Płytki nośne stanowią podstawę elektryczną i mechaniczną umożliwiającą integrację modułów obliczeniowych, kontrolerów lotu, czujników, sprzętu komunikacyjnego, pamięci masowej oraz urządzeń peryferyjnych z dronami i systemami bezzałogowymi. Wśród dostępnych rozwiązań znajdują się płytki nośne Jetson przeznaczone do zastosowań w zakresie sztucznej inteligencji i przetwarzania obrazu w warunkach brzegowych, platformy COM Express i COM-HPC do modułowego przetwarzania danych misji, a także płytki nośne Pixhawk lub Cube służące do integracji systemów sterowania lotem.
W tej kategorii przedstawiono dostawców płyt nośnych oferujących kompaktowe, wytrzymałe, gotowe do wdrożenia oraz dostosowane do indywidualnych potrzeb konfiguracje.
Przeczytaj Przegląd technologii
Przemysłowe systemy komputerowe do zastosowań w sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowym
Autopilot Cube, moduł GNSS, system transmisji wideo HD i akcesoria do bezzałogowych statków powietrznych
Profesjonalne komponenty i czujniki do bezzałogowych statków powietrznych: kontrolery lotu dronów, moduły GNSS, rozwiązania telemetryczne
Najnowocześniejsze kontrolery lotu, czujniki i inne technologie elektroniczne dla dronów i robotyki
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Płytki nośne, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Płytki nośne stanowią fizyczną i elektryczną podstawę do integracji modułów przetwarzających, kontrolerów lotu, czujników, sprzętu komunikacyjnego, pamięci masowej oraz innych urządzeń peryferyjnych w dronach i platformach autonomicznych. Udostępniają one interfejsy modułu komputerowego lub autopilota, zapewniając jednocześnie dostosowane do konkretnych zastosowań zasilanie, złącza, interfejsy rozszerzeń oraz elektronikę pomocniczą.
Dla projektantów bezzałogowych statków powietrznych (UAV) odpowiednia płytka nośna może uprościć integrację awioniki, jednocześnie ograniczając okablowanie, liczbę płytek, rozmiar i masę. Projekty obejmują szeroki zakres rozwiązań – od platform rozwojowych po kompaktowe, wytrzymałe i gotowe do wdrożenia płytki nośne, zaprojektowane z uwzględnieniem konkretnych modułów obliczeniowych, autopilotów, ładunków użytkowych, budżetów mocy, ograniczeń termicznych oraz wymagań środowiskowych.
Płytka nośna Jetson łączy moduł obliczeniowy NVIDIA Jetson z kamerami, sieciami, pamięcią masową, czujnikami oraz systemami pojazdowymi. Konstrukcje płytek nośnych NVIDIA Jetson znajdują szczególne zastosowanie w obszarach sztucznej inteligencji brzegowej, wizji komputerowej, nawigacji autonomicznej, mapowania oraz przetwarzania danych z wielu czujników. Płytki Jetson mogą obsługiwać moduły, w tym Jetson Orin Nano, Orin NX, AGX Orin oraz wcześniejsze platformy, takie jak Xavier NX. Kompatybilność musi uwzględniać rozkład pinów modułu, alokację szybkich linii, wymagania dotyczące zasilania i temperatury oraz konfigurację oprogramowania specyficzną dla danej płytki nośnej.
Płytka nośna COM Express zapewnia interfejsy wejścia/wyjścia oraz zasilanie dostosowane do konkretnych zastosowań w oparciu o znormalizowany moduł obliczeniowy COM Express. Architektura ta oddziela procesor, pamięć oraz podstawowe funkcje obliczeniowe od płytki nośnej, umożliwiając twórcom bezzałogowych statków powietrznych (UAV) i systemów robotycznych dostosowanie rozwiązań sieciowych, pamięci masowej, interfejsów szeregowych, możliwości rozbudowy oraz integracji mechanicznej. Typ modułu, rozmiar, rozkład pinów, sekwencja zasilania oraz implementacja płyty nośnej muszą pozostać kompatybilne.
Płytka nośna EDU450 firmy CubePilot.
Płytka nośna COM-HPC wspiera wysokowydajne przetwarzanie modułowe w zastosowaniach wymagających przetwarzania dużych zbiorów danych z czujników, przyspieszonego przetwarzania lub sieci o dużej przepustowości. Architektura ta rozszerza podejście „komputer w module” na wymagające konfiguracje przetwarzania i może obsługiwać zaawansowane komputery misyjne, systemy autonomiczne oraz platformy przetwarzania brzegowego. Większa przepustowość i moc sprawiają, że chłodzenie, zasilanie oraz integralność sygnału nabierają szczególnego znaczenia.
Płytki nośne z wbudowaną sztuczną inteligencją są zoptymalizowane pod kątem procesorów, procesorów graficznych (GPU), procesorów sztucznej inteligencji (NPU), układów FPGA lub innych akceleratorów wykorzystywanych do wnioskowania na pokładzie. Mogą one łączyć wejścia z kamer o dużej prędkości, rozszerzenia PCIe, pamięć masową NVMe, Ethernet, sygnały synchronizacji oraz rozwiązania do zarządzania temperaturą, aby lokalnie obsługiwać zadania związane z percepcją i sztuczną inteligencją.
Płytka nośna Pixhawk zapewnia interfejsy elektryczne niezbędne do zintegrowania kompatybilnego autopilota z pozostałymi elementami bezzałogowego statku powietrznego. W zależności od konstrukcji interfejsy mogą obejmować zasilanie, GNSS, telemetrię, CAN, RC, wyjścia serwomechanizmów, sterowanie ładunkiem oraz inne połączenia awioniczne. Konstrukcje wykorzystujące magistralę Pixhawk Autopilot Bus (PAB) mogą zapewniać elektryczną i mechaniczną interoperacyjność między zgodnymi modułami kontrolera lotu a płytami bazowymi.
Płytki nośne CubePilot Cube pełnią podobną rolę integracyjną w przypadku modułów autopilota w formacie Cube. Konfiguracje standardowe, płytki nośne Cube Mini oraz konfiguracje niestandardowe mogą udostępniać różne kombinacje zasilania i połączeń peryferyjnych. Konstrukcje płyt nośnych Cube Orange oraz Cube Orange Mini mogą również spełniać wymagania mechaniczne i dotyczące wejść/wyjść określonych systemów sterowania lotem opartych na modułach Cube.
Płytki nośne są dostępne w konfiguracjach zoptymalizowanych pod kątem różnych etapów rozwoju oraz różnych ograniczeń platform bezzałogowych.
Wybór odpowiedniej konfiguracji zależy od modułu obliczeniowego, stopnia zaawansowania systemu oraz wymagań operacyjnych.
Płytki nośne mogą konsolidować zasilanie i łączność kontrolera lotu, zapewniając jednocześnie interfejsy do silników, siłowników, odbiorników GNSS, radiostacji telemetrycznych, systemów danych lotniczych oraz kontrolerów ładunku. Architektury płytek nośnych Pixhawk i Cube stanowią przykłady modułowego podejścia stosowanego w celu uproszczenia integracji awioniki w bezzałogowych statkach powietrznych (UAV).
Płytka nośna ADS-B lub konfiguracja płytki nośnej awioniki może zapewnić zasilanie, interfejsy danych oraz mocowanie niezbędne do wbudowania kompatybilnego sprzętu ADS-B w bezzałogowy statek powietrzny. Wymagania integracyjne zależą od tego, czy podłączony sprzęt zapewnia odbiór danych o ruchu lotniczym, funkcje nadzoru czy też inne możliwości związane z orientacją w przestrzeni powietrznej.
Płytki nośne mogą zapewniać interfejsy szeregowe, CAN, Ethernet lub dedykowane interfejsy zasilania dla sprzętu służącego do zdalnej identyfikacji. Zintegrowanie tych połączeń z elektroniką statku powietrznego może ograniczyć ilość oddzielnego okablowania, umożliwiając jednocześnie podsystemowi zdalnej identyfikacji wymianę wymaganych danych z kompatybilnym sprzętem sterowania lotem lub nawigacyjnym.
Kostka pomarańczowa – płytka nośna PowerCube One firmy NW Blue.
Odbiorniki GNSS, jednostki IMU, magnetometry oraz zintegrowane systemy nawigacyjne mogą być podłączane za pośrednictwem interfejsów szeregowych, CAN, USB, Ethernet lub innych. Skuteczna konstrukcja płytki nośnej uwzględnia również integralność zasilania, zakłócenia elektromagnetyczne, uziemienie, sygnały synchronizacyjne, takie jak impulsy na sekundę, oraz fizyczne oddzielenie od elementów elektronicznych generujących zakłócenia.
Nadajniki telemetryczne, modemy komórkowe, terminale satelitarne oraz inne systemy komunikacyjne wymagają odpowiednich interfejsów danych i stabilnego zasilania. Płytka nośna może scentralizować te połączenia oraz zapewnić w razie potrzeby zmianę poziomu sygnału, filtrowanie, gniazda rozszerzeń lub interfejsy sieciowe.
Kamery EO/IR, LiDAR, radary, instrumenty wielospektralne, ładunki mapujące oraz specjalistyczne czujniki mogą wymagać bardzo zróżnicowanych interfejsów elektrycznych. Płytki nośne mogą łączyć te ładunki z komputerem misji, zapewniając jednocześnie synchronizację, sygnały wyzwalające, szybki transfer danych oraz dedykowane szyny zasilające.
Komputery misji wykorzystują płytki nośne do połączenia przetwarzania pokładowego z danymi z czujników, pamięci masowej, sieci oraz systemu sterowania lotem. Płytki nośne z wbudowaną sztuczną inteligencją mają szczególne znaczenie w sytuacjach, gdy bezzałogowe statki powietrzne (UAV) muszą lokalnie wykonywać zadania z zakresu widzenia komputerowego, wykrywania obiektów, fuzji danych z czujników, nawigacji lub innych funkcji autonomicznych.
Wybór interfejsu płyty nośnej powinien uwzględniać wymagane szybkości transmisji danych, kompatybilność urządzeń peryferyjnych, długości kabli, poziomy napięcia, przydział linii, warunki elektryczne oraz potrzeby rozbudowy statku powietrznego.
| Interfejs | Typowa rola płyty nośnej |
| Sieć Ethernet i sieci szybkiej transmisji danych | Kamery, LiDAR, sieci misji, ładunki użytkowe oraz połączenia między procesorami |
| PCI Express | Akceleratory o dużej przepustowości, urządzenia sieciowe oraz sprzęt rozszerzający |
| USB | Kamery, modemy, pamięci masowe, urządzenia konfiguracyjne oraz ogólne urządzenia peryferyjne |
| MIPI CSI-2 oraz szeregowe łącza kamerowe | Bezpośrednia lub zdalna łączność z kamerami i czujnikami wizyjnymi o dużej przepustowości |
| CAN, CAN FD i DroneCAN | Rozproszona awionika, regulatory prędkości (ESC), czujniki, urządzenia GNSS oraz inne węzły sieci CAN |
| Interfejsy UART i szeregowe | Komunikacja z systemami GNSS, telemetrią, autopilotem, ładunkiem oraz urządzeniami peryferyjnymi |
| RS-232, RS-422 i RS-485 | Starsze, przemysłowe, dalekosiężne oraz różnicowe urządzenia szeregowe |
| I2C i SPI | Czujniki wbudowane w płytkę, układy scalone urządzeń peryferyjnych oraz komunikacja z urządzeniami niższego poziomu |
| GPIO i PWM | Sterowanie dyskretne, sygnały wyzwalające, linie stanu, serwomotory oraz sygnały specyficzne dla danego zastosowania |
| Rozszerzenia M.2 i Mini PCIe | Moduły komunikacyjne, pamięć masowa, sieci oraz specjalistyczne rozszerzenia |
| Pamięć masowa SATA i NVMe | Wbudowane pamięci danych o dużej pojemności lub wysokiej przepustowości |
Konfiguracja interfejsów powinna być dostosowana do czujników, sprzętu sterującego lotem, ładunków użytkowych oraz architektury obliczeniowej, a nie polegać na maksymalizacji liczby złączy.
Płytki nośne przeznaczone do zastosowań w lotnictwie, obronności i innych aplikacjach wymagających wysokiej niezawodności mogą musieć spełniać wymagania środowiskowe, elektromagnetyczne, produkcyjne oraz materiałowe na poziomie płytki lub systemu.
Obowiązujące wymagania zależą od środowiska eksploatacyjnego, specyfikacji klienta, wymagań produkcyjnych oraz rynków, na których gotowy system będzie wdrażany.
Rozwój płyt nośnych w coraz większym stopniu kształtowany jest przez coraz wydajniejsze przetwarzanie brzegowe oraz przenoszenie funkcji autonomicznych do samego pojazdu.
Rozwój ten sprzyja tworzeniu coraz bardziej kompaktowych, modułowych i łatwych do wdrożenia architektur obliczeniowych dla dronów i innych systemów bezzałogowych.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.
