Projektowanie obwodów drukowanych dla dronów i systemów bezzałogowych zapewnia elektryczny szkielet sterowania, wykrywania, komunikacji i zarządzania energią w UAV, UGV, USV i UUV. Efektywny projekt płytki drukowanej i jej układu uwzględnia limity SWaP, wibracje i wstrząsy, narażenie na wilgoć i korozję oraz gorące punkty termiczne procesorów i stopni RF. Typowe rozwiązania obejmują sztywne, elastyczne i sztywno-elastyczne architektury, a także routing HDI dla obliczeń o dużej liczbie pinów i szybkich połączeń wideo / danych. Niestandardowe projekty płytek drukowanych obsługują również kontrolę EMI/EMC, zarządzanie impedancją i środki wzmacniające, takie jak powłoka konforemna i identyfikowalność.
Przeczytaj Przegląd technologii
Rozwiązania w zakresie produkcji lotniczej i badań i rozwoju dla sprzętu wspierającego bezzałogowe statki powietrzne
Produkcja i montaż płytek drukowanych; możliwości w zakresie płytek drukowanych RF, klasy wojskowej, elastycznych i z metalowym rdzeniem dla systemów bezzałogowych
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Płytki drukowane PCB, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Płytki drukowane (PCB) zapewniają niezbędne połączenia, kondycjonowanie sygnałów, dystrybucję energii i podstawy przetwarzania, które umożliwiają autonomicznym i zdalnie sterowanym systemom bezzałogowym wykonywanie szerokiej gamy misji i zadań.
Względy projektowe PCB, w tym układ płytki, dobór materiałów, konfiguracja stosu i strategia ochrony, mają bezpośredni wpływ na możliwości platformy, jej wytrzymałość i odporność.
Obwody drukowane firmy KT Technical Solutions.
Wymagania dotyczące projektowania płytek drukowanych zmieniają się znacząco w zależności od domeny systemu bezzałogowego:
We wszystkich domenach, niestandardowy projekt PCB może być wymagany dla zaawansowanych aplikacji, takich jak fuzja czujników, przetwarzanie krawędziowe i autonomia oparta na sztucznej inteligencji, a także czynniki takie jak ściśle ograniczony rozmiar, waga i moc (SWaP).
Podczas gdy marginalny projekt obwodu drukowanego w urządzeniu konsumenckim powoduje niedogodności, w przypadku systemów bezzałogowych i robotyki może prowadzić do całkowitej utraty pojazdu, ładunku lub danych o znaczeniu krytycznym. Problemy z integralnością sygnału mogą uszkodzić wejścia nawigacyjne, podczas gdy nieodpowiednie uziemienie może pogorszyć wydajność radia. Błędne obliczenia termiczne mogą skrócić żywotność procesora lub spowodować reset w locie.
Profesjonalni integratorzy systemów bezzałogowych traktują projektowanie obwodów drukowanych jako podstawową funkcję inżynierii systemów. Definiowanie stosów, kontrola impedancji, ograniczanie zakłóceń elektromagnetycznych i ścieżki termiczne są projektowane od podstaw.
Wybór materiału determinuje wydajność elektryczną, trwałość mechaniczną i charakterystykę termiczną. Podczas gdy FR-4 pozostaje podstawą w branży, systemy bezzałogowe często wymagają specjalistycznych podłoży, takich jak:
Grubość miedzi wpływa na wydajność prądową i termiczną. Wysokoprądowe sterowniki silników i płytki dystrybucji zasilania często wykorzystują cięższe warstwy miedzi w celu zmniejszenia strat rezystancyjnych i wzrostu temperatury. Szerokość ścieżek, odstępy i geometria są projektowane w oparciu o obciążenie prądowe, docelową impedancję i wymagania dotyczące odstępów.
Sztywne płytki PCB dominują w podsystemach przetwarzania i zasilania. Elastyczne obwody pozwalają na dynamiczne trasowanie w kardanach, ramionach przegubowych lub kadłubach o ograniczonej przestrzeni. Konstrukcje sztywno-elastyczne łączą oba te elementy, zmniejszając złożoność złączy i wiązek, jednocześnie poprawiając niezawodność w warunkach wibracji. W systemach klasy lotniczej rozwiązania te znacznie zmniejszają wagę, jednocześnie zwiększając wytrzymałość połączeń.
Produkcja sztywnych, elastycznych płytek PCB przez San Francisco Circuits
Płytki HDI wykorzystują cienkie ścieżki, mikrowgłębienia i sekwencyjne laminowanie do obsługi procesorów o dużej liczbie pinów. Są one coraz częściej spotykane w modułach przetwarzania brzegowego z obsługą sztucznej inteligencji. Nowoczesne platformy zależą również od szybkich magistral cyfrowych i strumieni wideo, w przypadku których projekt płytki PCB zapewnia przewidywalną propagację sygnału poprzez różnicowe prowadzenie par i dopasowanie długości.
Systemy bezzałogowe są zasadniczo ograniczone przez SWaP. Projekt układu PCB ma bezpośredni wpływ na gęstość komponentów i wymagania dotyczące wiązek. Integracja wielu podsystemów na mniejszej liczbie płytek zmniejsza wagę, podczas gdy wydajna konwersja mocy wydłuża czas działania.
Wysokowydajne procesory i wzmacniacze RF generują skoncentrowane ciepło. Bez skutecznego projektu termicznego, wydajność spada. Strategie obejmują:
Kompatybilność elektromagnetyczna jest stałym wyzwaniem w kompaktowych platformach. Skuteczne techniki obejmują dedykowane płaszczyzny uziemienia, kontrolowane ścieżki powrotne, ekranowane przedziały i staranne filtrowanie na granicach wejść/wyjść. Właściwy projekt często stanowi różnicę między systemem zgodnym z normami a takim, który nie przejdzie certyfikacji.
Proces projektowania PCB przebiega od przechwycenia schematu do układu, definicji stosu i symulacji. Produkcja obejmuje wzornictwo fotolitograficzne, trawienie chemiczne i precyzyjne wiercenie (w tym mikropory dla HDI). Montaż zazwyczaj wykorzystuje technologię montażu powierzchniowego (SMT), weryfikowaną za pomocą automatycznej kontroli optycznej (AOI) i kontroli rentgenowskiej w celu zminimalizowania ukrytych wad.
Profesjonalne systemy bezzałogowe są zgodne z uznanymi standardami branżowymi i wojskowymi, w tym:
Zapewnienie bezpieczeństwa na poziomie sprzętowym ma kluczowe znaczenie dla wielu zastosowań systemów bezzałogowych, takich jak te podejmujące misje wojskowe i bezpieczeństwa lub przetwarzające poufne dane. Projekt PCB może zawierać bezpieczne elementy, sprzętowe korzenie zaufania i techniki antysabotażowe, takie jak siatki wykrywania sabotażu lub hermetyzacja epoksydowa. Zapobieganie podrabianiu komponentów wymaga ścisłej listy zatwierdzonych dostawców i pełnej identyfikowalności materiałów.
Wraz z rosnącymi wymaganiami w zakresie autonomii i przetwarzania brzegowego, projektowanie PCB nadal ewoluuje. Większa liczba warstw i drobniejsze geometrie wspierają rosnącą gęstość przetwarzania, podczas gdy nowe materiały zwiększają wydajność w ekstremalnych środowiskach, w tym w misjach na dużych wysokościach i w bliskiej przestrzeni kosmicznej.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.