Ačkoli by se zdálo, že drony dnes patří spíše ke spotřební elektronice a hračkám, jejich reálné využití v průmyslu je vždy spojeno s vývojem nové řídící elektroniky, přizpůsobené požadavkům konkrétní aplikace. Celosvětově jde o jednu z rostoucích oblastí trhu mimo automobilový průmysl.
To potvrzuje i Texas Instruments, v jejichž knihovně je v současnosti dostupných cca 20 referenčních návrhů pro řízení baterií, pohonů s různým počtem vrtulí a typy motorů i další subsystémy pro civilní a průmyslové aplikace, včetně Lidaru.
Dva nové referenční návrhy TI řeší obsluhu baterií a řízení motorů s důrazem na prodloužení doby doletu a účinnosti pohonu. Letový čas je stále nejdůležitějším parametrem, na kterém je postaven vývoj profesionálních dronů, používaných firmami pro aplikace, kde se dron pohybuje mimo vizuální kontrolu. Na tom není nic divného, zásilkové služby prostě chtějí vědět, kam dron s balíkem doletí. Firmy, které na dron namontují kamerové zařízení za 20000 USD zase chtějí vědět, jestli dron stihne měkce přistát dříve než neřízeně spadne. V současnosti má odhadem polovina dronů na trhu předpokládaný letová čas do 30 minut, dalších 35 procent může letět mezi 30 a 60 minutami a zbývajících 15 procent vydrží ve vzduchu více, než hodinu. To vše za ideálních podmínek a bez další zátěže.
Battery management design
První z návrhů řeší řízení baterií. TI’s 2S1P Battery Management System (BMS) reference design přidává k battery packu miniaturní black box diagnostiku, která monitoruje a zaznamenává zbývající kapacitu a zajišťuje ochranu baterií. Vývojáři tak mohou snadno zajistit sledování stavu baterií, řízené nabíjení a vybíjení více článků a vylepšit tak nejen letový čas, ale i životnost baterií.
Řízení výkonu motorů
Pro dolet i operační parametry je klíčové také řízení motorů a rotorů. To co laik pozná pouze podle toho, jak dlouho trvá odlepení dronu od země, se při profesionálním nasazení mění na otázku jak rychle a přesně reaguje dron na povely ze země i od senzorů pro stabilizaci. ESC – electronic speed controler je regulátor, který napájí jednotlivé motory, zajišťuje jejich rovnoměrný chod a stabilitu celého stroje. Jak již název designu TI napovídá, jde to udělat i bez přidaných senzorů - Sensorless High-Speed Field Oriented Control Reference Design for Drone Electronic Speed Control. Tento návrh je určen pro pohony, které běžně dosahují přes 12000 ot/min. Jádrem tohoto kontroléru je TI InstaSPIN-FOC C2000, který obsahuje mcu F28027F pro přesné řízení motorů a proprietální softwarové algorytmy FAST, který rozpoznává úhel rotoru, rychlost, moment i nestabilitu rotoru. Tyto údaje jednotka využívá ke zlepšení chodu motorů. Je přitom zcela autonomní a nevyžaduje žádné další ladění nebo zásahy operátora. Aby byl návrh kompletní, doplňuje jej 60-V LMR16006 SIMPLE SWITCHER DC/DC konvertor, který zajišťuje řízení napájení z Li-Pol baterií.
