Quadcopter: Bileşenler, Çalışma, Türler, Arabirim, Farklılıklar ve Uygulamaları

A çoklu drone dört rotor, altı rotor, sekiz rotor veya hatta daha fazlası gibi çeşitli rotorlara sahip bir İHA türüdür. Ancak bu dronun ekstra rotorları, yük kapasitesini, uçuş süresini, istikrarı vb. Artırabilir. Bunlar en ucuz ve en kolay dronlar , çerçeveleme ve pozisyon üzerinde yüksek kontrol sağlama. Bu nedenle, bunlar gözetim ve hava fotoğrafçılığı için idealdir. Çoklu dronlar trimotor, kuadrotor, hekzakopter, oktokopter ve koaksiyel çoklu rotor dronları gibi farklı tiplerde mevcuttur. Bunlar en yaygın İHA tipleridir ve her bir drone türü performans, tasarım ve yeteneğinde farklılık gösterir. Bu makale, quadcopter, çalışması ve uygulamaları gibi çoklu dron türlerinden biri üzerinde duruyor.

Quadcopter nedir?

Bir quadcopter, dört tarafından güçlendirilen bir İHA türüdür rotorlar , her rotorun bir motor ve bir pervane bulunduğu yer. Bir quadcopter drone, kaldırma ve tahrik için dört rotor kullanır, böylece ve dikey olarak karaya çıkabilir ve yerinde sürüklenebilir. Böylece bu dronun iki rotoru saat yönünde döndürürken, diğer iki rotor torku iptal etmek ve sürekli uçuş kontrolü vermek için saat yönünün tersine döner. Bu manuel veya bağımsız olarak kontrol edilebilir, bu nedenle sadeliği, stabilitesi ve manevra kabiliyeti nedeniyle en popüler dron türlerinden biridir.

Quadcopters, gelişmiş aerodinamiği, mekanik ve elektronikleri kontrol etmek için dört rotor tasarımları ile farklılaşmıştır. Özel tasarımı, normal tek rotorlu helikopterlerden manevra kabiliyeti ve üstün stabilite sağlar.

Quadcopter Tarihi:

Quadcopter, ilk tasarımlarından kapsamlı bir şekilde gelişen bir tür çok rotor drone. Dolayısıyla Quadcopter'in adım adım geçmişi aşağıda tartışılmıştır.

• 1907'de Jacques & Louis Bréguet, Gyroplane No. 1'i geliştirdi ve test etti. Erken bir quadcopter fikri, kalkışa ulaşan ancak çapraz bıçak havacılık sistemlerine dayanan kararsızlıkla yüzleşti.
• Etienne Oehmichen, 1920'de Oehmichen gibi erken bir quadcopter yarattı ve bu da uçuş ve küresel bir rekor kırdı.
• ABD Donanması'nda 1930, Curtiss N2C-2 drone gelişimine yol açan radyo kontrollü uçakları denedi.
• 1990'daki Bell Boeing Quad Tiltrotor, askeri ulaşım uygulamaları için hem sabit kanatlı hem de quadcopter tasarımlarını birleştirdi.
• Amazon, 2013 yılında bir teslimat sistemi için ticari bir drone teknolojisi önerdi
• Airbus, 2018 yılında kentsel hava taksilerinin bir noktada otonom operasyon hedeflemesi için pille çalışan bir quadcopter geliştirdi.
• Şu anda, bu dronlar eğlence amaçlı uçuş, hava fotoğrafçılığı, teslimat, gözetim, vb. Gibi farklı amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bir quadcopter bileşenleri

Birkaç anahtarla bir quadcopter tasarlanmıştır bileşenler , aşağıda açıklanmıştır.

Çerçeve

Quadcopter çerçevesinde motorları, pilleri, uçuş denetleyicisini vb. Tutan kollar vardır.

Motorlar

Quadcopter, onu kaldırmak için kullanılan dört motor içerir. Ancak piyasada farklı motorlar var.

Esc

Quadcopter'den beri Motorlar Genellikle 3 3 fazlı tedarik gerektirir, doğrudan arz olarak kullanamayız. Bu nedenle ESC'nin kontrolör sinyallerini değiştirmek ve hızlarını kontrol etmek için motorlara göndermek için gerekiyor.

Pervaneler

Pervaneler dronun önemli bir bileşenidir. Bunlar, dronunuzda kanatlar gibi çalışan ve dronunuzu havaya kaldırmak için hava akışını oluşturan eğirme bıçaklarıdır.

Uçuş denetleyicisi

Uçuş kontrolörünün ana işlevi, her motorun RPM'sini girişe yanıt olarak yönlendirmektir. Dolayısıyla, dört copter için pilot komut, ilerlemeye yardımcı olur ve motorların nasıl kontrol edileceğine karar vermek için uçuş denetleyicisine beslenir.

RC Verici ve Alıcı

Radyo Vericileri ve Alıcılar Kontrolü elektrik bu da uzay veya atmosfer boyunca yararlı veri iletimi ile sonuçlanır. Radyo alıcısının üzerindeki belirli bir radyo frekansı aracılığıyla kablosuz olarak komut göndermek için radyo sinyallerini kullanırlar. Bu nedenle, uzaktan kontrol edilen Quadcopter’in uçuş denetleyicisine bağlıdır.

Pil

Bir quadcopter, uçmasına izin vererek dronunuzun tüm sistemlerini sürmek için bir pil güç kaynağı kullanır. Sonunda, quadcopter'e güç vermek için bir lityum polimer (LIPO) pil gereklidir, bu nedenle quadcopter'in uçuş süresi esas olarak pilin kapasitesine bağlıdır. Bir pil seçimi esas olarak boyutuna, voltajına, C derecesine, kapasitesine vb. Bağlıdır.

Çeşitli

Çeşitli, quadcopter'inizi mükemmel ve daha kararlı hale getiren farklı jumper kabloları ve mermi konektörleri gibi küçük aksesuarları içerir.

Bir quadcopter nasıl çalışır?

Quadcopters, her biri hava içinde asansör ve hareket kontrolü üretmek için bir motor ve pervane içeren dört rotorla uçabilir. Bu dronlar, her rotorun hızını değiştirerek uçuşa ulaşabilir, böylece kontrollü harekete her yöne izin vererek üretilen kaldırma ve itme miktarını etkiler.
Bir quadcopter’in uçuşu, dört rotorun itme ve hassas kontrol prensibine dayanır. Böylece, işin bir dökümü.

• Dört rotorun tümü döndükten sonra hava akışını aşağı doğru ve yukarı doğru iterler. Rotorlar tarafından üretilen toplam, dört copter'in ağırlığını aştığında, o zaman çıkar.
• Yerinde sürüklenmek için, uçuş denetleyicisi, yerçekimini dengelemek için yeterli itme üretmek için dört rotorun hızını da değiştirir.
• Dört rotorun hızı, ağırlığa kıyasla daha fazla itme üretmek için eşit derecede artırılır. Böylece hız inmek için azaltılacaktır.
• Arka rotorlar daha kolay döner ve ön rotorlardan daha ileri doğru hareket eder ve quadcopter öne doğru eğilmek itme üretir. Ön rotorların geriye doğru hareketinin hızı artarak elde edilebilir.
• Bu dronun sağ yan rotorları sol rotorlardan sola doğru hareket etmek için daha hızlı döner ve quadcopter dronunu sola eğin. Burada, sol rotor hızını yükselterek sağ taraf hareketi elde edilebilir.
• Sıfanını saat yönünde döndürmek için, çapraz olarak zıt iki rotor daha hızlı dönerken, diğer iki rotor yavaş döner, böylece bir döner kuvvet oluşturur. Bunu tersine çevirerek, saat yönünün tersine dönme sağlanabilir.
• Sensör verileri uçuş denetleyicisi tarafından sürekli olarak izlenebilir. Dolayısıyla, stabiliteyi korumak ve pilotun komutlarını gerçekleştirmek için her motorun hızına mikro ayarlar yapar.

Quadcopter türleri

Aşağıda açıklanan çerçeve ve amaçlanan kullanım şekillerine dayanarak piyasada farklı quadcopter türleri vardır.

X Quadcopter veya X-Configuration:

Bu tür quadcopter, iyi bir denge dengesi ve manevra kabiliyeti sağlayan en popüler tasarıma sahiptir. Videografi, yarış, hava fotoğrafçılığı, akrobatik uçuş, FPV yarışları gibi çeşitli uygulamalarda kullanılır.

H Quadcopter veya H-Konfigürasyon:

H quadcopter, daha iyi stabilite sağlayan H şeklinde bir çerçeveye sahiptir. Böylece bu drone, devopediye dayanan hava fotoğrafçılığında kullanılabilir.

+ Quadcopter veya + yapılandırma:

Bu quadcopter, akrobatik uçuşta sıklıkla kullanılan aerodinamik olarak verimli pervane pozisyonları da dahil olmak üzere düz uçuş şeritlerinde mükemmeldir. Belirli uygulamaların daha basit kontrol şemalarında kullanılır.

Y4 Quadcopter veya Y4 yapılandırması:

Bu drone, üç kollu bir trikoptere benzer, ancak arka kolu daha iyi sapma kontrolü ve kaldırma gücü için koaksiyel olarak monte edilmiş iki motor içerir.

A-kuyruk veya V-Tail Quadcopter:

Bu drone, daha fazla sapma kontrolü sağlayan A veya V şeklinde bir açıda bulunan arka motorlar hariç, Y4Quadcopter'e benzer.

Arduino kullanarak quadcopter

Bir uçuş kontrolörü Quadcopter'in beynidir. Genel olarak, piyasada daha az maliyetle önceden fışkırmış birçok uçuş kontrolörü de vardır. Böylece aşağıda bir quadcopter için Arduino ile tasarlanmış bir uçuş denetleyicisi gösterilmiştir. Multiwii, DIY quadcopters için kullanılan ünlü bir uçuş denetleyici yazılımıdır.

Öyleyse aşağıda gösterildiği gibi Arduino ile bir quadcopter tasarlayalım. Sadece bir quadcopter değil, aynı zamanda açık kaynaklı bir makinedir. Arduino kullanarak bu quadcopter yapmak için gerekli bileşenler şunları içerir: ESC, Bluetooth , MPU-6050, 330-ohm direnç, NEDEN OLMUŞ gösterge, alıcı, Arduino Nano R3 ve bağlanma kabloları.

Bağlantılar:

Bu arayüzün bağlantıları;

• Arduino nano'nun D3 pimini ESC 1 sinyal pimine bağlayın.
• Arduino nano'nun D9 pimini ESC 3 sinyal pimine bağlayın.
• Arduino nano'nun D10 pimini ESC 2 sinyal pimine bağlayın.
• Arduino nano'nun D11 pimini ESC 4 sinyal pimine bağlayın.
• Bluetooth modülünün TX pimini Arduino'nun RX pimine bağlayın.
• Bluetooth modülünün RX pimini Arduino'nun TX pimine bağlayın.
• Arduino’nun A4 pimi, MPU-6050'nin SDA PIN'sine bağlıdır.
• Arduino’nun A5 pimi, MPU-6050'nin SCL pinine bağlıdır.
• LED'in bir terminalini Arduino'nun D8 pinine ve diğer terminali bir direnç aracılığıyla güç kaynağına bağlayın.
• Arduino’nun D2 pimi alıcının gaz kelebeği pimine bağlanır.
• Arduino'nun D4 pinini Eleron’un alıcının pimine bağlayın.
• Arduino’nun D5 pimi, alıcının Aileron pinine bağlanır.
• Arduino’nun D6 pimi alıcının dümen pimine bağlanır.
• Arduino’nun D7 pimi, alıcının aux 1 pimine bağlanır.

Çalışma

Şimdi tüm gerekçeleri Arduino'nun zemin terminallerine bağlayın. Dolayısıyla tüm alıcı alanlarını, Bluetooth modülünü, ESC Grounds ve MPU gerekçelerini içerir. Bundan sonra, pilin GND'sini tüm bileşenlerin GND'sine bağlayarak 5V güç kaynağı bağlantısı sağlayın. Kırmızı renk teli Arduino, 5V pim, Bluetooth modülüne ve MPU'ya bağlanır.

Şimdi tahtaya tedarik edin ve Arduino bir bilgisayar aracılığıyla kod eklemeye hazır. Normalde Arduino uçuş kontrolörü bazı bilgisayar programları ile çalışır. Bunun için önce Multiwii 2.4'ü indirmeniz ve kodu doğrudan indirmeniz gerekir.

Büyük bir topluluk aracılığıyla çoklu rotorlar için kullanılan çok popüler bir FC yazılımıdır. Çünkü bu yazılım, akıllı telefonunuz, barometreniz, OLED ekranınız, GPS pozisyonu tutma ve eve dönüş, manyetometre, LED şeritler vb.

Uçuş denetleyicisini hemen nasıl hareket ettirdiğinizi fark edeceksiniz, ivmeölçer ve jiroskop veri değerleri ekranda fark edilebilir. Böylece FC oryantasyonu altta görülebilir. Bu arayüzde, sinyal PID değerlerini değiştirebilir ve quadcopter'inizi kişisel tercihlerinize eşit olacak şekilde ayarlayabilirsiniz. Bu arayüzde, uçuş modları belirli yardımcı anahtar konumlarına da atanabilir. Şimdi, tek yapmanız gereken, gökyüzüne çarpacak şekilde ayarlanmış çerçevede Arduino uçuş kontrolörünüz için bir pozisyon bulmak.

Arduino Quadcopter, uçuş ve manevra kabiliyetine izin vererek itme oluşturmak için gerekli tüm bileşenlerle çalışır. Bu nedenle Arduino Mikrodenetleyici, giriş alan ve yükselme, havada uçma, dönme ve düşme gibi istenen hareketleri elde etmek için ESC'lere sinyaller gönderen bir uçuş denetleyicisi olarak çalışır.
Temel olarak, Arduino Quadcopter bir uçan makine yapmak için donanımı yazılımla birleştirir. Böylece, kullanıcı girişi ve geri bildirimlere bağlı olarak çeşitli manevralar gerçekleştirir.

Fark b/w quadcopter vs drone

Bir quadcopter ve drone arasındaki fark aşağıdakileri içerir.

Avantajlar ve Dezavantajlar

. Quadcopter avantajları aşağıdakileri ekleyin.

• Eşsiz tasarım ve yetenekleri nedeniyle birçok faydaları var
• Quadcopters istikrarlı bir performansa sahiptir.
• Bunlar çok yönlü ve kullanımı basittir.
• Manevra kabiliyeti ve erişilebilirliği vardır.
• Stabil uçuşlar yapabilir ve elde edebilirler.

. Quadcopter’in Dezavantajları aşağıdakileri ekleyin.

• Sınırlı uçuş süresi ve hızına sahiptir.
• Bunlar, hasara karşı savunmasız çeşitli parçalara sahip karmaşık bir tasarıma sahiptir.
• Özellikle stabilizasyon için belirli gaz kelebeği değişikliklerine duyulan ihtiyaç nedeniyle elektrik motorlarına bağlıdırlar.
• Bunlar sabit kanatlı dronlara kıyasla daha az verimlidir.
• Bunlar hava koşullarından etkilenebilir.
• Güvenlik Hususları:
• Quadcopter, potansiyel olarak kazalara veya düzensiz uçuşlara yol açabilecek çok rotor tasarımları nedeniyle kararsız hale gelebilir.
• Veri aktarım hızı çok yavaş.

Başvuru

. Quadcopter uygulamaları aşağıdakileri ekleyin.

• Quadcopters, çeşitli endüstrileri ve faaliyetleri kapsayan çeşitli uygulamalarda kullanılır.
• Bunlar hava fotoğrafçılığı, arama kurtarma, gözetim, teslimat ve boş zaman etkinliklerinin yanı sıra akrobasi ve yarışlarda kullanılabilir.
• Bunlar tarım, altyapı denetimi, çevresel izleme vb.
• Quadcopter, hava fotoğrafçılığı, videografi, hassas tarım, güvenlik, gözetim, teslimat hizmetleri, hassas tarım, altyapı denetimi, çevresel izleme, vb.
• Bunlar kamu güvenliği, arama ve kurtarma, kolluk kuvvetleri, afet yönetimi vb. Gibi kamu sektörü uygulamalarında kullanılır.

Böylece, bu Bir quadcopter'e genel bakış , onun çalışıyor ve uygulamaları. Videografi, eğlence amaçlı uçuş, hava fotoğrafçılığı, vb. Gibi çeşitli uygulamalara sahip çok yönlü bir İHA'dır (insansız hava aracı). Bu dronlar, inceleme, arama, kurtarma operasyonları, haritalama vb. Gibi farklı alanlarda önemli bir rol oynar, bu nedenle quadcopter'lar, drone teknolojisi içinde önemli bir ilerlemeyi temsil eder, bu da onları çok yönlülük, çeviklik ve uygunluk aracı bir karışım sunar. İşte sizin için bir soru: İHA nedir?