрических сигналов между различными областями напряжения, как аналогично показано на фиг. 2.
В любом случае VB относится к плавающему напряжению питания на стороне высокого напряжения; VS относится к плавающему заземлению на стороне высокого напряжения; VDD или VCC относится к низкому напряжению и логическому фиксированному напряжению питания; VSS или VEE относится к низкому напряжению заземления; HO относится к плавающему выходному напряжению на стороне высокого давления; LO относится к выходному напряжению на стороне низкого напряжения; DC + относится к положительному соединению постоянного тока; DC — означает отрицательный контакт промежуточного звена постоянного тока; а HIN и LIN относятся к входным логическим напряжениям (т.е.е., управляющие сигналы), полученные от MCU.
В одном примере система драйвера затвора 20 может работать в обычном режиме 130 В с плавающим источником питания, имеющим максимальный рабочий диапазон 30 В. В этом примере VB работает с максимумом 160 В, VS работает с максимумом 130 В, VCC работает с 30 В, а VSS работает с 0 В. В частности, VS равно DC +, когда транзистор 12 включен (а транзистор 11 выключен), и равен DC-, когда транзистор 11 включен (а транзистор 12 выключен).В обоих случаях напряжение VB остается примерно на 30 В выше VS из-за загрузочного конденсатора 24 . Таким образом, напряжение питания нижней стороны (внешнее), которое подает VCC, может быть установлено равным 30 В, а напряжение питания VB верхней стороны может работать при максимальном напряжении 160 В, когда DC +, равный синфазному напряжению, равен 130 В. DC− связан с землей / VSS, но не обязательно.
В другом примере система драйвера затвора 20 может работать в обычном режиме 1500 В с плавающим источником питания, имеющим максимальный рабочий диапазон 35 В.В этом примере VB работает с максимумом 1535 В, VS работает с максимумом 1500 В, VCC работает с 35 В, а VSS работает с 0 В. В частности, VS равно DC +, когда транзистор 12 включен (а транзистор 11 выключен), и равен DC-, когда транзистор 11 включен (а транзистор 12 выключен). В обоих случаях напряжение VB остается примерно на 35 В выше VS из-за загрузочного конденсатора 24 . Таким образом, напряжение питания нижней стороны (внешнее), которое подает VCC, может быть установлено на 35 В, а напряжение питания VB верхней стороны может работать при максимальном напряжении 1535 В, когда DC +, равный синфазному напряжению, составляет 1500 В.DC− связан с землей / VSS, но не обязательно.
Следует принять во внимание, что синфазное напряжение и максимальный рабочий диапазон плавающего источника питания являются конфигурируемыми и могут устанавливаться при различных напряжениях, предусмотренных в двух вышеупомянутых примерах, включая синфазные напряжения между 130-1500 В, менее 30 В или более. чем 1500В.
Вышеупомянутые напряжения устанавливаются таким образом, что область напряжения на стороне высокого напряжения работает в области более высокого напряжения или мощности, чем область напряжения на стороне низкого напряжения.Кроме того, область среднего напряжения или мощности устанавливается на промежуточном уровне между областью высокого напряжения и областью низкого напряжения.
Область HV 41 включает в себя схему предварительного драйвера 27 , буфер 34 и устройство MV ESD 51 , подключенное к VS и VB.
Область LV 43 включает в себя логику 35 ШИМ и схему передатчика, которая передает сигналы связи в другие области напряжения.
Область MV 42 включает схему предварительного драйвера 26 и буфер 33 .Он также включает блок управления питанием (PMU) 37 , поставляемый VSS и VCC. PMU 37 — это микроконтроллер, который управляет и регулирует функции питания. Во-первых, PMU 37 преобразует среднее напряжение питания (например, VCC) в низкое напряжение питания (например, 5 В), которое подается в область LV 43 . В частности, PMU 37 подает низкое напряжение питания на логику ШИМ 35 . Логика ШИМ 35 использует низкое напряжение питания для выполнения своих функций.Во-вторых, PMU 37 настроен на отслеживание неисправностей и отключение питания логической схемы 35 ШИМ в случае возникновения события. При отключении питания логики 35 ШИМ логика 35 ШИМ отключается, а транзистор 12 верхнего плеча отключается.
Дальнейшие варианты осуществления обращаются к обмену данными между областями напряжения и передаче электрических сигналов между ними через область завершения 44 . ИНЖИР.3 иллюстрирует систему связи с трансформатором без сердечника (CT) , 300, , которая реализована в пакете драйвера затвора для изолированной связи драйвера затвора согласно одному или нескольким вариантам осуществления. Система передачи CT 300 включает генератор питания Vtx, схему эмулятора светодиодов 70 , схему компаратора напряжения 80 , дополнительный переключатель уровня 91 , экстрактор питания 92 , преобразователь CT 93 , и приемник CT 94 .Передатчик CT 93 подключен к одной из катушек TX 60 tx или 61 tx для передачи сигналов CT (например, сигналов управления ШИМ), а приемник CT 94 подключен к одной из катушки RX 60 rx или 61 rx для приема сигналов CT. Система передачи CT , 300, может быть предусмотрена для каждого канала связи, который пересекает две области напряжения. Таким образом, на фиг.2 могут быть предусмотрены две системы связи CT 300 .
В данном примере генератор питания Vtx представляет собой генератор напряжения, который модулирует свое питание для генерации прямого тока iF и прямого напряжения VF. Однако генератор тока, который модулирует свой выходной сигнал питания, также может использоваться в качестве генератора питания Vtx для генерации прямого тока iF и прямого напряжения VF. Поскольку генератор питания Vtx используется для генерации сигнала напряжения и / или сигнала тока, он также может называться генератором сигналов.
В LV домен 43 и может быть включен в логику ШИМ 35 . Приемник CT , 94, расположен поперек оконечной области , 44, в другой области напряжения, например, для приема соответствующего управляющего сигнала ШИМ.Дополнительно или альтернативно, приемник CT , 94, может быть размещен в области LV 43 , а передатчик CT 93 может быть расположен в области HV 41 для передачи информации обратной связи в логику PWM 35 . Дополнительно или альтернативно, приемник CT 94 может быть расположен в области MV 42 , а передатчик CT 93 может быть расположен в области HV 41 для передачи информации обратной связи в PMU 37 .
Схема эмулятора светодиода 70 предназначена для замены модулированной по току световой связи, характерной для оптопар. В частности, схема 70 эмулятора светодиодов представляет собой схему вывода тока, которая имитирует поведение светодиода оптопары светодиодов.
Схема компаратора напряжения 80 принимает выходной сигнал Vsense схемы эмулятора светодиода 70 и преобразует Vsense в модулированный выходной сигнал Vmod. Модулированный сигнал Vmod используется для запуска (включения) или отключения несущей, генерируемой передатчиком CT 93 .В результате модулированный выходной сигнал Vmod является сигналом управления связью для включения / выключения передатчика CT 93 .
В частности, передатчик CT 93 генерирует сигнал связи, содержащий биты данных двоичных единиц и двоичных нулей. Например, сигнал связи может быть сигналом управления ШИМ. Двоичный символ 1 представлен передачей несущей волны фиксированной амплитуды и фиксированной частоты в течение битовой длительности T секунд. Если значение сигнала равно 1, то будет передан несущий сигнал; в противном случае будет передано значение сигнала 0.Таким образом, несущая волна активируется на основе модулированного выходного сигнала Vmod схемы компаратора напряжения 80 , который зависит от значения напряжения считывания Vsense, обеспечиваемого на выходе схемы эмулятора светодиода 70 , которая связана с вход схемы компаратора напряжения 80 . Несущая волна может быть синусоидальной несущей или прямоугольным сигналом, содержащим импульсы.
Соответственно, трансмиттер CT 93 может быть переключателем включения / выключения (например,например, передатчик с амплитудной манипуляцией (ASK)), в котором модулированный импульс включения передается на вторичный кристалл с помощью схемы приемника CT 94 через индуктивную связь (например, через трансформатор). Приемник CT , 94, может быть демодулятором включения / выключения. Вторичный чип может быть кристаллом, который определяется доменом HV 41 или доменом MV 42 .
Как указано выше, система передачи CT 300 включает в себя генератор питания Vtx, такой как генератор напряжения, который генерирует модулированное напряжение питания в соответствии с передаваемыми данными.Резистор Rtx обеспечивает электрический путь к схеме эмулятора светодиода 70 . Прямой ток iF создается на основе модулированного напряжения питания и значения резистора Rtx, среди других сопротивлений.
Схема эмулятора светодиода 70 включает в себя анодный узел Z 1 , который имитирует анод светодиода, на котором присутствует прямое напряжение VF (то есть анодное напряжение). По существу, анодный узел Z 1 может называться узлом прямого напряжения или входным узлом.Прямое напряжение VF — это анодное напряжение, возникающее в результате подачи тока в виде прямого тока iF. Точно так же схема 70 эмулятора светодиода включает в себя катодный узел Z 2 , который имитирует катод светодиода, на котором присутствует катодное напряжение. По существу, катодный узел Z 2 может называться выходным узлом или узлом считывания.
Схема эмулятора светодиода 70 дополнительно включает в себя резистор R 0 и резистор считывания R 2 , включенные последовательно между узлом прямого напряжения и катодным узлом Z 2 .В частности, резистор R 0 подключен между узлами Z 1 и Z 3 , а резистор R 1 подключен между узлами Z 3 и Z 2 .
Активная зажимная цепь с шунтирующим регулированием подключена параллельно резистору R 0 . Активная шунтирующая фиксирующая схема включает в себя диодную цепочку из четырех диодов D 0 , D 1 , D 2 и D 3 , а также резистор R 1 , включенный последовательно между узлами Z . 1 и Z 3 .Активная схема фиксации с шунтирующим регулированием дополнительно включает в себя ограничивающий транзистор Ncl, который также подключен параллельно резистору R 0 (то есть между узлами Z 1 и Z 3 ). Например, ограничивающий транзистор Ncl может быть n-канальным MOSFET с выводом стока, подключенным к узлу Z 1 , выводом истока, подключенным к узлу Z 3 , и выводом затвора, подключенным к узлу Z 4 , т.е. включены между последней парой диодной цепи, диодами D 2 и D 3 (т.е.е., подключенные к катоду диода D 2 и аноду диода D 3 ).
Наконец, схема эмулятора светодиода 70 включает диод D ESD , который подключен к узлам Z 1 и Z 2 с обратным смещением для защиты от электростатических разрядов (ESD).
При прямом токе iF приблизительно 1 мА резистор R 0 используется для имитации прямого напряжения эмулируемого светодиода оптопары.Например, сопротивления Rtx, R 0 и R 2 могут быть выбраны равными примерно 970 Ом, при этом в этом примере R 0 и R 2 имеют сумму примерно 700 Ом. Таким образом, когда напряжение Vtx равно 1,0 В, прямое напряжение VF (в анодном узле Z 1 ) составляет примерно 0,7 В, а прямой ток iF через резисторы R 0 и R 2 составляет примерно 1 мА. Цепочка диодов D 0 -D 3 остается выключенной, поскольку недостаточно напряжения для прямого смещения всех четырех диодов.Здесь для целей пояснения предполагается, что каждый из диодов D 0 -D 3 имеет прямое напряжение 0,65 В. Таким образом, прямое напряжение VF приблизительно 2,6 В необходимо для прямого смещения всех четырех диодов D 0 -D 3 и для протекания диодного тока через цепь диодов D 0 -D 3
Когда требуется бит данных двоичной 1, генератор напряжения Vtx увеличивает свое выходное напряжение, чтобы увеличить прямое напряжение VF, текущее в узел Z 1 .И наоборот, когда требуется бит данных двоичного 0, генератор напряжения Vtx уменьшает свое выходное напряжение, чтобы уменьшить прямое напряжение VF, текущее в узел Z 1 .
Когда требуется бит данных двоичной 1, прямое напряжение VF увеличивается. Когда прямое напряжение VF составляет приблизительно 2,6 В, все четыре диода D 0 -D 3 диодной цепи смещены в прямом направлении, фиксирующий транзистор Ncl включается, а несущая волна фиксированной амплитуды запускается через напряжение Схема компаратора 80 .Поскольку генератор напряжения Vtx продолжает увеличивать свое напряжение питания до пикового уровня, диодная цепь D 0 -D 3 остается смещенной в прямом направлении, но избыточный ток iclamp, генерируемый повышенным напряжением питания, течет через ограничивающий транзистор Ncl по порядку. для ограничения прямого напряжения примерно до 2,6 В (т.е. напряжения, необходимого для прямого смещения цепи диодов D 0 -D 3 плюс падение напряжения на резисторе R 1 ) в зависимости от номинала резистора R 1 .Другими словами, ограниченное прямое напряжение можно регулировать, изменяя сопротивление резистора R 1 . Например, прямое напряжение может быть ограничено значением от 2,6 В до 3,1 В в зависимости от номинала резистора R 1 .
Ограничивая прямое напряжение VF, ограничивающий транзистор Ncl предотвращает повышение прямого напряжения VF до уровней, которые могут повредить схему эмулятора светодиода 70 (например, диоды D 0 -D 3 ) и / или схема компаратора напряжения 80 , так как многие компоненты питаются прямым напряжением VF.Таким образом, ограничивающий транзистор Ncl служит для защиты схемы, ограничивая прямое напряжение VF до безопасного рабочего уровня.
В результате, порог прямого смещения цепи диодов D 0 -D 3 является пороговым значением прямого напряжения для запуска несущей волны фиксированной амплитуды. Когда прямое напряжение VF соответствует, по крайней мере, этому порогу прямого смещения, токи iF 0 , idiode и iclamp суммируются в узле Z 3 в виде суммы тока, протекающего через резистор считывания R 2 .
Также следует отметить, что когда прямое напряжение VF меньше этого порога прямого смещения, сумма суммарного тока равна току iF 0 , протекающему через резистор R 0 , поскольку другие параллельные ветви отключены. В этом случае прямое напряжение VF изменяется пропорционально прямому току iF в соответствии с законом Ома.
Таким образом, падение напряжения (измеряемое напряжение Vs) на измерительном резисторе R 2 изменяется на основе суммы суммарного тока, а суммарный ток изменяется в зависимости от источника питания, возбуждаемого генератором напряжения Vtx.В любом случае суммарный ток isum равен прямому току iF. Таким образом, эти два тока могут использоваться как взаимозаменяемые.
Через напряжение считывания Vs суммированная изум тока используется схемой 80 компаратора напряжения для запуска имитированного излучения света. Как отмечалось выше, когда прямой ток iF увеличивается из-за необходимости связи для передачи бита данных двоичной 1, прямое напряжение VF ограничивается активной схемой ограничения с шунтирующим регулированием, которая включает в себя ограничивающий транзистор Ncl, диодную цепочку D 0 -D 3 , а резистор R 1 .Дополнительный ток, превышающий пороговое значение тока, пропускается через активную цепь зажимов с шунтирующим регулированием.
Когда прямой ток iF меньше порогового значения тока для имитированного излучения света, напряжения в узле Z 4 недостаточно для включения ограничивающего транзистора Ncl. Таким образом, практически весь ток проходит через резистор R 0 , когда прямой ток iF меньше порогового значения тока. В этом случае полная сумма суммированного тока равна начальному прямому току iF 0 , а сумма суммированного тока протекает через измерительный резистор R 2 , который вызывает падение напряжения, считывающее напряжение Vsense.Падение напряжения Vsense представляет собой сумму суммарного тока, которая также может называться сигнальным током.
Когда прямой ток iF достигает порогового значения тока для имитированного излучения света (т. Е. Когда прямое напряжение VF равно пороговому значению прямого напряжения), активная шунтирующая фиксирующая схема действует как шунтирующий стабилизатор, удерживая прямое напряжение VF фиксированным. примерно на четыре диода падение напряжения 4Vd цепи диодов D 0 -D 3 плюс падение напряжения на резисторе R 1 .
Соответственно, напряжение на цепи диодов D 0 -D 3 (и между узлами Z 1 и Z 3 ) останется практически постоянным для широкого диапазона прямых токов iF, которые соответствуют или превышают пороговое значение тока. Кроме того, напряжения в узле Z 4 , который управляет затвором ограничивающего транзистора Ncl, достаточно для включения ограничивающего транзистора Ncl и поддержания его в активном режиме. Напряжение в узле Z 4 также ограничено фиксированным значением.Схема 80 компаратора напряжения представляет собой самосмещающийся компаратор ΔVgs (то есть компаратор dVgs или компаратор дельта-Vgs), используемый для динамического сравнения напряжений и динамической модуляции в реальном времени модулированного сигнала Vmod. С помощью резистора считывания R 2 схема компаратора напряжения 80 преобразует сигнальный ток (isum) в решение по напряжению. Сигнальный ток используется для передачи сигнала на передатчик CT 93 через компаратор напряжения 80 , генерировать ли несущую волну или нет для сигнала связи.
В частности, схема 80 компаратора напряжения непрерывно контролирует напряжение Vsense считывания, представляющее ток сигнализации (isum), и преобразует напряжение Vsense считывания в модулированный сигнал Vmod. Например, когда измеренное напряжение Vsense соответствует или превышает пороговое значение напряжения связи (соответствующее пороговому значению тока), схема 80 компаратора напряжения генерирует модулированный сигнал Vmod, имеющий первое значение, которое запускает несущую волну фиксированной амплитуды.Напротив, когда напряжение Vsense считывания меньше порогового значения напряжения связи, схема 80 компаратора напряжения генерирует модулированный сигнал Vmod, имеющий второе значение, которое отключает несущую волну фиксированной амплитуды.
По сути, схема 80 компаратора напряжения непрерывно сравнивает напряжение Vsense считывания с пороговым значением напряжения связи и модулирует модулированный выходной сигнал Vmod на основе результата сравнения. Сравнение выполняется путем каскадного эффекта включения или выключения транзисторных устройств на основе измеренного напряжения Vsense, полученного на входе схемы компаратора напряжения 80 .
Схема компаратора напряжения 80 включает в себя фильтр нижних частот (LPF), который включает в себя два резистора R LPF1 и R LPF2 , которые подключены через резистор считывания R 2 (т. Е. Каждый подключен к разному клемму резистора датчика R 2 ), тем самым сконфигурированный для извлечения напряжения считывания Vsense из схемы эмулятора светодиода 70 . В ФНЧ также входит конденсатор С ФНЧ . ФНЧ сконфигурирован для удаления шума из сигнального тока или считываемого напряжения Vsense, вызванного генератором напряжения Vtx.
Схема компаратора напряжения 80 дополнительно включает в себя токовое зеркало M: 1, где M — целое число больше нуля. Зеркало тока включает в себя транзисторы N 0 , N 1 и P 0 , а также источники тока с самосмещением Ibias 1 , Ibias 2 и Ibias 3 , которые вырабатывают одинаковые токи. Транзисторы N 0 и N 1 являются полевыми МОП-транзисторами с n-каналом, а P 0 — полевыми МОП-транзисторами с P-каналом. Транзистор P 0 также является выходным транзистором схемы 80 компаратора напряжения, которая модулирует модулированный выходной сигнал Vmod на основе измеренного напряжения Vsense.
Если сигнальный ток (isum) меньше порогового значения тока, напряжение считывания Vsense меньше порогового значения напряжения связи и модулированный выходной сигнал Vmod схемы компаратора напряжения 80 понижается до приблизительно нуля т.е. низкий логический уровень). В частности, когда напряжение Vsense считывания меньше порогового значения напряжения связи, вывод истока транзистора N 0 имеет низкий уровень, что приводит к выключению транзистора N 1 .
В частности, транзистор N 0 имеет собственное Vgs = Vds, заданное Ibias 1 , а Vgs транзистора N 1 определяется Ibias 2 . Соответственно, если Ibias 1 равно Ibias 2 , Vgs из N 1 > Vgs из N 0 из-за коэффициента усиления M. Следовательно, когда напряжение считывания Vsense низкое (т. Е. Меньше порога связи ), Vgs N 0 будет недостаточно для управления транзистором N 1 для включения, когда Ibias = Ibias 1 = Ibias 2 .Следовательно, транзистор N 1 выключен.
Когда транзистор N 1 выключен, затвор выходного транзистора P 0 подтягивается к прямому напряжению VF источником тока Ibias 2 , тем самым выключая выходной транзистор P 0 . Когда выходной транзистор P 0 выключен, модулированный выходной сигнал Vmod понижается источником тока Ibias 3 .
Когда модулированный выходной сигнал Vmod находится в низком состоянии, несущая волна фиксированной амплитуды отключается для сигнала связи, и сигнал связи передается передатчиком CT 93 с нулевым значением сигнала.Приемник CT 94 сконфигурирован для приема сигнала связи и интерпретации нулевого значения сигнала в течение битовой длительности T секунд как двоичного символа 0.
И наоборот, если ток сигнализации (isum) равен или больше, чем порогового значения тока, напряжение считывания Vsense равно или превышает пороговое значение напряжения связи, и модулированный выходной сигнал Vmod схемы компаратора напряжения 80 повышается до прямого напряжения VF (т.е.э., высокий логический уровень). В частности, когда напряжение Vsense считывания равно или превышает пороговое значение напряжения связи, вывод истока транзистора N 0 является высоким (то есть выше порога связи). Поскольку Vgs транзистора N 0 определяется Ibias 1 , который намного меньше, чем isum сигнального тока, увеличение напряжения считывания Vsense вызовет напряжение на стоках и выводах затвора транзистора N 0 . должен быть увеличен источником тока Ibias 1 , в результате чего на клемме затвора транзистора N 1 будет высокий уровень и транзистор N 1 будет включен.Когда транзистор N 1 включен, на затворе выходного транзистора P 0 устанавливается низкий уровень, тем самым включается выходной транзистор P 0 . Когда выходной транзистор P 0 включен, модулированный выходной сигнал Vmod повышается до прямого напряжения VF.
Когда модулированный выходной сигнал Vmod находится в высоком состоянии, включается несущая волна с фиксированной амплитудой. Когда включена несущая волна фиксированной амплитуды, передатчик CT 93 сконфигурирован для генерации несущей волны фиксированной амплитуды для передаваемого сигнала связи.Приемник CT 94 сконфигурирован для приема сигнала связи и интерпретации несущей волны фиксированной амплитуды в течение битовой длительности T секунд как двоичного символа 1.
Катушка передатчика 60 tx , 61 tx подключен к выходу трансмиттера CT 93 и сконфигурирован для передачи сигнала связи. Катушка передатчика 60 tx , 61 tx включает в себя положительную клемму CTp, отрицательную клемму CTn и контрольную или среднюю клемму CTm.
Точно так же катушка приемника 60 rx , 61 rx подключена к входу приемника CT 94 и настроена для приема сигнала связи через индуктивную связь.
Экстрактор питания 92 сконфигурирован для отвода или извлечения прямого напряжения VF из узла Z 1 для подачи питания на трансмиттер CT 93 через линии питания 92 a и 92 б .Линия питания 92 a может быть подключена к положительной клемме CTp, а линия питания 92 b может быть подключена к отрицательной клемме CTn.
В некоторых случаях для преобразователя CT 93 требуется более высокое напряжение, чем подается прямым напряжением VF. В этом случае экстрактор питания , 92, может преобразовывать прямое напряжение VF в один или несколько сигналов более высокой мощности (например, либо в более высокое напряжение, либо в эквивалент более высокого тока).
Кроме того, когда передатчику CT 93 требуется более высокое напряжение, чем подается прямым напряжением VF, предоставляется дополнительный переключатель уровня 91 для смещения уровня или преобразования модулированного выходного сигнала Vmod в более высокое напряжение. эквивалентный сигнал, который может обрабатываться преобразователем CT 93 .
В качестве одного примера экстрактор питания 92 представляет собой кольцевой генератор и насос заряда с предварительным смещением и быстрым временем установления.Кольцевой генератор генерирует тактовый сигнал, который передается по сигнальной линии 92 c для генерации ключевой несущей волны включения / выключения. То есть передатчик CT 93 использует тактовый сигнал для генерации несущей. Зарядный насос может приблизительно удвоить входное напряжение (то есть прямое напряжение VF), и он используется для обеспечения большей амплитуды питания катушки передатчика CT 93 . Однако экстрактор питания 92 может быть намного проще по конструкции (без нагнетательного насоса) и строго определяется тем, что передатчик 93 CT является нагрузкой.
РИС. 4 иллюстрирует различные схемы сигналов протокола связи согласно одному или нескольким вариантам осуществления. На верхней диаграмме сигналов показан пример напряжений VF и Vtx по отношению друг к другу. Прямое напряжение VF ограничивается (фиксируется) до фиксированного прямого напряжения активной схемой фиксации с шунтирующим регулированием.
Средняя диаграмма сигналов показывает прямой ток iF по отношению к напряжениям VF и Vtx. Прямой ток iF достигает максимального прямого тока iFmax на основе пикового напряжения Vtx.Когда прямой ток iF увеличивается или уменьшается, он проходит через пороговое значение тока I TH_com (то есть порог связи). Если прямой ток iF соответствует или превышает пороговое значение тока I TH_com , передатчик CT 93 запускает (разрешает) несущую волну для сигнала связи Scomm. Если прямой ток iF меньше порогового значения тока I TH_com , несущая отключается передатчиком CT 93 для сигнала связи Scomm.
Эта нижняя диаграмма сигналов иллюстрирует сигнал связи Scomm, генерируемый передатчиком CT 93 в соответствии с модулированным выходным сигналом Vmod, описанным выше. Модулированный выходной сигнал Vmod модулируется на основе переходов пороговых значений, показанных на средней диаграмме сигналов. Как можно видеть, несущая активируется на основе прямого тока iF и порогового значения тока I TH_com . Напряжение считывания Vsense модулируется на основе прямого тока iF.Несущая волна имеет период Tcarrier, который является инверсией частоты генератора Fosc тактового сигнала, обеспечиваемого экстрактором питания 92 .
С учетом вышеизложенного могут быть реализованы следующие преимущества. Может использоваться более высокая частота переключения из-за быстрого времени отклика схемы эмулятора светодиода 70 и схемы компаратора напряжения 80 . Повышенная невосприимчивость к синфазным переходным процессам (CMTI) может быть реализована с помощью системы связи CT.Определение порогового значения напряжения связи схемой 80 компаратора напряжения происходит быстрее и точнее. Сложность экстрактора питания 92 может быть уменьшена до центральной генерации смещения и генератора для несущей системы ASK, которая напрямую связана с передатчиком связи CT 93 , и сложности системы ASK CT.
Хотя были раскрыты различные варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет очевидно, что могут быть внесены различные изменения и модификации, которые позволят достичь некоторых преимуществ концепций, раскрытых в данном документе, без отклонения от сущности и объема изобретения.Например, хотя вышеописанные варианты осуществления направлены на передатчики, в которых используются трансформаторы без сердечника (т. Е. Передачи с индуктивной связью), трансформаторы 60 и 61 могут быть заменены передатчиком другого типа, включая емкостные передатчики, использующие емкостную связь для передачи данных. Таким образом, могут использоваться другие типы передатчиков, и для специалистов в данной области техники будет очевидно, что другие компоненты, выполняющие те же или аналогичные функции, могут быть подходящим образом заменены.Следует понимать, что могут использоваться другие варианты осуществления, а структурные или логические изменения могут быть внесены без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Следует отметить, что признаки, объясненные со ссылкой на конкретный рисунок, могут быть объединены с особенностями других фигур, даже тех, которые явно не упомянуты. Предполагается, что такие модификации общей концепции изобретения охватываются прилагаемой формулой изобретения и ее юридическими эквивалентами.
Кроме того, следующие пункты формулы изобретения включены в подробное описание, где каждый пункт формулы может стоять сам по себе как отдельный примерный вариант осуществления.Хотя каждый пункт формулы может стоять сам по себе как отдельный примерный вариант осуществления, следует отметить, что — хотя зависимый пункт формулы может относиться в формуле изобретения к конкретной комбинации с одним или несколькими другими пунктами формулы — другие примерные варианты осуществления также могут включать в себя комбинацию зависимый пункт формулы с предметом каждого другого зависимого или независимого пункта формулы изобретения. Такие комбинации предлагаются здесь, если не указано, что конкретная комбинация не предназначена. Кроме того, предполагается, что он также включает в себя признаки любого другого независимого пункта формулы, даже если этот пункт не зависит напрямую от независимого пункта формулы.
Далее следует отметить, что способы, раскрытые в описании или формуле изобретения, могут быть реализованы устройством, имеющим средства для выполнения каждого из соответствующих действий этих методов. Например, методы, описанные в этом раскрытии, могут быть реализованы, по крайней мере частично, в аппаратных средствах, программном обеспечении, встроенном программном обеспечении или любой их комбинации, включая любую комбинацию вычислительной системы, интегральной схемы и компьютерной программы на не- временный машиночитаемый носитель записи.Например, различные аспекты описанных методов могут быть реализованы в одном или нескольких процессорах, включая один или несколько микропроцессоров, DSP, ASIC или любые другие эквивалентные интегральные или дискретные логические схемы, а также любые комбинации таких компонентов.
Кроме того, следует понимать, что раскрытие множества действий или функций, раскрытых в описании или формуле изобретения, не может быть истолковано как находящееся в пределах определенного порядка. Следовательно, раскрытие множества действий или функций не ограничивает их конкретным порядком, если только такие действия или функции не являются взаимозаменяемыми по техническим причинам.Кроме того, в некоторых вариантах осуществления одно действие может включать в себя или может быть разбито на несколько подакт. Такие подзаконные акты могут быть включены и являться частью раскрытия этого единственного акта, если явно не исключены.
Настройка параметров UEFI для обеспечения производительности и энергоэффективности на серверах ThinkSystem на базе процессоров Intel
% PDF-1.6 % 1 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > ручей Acrobat Distiller 15.0 (Windows) Утилита расширенных настроек Lenovo System x ThinkSystem Linux Xeon Intel Windows Server Windows v1.0 2014-09-17 tml 2017-09-182021-05-20FrameMaker 8.02021-06-15T12: 04: 09-04: 002021-06-15T11: 57: 32Z2021-06-15T12: 04: 09-04: 00application / pdf