Современная электроника №1/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 7 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2024 « бытового » назначения модели Syma X8C из авторского парка . На рис . 3 представлен вид на плату управления мультикоптера Syma X8C. Как видно из этих рисунков , кон - струкция очень упрощена , состоит из одного модуля управления ; стоимость её минимальна , а видеокамера , обеспе - чивающая условные 5 Мп качества кар - тинки , реализована с помощью микро - контроллера ЕМ 63816S ( рис . 4). Элементы управления Основа полётного контроллера БПЛА – программируемый микропро - цессор ( МП ), отвечающий за обработку данных от датчиков и вычислительные операции . У МП есть основные харак - теристики : объём памяти и мощность . Чем слабее мощность процессора , тем меньше он может обработать данных , поступающих с датчиков . Маленький объём памяти ограничивает установку современных прошивок , которые с раз - витием направления « весят » всё боль - ше . В табл . 1 представлены сведения относительно разных поколений про - цессоров , применяемых в БПЛА граж - данского назначения . Современные прошивки поддержи - вают процессоры F7 и выше , к приме - ру , относительно популярный специа - лизированный контроллер Arducopter. Семейство МП , составляющих основ - ную линейку современных контрол - леров полета БПЛА , пополнилось 8051 AVR, PIC, ARM. Подробнее об этом ска - зано в [6], а разбор разницы и отли - чий процессоров от F1 до F7 ( табл . 1) – в [10]. F7 – самый быстрый процессор (216 МГц против 168 МГц у F4) – имеет суперскалярный конвейер и возможно - сти DSP, а это означает , что F7 являет - ся относительно хорошей платформой для разработки ПО , позволяет допол - нительно оптимизировать алгоритмы контроллера полета . Платы F7 позво - ляют использовать больше UART со встроенной возможностью инверсии сигнала . Betaflight OSD, SmartAudio, SmartPort Telemetry, GPS, управление видеокамерой , DJI OSD, ведение жур - нала Blackbox. Иллюстрация разницы условно проста : если по конфигурации необходимо работать с частотой 32 кГц в Betaflight, ранее нужно было специ - ально разогнать процессор класса F4. А процессор F7 достаточно мощный , что - бы обрабатывать 32 кГц без разгона [10]. Основные функции полётного кон - троллера : ● сбор данных с датчиков ; ● ориентация беспилотника вокруг его оси ( центра массы ); ● ориентация центра масс БПЛА в про - странстве ; ● движение БПЛА по маршруту ; ● избежание противоречий управле - ния и траектории движения в груп - повом полёте ; ● управление полезной нагрузкой : ка - мерой , захватами для груза и т . п .; ● обмен и оперативный анализ инфор - мации , в частности , приём команд с пульта , если управление осуществля - ется вручную ; ● корректировка полёта в больших формациях ; ● отправка управляющих сигна - лов на регуляторы оборотов (ESC – Electronic Speed Controller). Время цикла опроса может быть ограничено типом гироскопа (IMU) и максимальной частотой дискрети - зации . Если MPU6000 имеет макси - мальную частоту дискретизации 8 кГц , а надо 32 кГц , придётся использовать IMU с более высокой максимальной частотой дискретизации , например , ICM-20602. Встречается конфигурация , когда в FC F7 установлено два разных гироскопа : малошумящий гироскоп MPU6000, а другой – ICM-20602 – значительно более быстрый гиро - скоп , рассчитанный на работу с часто - той 32 кГц . Такая конфигурация даёт дополнительное право выбора , какой гироскоп - датчик использовать под конкретные задачи . Для FPV даль - ность действия и её надёжность – это один из самых критичных параметров . Условно мощный модуль R9m от FrSky, работающий на частоте 868/915 МГц , обеспечивает условно хорошую даль - ность полёта . Альтернативный вари - ант – QCZEK LRS (LongRangeSystem) на модулях Lora 433 и 868/915 МГц . С проприетарными протоколами TX-RX ( передатчик - приёмник ), основ - ными SBUS и CRSF с прошивками Рис . 3. Вид на плату управления мультикоптера Syma X8C Рис . 4. Раскрытый блок видеокамеры мультикоптера Рис . 5. Иллюстрация платы регулятора оборотов Таблица 1. Сведения относительно разных поколений процессоров , применяемых в БПЛА гражданского назначения Поколение процессора F1 F3 F4 F7 Мощность 72 МГц 72 МГц 168 МГц 216 МГц Объём памяти 128 Кбайт 256 Кбайт 1 Мбайт 1 Мбайт