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設(shè)計(jì)人員面臨的問(wèn)題是，無(wú)人機(jī)的重量增加以及計(jì)算需求的增加會(huì)增加功耗，進(jìn)而減少給定電池尺寸下的飛行時(shí)間。其他功能，特性和相關(guān)的電子設(shè)備也增加了開(kāi)發(fā)時(shí)間和測(cè)試成本。

 

該解決方案具有更高的集成度。本文將介紹Octavo Systems提供的系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）解決方案，該解決方案基本上是一臺(tái)小型無(wú)人機(jī)計(jì)算機(jī)。本文將展示如何使用這種獨(dú)立解決方案的功能來(lái)節(jié)省大量空間并減輕重量，以延長(zhǎng)飛行時(shí)間，同時(shí)還能降低物料清單（BOM），庫(kù)存，開(kāi)發(fā)時(shí)間和測(cè)試成本。

 

無(wú)人機(jī)技術(shù)

無(wú)人機(jī)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，從面向消費(fèi)者的小型無(wú)人機(jī)（帶有用于家庭照片或友好比賽的照相機(jī)）一直到更具挑戰(zhàn)性的角色，例如為快遞員提供包裹，為牧場(chǎng)主跟蹤牲畜，為農(nóng)民監(jiān)測(cè)農(nóng)作物，監(jiān)測(cè)變化環(huán)保主義者的海岸線(xiàn)，急救人員的搜索和救援行動(dòng)。無(wú)論應(yīng)用如何，電池壽命（與飛行時(shí)間有關(guān)）都是選擇無(wú)人機(jī)的最關(guān)鍵因素之一。

 

電池續(xù)航時(shí)間顯然與無(wú)人機(jī)的重量有關(guān)，因此，無(wú)人機(jī)使用最輕的材料，可以在動(dòng)力飛行的壓力和壓力下維持飛機(jī)的框架。對(duì)輕量級(jí)的關(guān)注從結(jié)構(gòu)完整性一直延伸到控制無(wú)人機(jī)的電子設(shè)備。

 

為了獲得適當(dāng)?shù)娘w行動(dòng)力，必須通過(guò)平均分配框架和機(jī)載電子組件的重量來(lái)適當(dāng)平衡無(wú)人機(jī)。電子設(shè)備越小，平衡無(wú)人機(jī)重量就越容易。理想情況下，重心位于飛機(jī)的物理中心。任何重量失衡，無(wú)論多么小，都必須通過(guò)調(diào)整螺旋槳速度來(lái)補(bǔ)償，隨著時(shí)間的推移，這些調(diào)整會(huì)消耗額外的動(dòng)力，并浪費(fèi)用戶(hù)寶貴的飛行時(shí)間。

 

消費(fèi)者和大多數(shù)商用無(wú)人機(jī)都使用Wi-Fi技術(shù)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)人機(jī)可以飛得越遠(yuǎn)，Wi-Fi無(wú)線(xiàn)電必須輸出的功率越多，以使其保持與控制器的接觸，這就是電池的另一次耗電。

 

無(wú)人機(jī)傳感器和處理

在無(wú)人機(jī)制造商尋求減輕系統(tǒng)重量和成本的同時(shí)，用戶(hù)渴望獲得更多功能和更高性能，從而使無(wú)人機(jī)及其固件更加復(fù)雜。這增加了車(chē)載電子設(shè)備的數(shù)量和重量，同時(shí)也影響了無(wú)人機(jī)的平衡。

 

例如，無(wú)人機(jī)通常使用各種微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和其他傳感器來(lái)維持穩(wěn)定的飛行，同時(shí)監(jiān)視航向和速度（圖1）。全球定位系統(tǒng)（GPS）模塊用于確定飛機(jī)的位置和方向；陀螺儀用于測(cè)量俯仰和偏航；加速度計(jì)可測(cè)量無(wú)人機(jī)的加速度和沖擊力；氣壓計(jì)用于測(cè)量氣壓，以幫助確定當(dāng)前大氣條件下的最佳螺旋槳轉(zhuǎn)速。較低的氣壓需要更快的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，而較高的氣壓則需要更低的轉(zhuǎn)速；攝像頭和接近傳感器可實(shí)現(xiàn)障礙物檢測(cè)和躲避。同樣，出于安全原因，可以使用多個(gè)冗余傳感器。

這些傳感器中的每一個(gè)的輸出都饋送到操作無(wú)人機(jī)的微控制器。微控制器必須處理所有這些傳感器輸入，并使用它們來(lái)確定為驅(qū)動(dòng)螺旋槳的耗電的無(wú)刷直流（BLDC）電機(jī)供電的最有效方法。但是，隨著傳感器技術(shù)的逐年提高，無(wú)人機(jī)制造商正在將最新，最準(zhǔn)確，最高精度的傳感器安裝在最新的無(wú)人機(jī)上。為了利用這些傳感器的增強(qiáng)功能，這需要更復(fù)雜的固件。此外，飛行控制固件一直在改進(jìn)，特別是對(duì)于自動(dòng)駕駛無(wú)人機(jī)。所有這些改進(jìn)不僅增加了固件的數(shù)量，而且還需要增強(qiáng)的處理能力和顯著更多的內(nèi)存才能準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)。

 

不斷擴(kuò)展的電子產(chǎn)品和功能性要求工程師提出一種低功耗，小尺寸的解決方案，該解決方案可以滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的需求，同時(shí)將開(kāi)發(fā)和測(cè)試成本降至最低。