CN218995939U - 无人机航电箱温度监测控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：包括主控制器模块、温度检测模块、接收机模块、LORA无线通信模块、风冷散热单元、液冷散热单元和电源模块。所述的温度器模块为温度传感器，用于实时测量航电箱温度信号，并向主控制器实时通讯传输温度信号。所述的主控制器用于接收温度传感器采集的温度信号无人机航电箱温度信号以及接收遥控器远程信号并对执行机构以及温度显示模块进行输出反馈信号。所述接收机模块用于接收遥控器远程发送的指令信号发送给主控制器。本实用新型系统可自主控制温度调节，也可远程通过遥控器控制，从而有效预防无人机长时间飞行因航电箱温度过高而出现控制器信号传输紊乱的现象。

Description

无人机航电箱温度监测控制系统

技术领域

本实用新型涉及无人机辅助设备技术领域，具体是一种无人机航电箱温度监测控制系统。

背景技术

无人机机箱内组合安装有各种不同功能的电子模块，无人机在飞行过程中，电箱内各模块必须控制在设定值之内才能保障飞行安全。现有的无人机温度检测系统主要针对单一的温度传感器信号进行检测，检测数值超过设定值时发出警报信号。其存在的缺陷是不同模块上布置的温度传感器之间关联性较差，并且不能通过远程手段进行监测，监测到警报信号后也无法主动解决温度过高的问题，对无人机的飞行带来严重安全隐患。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种无人机航电箱温度监测控制系统，系统可自主控制温度调节，也可远程通过遥控器控制。从而有效预防无人机长时间飞行因航电箱温度过高而出现控制器信号传输紊乱的现象，并且很大层度上节约电力损失，解决无人机航电箱无法自主调节温度的问题。

本实用新型包含主控制器模块、温度检测模块、接收机模块、LORA无线通信模块、风冷散热单元和电源模块。

所述的温度器模块为温度传感器，用于实时测量航电箱温度信号，并向主控制器实时通讯传输温度信号。

所述的主控制器模块用于接收温度传感器采集的温度信号无人机航电箱温度信号以及接收遥控器远程信号并对执行机构以及温度显示模块进行输出反馈信号，达到温度监测控制的效果。

所述接收机模块包括FUTABA遥控器接收机，所述FUTABA遥控器接收机与主控制器相连接，用于接收遥控器远程发送的指令信号发送给主控制器从而选择温控模式。

所述电源模块包括两个降压电路分别为DC12V转DC5V电路，DC5V转DC3.3V电路，用于将无人机机载电瓶电压进行转换给系统设备进行供电。

所述风冷散热单元包括电机、电机驱动模块、扇叶。

所述液冷散热单元包括水泵、水箱、循环液、水冷块、换热器、继电器模块，串联形成闭合回路。

进一步的，所述主控制器包括单片机，所述单片机型号为STM32F103C8T6单片机。

进一步的，所述温度显示模块为OLED显示屏，所述OLED显示屏采用I2C通讯协议驱动，所述OLED显示屏SCL引脚与单片机PB6引脚相连接，OLED显示屏SDA引脚与单片机PB7引脚相连接。

进一步的，所述温度传感器为LM75A传感器,为高速I2C 接口高精度温度传感器。所述LM75A传感器SCL引脚与单片机PB10引脚相连接，LM75A传感器SDA引脚与单片机PB11引脚相连接。

进一步的，所述电机驱动模块为L298N芯片，所述L298N芯片接收单片机发送的PWM信号来调节风扇转速。所述L298N芯片的T1与T2引脚分别与单片机PB9、PB8引脚相连接，L298N芯片的OUT1与OUT2输出引脚与风扇两端相连接。

进一步的，所述FUTABA遥控器接收机型号为R7008SB型号接收机，通过SBUS接口与主控制器相连接。

进一步的，所述SBUS接口信号需要硬件取反，接入主控制器串口的RX（PA3引脚）端。

进一步的，所述LORA无线通信模块包括型号为AS32无线通信芯片，所述无线通信芯片的MD0引脚与主控制器PA12引脚连接，无线通信芯片的MD1引脚与主控制器PA11引脚连接，无线通信芯片的RXD引脚与单片机PA9引脚连接，无线通信芯片的TXD引脚与单片机PA10引脚连接。无线通信芯片的AUX引脚悬空。

进一步的，所述风冷散热单元和液冷散热单元均设有继电器模块，所述继电器模块为1路12V继电器，所述继电器COM口（公共端）与DC+（电源正极）相连接，所述继电器NO口（常开端）与水泵正极相连接，所述继电器DC-（电源负极）与水泵负极相连接，所述继电器IN（输入）接口与主控制器PB12引脚相连接，低电平触发信号。

进一步的，温度模块包括两路降压电路，所述降压电路所用芯片为LM2596和ASM1117稳压芯片，LM2596稳压芯片将DC12V稳压至DC5V，ASM1117稳压芯片将DC5V稳压至DC3.3V。

本实用新型温度控制具有两种模式，系统可以自主通过温度变化来进行选择散热模式来进行降温，也可通过遥控器远程直接操纵温控模式。可实时远程监测无人机航电箱温度，在航电箱内部有显示屏显示实时温度，在地面端上位机也可远程监测。散热模式分为风冷散热和液冷散热两种散热方式。风冷散热时会根据温度变化从而风扇转速发生相应变化。

本实用新型有益效果在于：

1、系统可自主控制温度调节，也可远程通过遥控器控制。从而有效预防无人机长时间飞行因航电箱温度过高而出现控制器信号传输紊乱的现象，并且很大层度上节约电力损失，解决无人机航电箱无法自主调节温度的问题。

2、既能提高温度控制的效率，又可以节省不必要的电力损失。

3、无人机在高空飞行时，如果温度传感器出现意外损坏，系统可以通过遥控器远程主观选择温控模式，从而可以避免无人机在高空长时间飞行时因温度传感器损坏导致主控制器进行错误判断而无法选择温控模式造成航电箱温度过高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为电源模块示意图；

图2为主控制器示意图；

图3为主控制器与温度传感器模块接线示意图；

图4为主控制器与航电箱温度显示屏模块接线示意图 ；

图6为主控制器与无线通信模块接线示意图；

图5为主控制器与接收机模块接线示意图；

图7主控制器与风冷、液冷散热装置接线示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-图7，一种无人机航电向监测控制系统包括电源模块、主控制器、温度检测模块、温度显示模块、LORA无线通信模块、接收机模块、风冷散热单元、液冷散热单元。

为优化产品结构，由图1所示，所述电源模块包括两路降压电路，本实施例中机载电瓶电压为12V，12V电压给风扇、水泵供电，采用LM2596芯片将DC12V电压稳压至DC5V，给温度显示模块、温度检测模块、接收机模块、LORA无线通信模块供电，采用ASM1117芯片将DC5V稳压至DC3.3V给主控制器供电。

由图2所示，所述主控制器包括单片机，所述单片机型号为STM32F103C8T6。

由图3所示，所述温度检测模块包括LM75A温度传感器，用于监测无人机航电箱内部温度，所述LM75A传感器SCL引脚与主控制器中PB10引脚相连接，LM75A传感器SDA引脚与主控制器中PB11引脚相连接。将温度信号通过I2C总线传输给主控制器，再由主控制器根据设定温度阈值范围选择散热模式。

由图4所示，所述温度显示模块包括线接口OLED显示屏，通过I2C协议与主控制器进行串行通信，屏幕中显示无人机航电箱实时温度值。所述OLED显示屏时钟线SCL引脚与主控制器中PB6引脚进行连接，OLED显示屏数据线SDA引脚与主控制器中PB7引脚连接。

由图5所示，所述LORA无线通信模块包括AS32芯片，所述无线通信芯片MD0引脚与主控制器中PA12引脚连接，无线通信芯片MD1引脚与主控制器中PA11引脚连接，无线通信芯片RXD引脚与主控制器中PA9引脚连接，无线通信芯片TXD引脚与主控制器中PA10引脚连接。系统工作时，主控制器中PA12、PA11引脚输出低电平信号，使AS32芯片进入工作状态，将串口和无线打开，远程无线传输信号，可在远程上位机上监测无人机航电箱温度。

由图6所示，所述接收机模块包括R7008SB型号接收机，通过SBUS接口与主控制器相连接。通过接收遥控器远程温控信号，并将信号通过串口通信反馈给主控制器，由主控制器所述SBUS接口需要信号取反，本实施例中采用n-mos管进行信号硬件取反。将取反后的SBUS信号接入主控制器中的PA3引脚，通过串口通信的方式接收信息，如有意外情况发生，可用遥控器直接远程控制散热模式。

由图7所示，风冷散热单元包括L298N电机驱动芯片，所述L298N芯片的T1与T2引脚分别与主控制器中PB9、PB8引脚相连接，L298N芯片的OUT1与OUT2输出引脚与风扇两端相连接。液冷散热单元包括1路12V继电器，所述继电器COM口（公共端）与DC+（电源正极）相连接，所述继电器NO口（常开端）与水泵正极相连接，所述继电器DC-（电源负极）与水泵负极相连接，所述继电器IN（输入）接口与主控制器中PB12引脚相连接，低电平为触发信号。

系统设定温度大于30度低于35度时主控制器中PB8、PB9引脚输出高电平信号，使风扇工作，同时主控制器会发送PWM信号至风冷散热单元，根据温度变化调节PWM占空比，温度增加时，PWM占空比增大，风扇转速增加；温度减小时，PWM信号占空比减小，风扇转速减小。设定PWM初始占空比为60%。设定温度大于35度时，主控制器的PB12引脚发送低电平信号至液冷散热单元中的继电器开关IN端口，使得继电器内部衔铁闭合，COM口（公共端）与NO端（常开端）闭合连接，电路导通水泵开始工作，从水箱抽取循环液进行液冷散热。温度低于35度时，主控制器中PA11引脚输出高电平信号发送至液冷散热单元中继电器开关IN端口，继电器内部衔铁断开，COM端口（公共端）与NO端口（常开端）断开连接。温度低于30度时，主控制器中PA9、PA8引脚输出低电平信号，电机停止工作。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，对于本技术领域的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本实用新型原理的前提下，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：包括主控制器模块、温度检测模块、接收机模块、LORA无线通信模块、风冷散热单元、液冷散热单元和电源模块；

所述的温度检测模块为温度传感器，用于实时测量航电箱温度信号，并向主控制器实时通讯传输温度信号

所述的主控制器模块用于接收温度传感器采集的温度信号无人机航电箱温度信号以及接收遥控器远程信号并对执行机构以及温度显示模块进行输出反馈信号；

所述接收机模块包括FUTABA遥控器接收机，所述FUTABA遥控器接收机与主控制器相连接，用于接收遥控器远程发送的指令信号发送给主控制器从而选择温控模式；

所述电源模块用于将无人机机载电瓶电压进行转换给系统设备进行供电。

2.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述电源模块包括两个降压电路分别为DC12V转DC5V电路，DC5V转DC3.3V电路。

3.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述液冷散热单元包括由水泵、水箱、循环液、水冷块、换热器、继电器模块串联形成的闭合回路。

4.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述温度显示模块为OLED显示屏，所述OLED显示屏采用I2C通讯协议驱动，所述OLED显示屏SCL引脚与单片机PB6引脚相连接，OLED显示屏SDA引脚与单片机PB7引脚相连接。

5.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述温度传感器为LM75A传感器,为高速I2C 接口高精度温度传感器；所述LM75A传感器SCL引脚与单片机PB10引脚相连接，LM75A传感器SDA引脚与单片机PB11引脚相连接。

6.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述风冷散热单元包括电机、电机驱动模块、扇叶，所述电机驱动模块为L298N芯片，所述L298N芯片接收单片机发送的PWM信号来调节风扇转速；所述L298N芯片的T1与T2引脚分别与单片机PB9、PB8引脚相连接，L298N芯片的OUT1与OUT2输出引脚与风扇两端相连接。

7.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述FUTABA遥控器接收机型号为R7008SB型号接收机，通过SBUS接口与主控制器相连接；所述SBUS接口信号需要硬件取反，接入主控制器串口的RX端。

8.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述LORA无线通信模块包括型号为AS32无线通信芯片，所述无线通信芯片的MD0引脚与主控制器PA12引脚连接，无线通信芯片的MD1引脚与主控制器PA11引脚连接，无线通信芯片的RXD引脚与单片机PA9引脚连接，无线通信芯片的TXD引脚与单片机PA10引脚连接，无线通信芯片的AUX引脚悬空。

9.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述风冷散热单元和液冷散热单元均设有继电器模块，所述继电器模块为1路12V继电器，所述继电器公共端与电源正极相连接，所述继电器常开端与水泵正极相连接，所述继电器电源负极与水泵负极相连接，所述继电器输入接口与主控制器PB12引脚相连接，低电平触发信号。

10.根据权利要求1所述的无人机航电箱温度监测控制系统，其特征在于：所述电源模块设有两路降压电路，所述降压电路所用芯片为LM2596和ASM1117稳压芯片，LM2596稳压芯片将DC12V稳压至DC5V, ASM1117稳压芯片将DC5V稳压至DC3.3V。

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