Анализ разборки дрона DJI Mini 2

Обмен в индустрии Обзор и разборка продукта
, ,
1

Простая разборка и анализ дрона DJI Mini 2

Давным-давно я заметил, что беспроводной сигнал передачи изображения на частоте 5,8 ГГц дрона DJI Mini 2, который я купил четыре года назад, был крайне слабым. После поиска в интернете было установлено, что это явление связано с неисправным чипом беспроводного усилителя мощности 5,8 ГГц, который, как утверждается, является распространенной проблемой. Поскольку гарантия истекла, я решил самостоятельно разобрать устройство и заменить его.

Примечание: Некоторые интерпретации информации о чипах в статье включают контент, созданный с помощью ИИ!

Простая распаковка и обзор дрона DJI Mavic Mini 2: https://blog.zeruns.com/archives/650.html

Другие статьи о разборке

Разборка

Открутите крестовые винты вокруг нижней части дрона.

4320×5760 586 KB

Извлеките аккумулятор и отсоедините защелки корпуса с обеих сторон внутри отсека батареи.

5760×4320 174 KB

Затем можно снять верхнюю крышку корпуса. Посередине видно керамическую GPS-антенну.

5760×4320 1000 KB

Плата под антенной GPS — это плата драйвера бесщеточного двигателя (BLDC) без датчиков. Среди чипов на плате находится модель SPC1168APE48, высококомплексный микроконтроллер на кристалле (SoC) от SPINTROL, который используется для управления двигателем и регулирования окружающих MOSFET для привода двигателей.

SPC1168 имеет 32-битное высокопроизводительное ядро ARM Cortex-M4 с максимальной программируемой тактовой частотой 200 МГц, 64 КБ ОЗУ, 128 КБ встроенной флеш-памяти и обширные ресурсы расширенных портов ввода-вывода и периферийных устройств. Интегрирует 14-битный АЦП, 3 программируемых усилителя, 6 расширенных модулей ШИМ, 3 универсальных 32-битных таймера и интерфейсы связи, такие как UART, I2C и SPI, что делает его идеальной платформой для приложений управления двигателем. Кроме того, он использует две инновационные технологии: одна — технология многоуровневой защиты безопасности для повышения безопасности кода; другая — гибкая технология ввода-вывода, аналогичная FPGA, которая позволяет настраивать ввод-вывод как различные периферийные устройства для поддержки различных прикладных требований, но с более высокой стоимостью.

5760×4320 1.02 MB

Вокруг платы драйвера двигателя есть 4 группы чипов MOSFET (по 3 чипа в группе), соответствующих двигателям четырех роторов. Модель MOSFET — AON7934, двойной N-канальный MOSFET от Alpha and Omega Semiconductor Limited (AOS), с двумя NMOS в одном чипе, образующими полумост.

Основные параметры чипа:

  • Электрические характеристики:
    • Напряжение сток-исток (Vds): 30 В
    • Постоянный ток стока (Id): 16 А / 18 А (разные каналы)
    • Сопротивление в открытом состоянии (Rds (on)): минимальное 10,2 мОм @ 16 А, 10 В
    • Входная емкость (Ciss): 485 пФ
  • Упаковка и надежность: Использует корпус DFN-8 (3x3), поддерживает широкий диапазон рабочих температур от -55℃ до 150℃, соответствует требованиям надежности дронов в сложных внешних условиях.

4096×3072 1010 KB

Чип над интерфейсом батареи имеет модель AON6407, P-канальный силовой MOSFET от AOS.

Основные параметры и характеристики:

  • Электрические характеристики: Напряжение сток-исток (Vds) -30 В, Постоянный ток стока (Id) -85 А, Сопротивление в открытом состоянии (Rds (on)) 4,5 мОм
  • Конструкция корпуса: Использует корпус PDFN-8 (5,8x4,9)

Анализ функций:

Как ключевой транзистор цепи питания от батареи, чип AON6407 выполняет следующие ключевые функции над интерфейсом батареи:

  • Управление включением/выключением питания: Отвечает за переключение передачи энергии между батареей и основной цепью дрона, обеспечивая точное управление питанием при запуске и отключении питания при выключении.
  • Эффективная передача энергии: Благодаря низкому сопротивлению в открытом состоянии (4,5 мОм) снижает потери энергии при питании от батареи, повышает эффективность использования энергии и косвенно увеличивает время автономной работы дрона.
  • Защита цепи безопасности: В условиях аномальной работы, таких как перегрузка по току и перенапряжение, может быстро отключить цепь, чтобы предотвратить повреждение батареи или системы из-за перегрузки, обеспечивая надежность системы питания.

Вкратце, это «энергетические ворота» между батареей и основной цепью дрона, которые обеспечивают эффективную передачу энергии и создают барьер безопасности для системы питания.

5760×4320 2.23 MB

На обратной стороне платы драйвера двигателя находятся 4 чипа MP6530 от MPS (Monolithic Power Systems), ИС драйвера затвора, специально разработанная для трехфазных бесщеточных двигателей постоянного тока. Она может управлять 3 полумостами, состоящими из 6 N-канальных силовых MOSFET, и выдерживать напряжение до 60 В.

994×526 82.1 KB

Открутите два крестовых винта под отсеком батареи, чтобы снять нижнюю крышку дрона.

5760×4320 445 KB

Сначала вы увидите большой черный алюминиевый радиатор, под которым находится камера с направленной вниз камерой и инфракрасным дальномерным модулем.

5760×4320 749 KB

После снятия радиатора экран и некоторые чипы покрыты синей термопастой.

5760×4320 962 KB

Снимите упомянутую ранее основную плату; на обратной стороне основной платы находятся порт зарядки Type-C и слот для карты памяти TF.

4965×2470 538 KB

Снимите экран под слотом карты памяти TF (с другой стороны платы в этом месте находится модуль камеры, направленной вниз), и внутри находится чип OPT3101 от Texas Instruments (TI).

Основные атрибуты и функции:

  • Тип технологии: Аналоговый фронтенд (AFE) для дальномера и измерения расстояния на основе принципа времени пролета (ToF).
  • Выдающиеся характеристики:
    • Диапазон измерения расстояния: безошибочный в пределах 15 метров, поддерживает 16-битный вывод расстояния с разрешением 3 миллиметра;
    • Адаптация к окружающей среде: отличная способность подавления фонового света, может работать при полном солнечном свете 130 клюкс;
    • Интеграция: встроенный АЦП, таймер, цифровой процессор и драйвер освещения, поддерживающий 3 канала передачи.

Роль в устройстве:

Как основной компонент ToF-сенсора, он в основном используется для реализации:

  • Точного измерения расстояния: Предоставляет данные о реальном расстоянии для дронов и других устройств, чтобы помочь в принятии решений о контроле полета и избежании препятствий;
  • Восприятия окружающей среды: Определяет расстояние и направление окружающих препятствий с помощью многозонного сенсора, улучшая интеллектуальное взаимодействие и безопасность устройства;
  • Стойкости к помехам: Не зависит от отражательной способности объекта, может стабильно выводить данные о глубине в сложных условиях освещения.

5760×4320 1.33 MB

Внутри среднего экрана находится чип модели SS1029009 от muRata, который, как предполагается, отвечает за модуляцию и демодуляцию сигнала передачи изображения дрона.

5760×4320 1.92 MB

Внутри самого большого экрана находятся три крупных чипа: MIMXRT1064, TC58NVG1S3H и NT5CB128M16JR-FL.

1. i.MX RT1064 (MIMXRT1064)

  • Бренд и позиционирование: высокопроизводительный кроссоверный процессор от NXP, относящийся к серии i.MX RT.
  • Основные параметры:
    • Ядро: Cortex-M7, максимальная частота 600 МГц.
    • Память: поддерживает внешнее расширение DDR и Flash, обеспечивает высокоскоростную обработку данных.
  • Функциональная роль: как основной управляющий чип DJI Mini 2, отвечает за ключевые задачи, такие как управление полетом, объединение данных сенсоров и предварительная обработка изображений, выступая в роли «мозга» дрона.

2. TC58NVG1S3H (Toshiba Flash Chip)

  • Бренд и позиционирование: SLC NAND-флеш-чип от Toshiba.
  • Основные параметры:
    • Объем: 2 Гбит (256 МБайт), промышленная память.
    • Особенности: поддерживает высокоскоростное чтение/запись и защиту данных при отключении питания.
  • Функциональная роль: используется для хранения ключевых данных, таких как прошивка дрона, логи полетов и калибровочные параметры, обеспечивая стабильность запуска системы и конфигурации функций.

3. NT5CB128M16JR-FL (Nanya DDR Memory)

  • Бренд и позиционирование: чип памяти DDR3 от Nanya.
  • Основные параметры:
    • Объем: 128M×16 бит (2 Гбит = 256 МБайт), рабочее напряжение 1,5 В.
    • Скорость передачи данных: до 2133 MT/s (соответствует DDR3-2133), тактовая частота 1066 МГц.
    • Производительность: поддерживает высокоскоростной поток данных для удовлетворения требований высокой пропускной способности основного управляющего чипа.
  • Функциональная роль: как оперативная память, предоставляет кэш-память для чипа i.MX RT1064, обеспечивая бесперебойное выполнение задач, таких как алгоритмы управления полетом и обработка изображений в реальном времени.

5760×4320 1.44 MB

Внутри экрана под модулем камеры, направленной вниз, находятся три основных чипа: S1 V10R03, 4205 и 4550.

1. Чип S1 V10R03

  • Тип: специализированный чип связи передачи изображения (относится к серии S1 системы OcuSync от DJI, кодовое название «Sparrow 1»).
  • Функция: как ядро системы передачи изображения дрона, отвечает за модуляцию, демодуляцию, передачу данных и шифрование беспроводных сигналов, являясь ключевым компонентом для достижения передачи изображения с низкой задержкой и высокой стабильностью. Обрабатывает только радиочастотную часть, задачи кодирования видео выполняются другими чипами. Поэтому в недорогих моделях, таких как серия Mini, он действует как «модем».
  • Параметры: поддерживает максимальную ширину полосы 20 МГц, использует специализированную архитектуру, оптимизированную для беспроводной связи дронов DJI, и применяется исключительно в продуктах экосистемы DJI, что делает его частью технических «барьеров» компании.

2. Чип 4205

  • Тип: усилитель мощности 2,4 ГГц (предположительно, чип из той же серии, что и QPF4206, с упрощенной маркировкой на монтажном чертеже).
  • Функция: усиливает беспроводные сигналы в диапазоне 2,4 ГГц, увеличивая дальность передачи изображения и устойчивость к помехам. Диапазон 2,4 ГГц в DJI Mini 2 используется для дальней связи (например, в открытых средах), и этот чип критичен для его производительности.
  • Параметры: работает в диапазоне 2,4 ГГц, обладает эффективным усилением мощности, повышает мощность передачи до регуляторного предела и снижает энергопотребление для соответствия требованиям автономности дрона.

3. Чип 4550

  • Тип: усилитель мощности 5,8 ГГц (модель QPF4550).
  • Функция: усиливает беспроводные сигналы в диапазоне 5,8 ГГц. Этот диапазон имеет большую ширину полосы, подходящую для передачи HD-видео, но слабую проникающую способность. Чип отвечает за повышение мощности передачи 5,8 ГГц, обеспечивая стабильность HD-изображения Mini 2 на коротких дистанциях и в условиях низких помех (например, при съемке вблизи в городской среде с низкой задержкой).
  • Параметры: оптимизирован для диапазона 5,8 ГГц, обладает высокой энергоэффективностью, сохраняет качество сигнала при высокой пропускной способности, являясь одним из ключевых компонентов для реализации передачи изображения с низкой задержкой в Mini 2.

Эти три чипа совместно создают беспроводную коммуникационную систему DJI Mini 2: S1 управляет «кодированием и передачей» сигналов, а 4205 и 4550 усиливают мощность сигналов 2,4 ГГц и 5,8 ГГц соответственно, обеспечивая дальнюю и низкозадерживающую передачу изображения.

5760×4320 1.61 MB

Внутри экрана рядом с интерфейсом камерой на борту находятся два основных чипа: H22-AO-RH и NT5CB128M16JR-FL.

1. Ambarella H22-A0-RH (Видеообрабатывающий чип)

  • Бренд и позиционирование: Ambarella — мировой лидер в производстве видеообрабатывающих чипов, серия H22 — высокопроизводительное решение для обработки визуальных данных в потребительских дронах.
  • Архитектура и техпроцесс:
    • ЦП: четырехъядерный ARM Cortex-A53, максимальная частота 1 ГГц, поддержка многозадачности и базовых вычислений.
    • Техпроцесс: 14 нм, баланс производительности и энергопотребления, подходящий для длительной работы портативных устройств.
    • ГП: независимая ГП не указана, но интегрирован высокопроизводительный видео DSP для кодирования и декодирования 4K-видео.
  • Возможности видеообработки:
    • Форматы кодирования: поддерживает H.265 (HEVC) и H.264 (AVC), может выводить два видеопотока одновременно (например, 4K@60fps основной поток + превью для мобильных устройств).
  • Разрешение и частота кадров:
    • Основной видеопоток: 4K@60fps (HEVC/AVC).
    • Вспомогательный поток: поддерживает прямую трансляцию в реальном времени с мобильным разрешением (например, 1080p).
  • Технологии улучшения изображения:
    • 3D-электронная стабилизация изображения (EIS): поддерживает 4K@30fps, обеспечивает стабильность с помощью аппаратных средств.
    • HDR с многократной экспозицией: поддерживает 4K@30fps, расширяет динамический диапазон.
    • Коррекция искажений и затвора: оптимизация качества изображения.

2. Nanya NT5CB128M16JR-FL (DDR-чип памяти)

  • Бренд и позиционирование: Nanya Technology — известный производитель памяти, модель относится к серии DDR3.
  • Основные параметры:
    • Объем: 128M×16 бит (то есть 2 Гбит = 256 МБайт), рабочее напряжение 1,5 В.
    • Производительность: обеспечивает высокоскоростной поток данных для удовлетворения требований Ambarella H22 к кэшированию изображений и выполнению алгоритмов.
  • Функциональная роль: как оперативная память, предоставляет временное хранилище данных для видеообрабатывающего чипа, гарантируя плавность кодирования 4K-видео и обработки изображений в реальном времени.

Эти два чипа формируют визуальный вычислительный модуль дрона: Ambarella H22 отвечает за «обработку» HD-видео и выполнение интеллектуальных алгоритмов, а память Nanya служит его «временным складом». Вместе они реализуют передачу 4K-изображения и интеллектуальные визуальные функции дронов DJI.

5760×4320 1.79 MB

Справа от интерфейса Type-C расположен относительно крупный чип с моделью SMB2352.

SMB2352 — это высокоэффективная зарядная ИС с повышающе-понижающим преобразователем, выпущенная Qualcomm, которая в основном используется в двухэлементных батарейных приложениях, таких как power bank, дроны и портативные компьютеры. Ниже приведены основные технические параметры:

  • Диапазон входного напряжения: 3,3 В ~ 16,5 В (поддерживает USB Type-C на входе)
  • Диапазон выходного напряжения: Поддерживает регулировку повышающе-понижающего преобразователя, может обеспечивать питание системы от 3,3 В до 20 В
  • Максимальный ток зарядки: До 6 А на стороне батареи (программируемая регулировка)
  • Максимальный входной ток: 5 А (программируемое ограничение тока)
  • Входная мощность: До 45 Вт
  • КПД: Типичное значение превышает 90%
  • Корпус: MQFN-57, размеры 5,5 мм × 5,5 мм × 0,6 мм
  • Коммуникации и управление: Поддерживает интерфейс I²C, программирование параметров зарядки, порогов защиты и т.д.
  • Функции защиты: Встроенная защита от перенапряжения на входе (OVP), защита от перегрузки по току на входе (OCP), защита от перегрева батареи (OTP)
  • Поддержка протоколов:
    • USB BC 1.2
    • Qualcomm Quick Charge 2.0/3.0/4.0
    • USB Power Delivery (PD) 3.0 (интегрированный PD PHY)
    • Спецификация Type-C 1.3

Эта микросхема подходит для высокопроизводительных и высокоэффективных зарядных решений портативных устройств, а также позволяет гибко настраивать режим работы через внешний контроллер.

5760×4320 1.47 MB

Рекомендуем прочитать