Les drones, avec leur flexibilité unique et leurs fonctions puissantes, sont largement utilisés dans de nombreux domaines tels que la photographie, l'arpentage, la protection des cultures agricoles, la logistique et la distribution. Dans le système complexe des drones, le circuit imprimé est sans aucun doute l’un des composants centraux les plus critiques, connectant et coordonnant divers composants pour assurer le fonctionnement stable et efficace du drone.
Types et caractéristiques des circuits imprimés de drones
Il existe différents types de circuits imprimés pour drones, classés par matériau. Les cartes de circuits imprimés rigides sont fabriquées à partir d'un matériau en résine époxy renforcée de fibre de verre, qui présente une excellente isolation électrique et une résistance mécanique élevée. Ils peuvent résister aux vibrations et à certains impacts extérieurs lors du vol du drone, assurant ainsi un fonctionnement stable du circuit. Ils sont couramment utilisés dans les cartes mères de drones à voilure fixe et les cartes de support pour certains composants électroniques. Les cartes de circuits imprimés flexibles sont constituées d'un film de polyimide ou de polyester comme matière première, qui ont une grande flexibilité et peuvent être pliées et pliées librement. Cette caractéristique les rend considérablement avantageux dans les drones multi-rotor, car ils peuvent connecter de manière flexible le moteur du drone et le système de commande de vol, répondre aux exigences de câblage complexes de l'agencement spatial compact du drone et réduire le poids du fuselage, améliorant ainsi les performances de vol. La combinaison de circuits imprimés rigides et flexibles combine les atouts des deux. La zone rigide est équipée de puces centrales qui nécessitent une grande stabilité, tandis que la partie flexible permet une connexion flexible et une disposition optimisée. Il est largement utilisé dans les drones haut de gamme, en particulier les drones de qualité industrielle qui nécessitent une fiabilité et une utilisation de l'espace extrêmement élevées.
Classée par couches, la structure à panneau unique est simple et-rentable, et est utilisée dans certains drones jouets d'entrée de gamme-ou fonctionnellement basiques pour obtenir des fonctions simples de contrôle du moteur et de transmission du signal. Les deux côtés du panneau double sont dotés de lignes en feuille de cuivre connectées via des vias métallisés, améliorant considérablement la flexibilité du câblage et répondant aux exigences de conception de circuits de complexité moyenne. Il est couramment utilisé dans les drones grand public et entreprend des tâches d'interaction de signaux entre les systèmes de commande de vol et divers capteurs. Les panneaux multicouches sont composés de trois couches ou plus de couches conductrices et isolantes empilées en alternance. Avec l'enrichissement continu des fonctions des drones et l'amélioration continue des exigences de performances, l'application de cartes multicouches dans les drones haut de gamme-est de plus en plus répandue. Par exemple, dans les drones d'arpentage professionnels, les cartes multi-couches peuvent connecter étroitement des modules GPS de haute-précision, des puces complexes d'acquisition et de traitement d'images et des processeurs de contrôle de vol hautes-performances pour obtenir une interaction à grande vitesse-et un traitement précis de données massives, garantissant que le drone peut effectuer avec précision des tâches d'arpentage.
Points de conception du circuit imprimé du drone
La conception de circuits imprimés pour drones est confrontée à de nombreux défis. Premièrement, il y a une limitation d’espace. Le corps du drone a un espace limité et le circuit imprimé doit être hautement intégré dans un espace étroit. Cela oblige les concepteurs à planifier avec précision la position de chaque puce, condensateur et résistance lors de la disposition des composants, et à maximiser les économies d'espace grâce à l'utilisation de composants électroniques micro-emballés et de méthodes de câblage compactes. Dans le même temps, il est nécessaire de garantir que le chemin de transmission du signal entre chaque composant est le plus court, réduisant ainsi les interférences et l'atténuation du signal.
Deuxièmement, la question de la dissipation thermique ne peut être ignorée. Pendant le vol d'un drone, le fonctionnement continu des composants électroniques sur le circuit imprimé génère une grande quantité de chaleur, en particulier dans des conditions de fonctionnement à forte charge. Si la chaleur ne peut pas être dissipée à temps, cela affectera sérieusement les performances des composants et entraînera même des dommages aux composants. Par conséquent, lors de la conception d'un circuit imprimé, il est nécessaire de planifier raisonnablement le chemin de dissipation thermique, d'utiliser des matériaux offrant de bonnes performances de dissipation thermique, tels que des substrats métalliques, et de concevoir des structures de dissipation thermique efficaces, telles que l'ajout de dissipateurs thermiques, l'optimisation des conduits d'air, etc., pour garantir que le circuit imprimé fonctionne de manière stable à une température appropriée.
De plus, la conception fiable est cruciale. Les drones évoluent souvent dans des environnements de vol complexes, confrontés à divers facteurs tels que les vibrations, les impacts, les températures élevées et basses et les changements d'humidité. Le circuit imprimé doit avoir une fiabilité extrêmement élevée pour garantir que le drone puisse voler normalement dans diverses conditions difficiles.
Scénarios d'application des circuits imprimés de drones
Dans le domaine de la photographie aérienne, les circuits imprimés des drones jouent un rôle crucial. En contrôlant avec précision la vitesse du moteur et l'attitude de vol, le drone peut planer de manière stable et se déplacer de manière flexible, et sa caméra haute-définition capture des images de haute-qualité. Le module de traitement du signal d'image sur le circuit imprimé traite et transmet les images capturées par la caméra en temps réel, garantissant que les photographes peuvent obtenir des images claires en temps opportun, offrant des perspectives uniques pour la création cinématographique et télévisuelle, l'enregistrement de paysages touristiques, etc.
Les drones de protection des cultures agricoles s'appuient sur des circuits imprimés pour contrôler la pulvérisation précise de pesticides ou d'engrais. Le circuit imprimé de commande de vol ajuste le débit et l'angle de pulvérisation de la buse avec précision en fonction de l'itinéraire et de l'altitude prédéfinis, combinés aux informations sur le terrain et l'état de croissance des cultures provenant des capteurs, pour obtenir des opérations de protection des plantes efficaces et uniformes. Cela améliore non seulement l’efficacité de la production agricole, mais réduit également le gaspillage de pesticides et d’engrais, protégeant ainsi l’environnement écologique.
En termes de distribution logistique, le circuit imprimé du drone coordonne la planification de la trajectoire de vol du drone, ainsi que les opérations de chargement et de déchargement de la cargaison. En communiquant avec les stations de base au sol, les drones peuvent livrer avec précision des marchandises à des endroits désignés, améliorer l'efficacité des livraisons, réduire les embouteillages et démontrer des avantages significatifs, en particulier dans les zones reculées ou dans le transport de matériel d'urgence.