DJI Mini 2 無人機拆解分析

大疆 Mini 2 無人機的簡易拆解與分析

幾年前,我注意到四年前購買的大疆 Mini 2 無人機的 5.8GHz 無線圖傳信號極弱。經過網上搜索,此現象被懷疑是 5.8G 無線功率放大器晶片故障,據說這是常見問題。由於已過保固期,我嘗試自行拆解更換。

注意:本文部分芯片信息解釋包含 AI 生成內容!

大疆 Mavic Mini 2 無人機簡易開箱與評測:
https://blog.zeruns.com/archives/650.html


其他拆解文章


拆解過程

卸下無人機底部周圍的十字螺絲。

取出電池並撬開電池倉內側兩邊的卡扣。

然後可取下外殼頂蓋。中央可見 GPS 陶瓷天線。

GPS 天線下方的電路板為 三相無感測器 BLDC(無刷直流馬達)驅動板。電路板中央的晶片型號為 SPC1168APE48,這是 SPINTROL 推出的高整合度系統單晶片(SoC)微控制器,應用於馬達控制,調節周圍 MOSFET 以驅動馬達。

SPC1168 採用 32 位高效能 ARM Cortex-M4 核心,最高軟體可程式時脈頻率 200MHz,具備 64KB SRAM、128KB 嵌入式 FLASH,以及豐富的增強型 I/O 與周邊資源。整合 14 位 ADC、3 組可程式增益放大器、6 組增強型 PWM 模組、3 組通用 32 位計時器,以及 UART、I2C 和 SPI 等通訊介面,是理想的馬達控制應用平台。此外,採用兩項創新技術:一是多區域安全保護技術以提升程式碼安全性;二是類 FPGA 的靈活 IO 技術,可配置 IO 為不同周邊以支援多種應用需求,但更具成本效益。

馬達驅動板周圍有 4 組 MOSFET 晶片(每組 3 顆),對應四個旋翼的馬達。MOSFET 型號為 AON7934,來自 Alpha and Omega Semiconductor Limited(AOS),單顆晶片內含雙 N 通道 MOSFET,構成半橋結構。

核心晶片參數:

  • 電氣性能:
    • 汲極-源極電壓(Vds):30V
    • 連續汲極電流(Id):16A/18A(不同通道)
    • 導通電阻(Rds(on)):最小 10.2mΩ @ 16A, 10V
    • 輸入電容(Ciss):485pF
  • 封裝與可靠性: 採用 DFN-8(3x3)封裝,支援 -55℃~150℃ 寬工作溫度範圍,符合無人機複雜戶外環境的可靠性需求。

電池介面上方的晶片型號為 AON6407,來自 AOS 的 P 通道功率 MOSFET。

關鍵參數與特性:

  • 電氣性能: 汲極-源極電壓(Vds)-30V,連續汲極電流(Id)-85A,導通電阻(Rds(on))4.5mΩ
  • 封裝設計: 採用 PDFN-8(5.8x4.9)封裝

功能分析:

作為 電池供電電路的電源開關管,AON6407 晶片在電池介面上方承擔以下關鍵功能:

  • 電源開關控制: 負責切換電池與無人機主電路之間的電力傳輸,實現開機時的精確供電與關機時的斷電控制。
  • 高效電力傳輸: 低導通電阻(4.5mΩ)減少電池供電時的電力損耗,提高電源使用效率,間接延長無人機電池壽命。
  • 電路安全保護: 在過流、過壓等異常工作條件下,可快速關閉電路以防止電池或後端系統因過載損壞,確保供電系統可靠性。

簡而言之,它是電池與無人機核心電路之間的「電力閘門」,既確保高效電力傳輸,又為供電系統構建安全屏障。

馬達驅動板背面有 4 顆 MPS(Monolithic Power Systems)的 MP6530 晶片,專為三相無刷直流馬達驅動設計的柵極驅動 IC,可驅動由 6 個 N 通道功率 MOSFET 組成的 3 個半橋,並處理高達 60V 的電壓。

卸下電池倉下方的兩顆十字螺絲以移除無人機底部外殼。

首先可見一塊大型黑色鋁合金散熱片,下方為向下鏡頭與紅外測距模組。

移除散熱片後,屏蔽罩與部分晶片塗有藍色導熱膏。

移除前述主機板,主機板背面設有 Type-C 充電埠與 TF 卡槽。

卸下 TF 卡槽下方的屏蔽罩(此位置電路板另一側為向下鏡頭模組),內部有一顆德州儀器(TI)的 OPT3101 晶片。

核心屬性與功能:

  • 技術類型: 基於飛行時間(ToF)原理的長距離接近與距離感測類比前端(AFE)。
  • 性能亮點:
    • 測距範圍:15 米內無模糊,支援 16 位元距離輸出,解析度 3 毫米;
    • 環境適應性:優異的環境光抑制能力,可在 130klx 全日照下工作;
    • 整合度:內建 ADC、時序序列器、數位處理引擎與照明驅動器,支援 3 個發射通道。

在裝置中的角色:

作為 核心 ToF 感測元件,主要用於實現:

  • 精確測距: 為無人機等裝置提供即時距離測量,協助飛行控制與避障決策;
  • 環境感知: 通過多區域感測識別周圍障礙物的距離與方向,提升裝置的智慧互動與安全性;
  • 抗干擾運作: 不受物體反射率影響,在複雜光照環境中穩定輸出深度數據。

中間屏蔽罩內有一顆 muRata 的 SS1029009 晶片,懷疑負責無人機圖傳信號的調變與解調。

最大屏蔽罩內有三顆大型晶片:MIMXRT1064TC58NVG1S3HNT5CB128M16JR-FL

1. i.MX RT1064 (MIMXRT1064)

> - 品牌與定位:恩智浦(NXP)推出的高性能跨界處理器,屬於i.MX RT系列。
> - 核心參數
> - 核心:Cortex-M7,最高頻率達600MHz。
> - 儲存:支援外部DDR與Flash擴充,具備高速數據處理能力。
> - 功能角色:作為大疆Mini 2的主控晶片,負責飛行控制、感測器數據融合與影像預處理等核心任務,是無人機的「大腦」。

2. TC58NVG1S3H(東芝快閃記憶體晶片)

> - 品牌與定位:東芝推出的SLC NAND快閃記憶體晶片。
> - 核心參數
> - 容量:2Gbit(256MByte),工業級儲存裝置。
> - 特性:支援高速讀寫,具斷電數據保護功能。
> - 功能角色:用於儲存無人機的固件程式、飛行日誌與校正參數等關鍵數據,確保系統開機與功能配置的穩定性。

3. NT5CB128M16JR-FL(南亞DDR記憶體)

> - 品牌與定位:南亞科技推出的DDR3記憶體晶片。
> - 核心參數
> - 容量:128M×16bit(2Gbit=256MByte),工作電壓1.5V。
> - 數據速率:最高達2133 MT/s(相當於DDR3-2133),對應時鐘頻率1066 MHz。
> - 性能:支援高速數據吞吐,滿足主控晶片的高頻寬需求。
> - 功能角色:作為運行記憶體,為i.MX RT1064提供數據緩衝空間,確保飛行控制演算法與即時影像處理等任務順暢運行。

向下相機模組遮罩內部有三顆主要晶片:S1 V10R0342054550

1. S1 V10R03晶片

> - 類型:大疆OcuSync系統S1系列定制影像傳輸通訊晶片(代號「麻雀一號」)。
> - 功能:作為無人機影像傳輸系統的核心,負責無線訊號的調變、解調、數據傳輸與加密,是實現低延遲與高穩定影像傳輸的關鍵元件。僅處理RF通訊部分,視訊編碼等任務由其他晶片協同完成,因此在Mini系列等入門機型中更類似「數據機」。
> - 參數特性:支援最大20MHz頻寬,採用定制架構,專為大疆無人機無線鏈路優化,僅用於大疆生態產品,構成其技術「護城河」之一。

2. 4205晶片

> - 類型:2.4GHz RF功率放大器(推測與QPF4206同系列,絲印簡化標示)。
> - 功能增強2.4GHz頻段無線訊號,提升此頻段的影像傳輸距離與抗干擾能力。大疆Mini 2的2.4GHz頻段用於長距離通訊(如開闊環境長傳),此晶片對確保該頻段性能至關重要。
> - 參數特性:工作於2.4GHz頻段,具高效功率放大能力,可將發射訊號強度提升至法規上限,同時降低功耗以適應無人機電池續航需求。

3. 4550晶片

> - 類型:5.8GHz RF功率放大器(型號QPF4550)。
> - 功能增強5.8GHz頻段無線訊號。此頻段具更寬頻寬,適合傳輸高清視訊但穿透力較弱。該晶片負責提升5.8GHz訊號發射功率,確保Mini 2在短距離、低干擾環境(如城市近距離拍攝低延遲傳輸)中高清影像傳輸的穩定性。
> - 參數特性:針對5.8GHz頻段優化設計,具高功率效率,可在高頻寬傳輸中維持訊號品質,是實現Mini 2「低延遲影像傳輸」的核心硬體之一。

> 此三顆晶片協同構建了大疆Mini 2的無線通訊系統:S1負責訊號的「編碼與傳輸管理」,4205與4550則分別增強2.4GHz與5.8GHz頻段訊號強度,最終實現長距離與低延遲的影像傳輸體驗。

航拍鏡頭接口旁遮罩內部有兩顆主要晶片:H22-AO-RHNT5CB128M16JR-FL

1. 安霸H22-A0-RH(影像處理晶片)

> - 品牌與定位:安霸(Ambarella)是世界領先的影像處理晶片製造商,H22系列是其面向消費級無人機的高性能視覺處理方案。
> - 核心架構與製程
> - CPU:四核ARM Cortex-A53,最高頻率1 GHz,支援多工處理與基礎運算。
> - 製程技術:14nm製程,平衡性能與功耗,適合便攜設備長期運作。
> - GPU:未明確標示獨立GPU型號,但整合高性能視訊DSP,支援4K編解碼。
> - 影像處理能力
> - 編碼格式:支援H.265(HEVC)與H.264(AVC)編碼,可同時輸出雙串流(如4K60fps主視訊+行動解析度預覽串流)。
> - 解析度與幀率
> - 主視訊串流:4K@60fps(HEVC/AVC)。
> - 輔助串流:支援即時行動解析度(如1080p)WiFi直播。
> - 影像增強技術
> - 3D電子影像穩定(EIS):支援4K@30fps,通過專用硬體實現畫面穩定。
> - 多次曝光HDR:支援4K@30fps,提升動態範圍。
> - 畸變校正與快門校正:優化影像品質。

2. 南亞NT5CB128M16JR-FL(DDR記憶體晶片)

> - 品牌與定位:南亞科技知名記憶體製造商,此型號屬於DDR3系列。
> - 核心參數
> - 容量:128M×16bit(即2Gbit=256MByte),工作電壓1.5V。
> - 性能:提供高速數據吞吐能力,滿足安霸H22晶片對影像緩存與演算法運算的高頻寬需求。
> - 功能角色:作為運行記憶體,為影像處理晶片提供臨時數據存儲空間,確保4K視訊編碼與即時影像處理的順暢性。

> 此兩顆晶片構成無人機的視覺處理核心單元:安霸H22負責「處理」高清視訊與執行智慧演算法,南亞記憶體則為其提供「臨時倉儲」,共同實現大疆無人機的4K高清影像傳輸與智慧視覺功能。

Type-C接口右側有一顆相對較大的晶片,型號為SMB2352。

SMB2352 是高通推出的一款高效能升降壓充電管理 IC,主要應用於行動電源、無人機與便攜式電腦等雙電池應用場景。以下是其主要技術參數:

  • 輸入電壓範圍:3.3V~16.5V(支援 USB Type-C 輸入)
  • 輸出電壓範圍:支援升降壓調整,可為系統提供 3.3V~20V 電源
  • 最大充電電流