2020年9月，一场使用3051架无人机的壮观灯光秀走红，打破世界纪录最同步的空降无人机。无人机不仅提供了戏剧性的灯光表演，而且在许多有用的应用中出现了无人机。工业生产检查、农业作物检查、建筑工地检查、搜救行动、房地产摄影、森林火灾管理等都是无人机为人类提供宝贵服务的例子。
经营一个无人驾驶飞机
操控无人机和用遥控器玩电子游戏没什么区别。例如，如果你的无人机有一个摄像头，你想要拍一些航拍，你可以通过无人机的遥控器提供适当的命令。根据你的命令，无人机的摄像头会拍照。它可以传输图片或视频，也可以根据指令记录相同的内容。完成指定任务后，无人机将安全返回指定的着陆点。根据无人机的类型和能力，也可以通过手机应用程序或可以与无人机连接的计算机应用程序提供指令。听起来很简单,对吧?虽然操作可能很简单，但使这一切成为可能的技术是相当详尽的。188bet金博宝滚球此外，在延长飞行时间和电池寿命的同时，要注意最小化无人机的尺寸和重量。
无人机架构
大多数无人机都配有四个马达，这就是为什么它们经常被称为四轴飞行器。电子速度控制器(ESC)用于控制每个电机的动作。无人机的大脑或主要部分是飞行控制单元。在商用或高端无人机中，飞行控制器配备了用于自动驾驶监测的GPS。遥控装置由一个无线电发射器组成，它与无人机的无线电接收器相连。飞行控制器通常从无线电接收器接收命令，与之交互
接近传感器，以避免障碍和接口与内置的GPS进行地理定位。飞行控制器向esc发送信号，esc反过来驱动各个电机以协调无人机的运动。为了测量无人机相对于地面的位置，飞行控制器使用了带有加速度计和陀螺仪的惯性测量单元(IMU)。图1显示了无人机及其远程控制的架构。
几乎所有的无人机都装有摄像头。为了在无人机飞行时拍摄无抖动的照片和视频，它使用了一种叫做万向节的设备。万向节确保摄像机保持在适当的位置，即使当无人机在运动。一些无人机配有遥控器和显示器。另一些则提供配对和安装智能手机或平板电脑的选项，以控制和监视无人机的飞行和行动。无人机通常使用锂聚合物电池，因为这种电池能量密度更高，重量更轻，外形更小。大量无人机及其遥控电池通过USB Type-C充电口充电。电源集线器或配电板从电池中获取电力，并将其发送到esc为电机供电。电源集线器还为飞行控制器单元、万向节控制器、相机、传感器和其他需要电源的部件提供电源。
图1。无人机及其遥控的架构©Semtech公司
无人机端口和接口的ESD保护
无人机及其遥控器有多个端口和接口，如USB Type-C为电池充电，存储卡用于保存照片/视频，天线用于通信，GPS用于自动驾驶系统，传感器用于探测障碍物。无人机有如此多的通信和数据端口，特别容易受到静电放电(ESD)事件的损害。静电放电是指静电电荷从一个带高电荷的物体迅速流向一个带低电荷的物体。所以，当一个高荷的物体与另一个低荷的物体接触时，电荷就会从高荷的物体流向低荷的物体。这种电荷(电子)的转移可能导致静电放电事件达到数千伏特。这一事件可能会破坏无人机复杂的内部电路，从而导致其故障，进而可能导致严重的人身伤害或财产损失。因此，静电防护不仅对无人机很重要，而且至关重要。
保护USB Type-C接口
如今，大量无人机和遥控器都采用USB-Type C接口进行充电。USB Type-C接口可以提供高达100W的电源，5 A的电流和20 V的电压利用USB电源传输(USB PD)。有了USB PD功能，设备可以以更快的速度充电。USB Type-C的这种更快的充电功能使得它在无人机充电时非常受欢迎。如果USB PD是不需要的，VBUS可以支持5V在3A，提供15W的功率。
图2详细说明了USB Type C引脚配置。如图所示，VBUS和CC引脚需要防静电保护。有两个CC引脚，一个用于方向检测，另一个用于启动电源传输。VBUS引脚紧挨着CC引脚。如果VBUS引脚有电压激增，可以达到20V, CC引脚也将暴露在整个电压，以防短路情况下。保护VBUS引脚需要一个超过20V工作电压的瞬态电压抑制器(TVS)二极管，响应时间快，夹紧电压低。此外，在保护VBUS引脚的同时，设备性能的下降是不可取的。满足所有这些标准，Semtech的µ夹®2271便士非常适合保护VBUS引脚。夹具2271p的工作电压为22V，峰值脉冲电流为25A。
需要一个至少20V击穿的TVS二极管来保护CC引脚。Semtech的µClamp2411ZA具有抗静电能力，电压范围为±20kV(空气)和±17kV(接触)，最适合保护CC引脚。工作电压为24V的µClamp2411ZA是一种双向TVS二极管，动态电阻为1Ω。它是一个超小的0201包装。
除了VBUS和CC引脚，对于USB Type C接口的所有其他引脚的ESD保护，请阅读我关于USB Type-C保护的博客．
图2。USB PD接口的ESD保护©Semtech Corporation
保护无人机天线
无人机通过无线电频率与遥控器进行通信，而遥控器总是需要天线来发射和接收无线电信号。无人机通常使用900MHz到2.4GHz的传输信号进行无线电和GPS通信。为了保证天线在该高频范围内的信号完整性，需要采用具有超低结电容的双向ESD保护装置。这些信号的峰对峰电压也应该保持稳定。Semtech的RClamp®0561 z根据IEC 61000-4-2 (ESD)的规范，在±15kV(空气)和±12kV(接触)时提供瞬态保护。它内置在一个小小的0.62x0.32x0.30mm的封装中。RClamp0561Z典型的结电容也极低，只有0.12pF。图3显示了一个典型的天线保护电路。
图3。无人机天线的静电保护©Semtech Corporation
RClamp0561Z的超低电容对传输线阻抗影响最小，插入损耗特性非常低，在10GHz频率下损耗为0.8dB。这使得它成为无人机无线电天线的一个引人注目的ESD保护装置。对于其他规格和应用领域，包括GPS, Semtech提供了一个各种ESD保护二极管见表1。
表1:用于保护无人机天线的广泛适用的Semtech部件
保护记忆卡
无人机主要用于拍照和录制视频。所以，大多数无人机都有一个或多个记忆卡插槽。由于存储卡插槽中有外露的引脚，存储卡极易受到ESD电荷转移的影响。Semtech的EClamp®2410便士是一种集成了电视二极管的EMI滤波器和线路终端设备的组合，可以保护存储卡免受ESD事件的影响。下面的图4概述了内存卡的典型保护解决方案。EClamp2410P由SD/ SDµ接口上所需的串联电阻和拉起电阻组成。每条线还包括用于ESD保护的TVS二极管。如图4所示，每条数据线的典型电容为12pF。附加的TVS二极管连接包括电压总线的保护。根据IEC 61000-4-2指南，TVS二极管提供了±15kV(空气)和±8kV(接触)的ESD电压的有效抑制。EClamp2410P采用16针DFN (4.0 x 1.6 x 0.58mm)封装。该器件的流线封装设计简化了PCB布局。
图4。无人机存储卡的ESD保护©Semtech Corporation
无人机的普及和使用正在上升。关键是要充分保护无人机免受所有ESD威胁。Semtech广泛的值得信赖的电视产品保护了许多世界上最受欢迎的无人机品牌。其高效的电视产品保护所有类型的无人机端口和接口，包括USB PD，天线和记忆卡接口。通过保护Semtech电视产品的端口和接口，您可以享受无问题、无故障的无人机使用，同时增强其可靠性和寿命。
Semtech、Semtech标志、EClamp、RClamp和μClamp是Semtech Corporation或其关联公司的注册商标或服务标志。
