无人机检测与维修 课件 项目3、4 无人机传感器的检测与安装、无人机动力系统检测与维修

无人机检测与维修项目三

无人机传感器的检测与安装任务3.1无人机气压传感器检测与安装MS5611压传感器模块提供了一个精确的24位数字压力值和温度值以及不同的操作模式，可以提高转换速度并优化电流消耗。高分辨率的温度输出无须额外传感器可实现高度计温度计功能。MS5611气压传感器只有5.0mm×3.0mm×1.0mm小尺寸。这款传感器采用领先的MEMS技术并得益于MEAS（瑞士）十余年的成熟设计以及大批量制造经验，保证产品具有高稳定性以及非常低的压力信号延迟。按封装形式不同可分MS5611-01BA03金属封装和MS5611-01BA01塑壳封装两种型号。任务3.2无人机电子罗盘检测与安装电子罗盘又称数字罗盘，与传统指针式和平衡架结构罗盘相比能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化，其输出信号通过处理可以实现数码显示，不仅可以用来指向，其数字信号可直接送到自动舵，控制船舶的操纵。广为使用的是三轴捷联磁阻式数字磁罗盘，这种罗盘具有抗摇动和抗振性、航向精度较高、对干扰磁场有电子补偿、可以集成到控制回路中进行数据链接等优点，因而广泛应用于航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等领域。任务3.2无人机电子罗盘检测与安装无人机上常用的电子罗盘芯片有HMC5883、HMC5883L、HMC6343等，如图3-8所示。其主要作用是给无人机找方向，通俗讲具有指北针的作用。任务3.3无人机三轴加速度计的安装认识三轴加速度计：加速度计是测量运载体线加速度的仪表，如图3-12。三轴加速度传感器是基于加速度的基本原理去实现工作，具有体积小和重量轻特点，可以测量空间加速度，能够全面准确反映物体的运动性质，在航空航天、机器人等领域得到广泛的应用。任务3.3无人机三轴加速度计的安装三轴加速度计作用（1）测量比力三轴加速度计是一种惯性传感器，能够测量物体的比力，即去掉重力后的整体加速度或者单位质量上作用的非引力。当加速度计保持静止时，加速度计能够感知重力加速度，而整体加速度为零。在自由落体运动中，整体加速度就是重力加速度，但加速度计内部处于失重状态，而此时三轴加速度计输出为零。（2）测量角度三轴加速度计的原理能够用来测量角度。在没有外力作用的情况下，加速度计也能够精确地测量俯仰角和滚转角，且没有累积误差。MEMS三轴加速度计是采用压阻式、压电式和电容式工作原理，产生的比力（压力或者位移）分别正比于电阻、电压和电容的变化。这些变化可以通过相应的放大和滤波电路进行采集。该传感器的缺点是受振动影响较大。鉴于三轴加速度计测量角度的工作原理三轴加速度计无法测量偏航角、可测量俯仰角和横滚角。任务3.4无人机数字陀螺仪的安装陀螺仪是感受空间姿态的传感器，是一种用来感测与维持方向的装置，基于角动量不灭的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心可以旋转的轮子构成。陀螺仪器最早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得到广泛的应用。陀螺仪器不仅可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器。根据需要，陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机按一定的航线飞行。陀螺仪的应用相当广的，它在现代国防建设和国民经济建设中均占重要的地位。任务3.4无人机数字陀螺仪的安装常用数字陀螺仪：无人机飞控上使用的是数字陀螺仪芯片。主要型号有ITG-3200、ITG3250、ITG6000等，如图3-19所示。ITG-3200是全球首例单一芯片并以数字方式输出的三轴MEMS陀螺仪IC，起初是专为游戏、3D鼠标以及3D遥控应用而设计。任务3.4无人机数字陀螺仪的安装ITG3205：输出为数字量，三个整合之16-bit的模数转换器（ADCs），提供陀螺仪同步取样，且不需额外的多任务器。可选择的内部的数字低通滤波器，并可编程改变其带宽，并带有快速模式（400KHZ）的IIC接口。此外，还嵌入了温度传感器和精度为2%的内部晶振。任务3.4无人机数字陀螺仪的安装MPU-60X0模块：MPU-6000（6050）为全球首例整合6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题，减少了大量的封装空间。当连接到三轴磁强计时，MPU-60X0提供完整的9轴运动融合输出到IIC或SPI端口（SPI仅在MPU-6000上可用）。本次课程内容的学习到此结束谢谢大家！标题名称无人机检测与维修项目四无人机动力系统检测与维修任务4.1无人机动力电池检测与维护电池性能标称：电压、容量、放电能力是无人机动力电池非常重要的性能参数。电池的电压用伏特（V）来表示。标称电压只是厂家按照国家标准标示的电压。实际上，电池在使用过程中其电压是不断变化的。锂聚合物电池的标称电压是3.7V，充电后满电电压可达4.2V，放电后的保护电压为3.6V。在实际使用过程中，电池的电压会产生压降，这和电池所带动的负载有关，也就是说电池所带的负载越大，电流越大，电池的电压就越小，在去掉负载后电池的电压还可恢复到定值。任务4.1无人机动力电池检测与维护无人机电池都是锂电池。锂电池在使用时，必须串联才能达到使用电压需要。因此聚合物电池需要专用的充电器，尽量选用平衡充电器。根据充电原理的不同，充电器可分为串型式平衡充电器和并行式平衡充电器。并行式平衡充电器使电池块内部每节串联电池都配备单独的充电回路，互不干涉。任务4.1无人机动力电池检测与维护无人机的电池和充电池选择一定要谨慎，由于无人机使用的都是高能量的锂聚合物电池，瞬间放电能造成爆炸、起火等危险，所以无人机的电池在充电的时候也是必须谨慎注意，选择合适的充电器和合适的充电方法能够尽量避免危险发生。任务4.2无人机无刷电调检测与维修电调是动力系统的重要组成部分，多旋翼无人机使用的无刷电机必须通过无刷电调的驱动才能运转。无刷电调的标称通常是：品牌+输出能力。例如：好盈40A。无刷电调在结构上由输入部分电源线、电调主体、输出部分电源线、信号输入线、连接件等构成。任务4.2无人机无刷电调检测与维修无刷电调的输入端由电源线与插头共同构成，插头是连接飞行器与电池的连接件，而输入线则是可以通过较大电流的硅胶线。硅胶高温线具有优良的耐高温及耐低温性能、具有优良的耐高压、耐酸碱性能，其内部是由多根0.08mm细铜丝组成，具有良好的过大电流能力。信号输入线由三根导线构成，与飞控或接收机相连。无刷电调输出端的三根细线连接电机。任务4.3无人机无刷电机检测与维修无人机常用动力电机可分有刷电机和无刷电机两种。有刷电机采用机械换向，磁极不动（定子），线圈旋转（转子）。电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成。任务4.3无人机无刷电机检测与维修无刷电机的前盖、中盖、后盖主要是整体结构件，起到构建电机整体结构的作用。但外转子无刷电机的外壳也是磁铁的磁路通路，所以外壳必须是导磁性物质构成。内转子的外壳只是结构件，所以不限材质。但内转子电机比外转子电机多一个转子铁芯，该转子铁芯同样也是起到磁路通路的作用。磁铁：安装在转子上，是无刷电机的重要组成部分。无刷电机的绝大部分性能参数都与磁铁相关，包括功率、转速、扭矩等。任务4.4无人机舵机的检测与维修舵机是在自动驾驶仪中操纵固定翼无人机舵面转动的一种执行部件。舵机可分为以下四种：1）按照舵机的控制电路分：模拟舵机和数字舵机。模拟舵机的控制电路为纯模拟电路，需要一直发送目标信号才能转到指定位置，响应速度较慢，无反应区较大；数字舵机内部控制电路则加上了微控制器，只需要发送一次目标信号即可到达指定位置，速度比模拟舵机更快，无反应区也更小。2）按照使用对象分：航模舵机、车模舵机、船模舵机和机器人舵机。航模舵机一般要求速度快、精度高，而车模和船模用的舵机一般要求具有大扭矩和防水性好。3）按照内部机械材质分：塑料齿舵机和金属齿舵机。塑料齿舵机内部的传动齿轮是塑料的，重量轻价格低，但扭矩较小无法做大。金属齿舵机的扭矩更大，舵机更结实耐用，但相比塑料齿更重也更贵。4）按照外部接口和舵机的控制方式分：PWM舵机和串行总线舵机。4.4.2无人机舵机结构舵机由外壳、舵盘、直流马达、变速齿轮组、可调电位器、电子控制板等组成。任务4.4无人机舵机的检测与维修舵机内部的控制驱动电路板从外界接收控制信号，经过处理后变为一个直流偏置电压，在控制板内部有一个基准电压，这个基准电压由电位器产生并反馈到控制板。将外部获得的直流偏置电压与电位器的电压进行比较获得电压差，并输出到电机驱动芯片驱动电机，电压差的正负决定电机的正反转，大小决定旋转的角度，电压差为0时，电机停止转动。任务4.4无人机舵机的检测与维修舵机输入的三根线，红色线为电源正极，咖啡色线的为电源负极，黄色线为控制信号线。舵机的控制通常采用PWM