Блок управления БПА «БК-1» (СВ1-V1)
Предназначен для обработки сигналов, поступающих от бортовых датчиков беспилотного аппарата, передачи телеметрической информации на пункт управления, а также выработки сигналов управления исполнительными механизмами беспилотного аппарата на основании сигналов с бортовых датчиков аппарата и команд управления, поступающих с пункта управления. Дополнительной функцией блока управления является выдача стабилизированного по напряжению питания для бортовых устройств беспилотного аппарата.
БК-1 не предназначен для использования на летающих беспилотниках в качестве полётного контроллера, но может применяться на них в качестве вспомогательного блока управления бортовым оборудованием.
Подробное описание всех особенностей эксплуатации БК-1 приведено в Инструкции БК-1 (ссылка ниже).
В состав блока управления БК-1 входят:
o Плата питания;
o Плата микроконтроллера (Сарган MPU);
o Кросс-плата;
Все платы в составе блока управления соединяются между собой без шлейфов и соединительных проводом, методом прямого сочленения разъемов печатных плат.
Характеристика:
- допустимый диапазон напряжения питания: 18…36B
- потребляемая мощность (с учётом Raspberry Pi), не более: 10Вт
- параметры выходов питания бортового оборудования: 12В / 1А, 12B/2A, 5B/1A
- количество GPIO/ШИМ-выходов/ШИМ-входов: до 10
- внешние интерфейсы для датчиков и управляемого оборудования:
- 1хI2C (с выдачей питания 3,3B/50mA);
- 2хUART;
- 1хCAN;
- 1хGPIO с защитой от превышения напряжения на входе (до 11В без выхода из строя защитных элементов на плате);
- 1х1-wire (с выдачей питания 3,3B/50mA, выведен на два разъёма);
- 1хRS485
Количество входов АЦП: 3
Диапазон измерения АЦП, не менее: 0,1…3,2В (с возможностью расширения путём установки резисторов делителя на предусмотренные посадочные места
Масса:
- 147 г. (только платы и крепёж, без учёта Raspberry Pi)
Габаритные размеры (с учётом крепёжных стоек, ДхШхВ): 126х98х72 мм
Плата питания предназначена для:
- - формирования стабилизированных питающих напряжений из напряжения бортовой сети беспилотного аппарата, как для других плат блока управления, так и для иного бортового оборудования, входящего в состав беспилотного аппарата; все вторичные напряжения, формируемые Платой питания (кроме напряжения 3,3В для питания микроконтроллера), могут быть включены или выключены по команде от микроконтроллерной платы (платы Сарган MPU);
- - буферизации и ограничении диапазона входных сигналов для АЦП с дальнейшей трансляцией их на плату микроконтроллера (3 канала);
- - деления напряжения питания с последующей буферизацией и передачей полученного напряжения на плату микроконтроллера для измерения;
- - формирование физического уровня для CAN-шины.
- - физического подключения внешних устройств (содержит разъёмы для интерфейсов, управляемых от платы Сарган MPU).
Плата питания имеет стандартную трёхрядную "гребёнку", предназначенную для подключения к ней устройств, имеющих ШИМ-управление, или устройств, имеющих ШИМ-выходы. Разъём связан с микроконтроллером на плате Сарган MPU через межплатные разъёмы.
Особенностью указанной трёхрядной гребёнки является возможность выборочной подачи питания 5В на любой из штыревых контактов среднего ряда. Для реализации этого на Плате питания предусмотрены посадочные места для нуль-резисторов типоразмером 0603 (1608М).
Плата микроконтроллера (Сарган MPU).
Предназначена для обработки данных, поступающих от датчиков беспилотного аппарата и команд, поступающих с пункта управления, и выработки сигналов управления исполнительными механизмами беспилотного аппарата.
Основной частью платы управления является микроконтроллер APM32F405RGT6 (или STM32F405RGT6). Предусмотрено два варианта программирования микроконтроллера – через SWD-интерфейс и через UART. Отладка также может осуществляться через SWD-интерфейс.
Тактирование микроконтроллера осуществляется от встроенного тактового генератора с внешним кварцевым резонатором 8 МГц. Для обеспечения возможности непрерывного функционирования часов реального времени в схеме предусмотрены литиевая 3V батарея типоразмера CR1220 (не входит в комплект поставки) и кварцевый резонатор на 32768 Гц.
Для облегчения отладки и возможной индикации режимов работы на плате предусмотрено два светодиода – желтый и зелёный.
Для обеспечения работы инерциальной системы навигации беспилотного аппарата на плате управления установлены 3-х-осевые гироскопы и акселерометры QMI8658A из 3-х-осевой магнитометр (компас) QMC5883L, подключённые к микроконтроллеру через интерфейс I2C.
С одноплатным компьютером Raspberry Pi микроконтроллер платы Сарган MPU связан с помощью UART-интерфейса.
Для управления приводами беспилотного аппарата микроконтроллер может формировать до 10 каналов ШИМ. При этом, 8 каналов выведены на стандартную трёхрядную "гребёнку" на Плате питания, а ещё два канала (для управления LED-прожектором и сервомашинкой) выведены на отдельный винтовой клеммник (тоже на плате Питания).
ШИМ-каналы, выведенный на трёхрядную гребёнку, могут быть настроены как на выход, так и на вход, что обеспечивает возможность прямого управления беспилотным аппаратом с помощью приёмника с PPM-выходом, а описанные ранее нуль-резисторы позволяют выдать на заданный штырь среднего ряда гребёнки питания 5В для приёмника дистанционного управления. Эти же каналы могут быть настроены как стандартные GPIO – как на вход, так и на выход.
Кросс-плата.
Предназначена для соединения Платы питания и одноплатного компьютера Raspberry Pi, и обеспечивает соединение как сигнальных линий, так и линий питания.
Дополнительные возможности, доступные ПО ЗАКАЗУ:
1. Установка на плату Сарган MPU преобразователя интерфейсов SPI-Ethernet и стандартного Ethernet-разъёма, что позволяет отказаться от использования Raspberry Pi при выполнении простых задач.
2. Установка на Плату питания двухканального драйвера двигателей постоянного тока (ДПТ). Добавляет возможность управления двумя ДПТ с токами до 2А и напряжением, равным входному напряжению питания платы. При этом, микроконтроллер способен контролировать ток, потребляемый каждым ДПТ, и управлять моментом двигателей, за счёт выдачи ШИМ-сигнала на драйвер ДПТ. Важно: установка на Плату питания драйвера ДПТ потребует исключения приёмопередатчика RS485 из платы Сарган MPU, из-за конфликта управляющих выводов.