В ГУАП разработали комплекс для изучения беспилотников и беспроводных технологий
Студенты смогут использовать стенд для работы в области эксплуатации беспилотных авиационных систем: получать навыки работы с измерительным оборудованием, а также исследовать физические процессы беспроводной передачи энергии.
Лабораторный стенд беспроводной передачи энергии состоит из передающей и принимающей частей, для которых были разработаны электронные схемы, сделан анализ и подбор электронных компонентов, а также выполнена интеграция современного осциллографа, генератора сигналов и электронной нагрузки.
При проектировании перед разработчиками стояла задача совместить функции исследовательской платформы и образовательного инструмента, обеспечивая как теоретическую подготовку, так и практические навыки работы с современным оборудованием. Благодаря использованию стенда студенты получают навыки работы с современным измерительным оборудованием в области анализа электронных компонентов и схемотехники, а также исследуют физические процессы беспроводной передачи энергии.
Среди основных целей использования стенда разработчики выделяют исследование режимов работы беспроводной передачи энергии, в рамках которого студенты изучают зависимости эффективности передачи энергии по заданным характеристикам, исследуют влияние входного и выходного напряжения, частоты генерации сигнала и другие параметры. Все эти направления соответствуют НПТЛ в области подготовки кадров для БАС.
Программное обеспечение зарядной станции реализовано на наземной станции и на устанавливаемом блоке полезной нагрузки беспилотной авиационной системы, который заряжает аккумуляторную батарею. ПО выполняетфункцию контроля и мониторинга системы. Для удаленного управления реализован веб-сервер и графический интерфейс в локальной сети. Графический интерфейс позволяет включать и выключать зарядную станцию, производить мониторинг температуры, напряжения и силы тока как на базовой станции, так и на полезной нагрузке. Также вычисляется коэффициент полезного действия в процентах. К базовой станции возможно подключаться с любого устройства, оборудованного Wi-Fi модулем, и производить управление системой и ее контроль. Данное программное обеспечение позволяет решить задачу как удаленного управления базовой станцией, так и подготовить студентов к эксплуатации индустриального оборудования для обеспечения непрерывной работы беспилотных комплексов.
Для корректной работы базовой станции автоматизированной зарядки, реализовано 8 степеней защиты: три программные на стороне базовой станции (по напряжению, току и температуре), три программные на стороне полезной нагрузки, принимающей части (также по напряжению, току и температуре), защита по току предохранителем, и последняя – автоматическое отключение от питания силовой электроники при обесточивании микроконтроллера.
– Уникальность разработки состоит в том, что сегодня такое решение является единственным и позволяет всесторонне изучить все основные процессы, которые происходят от этапов проектирования наземной станции и полезной нагрузки, до выполнения теоретических изысканий и проверки их на практике. Благодаря этому стенду мы можем выполнить индустриальный кейс установки полезной нагрузки на реальный дрон и решить задачу обслуживания и применения как базовой станции, так и беспилотной авиационной системы с полезной нагрузкой, – отметил руководитель лаборатории беспилотных авиационных систем АнтонКостин.
Проектирование и схемотехника выполнены сотрудниками лаборатории БАС и кафедры системного анализа и логистики ГУАП.