кандидат технических наук, доцент, заместитель начальника кафедры радиоэлектроники
Candidate of Sciences (Engineering), Docent, Deputy Head of the RadioElectronics Department
доктор физико-математических наук, профессор, доцент
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, Docent
кандидат физико-математических наук, доцент
Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), Docent
кандидат технических наук, доцент
Candidate of Sciences (Engineering), Docen
В работе показано, что наибольшей результативностью мониторинга обстановки в протяженных районах выполнения задач обладают многоцелевые комплексы на базе беспилотных летательных аппаратов типа «Грант-М», «Орлан‑10», «Феникс», «ВТ‑30 Е, –45, –440» «Рапира», у которых источником питания аппаратуры полезной нагрузки служат аккумуляторные батареи со стабилизаторами напряжений МДМ-Р. На основе летных исследовательских экспериментов выявлена низкая эффективность вторичных источников питания и обоснована актуальность улучшения энергообеспечения целевых нагрузок беспилотных авиационных систем. Установлены причины разряда бортовых аккумуляторных батарей с модульными преобразователями напряжений. Проведены измерения величин токов утечки (потребления) и коэффициента полезного действия на холостом ходу в зависимости от входного напряжения. Разработана схема устройства контроля питающих токов и напряжений на основе 8‑битного микроконтроллера ATmega32U4. Выбор чипа обусловлен возможностью перепрограммирования области его программной памяти внутрисистемно через последовательный SPI интерфейс стандартным программатором. Рассмотрена принципиальная схема включения микроконтроллера по протоколам I 2C и SPI. На языке Rust создано программное обеспечение для поддержки работы с различными классами и объектами C++, что позволило организовать прием и передачу информации о контролируемых токах и напряжениях полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата по каналу связи на наземный пункт управления.С применением современных схемотехнических решений в цепях электропитания предложена схема маломощного преобразователя напряжения на базе коммутатора и подготовлена циклограмма его работы. Применение разработанного маломощного преобразователя позволяет снизить потребляемую мощность в дежурном режиме до 50 раз.
The paper shows that multipurpose systems using Grant-M, Orlan-10, Phoenix, VT-30E, -45, -440, and Rapira unmanned aerial vehicles provide the most effective monitoring of situations across large task performance areas. The power source for the payload equipment in them is supplied by storage batteries with MDM-R voltage stabilizers. Flight research experiments reveal the low efficiency of secondary power sources and substantiated the need to improve the power supply of target loads of unmanned aircraft systems. The causes of discharge of onboard storage batteries with modular voltage converters are established. The leakage current (consumption) values and the efficiency at idle are measured depending on the input voltage. A circuit diagram of a supply current and voltage control device based on an 8-bit ATmega32U4 microcontroller has been developed. The choice of the chip is conditioned by the possibility of reprogramming internally its memory via a serial SPI interface using a standard programmer. The basic circuit diagram of the microcontroller connection via the I2C and SPI protocols is considered. Software for supporting work with various C++ classes and objects has been created in the Rust language, which made it possible to organize the reception and transmission of information about the monitored currents and voltages of the unmanned aerial vehicle payload via a communication channel to a ground control station. Using modern circuit solutions in power supply circuits, a circuit diagram of a low-power voltage converter based on a switch is proposed and a cyclogram of its operation is prepared. The use of the developed lowpower converter allows reducing the power consumption in a standby mode by up to 50 times
The authors declare that there are no conflicts of interest present.