¿Qué es este efecto que causa un flash en el video cuando un modelo de avión choca con el suelo?

Conozca la planta de energía para el UAV de Nutball. Contiene, entre otras cosas, una Servo, un motor de ventilador sin escobillas y un receptor de espectro extendido de 2.4 GHz.

Sin tener la capacidad de realizar un experimento físico, tenemos que realizar un experimento mental. La batería recomendada para el pod no tiene controles, guarde el controlador de velocidad para el puntal, lo cual no está particularmente revisando la batería. Del mismo modo, el receptor de infrarrojos no se preocupa por la batería, excepto por su uso.

Entonces, ¿qué sucedió exactamente cuando el motor del ventilador sin escobillas cargado se detiene repentinamente?

Bueno, la batería no puede responder instantáneamente al cambio, simplemente no es posible. No es que haya un montón de energía allí, claro, solo un rápido transitorio en la tensión de alimentación. A medida que el transitorio disminuye, la química de la batería apenas se nota.

Así que hemos establecido las condiciones, y tenemos que preguntarnos; ¿Es más probable que haya ocurrido un voltaje catastrófico durante una desconexión que dejó la nave operativa, o hay un generador de impulsos más eficiente a bordo de la aeronave?

Resulta que hay. Un receptor de radio no es físicamente tan diferente de un transmisor de radio, y un sistema de espectro ensanchado tiene más ancho de banda que, digamos, una radio AM ordinaria. Además, el de este dispositivo ya está sintonizado para funcionar a 2.4 GHz.

Desde el wiki de EMP;

  

Un EMP surge cuando la fuente emite un pulso de energía de corta duración. La energía suele ser de banda ancha por naturaleza, aunque a menudo provoca una respuesta de onda sinusoidal amortiguada de banda relativamente estrecha en la víctima. Algunos tipos se generan como trenes de pulsos repetitivos y regulares.

En el momento del flash, resultó que estaba increíblemente cerca de un cambio brusco en el voltaje que se estaba pasando a una antena de banda ancha, filmando a una velocidad lo suficientemente alta como para notarlo, y apuntando a varios megapíxeles de antenas pequeñas a través de solo una parte de su teléfono que podría notar que sucedió .

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Mi sospecha es que el cableado físico del avión se cambió momentáneamente: es probable que se trate de una desconexión transitoria de un cable conectado al motor.

Nominalmente, la energía se entrega al motor a través del ESC desde la batería a través de MOSFET configurados en configuraciones de "medio puente". La velocidad a la que los campos magnéticos en el motor crecen y decaen está limitada por el voltaje aplicado a través de los devanados (recuerde que según la ley de Faraday, \ $ \ frac {\ partial \ Phi} {\ partial t} = \ frac {V} { N} \ $): un mísero 4.2V a 12.6V, dependiendo de cuántas baterías haya apilado. Los MOSFET no pueden permitir más voltaje que el que proporciona la batería, porque incluso si apagan sus diodos corporales conducirán (e incluso si no lo hicieran, los MOSFET entrarán en descomposición de avalanchas, en algún lugar alrededor de 30 V), por lo que \ $ \ frac { \ partial \ Phi} {\ partial t} \ $ no es lo suficientemente alto como para generar la energía necesaria a alta frecuencia para interferir con otros componentes electrónicos.

Sin embargo , si los cables que conectan el motor se desconectaron momentáneamente, \ $ \ frac {\ partial \ Phi} {\ partial t} \ $ podría ser enorme , porque el voltaje a través de los devanados estaría limitado solo por el voltaje de ruptura de aire . Esto está en el rango de kV, por lo que puede ver cómo esto podría causar una EMP que contenga energía en el MHz y posiblemente en GHz.

En cuanto a cómo afecta el EMP a la cámara ... No estoy seguro de tener una buena respuesta para eso, y probablemente haya numerosas explicaciones válidas. Aquí está mi intento:

El sensor CMOS comprende una gran variedad de píxeles, donde cada píxel comprende un fotodiodo, un interruptor de selección de fila y un pequeño amplificador. Debido a que es tan compacto, no puedo imaginar que un amplificador individual se vea muy afectado por el pulso, por no hablar de toda la gama de píxeles. Sin embargo, puedo imaginar la fuente de alimentación para todos los amplificadores afectados. La potencia será proporcionada probablemente por algún tipo de regulador lineal, que usará retroalimentación de bucle cerrado para regular su salida (tal como lo presenta un divisor de voltaje a un par de transistores diferenciales). Según la ley de Lenz, el EMP podría causar un error de voltaje en el punto de retroalimentación del regulador, haciendo que subestime o sobreestime el voltaje regulado y lo dispare momentáneamente a un valor no deseado. Esto hace que todos los valores de los píxeles sean erróneos. El regulador vuelve a su punto de ajuste normal milisegundos más tarde, pero para entonces ya se han capturado algunos cuadros.

Como se ha sugerido, la cámara puede ser susceptible porque no está blindada. Otra posibilidad es que, dado que casi todas las señales en su cámara son digitales, tienen inmunidad al ruido que impidió que se vieran afectadas y se necesitaría un EMP más fuerte para que los bits giren. Tal vez la cámara tenga el único circuito analógico que fue especialmente sensible a la EMP.

Creo que tuvo una interrupción en el suministro de energía o una sobrecarga. Cuando un motor giratorio se detiene repentinamente, como creo que lo haría cuando golpea el suelo, se produce un aumento repentino de la corriente en el motor cuando el controlador intenta volver a la velocidad deseada (el controlador no sabe que golpeó). el terreno). Eso hará que aumente la tensión enviada al motor, lo que aumenta la corriente. Y como el motor ya no está girando, el motor no genera EMF inverso, por lo que la corriente aumenta hasta que el suministro se sobrecarga. Eso probablemente hace que la fuente de alimentación disminuya su voltaje de salida, lo que restablece la mayoría de los componentes electrónicos. Es curioso que el video siguiera grabándose después de la caída, pero tal vez su controlador esté configurado para lidiar con la interrupción momentánea del suministro.