無人機的出現為人們的生活提供了許多便利,現已被廣泛應用到社會的各行各業。但其過短的續航時間一直是研究人員頭疼的問題,目前無人機主要依靠6種動力完成復雜的工作。
1、鋰電池:大多數無人機都安裝了鋰電池,但效果只能維持20分鐘左右,且需要經常拆卸、更換電池,十分耗時費力。針對這一現象,研究人員又探索了兩種全新的動力來源,極大地提高了無人機的效率。
2、氫燃料電池:氫燃料電池代替鋰電池,可以支持無人機連續運轉兩個小時,并且充電十分迅速;
3、激光發射器:激光發射器為無人機供電,從地面發射的激光光束被機身上的接收器轉化成動力,幾乎可以支持無人機一直工作。
4、太陽能發電:利用太陽能發電的無人機通常同時安裝了鋰電池和太陽能電池,有陽光時就可利用太陽能提供飛行動力,鋰電池則作為備用電池。
5、內燃機發電:用內燃機發電可支持無人機以100千米每小時的速度飛行1小時,但噪音大且存在安全隱患,因為無人機內有可燃氣體。
6、有線電纜供電:利用有線電纜供電幾乎可以讓無人機永久地運轉,也可以加快無人機向電腦傳輸數據的速度,但由于受到有線連接的限制,無法完成遠距離飛行。
氫燃料電池和激光發射器這兩種動力來源因效果顯著、安全系數高更受研發群體青睞,也能為未來其他飛行器的動力源探究提供靈感。
另外,無人機飛控作為連接所有設備的大腦,接口種類越來越多,許多新手望而卻步,老手也經常一臉茫然。常見接口到底都有什么,在無人機上做什么用?
PWM:
這是第一個要介紹的,所有航模和無人機都離不開的一種接口。單線信號,周期發送正脈沖,變化脈寬作為傳遞信息的方式,一個針腳傳遞一個通道,往往搭配地線和電源線可控制一個舵機或一個電調,是無人機或航模入門第一個需要了解的接口。優點是簡單,穩定的傳輸一個可量變的信號,缺陷是速度低,目前常見的標準是每秒50次或300至400次。
PPM:
是PWM的升級版,就是每個信號周期變為發送一組多個脈寬的組合,來同時傳遞多個通道的變化信息。早期也被用于遙控器無線電信號和航模模擬器信號,現在多用于接收機與飛控連接,帶有PPM信號輸出的接收機很多,是無人機入門必配,那些用轉換器的是脫褲子放屁。其優點是穩定傳輸多個通道,缺點是速度更慢。
S.BUS:
是日本遙控器廠商FUTABA設計的用單通道數字信號傳輸多通道信息的協議,只有一個信號針腳和一個基準地線,支持HUB擴展多個舵機和電調連接在一個信號源上,所以S.BUS其實是一種總線,其原理其實就是變化的串口協議,具體協議可以參考百度文庫上我寫的的文章“PX4飛控開發筆記-第五章:PWM,PPM,S.BUS與DSM2”。其優點是純數字信號,很可靠,帶有總線功能。缺陷是屬于廠家技術兼容設備較少。目前是飛控連接接收機的最佳選擇。
Relay:
其實就是數字IO信號,只有0和1兩種狀態,存在于飛控某些針腳用于自動控制相機快門和農藥噴頭。優點是可靠,缺點是信息量極小,浪費資源且沒有校驗等功能。
串口:
串口是目前控制領域最常見的設備接口,硬件形式有TTL,232,422,485幾種。TTL是基本信號,常見三針用法,一個針用于信號輸入叫RX,一針用于信號輸出叫TX,另一針為信號基準地線。一般0伏和3-5伏表示0和1,飛控自帶的都是這種串口,而且會帶很多個,用于連接多個設備,PIXHAWK飛控有5個。TTL信號的電壓較低,經驗上不適合1米以上的長距離傳輸,于是發展出232接口,使用正負電平表示0和1其他與TTL相同,極大延長了傳輸距離,但是速度依然不足。