拆解|手持云台的内部构造竟那么简单

随着互联网技术的发展，短视频行业得以快速兴起，并掀起了全民皆是创作者的短视频创作热潮。作为画面防抖、简化运镜难度的手持云台，也在浪潮中乘风而起，成为了这一赛道上的新亮点。近日，笔者拿到了一款型号为浩瀚X的手持云台，在使用体验一段时间后，对其进行了拆解和工作原理分析。云台三轴拆解此款云台采用了可折叠式的三轴防抖设计，每一轴内都有与之轴向功能对应的电路板以及驱动云台旋转的电机，握杆部分主要为云台的转向控制单元、电池充放电管理单元和无线通信单元。航向轴（左）、横滚轴（中）、俯仰轴（右）通过对电路的对比，他们之间非常的相似，但又略有不同。这里可以把航向轴看做是一块基础板，横滚轴在航向轴的基础上，多了一颗控制云台的MCU。俯仰轴在航向轴的基础上，多了一颗手机偏转位置信息读取的陀螺仪。航向轴正面（左） 反面（中）电路上图为航向轴的电路板，这部分电路主要由三个接线端子和一颗电机驱动芯片构成。其中，圆孔附近的4根线主要负责连接电源，以及由外部向云台输入控制信号的作用。外部输入的信号，会通过排线传递到横滚轴上的MCU进行数据处理。在电机驱动芯片的背面为一颗与电机动力线互联的接线端子。横滚轴正面（左）反面（右）横滚轴为云台控制的主要数据处理单元，使用到了一颗雅特力的32位MCU，通过排线与俯仰轴、航向轴以及握杆部分电路相连，实现控制信号的读取和电机驱动信号的发送。俯仰轴除了电机驱动芯片之外，还使用到了一颗能够实时测量手机的偏转角度、方向加速度等运动数据的三轴陀螺仪芯片。并且这颗陀螺仪芯片会将采集到的数据与横滚轴上的MCU保持实时通信，经过数据处理后，MCU会向横滚轴和俯仰轴内部的电机发出一个反向的驱动信号，来调整手机的角度，抵消晃动。云台握杆拆解握杆部分主要以电池的充放电管理单元和无线通信单元组成，还内置了一颗容量为2000mAh的18650锂电池。电池与电路板之间只使用了泡沫棉进行隔离，并没有使用胶水或其他东西对电池进行固定。板子正面的绿色组件为云台与手机互联的无线通信单元，它是来自泰凌微的低功耗蓝牙模组，使用的是TLSR823x系列的32位MCU，支持蓝牙5.0的通信协议。旁边是一颗为蓝牙主控提供时钟的24.0MHz有源晶振。这里之所以使用板载小板的设计主要是为了降低研发成本，缩短产品开发周期。同时，该蓝牙模组作为手机与云台之间连接唯一通道，云台上的视频拍摄、变焦控制以及手机端的人物锁定、物体追踪功能都是基于这个蓝牙模块实现的。当按下视频录制键或变焦控制按钮时，蓝牙模块会向手机端发射一个控制信号，手机端软件会对接收到的信号进行识别，并执行相应的指令。当启用物体追踪功能时，手机端软件会先对被锁定物体进行识别，再通过蓝牙模块与控制云台转动的MCU完成通信，实现物体追踪。换而言之，这个蓝牙模块既可以通过云台控制手机，也可以通过手机控制云台。蓝牙模组上方是一颗丝印为HD7000A的5V/1A单电芯充电管理芯片，由于该云台使用的电池输出电压仅为3.7V，不能满足电机的工作电压需求。未解决这一问题，板子上还设计了一套由升压芯片和电感、二极管、三极管构成的升压电路来提高电机输入端的电压，带动云台的转动。总结通过拆解来看，其实手持云台的构造原理还是比较简单的，主要通过陀螺仪来获取手机当前的位置、加速度信息，配合MCU驱动电机旋转，实现视频拍摄防抖的目的，具体的云台结构如上图所示。

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