這次拆解品為北醒 Horn-X2 Pro,它是一款集高性能、高安全性、高可靠性為一體的三維激光雷達,可適用于車路協同(V2X)、智慧機場、智慧鐵路和智慧航運等多種大交通應用場景。
該激光雷達擁有高垂直角分辨率,可生成最高 600 線束高密度點云,輕松感知周圍環境。得益于先進的設計,Horn-X2 Pro 激光雷達可有效地抵抗強環境光的干擾,在惡劣的天氣條件下也可穩定工作。Horn-X2 Pro 支持多種工作模式,可根據客戶需求定制產品的性能參數,以此精準匹配客戶的各種復雜需求。
拿到拆品后,整個雷達為鋁合金外殼,沉淀淀的,份量足,表面工藝處理非常好,摸上去不滑,但有圓潤感,做了倒角處理。
1、頂面圖,頂面有北醒的LOGO,沒有帶R,應該不是商標。上頂殼做了散熱的鰭片,加大了散熱面積。
2、正面圖,正上方是一個視窗窗中,應該是激活發射與接收的窗口。在顯眼處注明了不能長時間直視的警示語。下面有幾個方形的散熱口。
3、側面,在側面有一個產品標簽,根據標簽可以推斷此模組為2015年出廠的激光雷達模組。
4、背面,背面有兩個接口,一個為網絡接口,一個是電源接,都采用了航空接插件。在低部有散熱窗口。
5、低面,低面為不透鋼材質,看到有一個散熱風扇。
外觀總結:整個模組的第一感覺,非常高檔,采用防水防銹工藝,外殼對散熱有明顯的加強工藝,說明這個模組的發熱量是非常大的。
內部拆解
此模組的鏍絲有好幾種,有梅花內角、內六角,所以拆解工具得需要全套的工具才行。所有的鏍絲都采用防銹工藝。由于我拿到的可能是二手的,外殼的鏍,我只拆了4顆就順利的打開了。
1、拆解后的第一眼,由很多塊的電路板組成的。器件與外殼的接觸之處都是打了導熱硅膠,加強散熱。看到電路板已經有好幾處銹跡,可能這個拆品,是一個故障品,打開外殼后存放的環境不好,導致的生銹。
1、最先拆解出來的是電源與網絡模塊轉接:
轉接模塊J1為8針的航空插頭。轉接J2為電源接頭,
在正面,有一塊LM5176 降壓升壓控制器, 是一款同步四開關降壓升壓 DC/DC 控制器,能夠調節等于、高于或低于輸入電壓的輸出電壓。LM5176 工作在 4.2 V 至 55 V(60 V 絕大最大)的寬輸入電壓范圍,支持各種各樣的應用。LM5176 在降壓和升壓工作模式下均采用電流模式控制方式,以實現出色的負載和線路調節功能。開關頻率由外部電阻器編程設置,或者與外部時鐘信號同步。該器件還具有可編程軟啟動功能,并提供保護功能,包括逐周期電流限制功能、輸入欠壓鎖定 (UVLO)、輸出過壓保護 (OVP) 和熱關斷。此外,LM5176 具有可選擇平均輸入或輸出限流、可減少峰值 EMI 的可選擴頻頻譜,以及在持續過載條件下的可選打嗝模式保護。
轉接模塊另一面,為與ML5176的周邊電路,有一個較大的電感,和6顆MOS開關管,為德州儀器產的OCSD19534。參數為:100V,12.6mΩ,SON 5mm x 6mmNexFET? 功率MOSFET。
在絲印中,標注了入輸入電壓為9—36V。背面有一個24Pin的插座,與模組的主板相連。
可以說這個電源模塊堆料很猛。
電機驅動模塊1:
整個模組有兩個電機,下面分享他的驅動模塊
這個模塊的功放驅動為美國國半NS進口 LM3886TF 68W功放模塊。
在背面的絲印上有BeiXing定制單軸驅動標注,有兩塊78L12A電源LDO穩壓電源。其余的電模塊為ADI的IC,絲印看不出模塊型號。看功放的型號,這個電機的功率是非常大的。
電機驅動模塊2:
撕開標簽后的高清圖:
背面圖:
驅動IC為LB1876 + BD7763EFV無感電機驅動。
主控模塊:
主控:Xilinx Zynq 7020,是一款基于Arm + FPGA,400 個引腳的 FBGA 封裝。處理器集成PS端雙核ARMCortex-A9+PL端Artix-7架構28nm可編程邏輯資源。在當年可謂是一顆高端的芯片。價格不菲。
內存:的絲印為D9SHG,鎂光的4G內存。
時間數字轉換器:板載了兩顆ams GPX2。
GPX2,在四個通道上提供高達10ps的分辨率,采樣率高達1.5Ms/s。憑借高精度和高采樣率,汽車、無人機和機器人中的光探測和測距(LIDAR)以及光學測距系統可以在寬視場范圍內進行極其詳細和精確的測距測量,從而使其能夠執行準確的對象檢測和避讓。在虛擬和現實增強應用中,高采樣率和高達1厘米的精度可實現實時3D圖像。
這兩顆芯片應該是處理兩路激光時差處理的骨干。
網絡:
網絡收發為Ti的DP8388。
背面也滿布,但是絲印太小。
被一層膜整死的激光模塊:
在右后方,也是整個模組的一個重要元件激光發射器,在前面我說到了這個產品的一個重要BUG也是在這個器件上面。友友們請仔細看,這個導熱硅膠的那層塑料模沒有取下來。
我在以前也經常看到,CPU散熱器上的的膜沒有撕下來,輕則CPU跑不上分,重則燒毀,這個模塊應該是一個發熱大戶,設計時選則在這里,他是考慮到要散熱的。
去掉導熱膠后,模組的標簽非常清晰:
翻譯一下,最上面是警告。不能直接照在皮膚上面,會有燒傷的危險!
該模組為福建海創光電出廠的1550nm/1.5um 高功率脈沖光纖激光雷達光源模組。
光學部分有兩個電機,一個是偏轉電機,對光源進行編轉,將光源反射到旋轉鏡面發射到被測物體表面,又將接收到的光線反射到接收器中。
在網上找到了一個原理圖如下:
編轉鏡為金海創的高速振鏡
其振鏡運行穩定性好、定位精度高、打標速度快、抗干擾能力強,綜合性能強,具體特性如下:
■差分式光電傳感器檢測馬達轉子的位置,線性度好、漂移量小、分辨率和重復定位精度高。
■對10mm鏡片進行負載設計,電機裝配精度高、結構合理、靜摩擦系數和零位偏移量小,確保系統良好的動態特性。
■ 驅動器具有位置和速度超前檢測功能,大大提升整個系統的動態響應性能和掃描速度。
■ 設計有過載、過流和反接保護,使系統的運行更加可靠。
■ 整個系統采用電磁兼容優化設計,信噪比高、抗干擾能力強。
■解決了振鏡電機溫度漂移、信號干擾和零位漂移等常見問題。
激光接收器:
模組上有兩個激光接收傳感器。
經過拆解學習,此款為國產北醒Horn-RT的機械式國產激雷達。
其內部做功用材料非常扎實。使用的激光主要模塊也是國產的。但是主控、時間、電源等還是以國外的居多。
但是其質控還需要加強,最大的問題是激光發射的導熱膠忘記了撕膜。
還有就是有很多的銹點,光學部分由于螺絲生銹已經不能拆解下去。
最后,感謝EEWorld論壇提供的這次拆解機會。使我了解到了機械激光雷達的內部結構。
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