Quadcopter: רכיבים, עבודה, סוגים, ממשק, הבדלים ויישומים שלה

א מזל'ט רב -לורוטור הוא סוג של מל'ט עם רוטורים שונים, כמו ארבעה רוטורים, שישה רוטורים, שמונה רוטורים, או אפילו יותר, על סמך העיצוב והשימוש שלהם. אבל הרוטורים הנוספים של המזל'ט הזה יכולים להגדיל את יכולת העומס, זמן הטיסה, היציבות וכו '. אלה הם הזולים והקלים ביותר מל'טים מתן שליטה גבוהה על מסגור ומיקום. לפיכך, אלה אידיאליים לצילומי מעקב וצילומי אוויר. מל'טים רב-לוטוריים זמינים בסוגים שונים, כמו Trimotor, Quadrotor, Hexacopter, Occocopter ו- Goaxial רב-רוטור קואקסיאלי. אלה הם סוגי המל'טים הנפוצים ביותר, וכל סוג של מזל'ט שונה בביצועיו, בעיצובו וביכולתו. מאמר זה מרחיב את אחד מסוגי המל'טים המולטי -טורוטוריים, כמו ה- Quadcopter, עבודתו ויישומים.

מה זה Quadcopter?

Quadcopter הוא סוג של מל'ט המופעל על ידי ארבע רוטורים , שם לכל רוטור יש מנוע ומדחף. מזל'ט Quadcopter משתמש בארבעה רוטורים להרמה והנעה, כך שהוא יכול להמריא ולנחות אנכית ולהיסחף במקום. אז שני הרוטורים של המל'ט הזה מסתובבים בכיוון השעון, ואילו שני הרוטורים האחרים מסתובבים נגד כיוון השעון כדי לבטל את המומנט ולתת בקרת טיסה קבועה. ניתן לשלוט בזה ידנית או עצמאית, ולכן זהו אחד הסוגים הפופולריים ביותר של מל'טים בגלל הפשטות, היציבות ויכולת התמרון שלו.

Quadcopters מבדילים על ידי עיצוב ארבע הרוטורים שלהם כדי לשלוט על אווירודינמיקה מתקדמת, מכניקה ואלקטרוניקה. העיצוב הבלעדי שלה מספק יכולת תמרון ויציבות מעולה מהמסוקים הרגילים של רוטור יחיד.

היסטוריה של Quadcopter:

ה- Quadcopter הוא סוג של מזל'ט רב-רוטורי שהתפתח בהרחבה מהעיצובים המוקדמים שלו. אז נדונה להלן ההיסטוריה של צעד אחר צעד של קוואקופטר.

• Jacques & Louis Bréguet בשנת 1907 פיתחו ובדקו את Gyroplane No. 1. זהו רעיון מוקדם של Quadcopter, השגת המראה אך מול חוסר יציבות המבוסס על מערכות חלל חוצות-להב.
• Etienne Oehmichen יצר עוד Quadcopter מוקדם כמו Oehmichen בשנת 1920, המדגים טיסה וקביעת שיא גלובלי.
• בחיל הים האמריקני, 1930 ניסה את המטוסים בשליטת רדיו, מה שהוביל לפיתוח המל'טים של קרטיס N2C-2.
• הפעיל של בל בואינג מרובע טילטרוטור בשנת 1990 שילב הן את העיצובים הקבועים וה- Quadcopter ליישומי תחבורה צבאית.
• אמזון הציעה טכנולוגיית מזל'ט מסחרית בשנת 2013 למערכת משלוח
• איירבוס פיתח Quadcopter המופעל על סוללות בשנת 2018 עבור מוניות אוויר עירוניות כדי לכוון להפעלה אוטונומית בשלב מסוים.
• נכון לעכשיו, מל'טים אלה משמשים באופן נרחב למטרות שונות כמו טיסה פנאי, צילום אווירי, מסירה, מעקב וכו '.

רכיבים של Quadcopter

Quadcopter מעוצב עם כמה מפתח רכיבים , אשר מוסברים להלן.

מִסגֶרֶת

למסגרת Quadcopter יש זרועות המחזיקות מנועים, סוללות, בקר הטיסה וכו '.

מנועים

ה- Quadcopter כולל ארבעה מנועים המשמשים להרים אותו. אבל ישנם סוגים שונים של מנועים זמינים בשוק.

אסק

מאז ה- Quadcopter מנועים בדרך כלל דורשים אספקה ​​3 בת 3 פאזות, איננו יכולים להשתמש בה כאספקה ​​ישירה. לכן אנו דורשים ESC כדי לשנות את אותות הבקר ולשלוח אותם למנועים כדי לשלוט על המהירות שלהם.

מדחפים

מדחפים הם מרכיב משמעותי במזל'ט. אלה להבים מסתובבים שעובדים כמו כנפיים על המל'ט שלך ויוצרים את זרימת האוויר כדי להרים את המל'ט שלך לאוויר.

בקר טיסה

הפונקציה העיקרית של בקר הטיסה היא לכוון את הסל'ד של כל מנוע בתגובה לקלט. אז פקודת הפיילוט של מרובע הקולטר עוזרת להתקדם ומוזנת לבקר הטיסה כדי להחליט כיצד לשלוט במנועים, כתוצאה מכך.

משדר ומקלט RC

משדרי רדיו ושליטה על מקלטים חַשְׁמַל מה שמביא להעברת נתונים שימושית דרך החלל או האווירה. הם משתמשים באותות רדיו כדי לשלוח באופן אלחוטי פקודות דרך תדר רדיו מוגדר מעל מקלט הרדיו. אז הוא מחובר לבקר הטיסה של Quadcopter, הנשלט מרחוק.

סוֹלְלָה

Quadcopter משתמש במקור חשמל לסוללה כדי להניע את כל מערכות המל'ט שלך על ידי מאפשר לו לעוף. סוף סוף יש צורך בסוללה של ליתיום פולימר (LIPO) להפעלת ה- Quadcopter, כך שזמן הטיסה של Quadcopter תלוי בעיקר ביכולת הסוללה. בחירת הסוללה תלויה בעיקר בגודלה, במתח, דירוג C, קיבולת וכו '.

שונות

שונות כוללת את האביזרים הזעירים כמו כבלי מגשר שונים ומחברי כדורים, מה שהופך את Quadcopter שלך למושלם ויציב יותר.

איך עובד Quadcopter?

Quadcopters יכולים לעוף עם ארבעה רוטורים, שם כל אחד מהם כולל מנוע ומדחף לייצור בקרת הרמה ותנועה באוויר. מל'טים אלה יכולים להשיג טיסה על ידי שינוי מהירות כל רוטור, ובכך משפיעים על כמות ההרמה והדחיפה שנוצרה על ידי מתן תנועה מבוקרת לכל הכיוונים.
טיסת Quadcopter מסתמכת על עקרון הדחיפה והבקרה המדויקת של ארבעת הרוטורים. לפיכך, הנה פירוט של עבודתו.

• ברגע שכל ארבעת הרוטורים מסתובבים אז הם מייצרים זרימת אוויר כלפי מטה ודוחפים כלפי מעלה. בכל פעם שהסך הכל שנוצר על ידי הרוטורים עולה על משקל מרובע הקולטר, הוא ממריא.
• כדי להיסחף במקום, בקר הטיסה משנה את כל מהירויות ארבעת הרוטורים כדי לייצר דחף מספיק כדי לקזז את כוח הכבידה.
• מהירות ארבעת הרוטורים מוגברת באותה מידה כדי לייצר דחף רב יותר בהשוואה למשקל. אז המהירות תצטמצם לירידה.
• הרוטורים האחוריים מסתובבים ביתר קלות ונקדים קדימה מהרוטורים הקדמיים, והטיה של Quadcopter קדימה מייצרת דחף. ניתן להשיג את מהירות התנועה האחורית של הרוטורים הקדמיים על ידי הגדלה.
• הרוטורים בצד הימני של המל'ט הזה מסתובבים מהר יותר כדי לנוע שמאלה מהרוטורים השמאלית, ומטה את המזל'ט המרובע שמאלה. כאן ניתן להשיג תנועה בצד ימין על ידי העלאת מהירות הרוטור השמאלית.
• כדי לסובב את הפיהוק בכיוון השעון, שני רוטורים שנמצאים באלכסון מנוגדים מסתובבים מהר יותר, ואילו שני הרוטורים האחרים מסתובבים לאט יותר, ובכך יוצרים כוח מסתובב. על ידי היפוך זה ניתן להשיג סיבוב נגד כיוון השעון.
• ניתן לפקח על נתוני החיישן כל הזמן על ידי בקר הטיסה. אז זה הופך מיקרו התאמה למהירות של כל מנוע כדי לשמור על יציבות ולבצע את פקודות הטייס.

סוגים של Quadcopters

ישנם סוגים שונים של QuadCopters הזמינים בשוק על סמך צורות המסגרת שלהם ושימושים מיועדים, אשר מוסברים להלן.

X Quadcopter או תצורת X:

מסוג זה של Quadcopter יש את העיצוב הפופולרי ביותר המספק איזון ויכולת יציבות טובה. הוא משמש במגוון יישומים כמו וידאוגרפיה, מירוצים, צילום אווירי, טיסה אקרובטית, מירוצי FPV,

H Quadcopter או תצורת H:

ל- H Quadcopter יש מסגרת בצורת H, המספקת יציבות טובה יותר. כך שניתן להשתמש במזל'ט זה בצילום אווירי, המבוסס על Devopedia.

+ Quadcopter או + תצורה:

Quadcopter זה מצטיין בתוך נתיבי טיסה ישרים, כולל עמדות מדחף יעילות אווירודינמית, המשמשות לעתים קרובות בתוך טיסה אקרובטית. הוא משמש בתכניות בקרה פשוטות יותר של יישומים מסוימים.

תצורת QuadCopter או Y4:

מזל'ט זה דומה לטריקופטר עם שלוש זרועות, אך הזרוע האחורית שלו כוללת שני מנועים המותקנים בקואקסיאלי עבור בקרת פיה טובה יותר וכוח הרמה.

זנב זנב או v-tail quadcopter:

מזל'ט זה דומה ל- y4quadcopter, למעט עם מנועים אחוריים הממוקמים בזווית בצורת A או V, המספקת יותר בקרת פיה.

Quadcopter באמצעות Arduino

בקר טיסה הוא מוחו של ה- Quadcopter. באופן כללי, ישנם בקרי טיסה רבים שנחשפו מראש גם הם בשוק עם פחות עלות. אז מבקר טיסה המעוצב עם Arduino עבור Quadcopter מוצג להלן. MultiWii היא תוכנת בקר טיסה מפורסמת המשמשת ל- DIY Quadcopters.

אז בואו נעצב Quadcopter עם Arduino, כפי שמוצג להלן. זה לא רק Quadcopter אלא גם מכונה קוד פתוח. הרכיבים הנדרשים להפוך את ה- Quadcopter הזה באמצעות Arduino כוללים: ESC, Bluetooth , MPU-6050, נגדי 330 אוהם, LED מחוון, מקלט, ארדואינו ננו R3, וחוטי חיבור.

חיבורים:

החיבורים של ממשק זה עוקבים אחר AS;

• חבר את סיכת ה- D3 של ארדואינו ננו לסיכת האות ESC 1.
• חבר את סיכת ה- D9 של ארדואינו ננו לסיכת האות ESC 3.
• חבר את סיכת ה- D10 של ארדואינו ננו לסיכת האות ESC 2.
• חבר את סיכת ה- D11 של ארדואינו ננו לסיכת האות ESC 4.
• חבר את סיכת ה- TX של מודול ה- Bluetooth לסיכת ה- RX של הארדואינו.
• חבר את סיכת ה- RX של מודול ה- Bluetooth לסיכת TX של ארדואינו.
• סיכת ה- A4 של Arduino מחוברת לסיכת SDA של MPU-6050.
• סיכת ה- A5 של Arduino מחוברת לסיכת SCL של MPU-6050.
• חבר מסוף אחד של ה- LED לסיכת D8 של ארדואינו ואת הטרמינל האחר לאספקת החשמל דרך נגדי.
• סיכת ה- D2 של ארדואינו מחוברת לסיכת המצערת של המקלט.
• חבר את סיכת ה- D4 של Arduino לסיכת המקלט של אלרון.
• סיכת ה- D5 של Arduino מחוברת לסיכת האילרונים של המקלט.
• סיכת ה- D6 של ארדואינו מחוברת לסיכת הגה של המקלט.
• סיכת ה- D7 של Arduino מחוברת לסיכה של ה- AUX 1 של המקלט.

עובד

כעת חבר את כל השטח עם מסופי הקרקע של ארדואינו. אז הוא כולל את כל שטחי המקלט, מודול ה- Bluetooth, Grounds and MPU. לאחר מכן, ספק חיבור מקור חשמל 5V על ידי חיבור ה- GND של הסוללה ל- GND של כל הרכיבים. חוט הצבע האדום מחובר לארדואינו, סיכה 5 וולט, מודול Bluetooth ו- MPU.

כעת ספק את הלוח וארדואינו מוכן להוסיף קוד דרך מחשב. בדרך כלל בקר טיסה של ארדואינו עובד עם תכנות מחשבים מסוימים. לשם כך, עליכם להוריד תחילה את MultiWii 2.4, ותוכלו להוריד את הקוד ישירות.

זוהי תוכנת FC פופולרית מאוד המשמשת לרב-רוטורים דרך קהילה גדולה. מכיוון שתוכנה זו תומכת במגוון של רב-עמים עם תכונות מעולות כמו בקרת Bluetooth עם הטלפון החכם, הברומטר, תצוגת OLED, מיקום GPS אחיזה וחזרה לבית, מגנטומטר, רצועות LED וכו '.

תבחין כיצד תניע את בקר הטיסה באופן מיידי, ניתן להבחין בערכי נתוני האצה והג'ירוסקופ על המסך. כך שניתן לראות את כיוון ה- FC בתחתית. בממשק זה, אתה יכול לשנות את ערכי PID של האות ולהתאים את Quadcopter כדי להיות שווה את העדפותיך האישיות. בממשק זה ניתן להקצות גם מצבי טיסה למיקומי מתג עזר מסוימים. כעת, כל שעליכם לעשות הוא למצוא עמדה לבקר הטיסה של Arduino על המסגרת שתוגדר לפגוע בשמיים.

Arduino Quadcopter עובד עם כל הרכיבים הנדרשים כדי ליצור דחף על ידי מתן אפשרות לטיסה ותמרון. אז בקר המיקרו של Arduino עובד כבקר טיסה שמקבל קלט ושולח אותות ל- ESCs כדי לקבל תנועות רצויות כמו עלייה, ריחוף, סיבוב ונפילה.
ביסודו, ה- Arduino Quadcopter ממזג חומרה עם תוכנה לייצור מכונה מעופפת. אז הוא מבצע מגוון של תמרונים בהתאם לקלט ומשוב של המשתמש.

הבדל b/w Quadcopter לעומת מזל'ט

ההבדל בין Quadcopter למזל'ט כולל את הדברים הבאים.

יתרונות וחסרונות

THE יתרונות Quadcopter כלול את הדברים הבאים.

• יש להם יתרונות רבים בגלל העיצוב והיכולות הייחודיים שלהם
• ל- Quadcopters יש ביצועים יציבים.
• אלה מגוונים ופשוטים לשימוש.
• יש להם יכולת תמרון ונגישות.
• הם יכולים לרחף ולהשיג טיסות יציבות.

THE החסרונות של Quadcopter כלול את הדברים הבאים.

• יש לו זמן טיסה ומהירות מוגבלים.
• לאלה יש עיצוב מורכב עם חלקים שונים הפגיעים לנזק.
• הם תלויים במנועים חשמליים בגלל הצורך בשינויי מצערת מסוימים, בעיקר לייצוב.
• אלה פחות יעילים בהשוואה למל'טים קבועים.
• אלה יכולים להיות מושפעים מתנאי מזג האוויר.
• שיקולי בטיחות:
• Quadcopters יכולים להיות לא יציבים בגלל העיצוב הרב-רוטורי שלהם, שיכול להוביל להתרסקויות או לטיסה לא תקינה.
• מהירות העברת הנתונים שלה איטית מאוד.

יישומים

THE יישומי Quadcopter כלול את הדברים הבאים.

• Quadcopters משמשים ביישומים מגוונים, הכוללים פרשת מגוון תעשיות ופעילויות.
• ניתן להשתמש בהם בצילום אווירי, בחיפוש והצלה, מעקב, משלוח ופעילות פנאי, כמו גם אקרובטיקה ומירוצים.
• ניתן להשתמש בהם גם בחקלאות, בדיקת תשתיות, ניטור סביבתי וכו '.
• Quadcopters משמשים ביישומים תעשייתיים ומסחריים, הכוללים: צילום אווירי, וידאו, חקלאות מדויקת, אבטחה, מעקב, שירותי משלוח, חקלאות מדויקת, בדיקת תשתיות, ניטור סביבתי וכו '.
• אלה משמשים ביישומים במגזר הציבורי כמו בטיחות הציבור, חיפוש והצלה, אכיפת חוק, ניהול אסונות וכו '.

לפיכך, זהו סקירה של Quadcopter , זה עובד, והיישומים שלה. זהו מל'ט רב-תכליתי (רכב אווירי בלתי מאויש) עם יישומים שונים כמו וידאו, טיסת פנאי, צילום אווירי וכו '. מל'טים אלה ממלאים תפקיד מפתח בתחומים שונים כמו סקירת, חיפוש, פעולות הצלה, מיפוי וכו'. So, Quadcopters מייצגים התקדמות חשובה בטכנולוגיית מזלטת, המציעה תערובת של דחפנות, אזגיות, ליישומים של תנועה. הנה שאלה עבורך: מה זה מל'ט?