【应用】晶振在无人机灯光秀系统上的应用

时间： 2021-08-25 来源：晶科鑫

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很多人对无人机灯光秀表演的原理和操控等技术问题都比较迷惑，本篇文章晶科鑫带大家详细了解下其原理以及晶振在无人机系统上的应用。

1、三维建模技术

无人机在空中呈现图形，并非像显示屏那样把每架飞机当做一个像素点，靠不同颜色的变化来呈现图形，而是每架飞机必须要飞到指定的位置才能调整灯光。

所以需要事先编好每架飞机的飞行轨迹和位置，包括对灯光的控制。此时，就得提及到IC控制板上的有源晶振，因为IC控制板不仅对各个模块发出指令，同时还要与地面端进行交互，这样一来就需要很强的信息处理能力，对于石英晶振而言，需要频率稳定性较好的有源晶振才能满足需求。并且为了节省PCB设计空间，一般选用体积小（指3225晶振及其更小尺寸的有源晶振）。

2、令牌环网机制

地面上的电脑根据一定的模型计算出来了每架无人机的路径数据，那么它如何把数据发送给无人机呢?肯定是通过无线通信技术，但是有个问题就是单纯的点对点通信技术是应付不了这么大的阵仗的，大家的频率一样，直接把数据丢出去势必会乱套。

这里面就要用到令牌环网技术。我们看到的无人机动作整齐划一，其实在一个极短的时间段里面只有一架无人机在跟电脑进行通信，它们在和电脑玩一个“击鼓传花”的游戏，这个花就是“令牌”，每架无人机收到数据后都会判断数据，如果是就收下“令牌”，否则就丢给其他兄弟。同一时刻只有拿到“令牌”的无人机有权利跟电脑通信，其他无人机则待命。

其次就是摄像头了，现今的无人机搭载的摄像头拍摄性能都是有所不同的，这主要取决于其所使用是石英晶振，传统摄像头上使用的是49S插件晶振和49SMD晶振等无源晶振，但是摄像效果并不好，在演出现场无人机镜头上使用的是VCXO压控晶振，它可以提供更加稳定的振荡频率以保证摄取图像的清晰性，之所以会产生这样的差异，是因为压控晶振可以根据电压情况，对其自身的输出振荡频率进行调控，以增强它的抗环境干扰特性。

3、差分GPS(DGPS)技术

无人机收到了电脑发出来的路径规划之后，就要开始沿着自己的路径运动了，但这里有个问题，它是如何实时得知自己的位置并准确按照路径飞行的呢?

不难想象，很多人第一反应都是GPS。GPS我们经常用，手机上就有，车上也有。但是我们有没有注意到GPS的精度确实有瑕疵，经常把我们定位到马路对面?

怎么解决定位精准问题呢?这就要说到GPS定位模块了，通常情况下其使用的是温补晶振，主要因为它需要实时与卫星进行数据交互自身发热较为严重,而温补石英晶体振荡器可根据温度对自身的振荡频率实行调控，从而使其达到相对稳定的状态，这样的特性可确保GPS定位的精确性和实时性。

再者就是GPS的避障模块了，在避障模块采用的是红外传感的方式。在这种模块中对所使用的石英晶振要求倒不是很高，一来是实现基本的避障就可以了，二来它只是摄取与障碍物的距离信息，然后再交由1C控制中心处理并给出反应指令，所以它只需要保持红外传感发射器的稳定即可，故而使用普通的3225贴片晶振就已经足够了。

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