ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើង៖ សមាសធាតុស្នូលសម្រាប់ការពារការហោះហើរដោយសុវត្ថិភាពរបស់ UAV

ជាមួយនឹងការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃបច្ចេកវិទ្យាយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (UAV) សេណារីយ៉ូកម្មវិធីរបស់ពួកវាបានពង្រីកពីការកម្សាន្តកម្រិតអ្នកប្រើប្រាស់ទៅជាប្រតិបត្តិការកម្រិតឧស្សាហកម្ម ដូចជាការការពាររុក្ខជាតិកសិកម្ម ការដឹកជញ្ជូនភស្តុភារ និងការត្រួតពិនិត្យថាមពល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលដំណើរការ UAV បន្តប្រសើរឡើង គ្រោះថ្នាក់សុវត្ថិភាពដែលអាចកើតមានកាន់តែលេចធ្លោ។ ក្នុងចំណោមទាំងនេះ "បាតុភូតផ្កាភ្លើង" នៅក្នុងតំណភ្ជាប់ភ្ជាប់ថ្មបានលេចចេញជាបញ្ហាសំខាន់មួយដែលគំរាមកំហែងដល់ប្រតិបត្តិការសុវត្ថិភាពរបស់ UAV ។ ជាពិសេសសម្រាប់ UAV កម្រិតឧស្សាហកម្ម ដែលបំពាក់ដោយថ្មថាមពលដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ និងដំណើរការក្រោមចរន្តបញ្ចេញខ្ពស់ — ជាមួយនឹងចរន្តភ្លាមៗដែលអាចលើសពី 300A — ធ្នូអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងនៅពេលប៉ះអេឡិចត្រូតមិនត្រឹមតែបំផ្លាញស្ថានីយភ្ជាប់ និងធ្វើឱ្យអាយុកាលឧបករណ៍ខ្លីប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងបង្កហានិភ័យនៃគ្រោះថ្នាក់ធ្ងន់ធ្ងរដូចជាការបញ្ឆេះថ្ម និងការដាច់ចរន្តអគ្គិសនីក្នុងពេលហោះហើរ។ ប្រឆាំងនឹងផ្ទៃខាងក្រោយនេះ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើង ជាមួយនឹងដំណើរការការពារសុវត្ថិភាពដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់វា បានក្លាយជាសមាសធាតុស្នូលដែលមិនអាចខ្វះបាននៅក្នុងឧបករណ៍ UAV ។

I. ការប្រឈមមុខនឹងចំណុចឈឺចាប់៖ ហេតុអ្វីបានជាបាតុភូតផ្កាភ្លើងបង្កើតជាគ្រោះថ្នាក់សុវត្ថិភាពសម្រាប់យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក

ការកើតឡើងនៃផ្កាភ្លើងអំឡុងពេលបញ្ចូល/ដកថ្ម ឬការភ្ជាប់សៀគ្វីនៅក្នុងយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (UAV) ភាគច្រើនកើតចេញពីឥទ្ធិពល capacitive នៅក្នុងប្រព័ន្ធអគ្គិសនី។ សមាសធាតុស្នូលដូចជាម៉ូឌុលត្រួតពិនិត្យការហោះហើរ និងឧបករណ៍បញ្ជាល្បឿនអេឡិចត្រូនិច (ESC) នៃយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (UAV) រួមបញ្ចូល capacitors ជាច្រើន។ នៅពេលដែលថ្មត្រូវបានភ្ជាប់ capacitors ទាំងនេះឆ្លងកាត់ការសាកថ្មយ៉ាងលឿន ដែលបង្កើតជា impedance loop ដំបូងទាបបំផុត។ នេះបណ្តាលឱ្យមានចរន្តចូលភ្លាមៗលើសពីចរន្តប្រតិបត្តិការធម្មតា ដែលបណ្តាលឱ្យមានអ៊ីយ៉ូដខ្យល់ក្រោមឥទ្ធិពលនៃចរន្តខ្ពស់បែបនេះ ហើយជាបន្តបន្ទាប់បង្កើតធ្នូអគ្គិសនី។ ឧបករណ៍ភ្ជាប់បែបប្រពៃណី ដែលខ្វះការរចនាការពារប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព មិនអាចទប់ទល់នឹងការបញ្ចេញវ៉ុលខ្ពស់បណ្តោះអាសន្នបែបនេះបានទេ។ នេះមិនត្រឹមតែនាំឱ្យមានការរលាកចុងក្រោយ និងភាពធន់នឹងទំនាក់ទំនងកើនឡើងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងប្រឈមនឹងហានិភ័យនៃការរត់គេចពីកម្ដៅថ្មផងដែរ។ យោងតាមស្ថិតិឧស្សាហកម្ម គ្រោះថ្នាក់សុវត្ថិភាពនៅក្នុងយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកដែលបណ្តាលមកពីការផ្ទុះឧបករណ៍ភ្ជាប់មានចំនួនជាង 25% នៃឧប្បត្តិហេតុសរុប ដែលបង្កការខាតបង់សេដ្ឋកិច្ចយ៉ាងច្រើនដល់អ្នកប្រើប្រាស់ និងរារាំងដល់ការអភិវឌ្ឍដែលមានសុខភាពល្អនៃឧស្សាហកម្មយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក។

II. របកគំហើញបច្ចេកវិទ្យា៖ យន្តការការពារស្នូលនៃឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើង

ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាផ្កាភ្លើង ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើងបានបង្កើតប្រព័ន្ធការពារសុវត្ថិភាពដ៏ទូលំទូលាយមួយតាមរយៈការច្នៃប្រឌិតបច្ចេកវិទ្យាពហុវិមាត្រ៖
ទីមួយ ការរចនារចនាសម្ព័ន្ធទំនាក់ទំនងតែមួយគត់។ វាប្រើប្រាស់ប្លង់ទំនាក់ទំនងជាជំហានៗ "ធន់ទ្រាំមុន ចរន្តអគ្គិសនីក្រោយ"។ នៅពេលដែលឧបករណ៍ភ្ជាប់ត្រូវបានភ្ជាប់ រេស៊ីស្តង់ប្រឆាំងផ្កាភ្លើងបង្កើតទំនាក់ទំនងមុន។ តាមរយៈគោលការណ៍នៃការបែងចែកវ៉ុលរេស៊ីស្តង់ ចរន្តចូលដំបូងត្រូវបានកាត់បន្ថយជាង 60% ដែលការពារអ៊ីយ៉ូដខ្យល់ និងការបង្កើតធ្នូបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ ការរចនារចនាសម្ព័ន្ធនេះកាត់ផ្តាច់ផ្លូវបង្កើតធ្នូនៅប្រភព ដែលផ្តល់នូវរបាំងសុវត្ថិភាពដំបូងសម្រាប់ការតភ្ជាប់សៀគ្វី។
ទីពីរ ការអនុវត្តសម្ភារៈដំណើរការខ្ពស់។ ចំណុចភ្ជាប់មានដំណើរការស្រោបមាសជាមួយនឹងកម្រាស់ស្រទាប់មាស 3μm ដែលមិនត្រឹមតែគ្រប់គ្រងភាពធន់នៃចំណុចភ្ជាប់ក្រោម 5mΩ ដើម្បីកាត់បន្ថយការបង្កើតកំដៅក្នុងអំឡុងពេលបញ្ជូនចរន្តប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងផ្តល់នូវភាពធន់នឹងការច្រេះ និងភាពធន់នឹងការពាក់ដ៏ល្អឥតខ្ចោះផងដែរ។ តួខ្លួនត្រូវបានផលិតពីយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមថ្នាក់អាកាសចរណ៍ ដែលទទួលបានទម្ងន់ស្រាល (ស្រាលជាងតួខ្លួនប្រពៃណី 40%) ខណៈពេលដែលទប់ទល់នឹងរំញ័រខ្លាំង និងសំណឹកបរិស្ថានដ៏អាក្រក់ ដែលធានាបាននូវប្រតិបត្តិការមានស្ថេរភាពនៃឧបករណ៍ភ្ជាប់ក្រោមលក្ខខណ្ឌការងារស្មុគស្មាញ។
ទីបី ការរួមបញ្ចូលម៉ូឌុលត្រួតពិនិត្យឆ្លាតវៃ។ ម៉ូឌុលចាប់ផ្តើមយឺតដែលភ្ជាប់មកជាមួយដែលគ្រប់គ្រងដោយ MCU អាចឱ្យដំណើរការជម្រាលចរន្ត 0.5-2 វិនាទី ដែលអនុញ្ញាតឱ្យចរន្តកើនឡើងយ៉ាងរលូនពី 0 ទៅតម្លៃដែលបានវាយតម្លៃ ដោយលុបបំបាត់ហានិភ័យនៃការបញ្ចេញវ៉ុលខ្ពស់បណ្តោះអាសន្នទាំងស្រុង។ ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើងរបស់ TE Connectivity ដោយទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីបច្ចេកវិទ្យានេះ បានគ្រប់គ្រងប្រូបាប៊ីលីតេនៃការបង្កើតធ្នូក្រោម 0.01% ដែលបង្កើនសុវត្ថិភាពប្រតិបត្តិការរបស់យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកយ៉ាងច្រើន។

III. ការអនុវត្តឈុតឆាក៖ ការអនុវត្តផ្សេងៗគ្នានៃឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើង

សេណារីយ៉ូកម្មវិធី UAV ផ្សេងៗគ្នាដាក់ចេញនូវតម្រូវការប្រតិបត្តិការផ្សេងៗគ្នាលើឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើង ដែលជំរុញការអភិវឌ្ឍផលិតផលតាមតម្រូវការ៖
នៅក្នុងវិស័យការពាររុក្ខជាតិកសិកម្ម យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (UAV) ត្រូវការផ្លាស់ប្តូរថ្មជាញឹកញាប់ (ជាធម្មតា 10-20 ដងក្នុងមួយថ្ងៃ) ដែលដាក់តម្រូវការខ្ពស់ខ្លាំងលើអាយុកាលដោត និងភាពងាយស្រួលនៃឧបករណ៍ភ្ជាប់។ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងផ្កាភ្លើង 200A របស់ Hobbywing ប្រើប្រាស់ការរចនាភ្ជាប់រហ័ស ជាមួយនឹងអាយុកាលដោតលើសពី 5,000 ដង និងទម្ងន់ត្រឹមតែ 35 ក្រាមប៉ុណ្ណោះ ដែលឆបគ្នាជាមួយប្រព័ន្ធថ្មវ៉ុលខ្ពស់ 14S។ នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង ឧបករណ៍ភ្ជាប់នេះបានកាត់បន្ថយការកើតឡើងនៃការបរាជ័យ ESC ដែលបណ្តាលមកពីធ្នូអគ្គិសនីនៅក្នុងយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកការពាររុក្ខជាតិចំនួន 92% ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវប្រសិទ្ធភាពប្រតិបត្តិការ។
នៅក្នុងសេណារីយ៉ូដឹកជញ្ជូនភស្តុភារ យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (UAV) បន្តប្រសិទ្ធភាពជំនួសថ្ម "កម្រិតនាទី" ដែលទាមទារទាំងការបញ្ជូនចរន្តខ្ពស់ និងការបង្កើតកំដៅទាប។ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងផ្កាភ្លើង Pogo Pin របស់ Toplink ប្រើប្រាស់ការរចនា shunt ស្របគ្នាបីចំណុច។ ក្រោមចរន្តប្រតិបត្តិការ 80A ការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពស្ថានីយគឺត្រឹមតែ 35K (ទាបជាងស្តង់ដារឧស្សាហកម្ម 60K)។ ដោយពឹងផ្អែកលើឧបករណ៍ភ្ជាប់នេះ ស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើករបស់ SF Express អាចបញ្ចប់ការជំនួសថ្មកម្រិត 10kW ក្នុងរយៈពេល 45 វិនាទី ដោយចំនួនយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកដែលបានជួសជុលប្រចាំថ្ងៃលើសពី 500 ជើងហោះ ដែលបំពេញតាមតម្រូវការប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់នៃការដឹកជញ្ជូនភស្តុភារ។
នៅក្នុងសេណារីយ៉ូត្រួតពិនិត្យដែលមានហានិភ័យខ្ពស់ដូចជាវាលប្រេង និងឧស្ម័ន និងឧទ្យានគីមី ការអនុវត្តធន់នឹងការផ្ទុះក្លាយជាតម្រូវការស្នូល។ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើងដែលបំពាក់នៅលើយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក M300RTK របស់ DJI មានលក្ខណៈពិសេសនៃការរចនាប្រអប់ធន់នឹងការផ្ទុះ ជាមួយនឹងកម្រិតការពារ IP68។ វាអាចរក្សាកម្លាំងដោតចូលដែលមានស្ថេរភាព និងដំណើរការអ៊ីសូឡង់នៅក្នុងបរិស្ថានធ្ងន់ធ្ងរចាប់ពី -40℃ ដល់ 85℃ ហើយបានឆ្លងកាត់វិញ្ញាបនបត្រធន់នឹងការផ្ទុះ ATEX ដែលអាចឱ្យប្រើប្រាស់ដោយសុវត្ថិភាពនៅក្នុងបរិស្ថានគ្រោះថ្នាក់ថ្នាក់ទី II និងលុបបំបាត់គ្រោះថ្នាក់សុវត្ថិភាពដែលបណ្តាលមកពីផ្កាភ្លើង។

IV. និន្នាការនាពេលអនាគត៖ ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវបច្ចេកវិទ្យាដែលផ្តល់អំណាចដល់ការអភិវឌ្ឍសេដ្ឋកិច្ចរយៈកម្ពស់ទាប

ដោយសារគោលនយោបាយទាក់ទងនឹងសេដ្ឋកិច្ចរយៈកម្ពស់ទាបត្រូវបានអនុវត្តបន្តិចម្តងៗ សេណារីយ៉ូនៃការអនុវត្ត UAV នឹងកាន់តែស្មុគស្មាញ ដែលបង្កឱ្យមានតម្រូវការខ្ពស់សម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើង៖
ទាក់ទងនឹងដំណើរការ សមត្ថភាពផ្ទុកចរន្តនឹងលើសពី 300A។ ទន្ទឹមនឹងនេះ បច្ចេកវិទ្យាថ្នាំកូតណាណូនឹងត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើនភាពធន់នឹងការពាក់ទំនាក់ទំនង ដោយពង្រីកអាយុកាលដោតដល់ជាង 200,000 វដ្ត ដើម្បីបំពេញតម្រូវការនៃប្រតិបត្តិការរយៈពេលវែង និងអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់។ នៅផ្នែកបញ្ញា ឧបករណ៍ភ្ជាប់នឹងរួមបញ្ចូលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាព និងម៉ូឌុលត្រួតពិនិត្យចរន្ត ដើម្បីផ្តល់នូវមតិប្រតិកម្មតាមពេលវេលាជាក់ស្តែងលើលក្ខខណ្ឌការងារ និងបង្កឱ្យមានការការពារការបិទថាមពលដោយស្វ័យប្រវត្តិក្នុងករណីមានភាពមិនប្រក្រតី។ ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងផ្កាភ្លើងឆ្លាតវៃរបស់ Amphenol អាចបញ្ជូនទិន្នន័យទៅប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងការហោះហើរតាមរយៈឡានក្រុង CAN ដែលអាចឱ្យមានការព្រមានជាមុនអំពីកំហុស និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពសុវត្ថិភាពយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកបន្ថែមទៀត។
លើសពីនេះ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាព SWaP (ទំហំ ទម្ងន់ និងថាមពល) បានក្លាយជាទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍ដ៏សំខាន់មួយ។ ការអនុម័តសម្ភារៈអ៊ីសូឡង់ទែម៉ូប្លាស្ទិកថ្មី និងដំណើរការចាក់ផ្សិតរួមបញ្ចូលគ្នានឹងកាត់បន្ថយបរិមាណ 30% និងទម្ងន់ 25% ខណៈពេលដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំងផលិតផល។ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើងខ្នាតតូចដែលបង្កើតឡើងដោយក្រុមហ៊ុនផលិតក្នុងស្រុក ដែលមានបរិមាណត្រឹមតែពាក់កណ្តាលនៃផលិតផលប្រពៃណី អាចត្រូវបានសម្របទៅនឹងយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកខ្នាតតូចកម្រិតអ្នកប្រើប្រាស់ ដែលផ្តល់កន្លែងទំនេរបន្ថែមទៀតសម្រាប់បន្ទុកឧបករណ៍។
ទោះបីជាមានទំហំតូចក៏ដោយ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើងដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការធានាបាននូវប្រតិបត្តិការប្រកបដោយសុវត្ថិភាពរបស់យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (UAV)។ ចាប់ពីការការពាររុក្ខជាតិកសិកម្មរហូតដល់ការដឹកជញ្ជូនភស្តុភារ និងការត្រួតពិនិត្យដែលមានហានិភ័យខ្ពស់ ការធ្វើឡើងវិញនូវបច្ចេកវិទ្យារបស់ពួកវាតែងតែត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងការអភិវឌ្ឍឧស្សាហកម្មយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (UAV)។ នាពេលអនាគត ជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវបច្ចេកវិទ្យាជាបន្តបន្ទាប់ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ប្រឆាំងនឹងផ្កាភ្លើងនឹងមិនត្រឹមតែបម្រើជា "របាំងសុវត្ថិភាព" សម្រាប់យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ក្លាយជាចំណុចស្នូលនៅក្នុងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថាមពល ដែលការពារការអភិវឌ្ឍដែលមានគុណភាពខ្ពស់នៃសេដ្ឋកិច្ចរយៈកម្ពស់ទាប។


ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៨ ខែតុលា ឆ្នាំ ២០២៥