ماژول FPV 6 واتی پرقدرت 5 گیگاهرتز: RTL8812EU-CG برای FPV هواپیماهای بدون سرنشین دوربرد

برای سازندگان هواپیماهای بدون سرنشین FPV و توسعه دهندگان پهپاد دوربرد، حفظ یک پیوند ویدیویی HD پایدار در فواصل طولانی یکی از سخت ترین چالش های مهندسی باقی مانده است. ماژول‌های وای‌فای مصرف‌کننده استاندارد فاقد توان خروجی، ایمنی تداخل و انعطاف‌پذیری برق مورد نیاز برای استفاده در هوا هستند که منجر به افت سیگنال، تاخیر ویدیویی و شعاع پرواز محدود می‌شود. که پیرامون چیپست Realtek RTL8812EU-CG ساخته شده است ، LB-LINK BL-M8812EU6-6W یک ماژول اختصاصی FPV 5 گیگاهرتزی با توان بالا است که به طور خاص برای انتقال ویدئوهای بی سیم دوربرد، با سازگاری با Open HD بومی بهینه شده است. این مقاله معماری اصلی، مشخصات عملکرد، و الزامات یکپارچه سازی برای پهپادها و سیستم های ویدئویی صنعتی را تجزیه و تحلیل می کند.

چرا ماژول های وای فای خارج از قفسه برای استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین FPV کوتاه می آیند؟

اکثر ماژول های وای فای تعبیه شده برای دستگاه های ثابت داخلی طراحی شده اند. هنگامی که بر روی FPV و سکوهای پهپادهای دوربرد مستقر می شوند، از چهار محدودیت اساسی رنج می برند که مستقیماً بر ایمنی پرواز و عملکرد مأموریت تأثیر می گذارد.

اول، قدرت انتقال کم حداکثر برد پرواز را محدود می کند. ماژول‌های استاندارد با خروجی سطح میلی‌وات کار می‌کنند، که نمی‌توانند یک پیوند ویدیویی HD قابل اعتماد را فراتر از فواصل کوتاه حفظ کنند، حتی اگر با آنتن‌های با بهره بالا جفت شوند.

دوم، طراحی منبع تغذیه ناپایدار باعث انصراف در حین پرواز می شود. ولتاژ باتری پهپاد در طول تغییرات دریچه گاز و شرایط کم باتری نوسان می کند و ماژول های بدون تنظیم توان اختصاصی ممکن است اتصال را قطع کنند یا به طور غیرمنتظره ای تنظیم مجدد شوند.

سوم، 2.4 گیگاهرتز خطرات تداخل شدیدی را ایجاد می کند. ازدحام باند طیف 2.4 گیگاهرتز با کنترل از راه دور، تجهیزات جانبی GPS و تجهیزات زمینی مشترک است، که آن را برای اتصال پایین ویدیوی FPV با پهنای باند بالا غیر قابل اعتماد می کند .

چهارم، مدیریت حرارتی ضعیف منجر به دریچه گاز می شود. محفظه های پهپاد فشرده گرما را به دام می اندازند و ماژول های خنک نشده توان خروجی را کاهش می دهند یا در اواسط پرواز خاموش می شوند تا از اجزای داخلی محافظت کنند.

داخل ماژول FPV پرقدرت RTL8812EU-CG

هسته اصلی BL-M8812EU6-6W است چیپست Realtek RTL8812EU-CG که با یک نوسانگر کریستالی 40 مگاهرتز و معماری یکپارچه برق DC-DC جفت شده است. این طراحی تک باند 2T2R 5 گیگاهرتز به‌جای اتصال همه‌منظوره، برای انتقال بی‌سیم با قدرت بالا و دوربرد ساخته شده است.

تولید شده توسط LB-LINK با R&D و امکانات تولید در منطقه Guangming، شنژن - با پشتیبانی بیش از 10000 m⊃2. کارگاه های تولید خودکار و مراکز لجستیک - ماژول برای کیفیت ثابت و عرضه مقیاس پذیر طراحی شده است. سازنده از سفارشی سازی اصلی کارخانه پشتیبانی می کند و کمک فنی FAE را برای انتخاب محصول و یکپارچه سازی طراحی ارائه می دهد و به بیش از 3000 شرکت کارآفرین در سراسر جهان خدمات ارائه می دهد.

معماری 6W+2W دو کاناله با توان بالا

این ماژول از یک طراحی سه آنتن نامتقارن استفاده می کند که برای بارهای کاری سنگین FPV بهینه شده است. یک کانال انتقال اختصاصی حداکثر 6 وات (≤38 dBm) توان خروجی را برای لینک اولیه ویدئو و تله متری ارائه می‌کند، در حالی که یک کانال انتقال/دریافت ترکیبی 2 وات خروجی برای داده‌های کنترل دوطرفه فراهم می‌کند. یک کانال اختصاصی فقط دریافت، حساسیت دریافت را بیشتر می کند.

این طرح قدرت نامتقارن با نیازهای دنیای واقعی سیستم‌های FPV مطابقت دارد، جایی که پهنای باند و محدوده ویدیوی لینک پایین بسیار مهم‌تر از حجم داده‌های uplink است. حساسیت دریافت به 97- دسی بل می رسد، که فاصله موثر پیوند را به طور قابل توجهی فراتر از ماژول های استاندارد WiFi افزایش می دهد.

UBEC داخلی برای قدرت پایدار هواپیماهای بدون سرنشین

یکی از ویژگی های طراحی خاص پهپادها، سیستم قدرت داخلی UBEC است. این ماژول محدوده ورودی گسترده 7 تا 26 ولت DC را می پذیرد که با باتری های پهپاد معمولی 2S به 6S LiPo بدون مبدل های کاهنده خارجی سازگار است.

همچنین یک خروجی تنظیم شده 5 ولت / 2 A را ارائه می دهد که می تواند هم خود ماژول و هم تجهیزات جانبی متصل مانند کنترلرهای پرواز، دوربین ها یا سنسورهای جانبی را تغذیه کند. این طراحی یکپارچه قدرت، تعداد BOM را کاهش می‌دهد، وزن را کاهش می‌دهد و سیستم بی‌سیم را از نوسانات ولتاژ باتری که معمولاً باعث افت پیوند در طول مانورهای پروازی تهاجمی می‌شود، جدا می‌کند.

بهینه شده برای انتقال FPV، سازگار با Open HD

این ماژول به طور خاص برای موارد استفاده از انتقال ویدئو FPV تنظیم شده است و با اکوسیستم پیوند ویدئوی دیجیتال منبع باز Open HD سازگار است. این بدان معناست که توسعه‌دهندگان پهپاد می‌توانند این ماژول را مستقیماً در سیستم‌های پرواز مبتنی بر اچ‌دی باز و بدون کار با سفت‌افزار سفارشی ادغام کنند، و زمان عرضه را برای ساخت‌های دوربرد سفارشی تسریع کنند.

از هر دو حالت کار SoftAP و Station پشتیبانی می‌کند و به طراحان سیستم انعطاف‌پذیری می‌دهد تا ماژول را به‌عنوان نقطه دسترسی هوابرد، مشتری ایستگاه زمینی یا پیوند همتا به همتای دوطرفه پیکربندی کنند.

مشخصات فنی کامل

همه پارامترهای زیر از مشخصات محصول رسمی و مستندات طراحی مرجع تهیه شده است.

مشخصات سخت افزاری اصلی

معماری کانال RF

• S0 (RX0) : کانال اختصاصی فقط دریافت

• S1 (TX0-6W) : کانال انتقال اختصاصی با توان بالا، تا 6 وات

• S2 (T/RX1-2W) : کانال انتقال/دریافت ترکیبی، تا 2 وات

جزئیات مکانیکی و یکپارچه سازی

این ماژول دارای سوراخ‌های نصب استاندارد برای نصب مستقیم در قاب‌های پهپاد و طرح‌های محفظه است و با مجموعه لوازم جانبی خنک‌کننده کامل شامل سینک حرارتی و فن خنک‌کننده ارسال می‌شود. این برای استفاده مستقیم با کنترل‌کننده‌های اصلی پرواز و رایانه‌های داخلی از طریق رابط USB 2.0 طراحی شده است که به حداقل سخت‌افزار اضافی نیاز دارد.

برای کشف مجموعه کامل محصولات، ما را مرور کنید سری ماژول WLAN پرقدرت.

سناریوهای کاربردی کلیدی

در حالی که این ماژول عمدتاً برای سیستم‌های پهپاد FPV بهینه شده است، طراحی پرقدرت 5 گیگاهرتز این ماژول ارزش را در سه مورد اصلی استفاده می‌کند.

پهپادهای دوربرد و سیستم های FPV

این برنامه اولیه است. خروجی پرقدرت 6 وات، حساسیت دریافت -97 دسی بل، و سازگاری Open HD، این ماژول را برای پهپادهای FPV با بال ثابت برد بلند، پهپادهای نقشه برداری، هواپیماهای کشاورزی و ساخت کوادکوپترهای مسافت طولانی سفارشی مناسب می کند. طراحی برق UBEC عملکرد پایدار را حتی با نوسانات ولتاژ باتری هواپیماهای بدون سرنشین تضمین می کند.

نظارت بر امنیت با قدرت بالا

برای نصب‌های امنیتی در فضای باز که اجرای کابل شبکه غیرعملی است، این ماژول یک راه‌حل بی‌سیم 5 گیگاهرتزی با توان بالا برای دوربین‌های IP و دستگاه‌های مانیتورینگ لبه ارائه می‌کند. محدوده دمایی گسترده و طراحی حرارتی آن از عملکرد مداوم 24/7 در محوطه های بیرونی پشتیبانی می کند.

انتقال ویدئو بی سیم صنعتی

اتوماسیون کارخانه، نظارت بر محل ساخت و ساز و سیستم‌های عملیات از راه دور روبات‌های صنعتی همگی به پیوندهای ویدیویی بی‌سیم قابل اعتماد نیاز دارند. عملکرد باند 5 گیگاهرتز این ماژول از تداخل صنعتی 2.4 گیگاهرتز جلوگیری می کند و قدرت انتقال بالای آن، پیوندهای ویدئویی پایدار را در ردپای تاسیسات بزرگ حفظ می کند.

دستورالعمل‌های ادغام و مدیریت بحرانی

یکپارچه سازی مناسب برای دستیابی به عملکرد رتبه بندی و عمر سرویس ماژول مورد نیاز است. این دستورالعمل های رسمی را در طول طراحی، مونتاژ و بهره برداری دنبال کنید.

مدیریت حرارتی اجباری است

این ماژول شامل یک فن خنک کننده اختصاصی و سینک حرارتی به عنوان لوازم جانبی استاندارد است - اینها اجزای مورد نیاز هستند، نه ارتقاء اختیاری. قبل از اعمال برق، هر دو را به طور کامل نصب کنید و از جریان هوای بدون مانع در طراحی محفظه نهایی اطمینان حاصل کنید.

مسدود کردن فن یا کارکرد بدون خنک‌کننده مناسب باعث گرم شدن بیش از حد چیپ‌ست و در نتیجه کاهش توان انتقال، کوتاه شدن برد یا آسیب دائمی تقویت‌کننده برق می‌شود. دمای محل اتصال چیپست باید در تمام شرایط عملیاتی زیر 125 درجه سانتیگراد باقی بماند.

قبل از روشن کردن آنتن ها را وصل کنید

هرگز به ماژول با پورت های RF باز برق ندهید. یک آنتن متصل نشده باعث می شود که انرژی RF به تقویت کننده قدرت منعکس شود که می تواند مدار انتقال را فوراً از بین ببرد. این قانون برای هر سه کانکتور IPEX RF اعمال می شود.

توصیه های طراحی رابط USB

برای عملکرد قابل اعتماد USB 2.0 با سرعت بالا با کنترلرهای پرواز یا رایانه های داخلی:

• جفت‌های دیفرانسیل USB را به‌عنوان ردپای محکم جفت شده‌ای که توسط هواپیماهای زمینی احاطه شده‌اند، مسیریابی کنید

• امپدانس دیفرانسیل 90 ± 5 Ω را در جفت USB حفظ کنید

• آثار را تا حد امکان کوتاه نگه دارید و آنها را از منابع نویز موتور و برق جدا کنید

• حفاظت ESD را با ظرفیت خازنی معادل TVS زیر 1 pF اضافه کنید

الزامات نگهداری و جابجایی

ماژول یک دستگاه حساس به الکترواستاتیک است. در هنگام مونتاژ، اقدامات احتیاطی استاندارد ESD را رعایت کنید.

• در بسته بندی اصلی وکیوم در دمای 5 تا 40 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 20 تا 90 درصد نگهداری شود.

• ظرف 12 ماه از تاریخ بسته بندی استفاده کنید

• ظرف 72 ساعت پس از باز کردن بسته بندی وکیوم استفاده کنید

• اگر نشانگر رطوبت تغییر رنگ داد، قبل از استفاده در دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت بپزید

افکار نهایی

همانطور که نیازهای محدوده FPV افزایش می‌یابد و استقرار ویدئوهای بی‌سیم صنعتی نیازمندتر می‌شود، ماژول‌های WiFi همه منظوره همچنان یک گلوگاه عملکرد هستند. یک ماژول FPV با توان بالا 5 گیگاهرتز ساخته شده بر اساس چیپست RTL8812EU-CG این مشکل را با تقویت توان اختصاصی، طراحی انرژی UBEC بهینه شده توسط پهپاد، سازگاری Open HD و مدیریت حرارتی یکپارچه در کارخانه حل می کند.

BL-M8812EU6-6W 6 وات توان انتقال اولیه، حساسیت دریافت صنعتی، و سازگاری باتری با ولتاژ گسترده را در قالب فشرده 51.4 × 36 × 19.1 میلی متر ، با سوراخ های نصب استاندارد و یک کیت لوازم جانبی کامل برای یکپارچه سازی ساده ارائه می دهد. با پشتیبانی سفارشی سازی سازنده اصلی و راهنمایی فنی FAE، هم برای راه اندازی پهپادهای دسته کوچک و هم برای استقرار تولید حجمی طراحی شده است.

اگر در حال توسعه یک پهپاد FPV دوربرد، سیستم ویدئویی بی‌سیم صنعتی، یا راه‌حل بک هال امنیتی در فضای باز هستید، می‌توانید مجموعه ماژول‌های کامل ما را مرور کنید یا درخواست پشتیبانی فنی و قیمت نمونه را  برای دریافت پشتیبانی فنی و اطلاعات نمونه ارسال کنید.

سوالات متداول

Q1: ماژول FPV پرقدرت 5GHz از چه چیپست استفاده می کند؟

A1: BL-M8812EU6-6W ماژول FPV پرقدرت در اطراف چیپست Realtek RTL8812EU-CG ساخته شده است که در یک معماری تک باند 2T2R 5 گیگاهرتز بهینه شده برای انتقال ویدیوی بی سیم دوربرد پیکربندی شده است.

Q2: این ماژول FPV چقدر توان انتقال را ارائه می دهد؟

A2: این ماژول دارای یک طراحی انتقال دوگانه نامتقارن است: یک کانال TX اولیه اختصاصی تا 6 وات (≤38 dBm) را برای لینک پایین ویدیو ارائه می دهد، و یک کانال ترکیبی T/R ثانویه تا 2 وات را برای داده های کنترل دو طرفه ارائه می دهد.

Q3: آیا ماژول پرقدرت 5 گیگاهرتز با Open HD سازگار است؟

A3: بله. این ماژول برای انتقال FPV بهینه شده است و با اکوسیستم پیوند ویدئویی دیجیتال منبع باز Open HD سازگار است و امکان ادغام مستقیم با سیستم های پهپاد مبتنی بر HD Open را فراهم می کند.

Q4: حساسیت دریافت ماژول RTL8812EU-CG چقدر است؟

A4: این ماژول به حساسیت دریافتی تا -97 دسی بل با نرخ داده پایین‌تر دست می‌یابد، که همراه با قدرت انتقال بالا، بودجه لینک زیادی را برای پیوندهای ویدئویی با برد گسترده FPV و صنعتی ایجاد می‌کند.

Q5: آیا می توان از این ماژول برای برنامه هایی غیر از هواپیماهای بدون سرنشین استفاده کرد؟

ج5: بله. این ماژول در حالی که برای استفاده دوربرد پهپاد و FPV بهینه شده است، همچنین به سیستم‌های انتقال ویدئوی بی‌سیم صنعتی و سیستم‌های انتقال بی‌سیم صنعتی که به اتصال 5 گیگاهرتز از راه دور نیاز دارند، با قدرت بالا نظارت می‌کند.