بالنسبة لمصنعي الطائرات بدون طيار FPV ومطوري الطائرات بدون طيار بعيدة المدى، يظل الحفاظ على رابط فيديو ثابت عالي الدقة على مسافات طويلة أحد أصعب التحديات الهندسية. تفتقر وحدات WiFi القياسية للمستهلك إلى طاقة الخرج، وحصانة التداخل، ومرونة الطاقة المطلوبة للاستخدام المحمول جواً، مما يؤدي إلى انخفاض الإشارة، وتأخر الفيديو، ونصف قطر الطيران المحدود. تم تصميم حول مجموعة شرائح Realtek RTL8812EU-CG ، LB-LINK BL-M8812EU6-6W وهي عبارة عن وحدة FPV مخصصة عالية الطاقة بسرعة 5 جيجاهرتز تم تحسينها خصيصًا لنقل الفيديو اللاسلكي طويل المدى، مع التوافق الأصلي مع Open HD. تشرح هذه المقالة بنيتها الأساسية ومواصفات الأداء ومتطلبات التكامل للطائرات بدون طيار وأنظمة الفيديو الصناعية.
لماذا تعجز وحدات WiFi الجاهزة عن استخدام طائرات بدون طيار FPV
تم تصميم معظم وحدات WiFi المدمجة للأجهزة الداخلية الثابتة. عند نشرها على منصات FPV ومنصات الطائرات بدون طيار بعيدة المدى، فإنها تعاني من أربعة قيود أساسية تؤثر بشكل مباشر على سلامة الطيران وأداء المهمة.
أولاً، تعمل طاقة الإرسال المنخفضة على تقييد الحد الأقصى لنطاق الطيران. تعمل الوحدات القياسية بمخرجات بمستوى ملي واط، والتي لا يمكنها الحفاظ على رابط فيديو عالي الدقة يمكن الاعتماد عليه خارج المسافات القصيرة، حتى عند إقرانها بهوائيات عالية الكسب.
ثانيًا، يؤدي تصميم مصدر الطاقة غير المستقر إلى انقطاع التيار الكهربائي أثناء الرحلة. يتقلب جهد بطارية الطائرة بدون طيار أثناء تغييرات الخانق وظروف انخفاض البطارية، ويمكن أن تفقد الوحدات التي لا تحتوي على تنظيم مخصص للطاقة الاتصال أو إعادة ضبطها بشكل غير متوقع.
ثالثًا، 2.4 جيجا هرتز إلى مخاطر تداخل شديدة. يؤدي ازدحام النطاق تتم مشاركة الطيف 2.4 جيجا هرتز مع وحدات التحكم عن بعد، والأجهزة الطرفية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والمعدات الأرضية، مما يجعله غير موثوق به للوصلة الهابطة للفيديو FPV ذات النطاق الترددي العالي .
رابعا، سوء التعامل مع الحرارة يؤدي إلى اختناق الطاقة. تعمل حاويات الطائرات بدون طيار المدمجة على احتجاز الحرارة، كما تعمل الوحدات غير المبردة على تقليل طاقة الخرج أو إيقاف تشغيلها في منتصف الرحلة لحماية المكونات الداخلية.
داخل وحدة FPV عالية الطاقة RTL8812EU-CG
في قلب BL-M8812EU6-6W يوجد مجموعة شرائح Realtek RTL8812EU-CG ، مقترنة بمذبذب بلوري بسرعة 40 ميجا هرتز وبنية طاقة DC-DC مدمجة. تم تصميم هذا التصميم أحادي النطاق 2T2R 5 جيجا هرتز خصيصًا للإرسال اللاسلكي عالي الطاقة وطويل المدى بدلاً من الاتصال للأغراض العامة.
تم تصنيعها بواسطة LB-LINK مع مرافق البحث والتطوير والإنتاج في منطقة Guangming، Shenzhen - مدعومة بأكثر من 10000 متر مربع؛ ورش الإنتاج الآلية والمراكز اللوجستية - تم تصميم الوحدة لضمان الجودة المتسقة والإمدادات القابلة للتطوير. تدعم الشركة المصنعة تخصيص المصنع الأصلي وتوفر المساعدة الفنية لشركة FAE لاختيار المنتج وتكامل التصميم، وتخدم أكثر من 3000 شركة ريادية في جميع أنحاء العالم.
بنية عالية الطاقة بقوة 6 وات + 2 وات
تستخدم الوحدة تصميمًا غير متماثل ثلاثي الهوائيات مُحسّنًا لأحمال العمل الثقيلة للوصلة الهابطة FPV. توفر قناة إرسال واحدة مخصصة ما يصل إلى 6 واط (dB38 ديسيبل ميلي واط) من طاقة الخرج للوصلة الهابطة للفيديو والقياس عن بعد الأساسي، بينما توفر قناة الإرسال/الاستقبال المدمجة الثانية 2 واط من الإخراج لبيانات التحكم ثنائية الاتجاه. تعمل قناة الاستقبال المخصصة فقط على تعزيز حساسية الاستقبال.
يتوافق تخطيط الطاقة غير المتماثل هذا مع متطلبات العالم الحقيقي لأنظمة FPV، حيث يكون عرض النطاق الترددي للفيديو للوصلة الهابطة ونطاقه أكثر أهمية بكثير من حجم بيانات الوصلة الصاعدة. تصل حساسية الاستقبال إلى -97 ديسيبل مللي واط، مما يمتد مسافة الارتباط الفعالة بشكل كبير إلى ما هو أبعد من وحدات WiFi القياسية.
المدمج في UBEC لقوة الطائرة بدون طيار مستقرة
أحد أكثر ميزات التصميم الخاصة بالطائرات بدون طيار هو نظام الطاقة المدمج في UBEC. تقبل الوحدة نطاق إدخال واسع من 7 إلى 26 فولت تيار مستمر، متوافق مع بطاريات LiPo بدون طيار من 2S إلى 6S بدون محولات خارجية.
كما أنه يوفر مخرجًا منظمًا بقدرة 5 فولت/2 أمبير يمكنه تشغيل الوحدة نفسها والأجهزة الطرفية المتصلة مثل وحدات التحكم في الطيران أو الكاميرات أو أجهزة الاستشعار الملحقة. يعمل تصميم الطاقة المتكامل هذا على تقليل عدد قائمة مكونات الصنف (BOM)، وتوفير الوزن، وعزل النظام اللاسلكي عن تقلبات جهد البطارية التي تتسبب عادةً في انخفاض الارتباط أثناء مناورات الطيران العدوانية.
مُحسّن لنقل FPV، ومتوافق مع Open HD
تم ضبط الوحدة خصيصًا لحالات استخدام نقل الفيديو FPV وهي متوافقة مع النظام البيئي لرابط الفيديو الرقمي مفتوح المصدر Open HD. وهذا يعني أن مطوري الطائرات بدون طيار يمكنهم دمج الوحدة مباشرة في أنظمة الطيران القائمة على Open HD الحالية دون عمل البرامج الثابتة المخصصة، مما يؤدي إلى تسريع وقت التسويق للبنيات المخصصة طويلة المدى.
وهو يدعم كلاً من وضعي عمل SoftAP وStation، مما يمنح مصممي النظام المرونة لتكوين الوحدة كنقطة وصول محمولة جواً، أو عميل محطة أرضية، أو رابط نظير إلى نظير ثنائي الاتجاه.
المواصفات الفنية الكاملة
يتم الحصول على جميع المعلمات أدناه من مواصفات المنتج الرسمية ووثائق التصميم المرجعية.
مواصفات الأجهزة الأساسية
المعلمة
مواصفة
شرائح
RTL8812EU-CG
معايير الشبكة المحلية اللاسلكية
آي إي إي إي 802.11 أ/ن/التيار المتناوب
نطاق التردد
نطاق كامل 5 جيجا هرتز
واجهة
يو اس بي 2.0
أوضاع العمل
سوفت أب، محطة
تكوين الترددات اللاسلكية
2T2R
أبعاد
51.4 × 36 × 19.1 ملم
مزود الطاقة
7-26 فولت تيار مستمر
خرج 5 فولت
5 فولت/2 أمبير للأجهزة الطرفية
أقصى استهلاك للطاقة
15 واط (بدون استهلاك طاقة الإخراج 5 فولت)
درجة حرارة التشغيل
-20 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية
قوة تكساس (الذروة)
≥38 ديسيبل مللي واط (6 وات)
حساسية آر إكس
وصولا إلى -97 ديسيبل
بنية قناة الترددات اللاسلكية
S0 (RX0) : قناة مخصصة للاستقبال فقط
S1 (TX0-6W) : قناة إرسال مخصصة عالية الطاقة، تصل إلى 6 وات
S2 (T/RX1-2W) : قناة إرسال/استقبال مدمجة، حتى 2 وات
التفاصيل الميكانيكية والتكامل
تتميز الوحدة بفتحات تثبيت قياسية للتثبيت المباشر في إطارات الطائرات بدون طيار وتصميمات العلبة، ويتم شحنها مع مجموعة ملحقات تبريد كاملة بما في ذلك المشتت الحراري ومروحة التبريد. وهو مصمم للاستخدام المباشر مع وحدات التحكم الرئيسية في الطيران وأجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن الطائرة عبر واجهة USB 2.0 ، مما يتطلب الحد الأدنى من الأجهزة الإضافية.
في حين تم تحسينه بشكل أساسي لأنظمة الطائرات بدون طيار FPV، فإن تصميم الوحدة عالي الطاقة 5 جيجا هرتز يوفر قيمة عبر ثلاث حالات استخدام أساسية.
أنظمة الطائرات بدون طيار و FPV طويلة المدى
هذا هو التطبيق الأساسي. إن إخراج الطاقة العالية بقدرة 6 واط، وحساسية استقبال -97 ديسيبل ميلي واط، والتوافق مع Open HD يجعل الوحدة مناسبة لطائرات بدون طيار FPV ذات الأجنحة الثابتة طويلة المدى، والطائرات بدون طيار للمسح، والطائرات الزراعية، وبنيات المروحيات الرباعية المخصصة لمسافات طويلة. يضمن تصميم الطاقة UBEC التشغيل المستقر حتى مع تقلب الفولتية لبطارية الطائرة بدون طيار.
مراقبة أمنية عالية الطاقة
بالنسبة للتركيبات الأمنية الخارجية حيث يكون تشغيل كابل الشبكة غير عملي، توفر الوحدة حل توصيل لاسلكي عالي الطاقة بتردد 5 جيجا هرتز لكاميرات IP وأجهزة مراقبة الحافة. يدعم نطاق درجة الحرارة الواسع والتصميم الحراري التشغيل المستمر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في العبوات الخارجية.
نقل الفيديو اللاسلكي الصناعي
تتطلب أتمتة المصانع ومراقبة مواقع البناء وأنظمة التشغيل الآلي للروبوتات الصناعية روابط فيديو لاسلكية موثوقة. يعمل تشغيل النطاق 5 جيجا هرتز للوحدة على تجنب التداخل الصناعي بتردد 2.4 جيجا هرتز، وتحافظ قوة الإرسال العالية الخاصة بها على روابط فيديو مستقرة عبر آثار أقدام المنشأة الكبيرة.
إرشادات التكامل والتعامل النقدي
التكامل الصحيح مطلوب لتحقيق الأداء المقدر للوحدة وعمر الخدمة. اتبع هذه الإرشادات الرسمية أثناء التصميم والتجميع والتشغيل.
الإدارة الحرارية إلزامية
تشتمل الوحدة على مروحة تبريد مخصصة ومشتت حراري كملحقات قياسية - وهي مكونات مطلوبة، وليست ترقيات اختيارية. قم بتركيب كليهما بالكامل قبل توصيل الطاقة، وتأكد من تدفق الهواء دون عائق في التصميم النهائي للعلبة.
سيؤدي حظر المروحة أو التشغيل بدون تبريد مناسب إلى ارتفاع درجة حرارة مجموعة الشرائح، مما يؤدي إلى انخفاض طاقة الإرسال أو تقصير النطاق أو تلف دائم لمضخم الطاقة. يجب أن تظل درجة حرارة وصلة مجموعة الشرائح أقل من 125 درجة مئوية في جميع ظروف التشغيل.
قم بتوصيل الهوائيات قبل التشغيل
لا تقم مطلقًا بتوصيل الطاقة إلى الوحدة ذات منافذ التردد اللاسلكي المفتوحة. يؤدي الهوائي غير المتصل إلى انعكاس طاقة التردد اللاسلكي مرة أخرى إلى مضخم الطاقة، مما قد يؤدي إلى تدمير دوائر الإرسال على الفور. تنطبق هذه القاعدة على جميع موصلات IPEX RF الثلاثة.
توصيات تصميم واجهة USB
لتشغيل USB 2.0 عالي السرعة يمكن الاعتماد عليه مع وحدات التحكم في الطيران أو أجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن الطائرة:
حافظ على مقاومة تفاضلية قدرها 90 ± 5 Ω على زوج USB
إبقاء الآثار قصيرة قدر الإمكان وعزلها عن مصادر ضوضاء المحرك والطاقة
أضف حماية ESD بسعة مكافئة لـ TVS أقل من 1 pF
متطلبات التخزين والمناولة
الوحدة عبارة عن جهاز حساس للكهرباء الساكنة. راقب احتياطات التعامل مع ESD القياسية أثناء التجميع.
يُخزن في العبوة الأصلية محكمة الغلق عند درجة حرارة 5 درجات مئوية إلى 40 درجة مئوية ورطوبة نسبية تتراوح بين 20% إلى 90%
يُستخدم خلال 12 شهرًا من تاريخ التعبئة
يُستخدم خلال 72 ساعة بعد فتح العبوة المفرغة من الهواء
إذا تغير لون مؤشر الرطوبة، اخبزيها على حرارة 60 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام
الأفكار النهائية
مع نمو متطلبات نطاق FPV وأصبحت عمليات نشر الفيديو اللاسلكي الصناعي أكثر تطلبًا، لا تزال وحدات WiFi ذات الأغراض العامة تشكل عنق الزجاجة في الأداء. تعمل وحدة FPV عالية الطاقة 5 جيجا هرتز المصممة خصيصًا لهذا الغرض استنادًا إلى مجموعة شرائح RTL8812EU-CG على حل هذه المشكلة من خلال تضخيم الطاقة المخصص، وتصميم طاقة UBEC المُحسّن للطائرات بدون طيار، والتوافق مع Open HD، والإدارة الحرارية المتكاملة في المصنع.
يوفر BL-M8812EU6-6W 6 وات من طاقة الإرسال الأساسية، وحساسية استقبال على مستوى الصناعة، وتوافقًا مع البطارية ذات الجهد العريض في عامل شكل مدمج 51.4 × 36 × 19.1 مم ، مع فتحات تثبيت قياسية ومجموعة ملحقات كاملة للتكامل المباشر. مدعومًا بدعم تخصيص الشركة المصنعة الأصلية والإرشادات الفنية لـ FAE، تم تصميمه لكل من الشركات الناشئة بدون طيار صغيرة الحجم وعمليات نشر الإنتاج بكميات كبيرة.
إذا كنت تقوم بتطوير طائرة بدون طيار FPV طويلة المدى، أو نظام فيديو لاسلكي صناعي، أو حل توصيل أمني خارجي، فيمكنك تصفح مجموعة الوحدات الكاملة لدينا أو أرسل استفسارًا لطلب الدعم الفني وعينة التسعير لتلقي الدعم الفني وعينة المعلومات.
الأسئلة الشائعة
Q1: ما هي الشرائح التي تستخدمها وحدة FPV عالية الطاقة 5 جيجا هرتز؟
A1: تم تصميم BL-M8812EU6-6W وحدة FPV عالية الطاقة حول مجموعة شرائح Realtek RTL8812EU-CG ، والتي تم تكوينها في بنية أحادية النطاق 2T2R 5 جيجا هرتز محسنة لنقل الفيديو اللاسلكي طويل المدى.
Q2: ما مقدار طاقة الإرسال التي توفرها وحدة FPV هذه؟
A2: تتميز الوحدة بتصميم إرسال مزدوج غير متماثل: توفر قناة TX الأولية المخصصة ما يصل إلى 6 وات (≥38 ديسيبل ميلي واط) للوصلة الهابطة للفيديو، وتوفر قناة T/R الثانوية المدمجة ما يصل إلى 2 وات لبيانات التحكم ثنائية الاتجاه.
س3: هل وحدة 5 جيجا هرتز عالية الطاقة متوافقة مع Open HD؟
ج3: نعم. تم تحسين الوحدة لنقل FPV وهي متوافقة مع النظام البيئي لوصلة الفيديو الرقمية مفتوحة المصدر Open HD، مما يسمح بالتكامل المباشر مع أنظمة الطائرات بدون طيار القائمة على Open HD.
س4: ما هي حساسية الاستقبال لوحدة RTL8812EU-CG؟
A4: تحقق الوحدة حساسية استقبال تصل إلى -97 ديسيبل مللي واط بمعدلات بيانات أقل، والتي تعمل جنبًا إلى جنب مع طاقة الإرسال العالية على إنشاء ميزانية ارتباط كبيرة لوصلات FPV وروابط الفيديو الصناعية طويلة المدى.
س5: هل يمكن استخدام هذه الوحدة لتطبيقات أخرى غير الطائرات بدون طيار؟
ج5: نعم. في حين تم تحسينها لاستخدام الطائرات بدون طيار وFPV طويلة المدى، فإن الوحدة تخدم أيضًا وصلات مراقبة أمنية عالية الطاقة وأنظمة نقل الفيديو اللاسلكية الصناعية التي تتطلب اتصالاً لمسافات طويلة بتردد 5 جيجا هرتز.
البريد الإلكتروني الخاص بالشكوى: شكوى@lb-link.com المقر الرئيسي في شنتشن: 10-11/F، المبنى A1، حديقة أفكار Huaqiang، طريق Guanguang، منطقة Guangming الجديدة، Shenzhen، Guangdong، الصين. مصنع شنتشن: 5F، المبنى C، رقم 32 طريق دافو، منطقة لونغهوا، شنتشن، قوانغدونغ، الصين. مصنع جيانغشي: مجمع LB-Link الصناعي، طريق تشينغهوا، غانتشو، جيانغشي، الصين.
