大疆 DJI Mini 2 ドローンの簡単分解分析。
4年前に購入した大疆 Mini 2 ドローンの5.8GHz無線映像伝送信号が極端に弱くなったため、ネットで調べたところ、この現象は5.8GHz無線パワーアンプチップの故障と疑われ、これは通例であるとされる。保証期間が過ぎていたため、自力で分解して交換してみることにした。
注意：本記事の一部のチップ情報の解釈にはAI生成コンテンツを含みます。
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分解
ドローンの底部周囲の十字ネジを外す。
バッテリーを取り出し、バッテリーコンパートメントの両側のハウジングカバーを外す。
上部ハウジングを取り外すと、中央にGPSセラミックアンテナが見える。
GPSアンテナの下にある基板は三相ブラシレスDCモータードライバ基板であり、基板中央のチップはSPC1168APE48で、SpinTrol（旋智科技）製の高度に統合されたSoCマイコンであり、モータ制御用に周囲のMOSFETを制御する目的で使用されている。
SPC1168は32ビット高性能ARM Cortex-M4コアを内蔵し、最大200MHzのソフトウェア可変クロック周波数、64KB SRAM、128KB埋め込みFLASH、豊富な強化I/Oおよび周辺回路を備えています。14ビットADC、3チャネル可変利得オペアンプ、6個の強化PWMモジュール、3個の汎用32ビットタイマー、UART、I2C、SPIなどの通信インターフェースを内蔵しており、モータ制御アプリケーションに最適なプラットフォームです。さらに、複数のセキュリティ保護領域を用いたコードセキュリティ向上技術と、FPGAに類似した柔軟なI/O技術を採用しており、I/Oをさまざまな周辺機器に設定して多様なアプリケーションに対応可能で、コスト効率も優れています。
モータードライバ基板の周囲には4組のMOSFETチップ（各組3個）があり、それぞれ4つのプロペラモーターに対応しています。MOSFETの型番はすべてAON7934で、Alpha and Omega Semiconductor Limited（AOS）製のデュアルNチャネルMOSFETであり、1つのチップ内に2つのNMOSが半ブリッジを構成しています。
チップの主要仕様：
- 電気特性：
- 漏極・ソース間耐圧（Vds）：30V
- 連続漏極電流（Id）：16A/18A（各チャネル）
- オン抵抗（Rds(on)）：16A、10V条件下で最小10.2mΩ
- 入力容量（Ciss）：485pF
- パッケージと信頼性： DFN-8(3x3) パッケージを採用し、-55℃～150℃の広範囲動作温度に対応し、ドローンの屋外複雑な環境における信頼性要件を満たします。
バッテリーコネクタの上部にあるチップの型番はAON6407で、AOS製のPチャネルパワーMOSFETです。
主要仕様と特徴：
- 電気特性： 漏極・ソース間耐圧（Vds）-30V、連続漏極電流（Id）-85A、オン抵抗（Rds(on)）4.5mΩ
- パッケージ設計： PDFN-8(5.8x4.9) パッケージを採用
機能分析：
このAON6407チップはバッテリーパワー供給回路のパワースイッチとして、バッテリーコネクタの上部で以下の重要な機能を担っています：
- 電源オン/オフ制御： バッテリーとドローン本体回路間の電力伝送のオン/オフを制御し、起動時の電源供給と停止時の電源遮断を精密に実現します。
- 高効率電力伝送： 低オン抵抗（4.5mΩ）により、バッテリーからの電力供給時の損失を削減し、電力利用効率を向上させ、間接的にドローンの航続時間を延長します。
- 回路安全保護： 過電流・過電圧などの異常状況下で迅速に回路を遮断し、バッテリーや後段システムの過負荷による損傷を防ぎ、電源システムの信頼性を確保します。
要するに、このチップはバッテリーとドローンのコア回路間の「電力ゲート」であり、電力の高効率伝送を確保すると同時に、電源システムに安全なバリアを築いています。
モータードライバ基板の裏面には、MPS（芯源）製のMP6530チップが4個配置されています。これは三相DCブラシレスモータードライバー専用のゲートドライバICであり、6つのNチャネルパワーMOSFETで構成される3つの半ブリッジを駆動し、最大60Vの電圧を処理できます。
バッテリーコンパートメントの底にある十字ネジ2本を外すと、ドローンの底部カバーを取り外せます。
まず大きな黒色のアルミニウム合金放熱板が見え、その下には下向きカメラと赤外線距離センサモジュールがあります。
放熱板を取り外すと、シールドケースと一部のチップに青色のサーマルグリースが塗布されています。
先ほどの基板を取り外すと、基板の裏側にはType-C充電端子とTFカードスロットがあります。
TFカードスロットの下のシールドカバー（この位置の基板裏面は下向きカメラモジュール）を取り外すと、TI（テキサス・インスツルメンツ）製のOPT3101チップが見えます。
主要属性と機能：
- 技術タイプ： 飛行時間（ToF）原理に基づく長距離接近・距離センサアナログフロントエンド（AFE）
- 性能の特徴：
- 距離測定範囲：15m以内でブレなく、16ビット距離出力、分解能3mmをサポート
- 環境適応性：130klxの直射日光下でも動作可能な優れた環境光抑制能力
- 高集積度：ADC、シーケンサ、デジタル処理エンジン、照明ドライバを内蔵し、3つの送信チャネルをサポート
デバイス内での役割：
ToFセンシングのコアデバイスとして、以下の機能を実現します：
- 高精度距離測定： ドローンなどの機器にリアルタイム距離測定を提供し、飛行制御と障害物回避の意思決定を支援
- 環境認識： 多点感応により周囲の障害物の距離と方位を認識し、機器の知的インタラクションと安全性を向上
- 干渉耐性： 物体の反射率に左右されず、複雑な照明環境でも安定した深度データを出力
中央のシールドケース内には、muRata（村田）製のSS1029009チップがあり、ドローンの映像伝送信号の変調・復調を担当していると推測されます。
最大のシールドケース内には、MIMXRT1064、TC58NVG1S3H、NT5CB128M16JR-FLの3つの大規模チップがあります。
1. i.MX RT1064（MIMXRT1064）
- ブランドと位置付け： NXP（エヌエックスピー）の高性能クロスオーバープロセッサ、i.MX RTシリーズに属する
- 主要仕様：
- コア：Cortex-M7、最大600MHz
- メモリ：外部DDRおよびFlashの拡張をサポートし、高速データ処理能力を有する
- 機能： 大疆 Mini 2のメインコントローラチップとして、飛行制御、センサデータ融合、画像前処理などの核心タスクを担当し、ドローンの「脳」に相当する存在
2. TC58NVG1S3H（東芝フラッシュチップ）
- ブランドと位置付け： 東芝（Toshiba）製SLC NANDフラッシュチップ
- 主要仕様：
- 容量：2Gbit（256MByte）、工業級ストレージデバイス
- 特性：高速読み書きをサポートし、電源断時のデータ保護機能を備える
- 機能： ドローンのファームウェア、飛行ログ、キャリブレーションパラメータなどの重要なデータを保存し、システム起動と機能設定の安定性を確保
3. NT5CB128M16JR-FL（南亜DDRメモリ）
- ブランドと位置付け： 南亜（Nanya）製DDR3メモリチップ
- 主要仕様：
- 容量：128M×16bit（2Gbit=256MByte）、動作電圧1.5V
- データレート：最大2133 MT/s（DDR3-2133相当）、クロック周波数1066MHz
- 性能：高速データスループットをサポートし、メインコントローラチップの高帯域幅要件を満たす
- 機能： ランタイムメモリとして、i.MX RT1064にデータキャッシュ領域を提供し、飛行制御アルゴリズムや画像リアルタイム処理などのタスクをスムーズに実行
下向きカメラモジュールの下のシールドケース内には、S1 V10R03、4205、4550の3つの主要チップがあります。
1. S1 V10R03チップ
- タイプ： カスタム化された映像伝送通信チップ（大疆OcuSyncシステムのS1シリーズ、コードネーム「スズメ1」）
- 機能： ドローン映像伝送システムのコアとして、無線信号の変調・復調、データ転送、暗号化を担当し、低遅延・高安定性の映像伝送を実現する鍵となるコンポーネント。RF通信部分のみを処理し、動画符号化などのタスクは他のチップが協調して処理するため、Miniシリーズなどのエントリーモデルでは「変調復調器」に近い役割を果たす。
- 仕様特徴： バンド幅は最大20MHzをサポートし、カスタムアーキテクチャを採用し、大疆ドローンの無線リンクに最適化。大疆エコシステム製品でのみ使用され、その技術的「防衛壁」の一つ。
2. 4205チップ
- タイプ： 2.4GHz無線パワーアンプ（QPF4206に類似するシリーズのチップと推測、シリアル印は簡略化されている可能性あり）
- 機能： 2.4GHz周波数帯の無線信号を増幅し、この周波数帯における映像伝送距離と干渉耐性を向上させる。大疆Mini 2の2.4GHz周波数帯は遠距離通信（開けた環境下での長距離伝送）に使用され、このチップはこの周波数帯の性能を保証する鍵。
- 仕様特徴： 2.4GHz周波数帯で動作し、高効率のパワーアンプ能力を備え、送信信号強度を法規制上限まで引き上げ、消費電力を低減し、ドローンのバッテリー寿命要件に適合。
3. 4550チップ
- タイプ： 5.8GHz無線パワーアンプ（型番：QPF4550）
- 機能： 5.8GHz周波数帯の無線信号を増幅。この周波数帯は帯域幅が広く、高画質動画の送信に適しているが、透過性は弱い。このチップは5.8GHz信号の送信パワーを強化し、Mini 2が短距離・低干渉環境下での高画質映像伝送の安定性を保証する（都市部の近距離撮影時の低遅延伝送など）。
- 仕様特徴： 5.8GHz周波数帯に最適化され、高帯域幅伝送時に信号品質を維持し、Mini 2の「低遅延映像伝送」を実現する核心ハードウェアの一つ。
この3つのチップは協調して、大疆Mini 2の無線通信システムを構築する：S1が信号の「符号化と伝送管理」を担当し、4205と4550はそれぞれ2.4GHzと5.8GHz周波数帯の信号強度を強化し、最終的に遠距離・低遅延の映像伝送体験を実現する。
空撮カメラ端子の横のシールドケース内には、H22-AO-RH、NT5CB128M16JR-FLの2つの主要チップがあります。
1. Ambarella H22-A0-RH（映像処理チップ）
ブランドと位置付け： Ambarella（アンバーレラ）は世界をリードする映像処理チップメーカーであり、H22シリーズはコンシューマー向けドローン向けの高性能ビジョナル処理ソリューション。
主要アーキテクチャとプロセス
- CPU： 4コアARM Cortex-A53、最大1GHz、マルチタスク処理と基本演算をサポート
- プロセス技術： 14ナノメートルプロセスで、性能と消費電力のバランスを取って、携帯機器の長時間運用に適応
- GPU： 独立GPUの型番は明示されていないが、高性能ビデオDSPを内蔵し、4K動画の符号化・復号化をサポート
映像処理能力
- 符号化形式： H.265（HEVC）およびH.264（AVC）をサポートし、2つの動画ストリーム（例：4K60fpsメイン動画＋モバイル解像度プレビュー）を同時出力可能
- 解像度とフレームレート：
- メインストリーム：4K@60fps（HEVC/AVC）
- サブストリーム：リアルタイムモバイル解像度（例：1080p）Wi-Fiライブ配信をサポート
- 画像強化技術：
- 3D電子画像安定化（EIS）：4K@30fpsをサポートし、専用ハードウェアで安定した映像を実現
- 多露光HDR：4K@30fpsをサポートし、ダイナミックレンジを向上
- 歪み補正とシャッター補正：画像品質を最適化
2. Nanya NT5CB128M16JR-FL（DDRメモリチップ）
- ブランドと位置付け： Nanya（南亜科技）は有名なメモリメーカーであり、この型番はDDR3シリーズに属する
- 主要仕様：
- 容量：128M×16bit（2Gbit=256MByte）、動作電圧1.5V
- 性能：高速データスループットを提供し、Ambarella H22チップの画像キャッシュ、アルゴリズム実行の高帯域幅要件を満たす
- 機能： ランタイムメモリとして、映像処理チップに一時的なデータ保存領域を提供し、4K動画符号化、リアルタイム画像処理のスムーズな実行を保証
この2つのチップはドローンのビジョナル処理コアユニットを構成する：Ambarella H22は高画質動画の「加工」と知的アルゴリズム実行を担当し、Nanyaメモリはその「一時倉庫」として機能し、両者が協調して大疆ドローンの4K高画質映像伝送、知的ビジョン機能を実現する。
Type-C端子の右側には、比較的大きなチップが1つあり、型番はSMB2352です。
SMB2352はQualcomm（クアルコム）が開発した高効率Buck-Boost充電管理ICであり、モバイルバッテリー、ドローン、ポータブルPCなどの2セルバッテリー用途に使用されます。主な技術仕様は以下の通りです：
- 入力電圧範囲： 3.3V～16.5V（USB Type-C入力をサポート）
- 出力電圧範囲： Buck-Boost調整をサポートし、システムに3.3V～20Vの電源を供給可能
- 最大充電電流： バッテリ端子で最高6A（プログラマブル調整可能）
- 最大入力電流： 5A（プログラマブル電流制限）
- 入力電力： 最大45W
- 効率： 典型値90％以上
- パッケージ： MQFN-57、サイズ5.5mm×5.5mm×0.6mm
- 通信と制御： I²Cインターフェースをサポートし、充電パラメータや保護しきい値などをプログラマブルに設定可能
- 保護機能： 入力過電圧保護（OVP）、入力過電流保護（OCP）、バッテリー過熱保護（OTP）を内蔵
- プロトコルサポート：
- USB BC 1.2
- Qualcomm Quick Charge 2.0/3.0/4.0
- USB Power Delivery（PD）3.0（PD PHY内蔵）
- Type-C 1.3仕様
このチップは高電力密度と高効率を必要とする携帯機器の充電ソリューションに適しており、外部コントローラーで動作モードを柔軟に調整可能。
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