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口袋云台拆机微型防抖云台硬件结构
其实这种小型云台最早出现在Mavic Pro和Inspire 1机型中,随后在air机型中也有使用。整个系统的结构可以看做是运动相机+云台稳定器,这里只对云台的机械结构做一介绍,基本不涉及相机部分。 osmo packet全部拆解 一切只为更小 这里首先涉及三个关键模块:相机、电机、线材。这三个是决定微小型云台方案能否成功实现的关键要素。 相机: 云台框架由于特殊的三轴框架限制,会占用较大体积,所以采用了成像模块分离的布局,即只把CCD底板和镜头安装在云台上,让其信号通过排线与相机主板连接。以实现云台体积的最小化,而且镜头规格基本使用较小的板机或者手机这种尺寸的的镜头,通过MIPI通信输出。 相机外壳-》相机模组(内置机械对焦)-》陀螺仪模组 电机: ——很多人都知道,云台上的电机是外转子无刷直流无刷电机(BLDC),这种电机最早作为动力电机出现在航模上,为了达到伺服电机的平顺转动效果,一般会重新绕线,常规云台绕线方式为星形,选用内阻较大的漆包线(》10ohm)。而大疆的口袋云台电机大概在2.5ohm,增大内阻的缺点是会降低电机的电流以及力矩,这也是为什么云台稳定器的电机力矩总是很小的原因。 ——云台的控制是一种闭环控制系统,控制原理在早期Simplebgc这样的方案中有介绍,即相机使用姿态控制。只做相机闭环优点是可以减少电机的接线,提高系统的简易性并降低成本。但是由于电机开环就意味着无法恒定力矩, 恒定力矩简单理解就是:电机需要输出不同大小的力矩来抵消云台不同的晃动幅度。 ——如果无法恒定力矩,电机就需要一个固定的电压电流,来抵消不同大小的晃动值,这样意味着即便在静止状态下电机是也是高功率输出,热量会持续积分,功耗很大。 ——商业化的云台稳定器电机闭环(FOC)是十分必要的,最常用的电机闭环的位置检测一般有电位器、非接触式磁编码编码(AMS系列)、光电编码器、霍尔。为了更小小体积口袋云台使用了2个布局夹角为120°的SOT-23封装的霍尔元件,直接输出2个相位差90°的正弦波电压值。霍尔元件焊接在电机底部电路板上,通过HRS 或者Panasonic这些品牌的板对板端子连接,当然霍尔是直接测量转子的电角度,当电角度》360°即(一对极代表一个电角度)时,电机在每次开机时都需要自检机械限位,这就是为什么口袋云台每次开机都要往复转一圈。而磁编码通常采用的是外部磁铁,一圈360°机械角度同时也对应1个电角度。所以手持云台单反云台在开机的时候无需自检 可以看出此电机是4对极(4个s极4个n极)就会出现4个电角度,一圈360°机械角度对应4个电角度 线材: ——云台框架属于机电设备,在这种类似机械臂的运动设备中,常用的设备都用硅胶线作为电源和信号连接线材,小型设备或者普通云台使用FPC排线。但是口袋云台使用了显示器上的同轴线缆!线材外层会多一层屏蔽层。并且规格如今已经可以做到46AWG规格,这种线材有很大一部分都是日本生产,前边提到相机镜头模组输出使用MIPI信号,加上陀螺仪的SPI信号线,还有每个电机的电源线,以及霍尔传感器的信号线,最后YAW电机出线数会超过30根线!而这些线还不能产生太大弯折阻力,因为这么小的云台电机力矩本来就已经小的可怜。 采用的是IPEX或者HRS的连接器。 |
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