Mini Drone PCB ad alta frequenza e alta densità

Nel febbraio 2022, la guerra ucraino-russa inizierà a pieno ritmo. Durante la guerra, mini-droni avanzati hanno mantenuto l'Ucraina in uno stato passivo. Anche senza una guerra, sappiamo che il potere della tecnologia può destabilizzare una nazione. I droni DJI, i migliori prodotti volanti della Cina e del mondo, sono prodotti con la tecnologia più avanzata: la tecnologia di assemblaggio PCBA SMT ad alta densità interconnessa. In questo articolo, Phase One spiegherà i vantaggi dei circuiti stampati ad alta frequenza e ad alta densità attraverso l'analisi dei mini droni DJI.

Mini drone DJI

Il cuore del miglioramento della funzione di volo dei mini droni - PCBA ad alta frequenza

I dispositivi di volo più utilizzati nella nostra vita sono i grandi aerei passeggeri e i droni. Sebbene entrambi siano dei velivoli, il principio di volo è molto diverso.

Principi del volo degli aerei di grandi dimensioni

Il motivo per cui l'aereo può volare nel cielo è la pressione, che non ha nulla a che fare con la scheda di circuito. Secondo il principio di Bernoulli: la pressione è influenzata dal flusso del fluido, maggiore è il flusso, minore è la pressione. Se non si riesce a capire, possiamo fare un esperimento scientifico. Soffiate aria tra due fogli A4 e scoprirete un interessante fenomeno scientifico: I fogli A4 non si separano, ma rimangono uniti.

L'aspetto dell'aereo si avvale di una speciale struttura fisica che consente alla velocità del flusso sopra la fusoliera di essere maggiore di quella sotto. Quando l'aereo decolla, aumentando la velocità di movimento, si genera una differenza di pressione tra la parte superiore e quella inferiore dell'aereo e si genera una forza ascensionale per l'aereo. Quando l'aereo deve atterrare, ridurre la velocità di volo in modo che la differenza di pressione tra la parte superiore e inferiore dell'aereo diventi minore. Quando la differenza di pressione è inferiore alla gravità, l'aereo atterra.

Il principio del volo

Principi del mini drone

Il principio di volo di un drone è molto diverso da quello di un grande aereo. Il drone spinge l'aria attraverso le ali, provocando una reazione con l'aria, ottenendo così movimenti di salita e discesa. Nella struttura interna del drone, il sistema di controllo del volo funge da cervello e gli fornisce diverse funzionalità. Come fa il sistema di controllo di volo a raggiungere la diversità delle funzioni, la tempestività e la precisione dell'elaborazione del segnale?

In termini di sistema di controllo, il sistema di controllo del volo realizza le sue potenti funzioni attraverso PCBA ad alta densità interconnessi ad alta frequenza. Sappiamo che le funzioni dei dispositivi elettronici sono fornite dai chip di controllo. Per i mini-aerei, questo tipo di dispositivo ha bisogno di chip più potenti, più stabili e in numero maggiore per funzionare correttamente. HDI PCBA lo rende possibile. L'HDI PCBA rende il layout del circuito stampato più compatto grazie alla tecnologia dei micro fori ciechi e dei fori interrati, in modo che il progetto abbia più spazio per installare i chip.

Per l'integrità della trasmissione del segnale, il PCBA ad alta frequenza rappresenta una garanzia. Sappiamo che con l'avvento dell'era dell'informazione, la trasmissione completa ed efficiente delle informazioni è diventata estremamente importante. Poiché le persone prestano maggiore attenzione alla funzione di trasmissione delle informazioni, il PCBA ad alta frequenza sta per diventare il mainstream dei tempi. Sui mini aerei, il movimento meccanico del velivolo consiste nel trasmettere i dati di assetto al sistema di controllo del volo attraverso il sensore, quindi il chip di controllo elabora i dati e invia le istruzioni, infine l'attuatore completa l'azione. Per questo tipo di istruzioni che devono essere completate rapidamente, è sufficiente una PCB ad alta frequenza può raggiungere l'integrità e la tempestività della trasmissione del segnale.

Scheda PCBA ad alta frequenza

Attraverso l'analisi del principio di volo del mini drone, non è difficile individuare diversi problemi tecnici che il drone incontrerà durante il volo:

  • Velocità e integrità della trasmissione delle informazioni di comando
  • Sistema di elaborazione delle informazioni efficiente e ad alta velocità
  • Stabilità della fornitura di energia nei sistemi a energia cinetica
 

Per i tre requisiti di cui sopra, le normali schede monostrato e le schede a doppio strato non possono essere completate e devono essere realizzate con circuiti multistrato ad alta densità e alta frequenza.

Modifica del design della batteria del circuito ad alta frequenza

La batteria del minidrone interagisce con altre unità funzionali:

  • I segnali indesiderati generati dalla batteria sono facilmente accoppiabili a diverse altre unità funzionali.
  • I segnali indesiderati nella batteria si accoppiano ad altre batterie attraverso l'impedenza comune della batteria.
 

La risposta di FS Technology alla progettazione di batterie PCBA ad alta frequenza:

  • In base alle esigenze di corrente del circuito della batteria, regolare l'ampiezza della linea di alimentazione, ridurre la resistenza del circuito ad anello chiuso e rendere la direzione della linea di alimentazione coerente con la direzione della trasmissione dei dati.
  • I PCB multistrato ad alta frequenza utilizzano piani di alimentazione e di terra per ridurre le lunghezze delle tracce
  • Riduzione della distanza tra i circuiti utilizzando schede ad alta frequenza e alimentatori ordinari
  • I diodi per PCB ad alta frequenza funzionano in ambienti a bassa densità di corrente
  • Isolare le batterie ad alta tensione dai circuiti sensibili e adottare misure di schermatura dei campi elettromagnetici.
  • La batteria operativa mantiene una bassa impedenza di uscita anche nella gamma RF

Il PCB ad alta densità riduce il volume dello spazio

Per ridurre le dimensioni del mini drone senza ridurne la funzionalità, è necessario utilizzare due circuiti stampati più costosi: HDI PCB e HF PCBA. Rispetto al PCBA HDI e al PCBA HF, il ruolo del PCBA HF si riflette maggiormente nella trasmissione del segnale. L'HDI PCBA può ridurre meglio le dimensioni del drone.

L'interconnessione ad alta densità (HDI) è una tecnologia di produzione di PCBAche si riferisce a un circuito stampato con un'elevata densità di distribuzione dei circuiti utilizzando la tecnologia dei micro-blind via e dei buried via. Con la continua riduzione delle dimensioni dei componenti e la ricerca di un'elettronica più piccola, i progetti HDI sono emersi per consentire ai produttori di circuiti stampati di adattarsi a questo fenomeno sociale.

Si può dire che la tecnologia HDI è il creatore dei piccoli droni, che offre funzioni più complete, uno spazio più ridotto e una struttura circuitale più affidabile. Per garantire la velocità e l'integrità della trasmissione del segnale, vengono utilizzate le tecnologie SMT e blind hole per ridurre la distanza tra i componenti elettronici, accorciando così l'arco di riflessione del segnale.

FS Technology riassume i vantaggi dell'utilizzo di PCB HDI sui mini droni:

  • Offre una maggiore densità di circuiti
  • Maggiore densità di piazzole di connessione
  • Marcature e spazi vuoti più sottili
  • Vias e pad di cattura più piccoli
  • Rapporto d'aspetto più piccolo (1:1)
  • Foratura laser precisa di microvasi
  • Riduzione dell'induttanza dei conduttori e delle tracce
  • Ottimizzato per il rumore e le interferenze

Le schede di circuito ad alta frequenza garantiscono una trasmissione stabile del segnale

In teoria, minore è la costante dielettrica, migliore è la funzione di trasmissione del segnale del circuito stampato. Più piccola è la costante dielettrica, più stabile è il segnale e viceversa. La caratteristica principale della scheda ad alta frequenza è che la costante dielettrica è piccola e stabile. In generale, la qualità della scheda ad alta frequenza viene valutata in base ai valori DK e DF. Quanto più piccoli sono i due valori, tanto migliore è la scheda. Inoltre, possiamo anche inserirla nel circuito ad alta frequenza e osservare le variazioni del valore DK e del valore DF.

Al giorno d'oggi, l'uso di PCB ad alta frequenza nei mini droni è diventato un trend di sviluppo nel settore dei droni. FS Technology ritiene che l'uso di questa scheda in questi prodotti volanti possa fornire loro le seguenti funzionalità:

  • Rendere più efficiente la trasmissione delle informazioni dei mini droni
  • Consente ai piccoli droni di trasmettere rapidamente le informazioni all'esecuzione dei comandi.
  • Migliorare la resistenza dell'aereo e aumentarne la durata.

Quanto sopra è tutto ciò che FS Technology ha capito del mini drone PCB. Se i nostri articoli vi sono stati utili, potete trovare altri interessanti articoli tecnici sul blog di FS Tech.

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