Quadcopter: komponente, rad, vrste, povezivanje, razlike i njegove aplikacije

A multirotor je vrsta UAV -a s raznim rotorima, poput četiri rotora, šest rotora, osam rotora ili još više, na temelju njihovog dizajna i upotrebe. Ali dodatni rotori ovog drona mogu povećati kapacitet korisnog opterećenja, vrijeme leta, stabilnost itd. To su najjeftiniji i najlakši dronovi , pružajući visoku kontrolu nad uokvirivanjem i položajem. Dakle, oni su idealni za nadzor i zračne fotografije. Multirotorna dronovi dostupni su u različitim vrstama, poput Trimotor, Quadrotor, Hexacopter, Octocopter i koaksijalni multi-rotorna dronova. To su najčešći tipovi UAV -a, a svaka vrsta bespilotnih letjelica razlikuje se u svojim performansama, dizajnu i sposobnostima. Ovaj članak razrađuje jedan od vrsta multirotornih dronova, poput Quadcoptera, njegovog rada i aplikacija.

Što je quadcopter?

Quadcopter je vrsta UAV -a koji pokreće četiri rotori , gdje svaki rotor ima motor i propeler. Dron Quadcopter koristi četiri rotora za dizanje i pogon, tako da može skinuti i vertikalno sletjeti i kretati se na svoje mjesto. Dakle, dva rotora ovog bespilotnih letjelica vrte se u smjeru kazaljke na satu, dok se druga dva rotora vrte u smjeru suprotnom od kazaljke na satu kako bi otkazali zakretni moment i dali stalnu kontrolu leta. To se može kontrolirati ručno ili neovisno, pa je to jedna od najpopularnijih vrsta dronova zbog svoje jednostavnosti, stabilnosti i manevriranja.

Quadcopters se diferencira po njihovom četveronotornom dizajnu za kontrolu napredne aerodinamike, mehanike i elektronike. Njegov ekskluzivni dizajn pruža manevalnost i superiornu stabilnost od uobičajenih helikoptera s jednim rotorom.

Povijest quadcoptera:

Quadcopter je vrsta multi-rotornog bespilotnih letjelica koja se uvelike razvijala iz svojih ranih dizajna. Dakle, o korak po korak povijest Quadcoptera raspravlja se u nastavku.

• Jacques & Louis Bréguet 1907. razvili su i testirali Gyroplane br.
• Etienne Oehmichen stvorio je još jedan rani quadcopter poput Oehmichen 1920. godine, što pokazuje let i postavljanje globalnog rekorda.
• U američkoj mornarici 1930. eksperimentirao je s zrakoplovom pod kontrolom radio kontroliranih, što je dovelo do razvoja bespilotnih letelica Curtiss N2C-2.
• Bell Boeing Quad Tiltrotor 1990. godine kombinirao je dizajniranje fiksnih krila i quadcoptera za primjene vojnog prijevoza.
• Amazon je u 2013. predložio komercijalnu tehnologiju bespilotnih letjelica za sustav isporuke
• Airbus je u 2018. godini razvio četverokut s baterijom za urbane zračne taksije koji bi u nekom trenutku ciljali na autonomni rad.
• Trenutno se ovi dronovi široko koriste u različite svrhe poput rekreacijskog letenja, zračne fotografije, isporuke, nadzora itd.

Komponente quadcoptera

Četverokopter je dizajniran s nekoliko ključa komponente , što je objašnjeno u nastavku.

Okvir

Okvir Quadcoptera ima ruke koje drže motore, baterije, kontroler leta itd.

Motori

Quadcopter uključuje četiri motora, koji se koriste za podizanje. Ali na tržištu su dostupne različite vrste motora.

Esc

Od Quadcoptera motori Općenito zahtijeva 3-fazno opskrbu, ne možemo je koristiti kao izravnu opskrbu. Stoga nam je potreban ESC da promijeni signale kontrolera i pošaljemo ih motorima da kontroliraju njihovu brzinu.

Propeleri

Propeleri su značajna komponenta drona. To su okretne oštrice koje djeluju poput krila na vašem dronu i stvaraju protok zraka kako biste ubacili dronu u zrak.

Kontroler leta

Glavna funkcija kontrolera leta je usmjeravanje okretaja svakog motora kao odgovor na ulaz. Dakle, pilot naredba za četverokut pomaže da se krene naprijed i da se dovodi u kontroler leta kako bi odlučio kako kontrolirati motore.

RC odašiljač i prijemnik

Kontrola radio odašiljača i prijemnika struja , što rezultira korisnim prijenosom podataka kroz prostor ili atmosferu. Oni koriste radio signale za bežično slanje naredbi putem postavljene radiofrekvencije iznad radio prijemnika. Dakle, spojen je na Quadcopter -ov regulator leta, koji se na daljinu kontrolira.

Baterija

Quadcopter koristi izvor napajanja baterije za pokretanje svih sustava vašeg drona dopuštajući mu da leti. Napokon, za napajanje quadcoptera potrebna je baterija litij polimera (LIPO), tako da vrijeme leta quadcoptera uglavnom ovisi o kapacitetu baterije. Odabir baterije uglavnom ovisi o njegovoj veličini, naponu, ocjeni C, kapacitetu itd.

Razni

Razno uključuje malene dodatke poput različitih kablova za skakavice i konektora od metaka, koji vaš quadcopter čine savršenim i stabilnijim.

Kako djeluje quadcopter?

Quadcopteri mogu letjeti s četiri rotora, gdje svaki uključuje motor i propeler za proizvodnju dizanja i upravljanja kretanjem unutar zraka. Ovi dronovi mogu postići let promjenom brzine svakog rotora, utječući na količinu generiranog dizanja i potiska dopuštajući kontrolirano kretanje u svim smjerovima.
Let Quadcoptera oslanja se na princip potiska i preciznog upravljanja četiri rotora. Dakle, ovdje je raščlanjivanje njegovog rada.

• Jednom kada se sva četiri rotora okrenu, tada stvaraju protok zraka prema dolje i guraju prema gore. Kad god generirani ukupni rotori pređe težinu četveronošce, tada se on skine.
• Da bi se nacrtao, kontroler leta mijenja sva četiri brzine rotora kako bi proizvela samo dovoljan potisak za nadoknadu gravitacije.
• Brzina četiri rotora jednako je povećana kako bi se stvorila više potiska u usporedbi s težinom. Tako će se brzina smanjiti na spuštanje.
• Stražnji rotori se lakše vrte i kreću se prema naprijed od prednjih rotora, a naginjanje četverokoptera naprijed stvara potisak. Brzina kretanja unatrag prednjih rotora može se postići povećanjem.
• Desni bočni rotori ovog bespilotnih letjelica brže se kreću ulijevo od lijevih rotora i nagnite dronu quadcopter ulijevo. Ovdje se kretanje s desne strane može postići povećanjem brzine lijevog rotora.
• Da bi se okrenula nakazala na satu, dva rotora koji su dijagonalno suprotno okreću se brže, dok se druga dva rotora okreću sporije, stvarajući tako rotirajuću silu. Preokretanjem, može se postići rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.
• Podaci senzora mogu stalno nadzirati kontroler leta. Tako čini mikro-prilagodbe u brzini svakog motora kako bi se zadržala stabilnost i izvršila naredbe pilota.

Vrste quadcoptera

Na tržištu su dostupne različite vrste quadcoptera na temelju njihovih oblika okvira i namjeravanih namjena, koji su u nastavku objašnjeni.

X Quadcopter ili X-konfiguracija:

Ova vrsta quadcoptera ima najpopularniji dizajn koji pruža dobru ravnotežu stabilnosti i manevalnost. Koristi se u raznim aplikacijama poput videografije, utrka, zračne fotografije, akrobatskog letenja, FPV utrka,

H quadcopter ili h-konfiguracija:

H Quadcopter ima okvir u obliku slova H, koji pruža bolju stabilnost. Tako se ovaj bespilotni dron može koristiti u zračnoj fotografiji, na temelju devopedije.

+ Quadcopter ili + konfiguracija:

Ovaj quadcopter izvrsno se ističe unutar ravnih leta, uključujući aerodinamički učinkovite položaje propelera, koji se često koriste u akrobatskom letenju. Koristi se u jednostavnijim upravljačkim shemama određenih aplikacija.

Y4 Quadcopter ili Y4 konfiguracija:

Ovaj je bespilotni dron sličan tricopteru s tri kraka, ali njegova stražnja ruka uključuje dva motora koja su koaksijalno montirana za bolju kontrolu i podizanje snage.

A-rep ili v-tail quadcopter:

Ovaj je bespilotni dron sličan Y4quadCopter -u, osim s stražnjim motorima koji se nalaze pod kutom u A ili V obliku, što omogućuje veću kontrolu odvajanja.

Quadcopter pomoću Arduino

Kontroler leta je mozak Quadcoptera. Općenito, na tržištu su dostupni i mnogi prepuni kontrolori leta s manje troškova. Tako je u nastavku prikazan kontroler leta dizajniran s Arduinom za quadcopter. Multiwii je poznati softver za kontroleru leta koji se koristi za DIY Quadcopters.

Dakle, dizajniramo quadcopter s Arduinom, kao što je prikazano u nastavku. To nije samo quadcopter, već i stroj s otvorenim kodom. Potrebne komponente za izradu ovog quadcoptera pomoću arduino uključuju: esc, Bluetooth , MPU-6050, 330-ohm otpornik, LED indikator, prijemnik, Arduino Nano R3 i povezivanje žica.

Veze:

Priključci ovog povezivanja slijede kao;

• Spojite D3 pin Arduino nano na ESC 1 signalni pin.
• Spojite D9 pin Arduino nano na ESC 3 signalni pin.
• Spojite D10 pin Arduino nano na ESC 2 signalni pin.
• Spojite D11 pin Arduino nano na ESC 4 signalni pin.
• Spojite TX pin Bluetooth modula na RX pin Arduino.
• Spojite RX pin Bluetooth modula na TX pin Arduino.
• Arduinov A4 pin povezan je sa SDA pinom MPU-6050.
• Arduinov A5 Pin spojen je na SCL pin MPU-6050.
• Spojite jedan terminal LED -a u D8 pin Arduino, a drugi terminal na napajanje kroz otpornik.
• Arduinov D2 pin povezan je s pinom gasa prijemnika.
• Spojite D4 Pin Arduino na Eleronov pin prijemnika.
• Arduinov D5 pin povezan je s Ailerons pin prijemnika.
• Arduinov D6 Pin povezan je s kormilom prijemnika.
• Arduinov D7 pin povezan je s AUX 1 pinom prijemnika.

Rad

Sada povežite sve temelje s prizemnim terminalima Arduino. Dakle, uključuje sve osnove prijemnika, Bluetooth modul, ESC Grounds & MPU. Nakon toga, osigurajte 5V priključak izvora napajanja spajanjem GND -a baterije s GND -om svih komponenti. Žica crvene boje spojena je na Arduino, 5V PIN, Bluetooth modul i MPU.

Sada isporučite ploču i Arduino je spreman dodati kôd putem računala. Obično Arduino kontroler leta surađuje s nekim računalnim programiranjem. Za to morate prvo preuzeti MultiWII 2.4, a kôd možete preuzeti izravno.

To je vrlo popularan FC softver koji se koristi za multi-rotor kroz veliku zajednicu. Budući da ovaj softver podržava razne multi-baktere s vrhunskim značajkama poput Bluetooth kontrole s vašim pametnim telefonom, barometrom, OLED zaslonom, GPS položajem Hold & Povratak u dom, magnetometar, LED trake itd.

Primijetit ćete kako odmah premještate kontroler leta, vrijednosti podataka Accelerometar & Gyroscope mogu se primijetiti na zaslonu. Dakle, orijentacija FC može se vidjeti na dnu. U ovom sučelju možete promijeniti vrijednosti PID signala i prilagoditi svoj quadcopter na jednake svoje osobne postavke. U ovom se povezivanju načini leta mogu dodijeliti i određenim položajima pomoćnih prekidača. Sada, sve što trebate učiniti je pronaći položaj za svoj arduino kontroler leta na okviru koji je postavljen da pogodi nebo.

Arduino Quadcopter surađuje sa svim potrebnim komponentama kako bi stvorio potisak dopuštajući let i manevalnost. Tako Arduino Microcontroller radi kao kontroler leta koji dobiva unos i šalje signale ESC -ima kako bi dobili željene pokrete poput porasta, lebdeća, okretanja i pada.
U osnovi, Arduino Quadcopter spaja hardver sa softverom kako bi napravio leteći stroj. Dakle, izvodi razne manevarske jedinice, ovisno o unosu korisnika i povratnim informacijama.

Razlika b/w quadcopter vs drone

Razlika između quadcoptera i bespilotne letjelice uključuje sljedeće.

Prednosti i nedostaci

A Prednosti četverokuta Uključite sljedeće.

• Imaju mnogo prednosti zbog svog jedinstvenog dizajna i mogućnosti
• Quadcopteri imaju stabilne performanse.
• To su svestrani i jednostavni za upotrebu.
• Imaju manevriranost i pristupačnost.
• Oni mogu lebdjeti i postići stabilne letove.

A Nedostaci Quadcoptera Uključite sljedeće.

• Ima ograničeno vrijeme i brzinu leta.
• Oni imaju složen dizajn s raznim dijelovima koji su osjetljivi na oštećenja.
• Oni ovise o električnim motorima zbog potrebe za određenim promjenama gasa, uglavnom za stabilizaciju.
• Oni su manje učinkoviti u usporedbi s bespilotnim letjelicama.
• Na njih se mogu utjecati vremenski uvjeti.
• Sigurnosna razmatranja:
• Quadcopters mogu postati nestabilni zbog svog više rotornog dizajna, što potencijalno može dovesti do sudara ili pogrešnog leta.
• Brzina prijenosa podataka vrlo je spora.

Prijava

A Aplikacije quadcopter Uključite sljedeće.

• Quadcopters se koriste u različitim aplikacijama, koje uključuju raspon raznih industrija i aktivnosti.
• Oni se mogu koristiti u zračnoj fotografiji, pretraživanju i spašavanju, nadzoru, isporuci i slobodnim aktivnostima, kao i akrobacijama i utrkama.
• Oni se mogu koristiti i u poljoprivredi, infrastrukturnom inspekciji, nadzoru okoliša itd.
• Quadcopteri se koriste u industrijskim i komercijalnim aplikacijama, koje uključuju: zračne fotografije, videografiju, preciznu poljoprivredu, sigurnost, nadzor, usluge isporuke, preciznu poljoprivredu, infrastrukturu, nadzor okoliša itd.
• Koriste se u prijavama javnog sektora poput javne sigurnosti, pretraživanja i spašavanja, provođenja zakona, upravljanja katastrofama itd.

Dakle, ovo je Pregled quadcoptera , njegov rad i njegove primjene. To je svestrano UAV (bespilotni zrakoplovstvo) s različitim aplikacijama poput videografije, rekreacijskog letenja, zračne fotografije itd. Ovi dronovi igraju ključnu ulogu u različitim poljima poput istraživanja, pretraživanja, spašavanja, mapiranja itd. Dakle, quadcopteri predstavljaju važan napredak u alatima da im se proizvodi svestranost i agility, agity, agity, agity, agity i agity. Evo pitanja za vas: Što je UAV?