Els drons, amb la seva flexibilitat única i les seves potents funcions, s'utilitzen àmpliament en molts camps com la fotografia, la topografia, la protecció de cultius agrícoles, la logística i la distribució. En el complex sistema de drons, la placa de circuit és sens dubte un dels components bàsics més crítics, connectant i coordinant diversos components per garantir el funcionament estable i eficient del dron.
Tipus i característiques de les plaques de circuit de drons
Hi ha diversos tipus de plaques de circuit de drons, classificades per material. Les plaques de circuit rígides estan fetes de material de resina epoxi reforçada amb fibra de vidre, que té un excel·lent aïllament elèctric i una alta resistència mecànica. Poden suportar vibracions i certs impactes externs durant el vol d'un drone, assegurant un funcionament estable del circuit. S'utilitzen habitualment en plaques base de drons d'ala fixa i plaques portadores per a alguns components electrònics. Les plaques de circuit flexible estan fetes de pel·lícula de poliimida o polièster com a matèries primeres, que tenen una gran flexibilitat i es poden doblegar i plegar lliurement. Aquesta característica els fa significativament avantatjoses en drons multirotor, ja que poden connectar de manera flexible el motor del dron i el sistema de control de vol, complir els complexos requisits de cablejat de la disposició espacial compacta del dron i reduir el pes del fuselatge, millorant així el rendiment del vol. La combinació de plaques de circuit rígides i flexibles combina els punts forts d'ambdues. La zona rígida està equipada amb xips de nucli que requereixen una gran estabilitat, mentre que la part flexible aconsegueix una connexió flexible i un disseny optimitzat. S'utilitza àmpliament en drons-de gamma alta, especialment en drons de grau industrial que requereixen una fiabilitat i una utilització de l'espai extremadament elevats.
Classificada per capes, l'estructura d'un sol panell és senzilla i rendible-, i s'utilitza en alguns drons de joguina de nivell bàsic-o funcionalment bàsics per aconseguir funcions senzilles de control del motor i transmissió de senyal. Els dos costats del panell dual tenen línies de làmines de coure connectades mitjançant vies metalitzades, millorant considerablement la flexibilitat del cablejat i complint els requisits del disseny de circuits de complexitat mitjana. S'utilitza habitualment en drons de grau de consum i realitza tasques d'interacció de senyal entre sistemes de control de vol i diversos sensors. Els taulers multicapa es componen de tres o més capes de capes conductores i aïllants apilades alternativament. Amb l'enriquiment continu de les funcions dels drons i la millora contínua dels requisits de rendiment, l'aplicació de taulers multicapa en drons-de gamma alta s'està generalitzant cada cop més. Per exemple, en els drons de topografia professionals, les taules multi-capes poden connectar estretament mòduls GPS-d'alta precisió, xips complexos d'adquisició i processament d'imatges i processadors de control de vol d'alt rendiment-per aconseguir una interacció d'alta-velocitat i un processament precís de dades massives, garantint que el dron pugui realitzar tasques d'enquesta amb precisió.
Punts de disseny de la placa de circuit drone
El disseny de plaques de circuit de drons s'enfronta a molts reptes. En primer lloc, hi ha una limitació d'espai. El cos del drone té un espai limitat i la placa de circuit ha d'estar molt integrada en un espai estret. Això requereix que els dissenyadors planifiquen amb precisió la posició de cada xip, condensador i resistència quan disposen components i maximitzin l'estalvi d'espai mitjançant l'ús de components electrònics microempaquetats i mètodes de cablejat compactes. Al mateix temps, cal assegurar-se que el camí de transmissió del senyal entre cada component sigui el més curt, reduint la interferència i l'atenuació del senyal.
En segon lloc, no es pot ignorar el tema de la dissipació de calor. Durant el vol d'un drone, el funcionament continu dels components electrònics a la placa de circuit genera una gran quantitat de calor, especialment en condicions de funcionament de gran càrrega. Si la calor no es pot dissipar de manera oportuna, afectarà greument el rendiment dels components i fins i tot provocarà danys als components. Per tant, quan es dissenya una placa de circuit, cal planificar raonablement el camí de dissipació de calor, utilitzar materials amb un bon rendiment de dissipació de calor, com ara substrats metàl·lics, i dissenyar estructures eficients de dissipació de calor, com ara afegir dissipadors de calor, optimitzar conductes d'aire, etc., per garantir que la placa de circuit funcioni de manera estable a una temperatura adequada.
A més, el disseny de fiabilitat és crucial. Els drons sovint es troben en entorns de vol complexos, s'enfronten a diversos factors com ara vibracions, impactes, temperatures altes i baixes i canvis d'humitat. La placa de circuit ha de tenir una fiabilitat extremadament alta per garantir que el drone pugui volar normalment en diverses condicions dures.
Escenaris d'aplicació de plaques de circuit de drons
En el camp de la fotografia aèria, les plaques de circuit de drons tenen un paper crucial. En controlar amb precisió la velocitat del motor i l'actitud de vol, el drone pot moure's de manera estable i flexible, i la seva càmera d'alta-definició captura imatges d'alta-qualitat. El mòdul de processament de senyal d'imatge a la placa de circuit processa i transmet les imatges capturades per la càmera en temps real, assegurant que els fotògrafs puguin obtenir imatges clares de manera oportuna, proporcionant perspectives úniques per a la creació de cinema i televisió, enregistrament de paisatges turístics, etc.
Els drons de protecció de cultius agrícoles es basen en plaques de circuit per controlar la polvorització precisa de pesticides o fertilitzants. La placa de circuit de control de vol ajusta el cabal i l'angle de polvorització del broquet amb precisió en funció de la ruta i l'altitud preestablertes, combinada amb la retroalimentació de l'estat del creixement del terreny i dels cultius dels sensors, per aconseguir operacions de protecció de plantes eficients i uniformes. Això no només millora l'eficiència de la producció agrícola sinó que també redueix els residus de pesticides i fertilitzants, protegint el medi ambient ecològic.
Pel que fa a la distribució logística, la placa de circuit del drone coordina la planificació de la ruta de vol del dron, les operacions de càrrega i descàrrega de càrrega. En comunicar-se amb les estacions base terrestres, els drons poden lliurar mercaderies amb precisió a llocs designats, millorar l'eficiència del lliurament, alleujar la congestió del trànsit i demostrar avantatges significatius, especialment en zones remotes o transport de material d'emergència.