Основной принцип проектирования и модельный ряд контроллеров «Балтик Софт»
Компания Балтик Софт в 2019 году открыла направление по разработке систем для управления беспилотными аппаратами. Акцент в разработке был сделан на изготовления устройств, способных не только поддерживать непосредственно управление устройством, но и взаимодействовать с аппаратурой, находящейся на борту беспилотного устройства. Позже добавился принцип, что устройство не может нести типовой набор функций, а должно под каждого заказчика настраиваться модульно – под его задачи и под его конструкцию аппарата. В результате появились две основные линии контроллеров беспилотных аппаратов «Лунь» и «Неясыть» и две узконаправленных модели – «Клест» и «Сыч».
Контроллеры «Лунь» используются в основном для управления летательными аппаратами под управлением систем INAV, Betaflight, Ardupilot или Cleanflight. Поддерживается управление от простейшего аппарата «летающее крыло», до сложного типа Квадроплан (VTOL).
Контроллеры «Неясыть» - универсальные, могут использоваться для управления наземными, надводными или воздушными аппаратами под управлением Ardupilot.
Модели полетного контроллера «Клест» и полетного контроллера «Сыч» используются в малых аппаратах и представляют собой классический контроллер для управления без использования сложной периферии.
Конструктивные решения для расширение функциональности контроллеров «Балтик Софт»
Для расширения функций контроллеров инженерами Балтик Софт используются следующие конструктивные решения:
1. Использование сопроцессора
Сопроцессор устанавливается на плату контроллера рядом с основным процессором и обеспечивает взаимодействие с блоками и периферией не учитываемые в коде базовых беспилотных систем, либо с блоками, работающими в «реальном времени».
Информация от сопроцессора по внутренним шинам доставляется в основную управляющую систему и может использоваться для принятия решений об модели управления беспилотным аппаратом, отражаться на экране монитора управления поверх кадра камеры (OSD), или участвовать в пользовательских сценариях (в системе INAV данные могут доставляться в GVAL)
Наиболее типовым сценарием использования сопроцессора является:
- Получение данных от тюнеров или SDR приемников об активности на определенных частотах и отображение этой информации на экране оператора посредством OSD
- Управление БЧ или системами сброса (МУВ) в рамках протокола их работы, с отображением состояния на экране оператора посредством OSD
- Управление несколькими каналами управления (разнесенных по частоте), с выбором наименее зашумленного.
- Интерпретация протоколов взаимодействия от нестандартной периферии (GPS-CAN, дальномеры) в протоколы, обрабатываемые полетной системой.
2. Использование супервизора
Супервизор объединяет несколько плат контроллеров в отказоустойчивую систему. Супервизор следит за рядом параметров двух (или более) плат контроллеров, регистрируя ошибки выдаваемые системой, сторожевым таймером (watchdog) и возможно, зашумленность с датчиков (RMS). В случае наступления нештатной ситуации происходит переключение сигналов управления с ведущего устройства, на запасные. Время переключения каналов управления двигателями менее 1мс (что позволяет продолжить полет).
3. Дополнительные устройства расширяющие функции беспилотной системы
При управлении наземной и надводной техникой, а также крупными летательными аппаратами, возникает необходимость в подключении к беспилотной системе ряда сложных устройств и агрегатов. Инженеры компании Балтик Софт разработали Контроллер программируемой логики БСПЛК-25, который получает от контроллера беспилотного аппарата всю системную информацию и располагает ее в регистрах, после чего пользователь может сам задавать алгоритмы взаимодействия дополнительного оборудования с контроллером беспилотного средства. Контроллер программируемой логики изготовлен с учетом промышленных стандартов, позволяет работать с дискретными и аналоговыми входами\выходами с гальванической развязкой, а также с рядом шин промышленного применения.
Через контролер БСПЛК-25, беспилотный аппарат может управлять системами аграрного назначения (полив, опрыскивание…), системами мониторинга состояния объектов (аппаратура дефектоскопии транспортных и энерголиний) и взаимодействия с промышленными системами ввода\вывода информации (отчетность, получение инструкций к выполнению). Ресурсов БСПЛК-25 достаточно чтобы реализовывать алгоритмы управления сложными устройствами, например, маятником успокоителя качки для водных аппаратов.
4. Изменение ресурсов базовых систем управления беспилотными средствами
В системах управления беспилотными аппаратами (INAV, Ardupilot, Cleanflight) не всегда поддерживаются модули современного исполнения. Инженеры Балтик Софт ведут свои версии данных систем, куда могут вносить дополнения, тем самым расширяя список возможной аппаратуры и компонентов, используемых в контроллерах. Это позволяет использовать новые модели гироскопов, высотомеров и дальномеров, поддерживать список частот для новых модулей видео передатчиков, а также добавлять в систему новые протоколы взаимодействия.
5. Конфигурация платы, разъемы, тип и расположение для удобной сборки конечного устройства
Так как всю схемотехнику выполняют инженеры Балтик Софт, то форм-фактор платы устройства может изготавливаться под нужды заказчика. Оговариваются размеры платы, точки и способ крепления, типы разъемов или тип площадок для пайки
Также учитываются особые требования к покрытию, маркировке и типам сборки устройств
По желанию заказчика на плату могут быть нанесены логотипы или другие графические обозначения
6. Силовые и сигнальные реле
Для управления внешней нагрузкой, контроллеры могут комплектоваться релейными выходами. Это позволяет подключать цепи с гальванической развязкой сигнала и управлять силовыми каналами.
Сигнальные реле ставятся для управления цепями, расчитанными на ток не более 2 Ампер, но с требованием быстрого включения/выключения (переключение питания камер, переключение сигналов от приемника)
Силовые реле устанавливаются для управления мощными линиями, такие как пусковые устройства для ДВС, и других силовых агрегатов.
7. Индивидуальная работа с заказчиком на протяжении всего проекта
При проектировании схемотехники наши инженеры фокусируются на конкретных условиях применения контроллера, поэтому создают устройства, оптимизированные под задачи Заказчика. Важным фактором также является его совместимость с прикладным промышленным программным обеспечением, в составе которого устройство должно работать. "Балтик Софт" является ИТ-компанией полного цикла, и поэтому при проектировании устройств инженеры-схемотехники постоянно взаимодействуют с разработчиками прикладного и специализированного ПО компании. Это позволяет обеспечить совместимость проектируемых устройств с программными решениями компании, среди которых "Система мониторинга и замещения видеосигнала", "Система интерактивного мониторинга сети устройств оповещения в ЧС для промышленных предприятий «Армтел-Инфо»", а также ряд других разработанных на заказ программных продуктов компании.