无人机既有趣又实用，但从纯粹的工程角度来看，当涉及到功耗、处理性能、重量、尺寸和成本的经典权衡时，它们是橡胶上路的地方。与大多数电子系统相比，每平方毫米包含更多的传感器、执行器和射频通信，它们实际上是在乞求拆开看看它们是如何做到的。因此，我们使用了 DJI Spark 无人机并做到了这一点。 这是一次“彻底破坏”的拆解，它可能仍然需要你的一些帮助来识别这里和那里的一些部分。如果您有心情尝试自己的设计，我们还将推出一款非常便宜的迷你无人机开发套件STEVAL-DRONE01，它可以满足您的大部分需求，以激发您的无人机胃口让你做实验。 为什么选择 DJI Spark 无人机？ 最初的计划是进入 UVify OORi，它是为几个无人机赛车爱好者设计的。按照设计，它很快——非常快。295 美元的价格相当便宜，但对于新手（像我这样）来说也很难控制，而且它的电池寿命只有两分钟，令人难以置信，这让学习成为一种耐心的考验。它可以从 A 点快速到达 B 点，但只有在好的手中。否则，预计会多次击中其间的所有物体，包括地面。 还有一个事实是，它没有足够的花里胡哨，例如物体检测和回避，回家，语音控制和跟踪能力，使其变得有趣。输入 DJI Spark。大约 450 美元，它具有所有关键功能，由无人机之王 DJI 制造。这是为专家和新手打造的乐趣。 本文拆下的套件是 Fly More Combo，其中包括额外的两节电池、螺旋桨护罩、额外的螺旋桨、一个方便携带的袋子，当然还有无人机和控制器。与许多设计一样，控制器具有主控制按钮和操纵杆，同时充当智能手机的底座，用作显示器以及运行主要的 DJI 无人机控制应用程序。
在首次亮相时，Spark 是有史以来最受期待的无人机之一，这是有充分理由的。开箱即用，它有一种“质量”的感觉。小、致密、坚固、优雅。你知道你拿着做工精良的东西。它的射程为 2000 米，重量为 0.66 磅（不含电池），尺寸为 5.6×5.6×2.2 英寸。它的 1480 mAh、11.4V 电池使其飞行时间为 15 分钟（悬停），最高时速为 31 mph。 无人机具有多种智能飞行模式，方便专家和新手。它还使用红外传感器在两个方向避障，使用 12 兆像素 CMOS 相机在五个方向（总共）避障。摄像机输出分辨率为 1920×1080 @ 30 fps 的视频，并使用用于俯仰和滚动的两轴云台稳定。偏航/旋转稳定性的第三轴会很好。 该无人机可在 2.45 和 5 GHz 频段运行，还包括 GPS/GLONASS 功能。它的许多功能可以在主DJI Spark 信息登陆页面查看。可以说，使用起来很愉快，而且制作得非常好，把它拆开是一种耻辱，但这就是演出。 DJI Spark 无人机内部 Spark 的结构很好，所以需要一些工作才能进入。该过程从暴露其下腹部开始，以卸下固定顶盖的螺钉（图 2 和图 3）。
取下顶部暴露了主冷却系统，该系统使用水平风扇将空气从散热器的通道导轨中排出。热管理系统位于 EMI 屏蔽之上，其下方是主要电子设备。主 GPS 模块可更换，价格为 30 至 50 美元 后视图显示了微型 USB 接口和存储卡插槽，以及四个无刷直流 (BLDC) 电机中的两个及其下方的 LED 透镜（图 4）。虽然“漂亮”，但 LED 还使无人机在白天，尤其是在黄昏或黑暗中的高处高度可见，这是合规性的重要因素。
下一步涉及移除热管理系统和 EMI 屏蔽以露出主板顶部（图 5）。
去除导热膏可以更清楚地看到驱动 Spark 的大量脑力（图 6）。真的是满满当当！
很难知道从哪里开始了解 Spark 的处理能力，因此我们将从 STMicroelectronics 的STM32F303 MCU（图 7）开始从电机控制部分（图 6 左侧）开始。
STM32F303 是一款混合信号处理器，可执行大部分电机控制功能。它基于以 72 MHz 运行并由浮点单元 (FPU) 和 DSP 指令支持的 Arm Cortex-M4 微控制器。'32F303 板上还有多达 7 个快速和超快速比较器 (25 ns)、多达 4 个具有可编程增益的运算放大器、多达 2 个 DAC、多达 4 个超快速 12 位 ADC 和电机控制定时器（图 8）。
这里的重点是低延迟，以实现准确控制和物体避免的快速响应时间。这是通过使用核心耦合内存 SRAM（又名例程助推器）来支持的。这种内存架构提升了对时间要求严格的例程，据 STMicroelectronics 称，它比闪存执行速度快 43%。 电机驱动部分的另一半包括两个 Monolithic Power MP6536三通道半桥驱动器 IC，用于驱动四个三相 BLDC。 右下方是运行频率高达 300 MHz 的基于Atmel/Microchip Technology ATSAME70Q21 Arm Cortex-M7 的 MCU 和运行频率高达 1.45 GHz 的 Leadcore Technology LC1860C四核基于 Arm 的片上系统 (SoC)。处理器由Micron Technology 71A98 JWB30 低功耗 DRAM (LPDRAM) 提供支持。 ATSAME70Q21 具有 16 KB 的 ICache、6 KB 的带错误代码校正 (ECC) 功能的 DCache、单精度和双精度硬件 FPU 以及 16 区域内存保护单元。LC1860C 基于 28 nm 工艺，搭配四核 Cortex A7，具有双核 MaliT628，可处理 1 Gpixels/s。这是主要的图像处理器。 图 7 底部是Atheros (Qualcomm) AR1021X 双频 2.45 GHz 和 5.8 GHz Wi-Fi SoC。它专为 2×2 MIMO 设计，并具有自己的内部功率放大器 (PA) 和低噪声放大器 (LNA)。左侧和上方是 Leadcore LC1160电源管理 IC (PMIC)，上方是 Intel Movidius MA2155视觉处理单元 (VPU)，具有 1 Gbit DDR 内存和安全启动功能。 Leadcore 1.45 GHz SoC 和英特尔 Movidius 神经网络处理器的使用说明了 DJI 对其无人机设计的重视程度。Leadcore 总部位于中国，专注于智能手机 SoC——功能/mW/mm3 权衡的终极平台——英特尔收购 Movidius 是因为其先进的基于神经网络的图像分类能力，这在过去和现在仍然是自动驾驶汽车非常需要的. 在 Spark 无人机中，它用于映射环境。 主板背面固定无源和分立元件，并显示 USB OG 端口和 SD 存储卡插槽（图 9）。
辅助板包含 GPS/GLONASS 组件（图 10）。Spark 导航系统的核心是 u-blox M8030-KT GNSS IC（专业级版本）。该芯片可以同时接收 3 个 GNSS 信号（GPS 和 Galileo 以及 GLONASS 或北斗），灵敏度为 -167 dBm。
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图 10
