DJI 미니 2 드론 분해 분석

업계 교류 제품 리뷰&해체
, ,
1

DJI Mini 2 드론의 간단한 분해 및 분석

며칠 전, 4년 전에 구입한 DJI Mini 2 드론의 5.8GHz 무선 영상 전송 신호가 극도로 약해진 것을 발견했습니다. 온라인 검색 결과, 이 현상은 결함 있는 5.8GHz 무선 파워 앰프 칩으로 인한 것으로, 일반적인 문제로 알려져 있습니다. 보증 기간이 지난 상태였기 때문에 직접 분해하여 교체해 보기로 했습니다.

참고: 기사 내 일부 칩 정보 해석에는 AI 생성 콘텐츠가 포함됩니다!

DJI Mavic Mini 2 드론의 간단한 개봉 및 리뷰: https://blog.zeruns.com/archives/650.html

기타 분해 관련 기사

분해 과정

드론 하단 주변의 십자 나사를 풉니다.

4320×5760 586 KB

배터리를 제거하고 배터리 커버 내부 양쪽의 쉘 버클을 분리합니다.

5760×4320 174 KB

그러면 쉘의 상단 커버를 제거할 수 있습니다. 중앙에는 GPS 세라믹 안테나가 보입니다.

5760×4320 1000 KB

GPS 안테나 아래 회로 기판은 삼상 센서리스 BLDC(무브러시 DC 모터) 드라이버 보드입니다. 기판 중앙의 칩 모델은 SPC1168APE48이며, SPINTROL에서 제작한 고도로 통합된 시스템 온 칩(SoC) 마이크로컨트롤러로, 모터 제어용으로 설계되어 주변 MOSFET을 조절해 모터를 구동합니다.

SPC1168은 최대 200MHz의 소프트웨어 프로그래머블 클록 주파수를 갖춘 32비트 고성능 ARM Cortex-M4 코어, 64KB SRAM, 128KB 내장 FLASH, 풍부한 확장형 I/O 및 주변기기 리소스를 제공합니다. 14비트 ADC, 3개의 프로그래머블 게인 증폭기, 6개의 확장형 PWM 모듈, 3개의 일반 32비트 타이머, UART, I2C, SPI 등의 통신 인터페이스를 통합하여 모터 제어 애플리케이션에 이상적인 플랫폼을 제공합니다. 또한 혁신적인 두 가지 기술을 채택했는데, 하나는 코드 보안성을 향상시키는 멀티존 보안 보호 기술이고, 다른 하나는 FPGA와 유사한 유연한 IO 기술로, 다양한 애플리케이션 요구사항을 지원하기 위해 IO를 다양한 주변기기로 구성할 수 있지만, 더 높은 비용 효율성을 제공합니다.

5760×4320 1.02 MB

모터 드라이버 보드 주변에는 4개 그룹의 MOSFET 칩(각 그룹당 3개)이 있으며, 이는 네 개의 로터 모터에 대응합니다. MOSFET 모델은 AON7934로, 알파 앤 오메가 세미컨덕터(AOS)에서 제작한 듀얼 N-채널 MOSFET입니다. 단일 칩에 두 개의 NMOS가 들어가 하프 브리지를 형성합니다.

핵심 칩 사양:

  • 전기적 성능:
    • 드레인-소스 전압(Vds): 30V
    • 연속 드레인 전류(Id): 16A/18A(다른 채널)
    • 온저항(Rds(on)): 최소 10.2mΩ @ 16A, 10V
    • 입력 용량(Ciss): 485pF
  • 패키징 및 신뢰성: DFN-8(3x3) 패키지를 채택하며, -55℃~150℃의 넓은 작동 온도 범위를 지원하여 복잡한 야외 환경에서 드론의 신뢰성 요구사항을 충족합니다.

4096×3072 1010 KB

배터리 인터페이스 위의 칩은 AON6407 모델로, AOS에서 제작한 P-채널 파워 MOSFET입니다.

주요 사양 및 특징:

  • 전기적 성능: 드레인-소스 전압(Vds) -30V, 연속 드레인 전류(Id) -85A, 온저항(Rds(on)) 4.5mΩ
  • 패키징 설계: PDFN-8(5.8x4.9) 패키지 채택

기능 분석:

배터리 전원 회로의 전원 스위치 튜브 역할을 하는 AON6407 칩은 배터리 인터페이스 위에서 다음과 같은 주요 기능을 수행합니다:

  • 전원 켜기/끄기 제어: 배터리와 드론 메인 회로 간 전력 전송을 스위치하여 시작 시 전원 공급 및 종료 시 전원 차단을 정밀하게 제어합니다.
  • 효율적인 전력 전송: 낮은 온저항(4.5mΩ)으로 인해 배터리 전원 공급 시 전력 손실을 줄이고 전력 활용 효율을 향상시켜 간접적으로 드론의 배터리 수명을 연장합니다.
  • 회로 안전 보호: 과전류 및 과전압과 같은 비정상 작동 조건에서 회로를 빠르게 차단하여 배터리 또는 백엔드 시스템이 과부하로 손상되지 않도록 하여 전원 공급 시스템의 신뢰성을 보장합니다.

간단히 말해, 이 칩은 배터리와 드론 핵심 회로 사이의 “전력 게이트” 역할을 하며, 효율적인 전력 전송을 보장하는 동시에 전원 공급 시스템에 안전 장벽을 구축합니다.

5760×4320 2.23 MB

모터 드라이버 보드 뒷면에는 MPS(Monolithic Power Systems)의 4개의 MP6530 칩이 있으며, 이는 삼상 무브러시 DC 모터 드라이버용 게이트 드라이버 IC입니다. 6개의 N-채널 파워 MOSFET으로 구성된 3개의 하프 브리지를 구동하며, 최대 60V까지 처리할 수 있습니다.

994×526 82.1 KB

배터리 커버 하단의 두 개 십자 나사를 풀어 드론의 하단 커버를 제거합니다.

5760×4320 445 KB

먼저 커다란 검은색 알루미늄 합금 히트싱크가 보이며, 그 아래에는 하향 카메라와 적외선 거리 측정 모듈이 있습니다.

5760×4320 749 KB

히트싱크를 제거하면 실드와 일부 칩에 파란색 열전도 그리스가 발라져 있습니다.

5760×4320 962 KB

이전에 언급된 메인 보드를 제거하면, 메인 보드 뒷면에 Type-C 충전 포트와 TF 카드 슬롯이 있습니다.

4965×2470 538 KB

TF 카드 슬롯 아래 실드를 제거하면(이 위치의 회로 기판 반대쪽은 하향 카메라 모듈), 텍사스 인스트루먼트(TI)의 OPT3101 칩이 있습니다.

핵심 속성 및 기능:

  • 기술 유형: 시간 도달(Time of Flight, ToF) 원리를 기반으로 한 장거리 근접 및 거리 센서 아날로그 프론트엔드(AFE).
  • 성능 특징:
    • 거리 측정 범위: 15미터 이내 명확한 측정, 3밀리미터 해상도의 16비트 거리 출력 지원;
    • 환경 적응성: 130klx의 풀 선일 조도에서도 작동할 수 있는 뛰어난 주변광 억제 기능;
    • 통합성: 내장 ADC, 타이밍 시퀀서, 디지털 프로세싱 엔진, 조명 드라이버를 통해 3개의 송신 채널 지원.

장치 내 역할:

ToF 핵심 센싱 구성 요소로 주로 다음 기능을 구현합니다:

  • 정밀 거리 측정: 드론 등 장치에 실시간 거리 측정 기능을 제공하여 비행 제어 및 장애물 회피 결정을 지원;
  • 환경 인식: 다중 영역 센싱을 통해 주변 장애물의 거리 및 방향을 식별하여 장치의 지능형 상호작용 및 안전 성능을 향상;
  • 간섭 방지 작동: 물체 반사율에 영향을 받지 않아 복잡한 조명 환경에서도 안정적으로 깊이 데이터를 출력.

5760×4320 1.33 MB

중앙 실드 내부에는 SS1029009 모델의 muRata 칩이 있으며, 드론의 영상 전송 신호 변조 및 복조를 담당하는 것으로 추정됩니다.

5760×4320 1.92 MB

가장 큰 실드 내부에는 MIMXRT1064, TC58NVG1S3H, NT5CB128M16JR-FL의 세 개의 대형 칩이 있습니다.

1. i.MX RT1064 (MIMXRT1064)

  • 브랜드 및 포지셔닝: NXP에서 출시한 고성능 크로스오버 프로세서로, i.MX RT 시리즈에 속합니다.
  • 핵심 파라미터:
    • 코어: Cortex-M7, 최대 주파수 600MHz.
    • 저장소: 외부 DDR 및 Flash 확장을 지원하며 고속 데이터 처리 기능을 제공합니다.
  • 기능 역할: DJI Mini 2의 주제어 칩으로, 항공 제어, 센서 데이터 융합, 이미지 사전 처리 등의 핵심 작업을 담당하며 드론의 ‘두뇌’ 역할을 합니다.

2. TC58NVG1S3H (Toshiba 플래시 칩)

  • 브랜드 및 포지셔닝: Toshiba의 SLC NAND 플래시 칩입니다.
  • 핵심 파라미터:
    • 용량: 2Gbit(256MByte), 산업용 저장 장치입니다.
    • 특징: 고속 읽기/쓰기를 지원하며 전원 차단 시 데이터 보호 기능을 제공합니다.
  • 기능 역할: 드론의 펌웨어 프로그램, 비행 로그, 캘리브레이션 파라미터 등의 핵심 데이터를 저장하여 시스템 부팅 및 기능 설정의 안정성을 보장합니다.

3. NT5CB128M16JR-FL (Nanya DDR 메모리)

  • 브랜드 및 포지셔닝: Nanya의 DDR3 메모리 칩입니다.
  • 핵심 파라미터:
    • 용량: 128M×16bit(2Gbit=256MByte), 작동 전압 1.5V.
    • 데이터 속도: 최대 2133 MT/s(DDR3-2133에 해당하며, 클록 주파수 1066 MHz).
    • 성능: 주제어 칩의 고대역폭 요구사항을 충족시키는 고속 데이터 처리량을 지원합니다.
  • 기능 역할: 실행 메모리로 i.MX RT1064에 데이터 캐시 공간을 제공하여 항공 제어 알고리즘 및 실시간 이미지 처리 작업이 원활하게 수행될 수 있도록 보장합니다.

5760×4320 1.44 MB

하향 카메라 모듈 아래 실드 내부에는 S1 V10R03, 4205, 4550의 세 가지 주요 칩이 있습니다.

1. S1 V10R03 칩

  • 타입: DJI의 OcuSync 시스템 S1 시리즈에 속하는 맞춤형 이미지 전송 통신 칩으로 코드명은 '스왈로우 1’입니다.
  • 기능: 드론의 이미지 전송 시스템 핵심으로, 무선 신호의 변조, 복조, 데이터 전송 및 암호화를 담당하며 저지연 및 고안정성의 영상 전송을 실현하는 핵심 구성 요소입니다. RF 통신 부분만 처리하고, 영상 인코딩과 같은 작업은 다른 칩과 협력하여 완료됩니다. 따라서 Mini 시리즈와 같은 입문형 모델에서는 '모뎀’에 가까운 역할을 합니다.
  • 파라미터 특징: 최대 20MHz 대역폭을 지원하며 DJI 드론의 무선 링크를 위해 최적화된 맞춤형 아키텍처를 채택하여 DJI 생태계 제품에만 사용되는 기술 ‘모트’ 중 하나입니다.

2. 4205 칩

  • 타입: 2.4GHz RF 파워 앰프(실드 상의 표기 간소화로 인해 QPF4206과 동일 시리즈로 추정).
  • 기능: 2.4GHz 대역의 무선 신호를 증폭하여 이 대역의 영상 전송 거리 및 간섭 방지 능력을 향상시킵니다. DJI Mini 2의 2.4GHz 대역은 장거리 통신(예: 개방된 환경에서의 장거리 전송)에 사용되며, 이 칩은 해당 대역 성능을 보장하는 데 핵심적입니다.
  • 파라미터 특징: 2.4GHz 대역에서 작동하며 효율적인 파워 증폭 기능을 제공하여 규제 상한선까지 송신 신호 강도를 증가시키고, 드론의 배터리 수명 요구사항에 맞춰 전력 소모를 줄입니다.

3. 4550 칩

  • 타입: 5.8GHz RF 파워 앰프(모델 QPF4550).
  • 기능: 5.8GHz 대역의 무선 신호를 증폭합니다. 이 대역은 더 넓은 대역폭을 제공하여 고화질 영상 전송에 적합하지만 침투성이 약합니다. 이 칩은 5.8GHz 신호의 송신 전력을 증대시켜 Mini 2의 고화질 영상 전송이 단거리 및 저간섭 환경(예: 도심 근접 촬영 시 저지연 전송)에서 안정되도록 보장합니다.
  • 파라미터 특징: 5.8GHz 대역에 최적화되어 높은 전력 효율을 제공하며 고대역폭 전송 시 신호 품질을 유지할 수 있습니다. Mini 2의 '저지연 영상 전송’을 실현하는 핵심 하드웨어 중 하나입니다.

이 세 칩은 DJI Mini 2의 무선 통신 시스템을 구성합니다: S1이 신호의 '인코딩 및 전송 관리’를 담당하고, 4205와 4550이 각각 2.4GHz 및 5.8GHz 대역의 신호 강도를 증폭시켜 장거리 및 저지연 영상 전송 경험을 구현합니다.

5760×4320 1.61 MB

에어리얼 카메라 인터페이스 옆 실드 내부에는 H22-AO-RH 및 NT5CB128M16JR-FL의 두 주요 칩이 있습니다.

1. 앰바렐라 H22-AO-RH (비디오 처리 칩)

  • 브랜드 및 포지셔닝: 앰바렐라는 세계적인 비디오 처리 칩 제조사로, H22 시리즈는 소비자 드론을 위한 고성능 비주얼 처리 솔루션입니다.
  • 코어 아키텍처 및 프로세스:
    • CPU: 쿼드코어 ARM Cortex-A53, 최대 주파수 1 GHz, 멀티태스킹 및 기본 연산 지원.
    • 프로세스 기술: 14nm 공정으로 성능과 전력 소모를 균형 있게 설계하여 휴대용 장치의 장기적 작동에 적합합니다.
    • GPU: 독립 GPU 모델은 명시되지 않았으나, 4K 영상 인코딩/디코딩을 지원하는 고성능 비디오 DSP를 내장합니다.
  • 비디오 처리 능력:
    • 인코딩 포맷: H.265(HEVC) 및 H.264(AVC) 인코딩 지원, 4K60fps 메인 영상과 모바일 해상도 미리보기 스트림을 동시에 출력할 수 있습니다.
  • 해상도 및 프레임 속도:
    • 메인 영상 스트림: 4K@60fps(HEVC/AVC).
    • 보조 스트림: 실시간 모바일 해상도(예: 1080p) WiFi 라이브 스트리밍 지원.
  • 이미지 향상 기술:
    • 3D 전자식 이미지 안정화(EIS): 4K@30fps 지원, 전용 하드웨어를 통해 안정적인 이미지 구현.
    • 다중 노출 HDR: 4K@30fps 지원, 동적 범위 향상.
    • 왜곡 보정 및 셔터 보정: 이미지 품질 최적화.

2. Nanya NT5CB128M16JR-FL (DDR 메모리 칩)

  • 브랜드 및 포지셔닝: Nanya Technology는 유명한 메모리 제조사로, 이 모델은 DDR3 시리즈에 속합니다.
  • 핵심 파라미터:
    • 용량: 128M×16bit(즉 2Gbit=256MByte), 작동 전압 1.5V.
    • 성능: 앰바렐라 H22 칩의 이미지 캐싱 및 알고리즘 연산을 위한 고속 데이터 처리량을 제공합니다.
  • 기능 역할: 실행 메모리로 비디오 처리 칩에 임시 데이터 저장 공간을 제공하여 4K 영상 인코딩 및 실시간 이미지 처리가 원활하게 이루어지도록 보장합니다.

이 두 칩은 드론의 시각 처리 코어 유닛을 구성합니다: 앰바렐라 H22가 고화질 비디오 ‘처리’ 및 지능형 알고리즘 실행을 담당하고, Nanya 메모리가 이를 위한 ‘임시 창고’ 역할을 하며, 이 두 칩은 DJI 드론의 4K 고화질 영상 전송 및 지능형 시각 기능을 실현합니다.

5760×4320 1.79 MB

Type-C 인터페이스 오른쪽에는 상대적으로 큰 칩이 있으며, 모델명은 SMB2352입니다.

SMB2352는 퀄컴에서 출시한 고효율 부스트-벅(Buck-Boost) 충전 관리 IC로, 보조배터리, 드론, 휴대용 컴퓨터 등 2셀 배터리 응용 분야에서 주로 사용됩니다. 주요 기술 사양은 다음과 같습니다:

  • 입력 전압 범위: 3.3V~16.5V (USB Type-C 입력 지원)
  • 출력 전압 범위: 부스트-벅 조정 지원, 시스템에 3.3V~20V 전원 공급 가능
  • 최대 충전 전류: 배터리 단에서 최대 6A (프로그래밍 가능 조정)
  • 최대 입력 전류: 5A (프로그래밍 가능한 전류 제한)
  • 입력 전력: 최대 45W
  • 효율: 정격 효율 90% 이상
  • 패키지: MQFN-57, 크기 5.5mm × 5.5mm × 0.6mm
  • 통신 및 제어: I²C 인터페이스 지원, 충전 파라미터 및 보호 임계값 등 프로그래밍 가능한 설정
  • 보호 기능: 입력 과전압 보호(OVP), 입력 과전류 보호(OCP), 배터리 과열 보호(OTP) 내장
  • 프로토콜 지원:
    • USB BC 1.2
    • 퀄컴 퀵차지 2.0/3.0/4.0
    • USB Power Delivery(PD) 3.0 (내장 PD PHY)
    • Type-C 1.3 사양

이 칩은 고전력 밀도 및 고효율 충전 솔루션을 요구하는 휴대용 장치에 적합하며 외부 컨트롤러를 통해 동작 모드를 유연하게 조정할 수 있습니다.

5760×4320 1.47 MB

추천 읽기