„Quadcopter“: komponentai, darbas, tipai, sąsajos, skirtumai ir jo programos

A Multirotor dronas yra UAV tipas su įvairiais rotoriais, pavyzdžiui, keturi rotoriai, šeši rotoriai, aštuoni rotoriai ar net daugiau, atsižvelgiant į jų dizainą ir naudojimą. Bet šie drono papildomi rotoriai gali padidinti naudingumo talpą, skrydžio laiką, stabilumą ir tt Tai yra pigiausi ir lengviausia dronai , užtikrinant aukštą kadravimo ir padėties kontrolę. Taigi, tai idealiai tinka stebėjimui ir fotografijai iš oro. Daugiarotoriniai dronai yra įvairių rūšių, tokių kaip „TriMOTOR“, „Quadrotor“, „Hexacopter“, „Octocopter“ ir „Coaksial“ daugiafunkciniai dronai. Tai yra labiausiai paplitę UAV tipai, ir kiekvienas drono tipas skiriasi savo našumu, dizainu ir sugebėjimais. Šiame straipsnyje išsamiai aprašoma viena iš daugiarotorinių dronų rūšių, tokių kaip „Quadcopter“, jo darbas ir programos.

Kas yra keturkampis?

Keturkopis yra UAV tipas, kurį maitina keturi rotoriai , kur kiekvienas rotorius turi variklį ir sraigtą. „Quadcopter“ dronas naudoja keturis rotorius pakėlimui ir varymui, todėl jis gali pakilti ir vertikaliai nusileisti ir dreifuoti vietoje. Taigi du šio drono rotoriai sukasi pagal laikrodžio rodyklę, tuo tarpu kiti du rotoriai sukasi prieš laikrodžio rodyklę, kad atšauktų sukimo momentą ir nuolat valdytų skrydį. Tai galima valdyti rankiniu būdu arba savarankiškai, todėl tai yra viena populiariausių dronų rūšių dėl jo paprastumo, stabilumo ir manevringumo.

Keturkopiai yra diferencijuojami pagal jų keturių rotorių dizainą, kad būtų galima valdyti išplėstinę aerodinamiką, mechaniką ir elektroniką. Išskirtinis jo dizainas suteikia manevringumą ir pranašesnį stabilumą nei įprasta sraigtasparnių sraigtasparniai.

„Quadcopter“ istorija:

„Quadcopter“ yra daugialypio rotoriaus drono rūšis, kuri plačiai išsivystė iš ankstyvųjų dizainų. Taigi žingsnis po žingsnio „Quadcopter“ istorija aptariama žemiau.

• „Jacques & Louis Bréguet“ 1907 m. Sukūrė ir išbandė Gyroplane Nr.
• Etienne Oehmichen 1920 m. Sukūrė dar vieną ankstyvą keturkojį, tokį kaip Oehmichen, kuris demonstruoja skrydį ir nustato pasaulinį rekordą.
• JAV kariniame jūrų laivyne 1930 m. Eksperimentavo su radijo valdomais orlaiviais, kurie paskatino „Curtiss N2C-2“ dronų plėtrą.
• 1990 m. „Bell Boeing Quad Tiltrotor“ sujungė tiek fiksuoto sparno, tiek keturračių dizainus kariniam transporto programoms.
• 2013 m. „Amazon“ pasiūlė komercinę dronų technologiją pristatymo sistemai
• 2018 m. „Airbus“ sukūrė keturkojį, kuriame yra akumuliatorių, skirtas „Urban Air Taxis“, kad tam tikru momentu būtų siekiama savarankiškos eksploatavimo.
• Šiuo metu šie dronai yra plačiai naudojami įvairiems tikslams, tokiems kaip rekreacinis skraidymas, fotografija iš oro, pristatymas, stebėjimas ir kt.

Keturkojo kopijos komponentai

Keturkopis suprojektuotas su keliais raktais komponentai , kurie paaiškinami žemiau.

Rėmelis

„Quadcopter“ rėmelyje yra rankos, laikančios variklius, baterijas, skrydžio valdiklį ir kt.

Varikliai

„Quadcopter“ įeina keturi varikliai, kurie naudojami jį pakelti. Tačiau rinkoje yra įvairių rūšių variklių.

Esc

Nuo keturkampio Varikliai Paprastai reikia 3 3 fazių tiekimo, mes negalime jo naudoti kaip tiesioginį tiekimą. Taigi reikalaujame, kad ESC pakeistų valdiklio signalus ir nusiųstų juos į variklius, kad būtų galima valdyti jų greitį.

Sraigtai

Sropeliantai yra reikšmingas drono komponentas. Tai yra verpimo peiliukai, kurie veikia kaip sparnai ant jūsų drono ir sukuria oro srautą, kad jūsų dronas būtų pakeltas į orą.

Skrydžio valdiklis

Pagrindinė skrydžio valdiklio funkcija yra nukreipti kiekvieno variklio RPM reaguojant į įvestį. Taigi „Quad-Copter“ bandomoji komanda padeda judėti į priekį ir yra įkišta į skrydžio valdiklį, kad nuspręstų, kaip valdyti variklius.

RC siųstuvas ir imtuvas

Radijo siųstuvų ir imtuvų valdymas elektra , dėl to naudinga duomenų perdavimas per erdvę ar atmosferą. Jie naudoja radijo signalus, kad belaidžiu būdu siųstų komandas per nustatytą radijo dažnį virš radijo imtuvo. Taigi jis yra prijungtas prie „Quadcopter“ skrydžio valdiklio, kuris yra valdomas nuotoliniu būdu.

Akumuliatorius

„Quadcopter“ naudoja akumuliatoriaus maitinimo šaltinį, kad galėtų vairuoti visas jūsų drono sistemas, leisdamas jam skristi. Pagaliau, norint maitinti keturkojį, reikia ličio polimero (LIPO) akumuliatoriaus, todėl keturračių skrydžio laikas daugiausia priklauso nuo akumuliatoriaus talpos. Akumuliatoriaus pasirinkimas daugiausia priklauso nuo jo dydžio, įtampos, C reitingo, talpos ir kt.

Įvairūs

Įvairūs apima mažus priedus, tokius kaip skirtingi šuoliniai kabeliai ir kulkos jungtys, dėl kurių jūsų keturkampis yra tobulas ir stabilesnis.

Kaip veikia keturkampis?

Keturkopiai gali skristi su keturiais rotoriais, kur kiekviename iš jų yra variklis ir sraigtas, kad būtų galima valdyti pakėlimą ir judėjimo valdymą ore. Šie dronai gali pasiekti skrydį pakeisdami kiekvieno rotoriaus greitį, taip paveikdami sugeneruoto pakėlimo ir traukos kiekį, leisdami kontroliuojamam judėjimui į visas puses.
„Quadcopter“ skrydis priklauso nuo keturių rotorių traukos ir tikslaus valdymo principo. Taigi, čia yra jo darbo suskirstymas.

• Kai visi keturi rotoriai sukasi, jie sukuria oro srautą žemyn ir traukia aukštyn. Kai rotoriai sugeneruoja bendrą sumą, viršija keturkojo kopijos svorį, tada jis kyla.
• Norėdami dreifuoti vietoje, skrydžio valdiklis keičia visus keturių rotorių greitį, kad gautų tik pakankamą trauką, kad kompensuotų sunkumą.
• Keturių rotorių greitis yra vienodai padidintas, kad būtų sukurta daugiau traukos, palyginti su svoriu. Taigi greitis bus sumažintas iki nusileidimo.
• Galiniai rotoriai sukasi lengviau ir juda į priekį nei priekiniai rotoriai, o pakreipę keturkampį į priekį sukuriama trauka. Priekinių rotorių judėjimo greitį galima pasiekti didėjant.
• Šio drono dešiniojo šoniniai rotoriai greičiau sukasi, kad judėtų kairėje nei kairieji rotoriai, ir pakreipkite keturkojį droną į kairę. Čia dešinės pusės judėjimą galima pasiekti pakeliant kairiojo rotoriaus greitį.
• Norėdami pasukti posūkį pagal laikrodžio rodyklę, du rotoriai, įstrižai priešais, sukasi greičiau, tuo tarpu kiti du rotoriai sukasi lėčiau ir taip sukuria besisukančią jėgą. Atliekant tai, gali būti pasiektas sukimas prieš laikrodžio rodyklę.
• Jutiklio duomenis gali nuolat stebėti skrydžio valdiklis. Taigi, tai daro mikrokoregavimą kiekvieno variklio greičiui, kad būtų išlaikytas stabilumas ir atliktų piloto komandas.

Keturkojų tipai

Rinkoje yra įvairių rūšių keturkojų, atsižvelgiant į jų rėmelių ir numatytų naudojimo būdų formas, kurios paaiškintos žemiau.

X Quadcopter arba X-Configuration:

Šio tipo keturračiai turi populiariausią dizainą, kuris suteikia gerą stabilumo balansą ir manevringumą. Jis naudojamas įvairiose programose, tokiose kaip vaizdo įrašų, lenktynių, fotografijos iš oro, akrobatinis skraidymas, FPV lenktynės,

H keturkojis arba H-konfigūracija:

„H Quadcopter“ turi H formos rėmą, kuris užtikrina geresnį stabilumą. Taigi šis dronas gali būti naudojamas fotografuojant iš oro, remiantis „Devopedia“.

+ Keturkojis arba + konfigūracija:

Šis keturkampis išsiskiria tiesių skrydžių juostomis, įskaitant aerodinamiškai efektyvias sraigto pozicijas, dažnai naudojamas akrobatiniame skraidyme. Jis naudojamas paprastesnėse tam tikrų programų valdymo schemose.

Y4 quadcopter arba y4 konfigūracija:

Šis dronas yra panašus į trikampį su trimis rankomis, tačiau jo galinę ranką sudaro du varikliai, kurie yra pritvirtinti kartu, kad būtų galima geriau valdyti posūkius ir kelti ir kelti galią.

„A“ uodegos arba „V-Tail Quadcopter“:

Šis dronas yra panašus į „Y4Quadcopter“, išskyrus galinius variklius, esančius A arba V formos kampu, kuris suteikia daugiau posūkio valdymo.

Quadcopter naudojant „Arduino“

Skrydžio valdiklis yra keturkampio smegenys. Paprastai rinkoje taip pat yra daugybė skrydžių valdiklių iš anksto suplanuotų. Taigi skrydžio valdiklis, suprojektuotas su „Arduino“ keturkojui, parodytas žemiau. „Multiwii“ yra garsi skrydžių valdiklio programinė įranga, naudojama „pasidaryk pats“ keturračiam kopijavimui.

Taigi, suprojektuokime keturkojį su „Arduino“, kaip parodyta žemiau. Tai ne tik keturkampis, bet ir atvirojo kodo mašina. Reikalingi komponentai, kad šis keturratis būtų naudojamas naudojant „Arduino“, yra: ESC, „Bluetooth“ , MPU-6050, 330-OHM rezistorius, LED Indikatorius, imtuvas, Arduino nano R3 ir jungiamieji laidai.

Ryšiai:

Šios sąsajos jungtys seka kaip;

• Prijunkite „Arduino Nano“ D3 kaištį prie ESC 1 signalo kaiščio.
• Prijunkite „Arduino Nano“ D9 kaištį prie ESC 3 signalo kaiščio.
• Prijunkite „Arduino Nano“ D10 kaištį prie ESC 2 signalo kaiščio.
• Prijunkite „Arduino Nano“ D11 kaištį prie ESC 4 signalo kaiščio.
• Prijunkite „Bluetooth“ modulio TX kaiščią prie „Arduino“ RX kaiščio.
• Prijunkite „Bluetooth“ modulio RX kaiščią prie „Arduino“ TX kaiščio.
• „Arduino“ A4 kaištis yra prijungtas prie MPU-6050 SDA kaiščio.
• „Arduino“ A5 kaištis yra prijungtas prie MPU-6050 SCL kaiščio.
• Prijunkite vieną šviesos diodų gnybtą prie „Arduino“ D8 kaiščio, o kitą - prie maitinimo šaltinio per rezistorių.
• „Arduino“ D2 kaištis yra prijungtas prie imtuvo droselio kaiščio.
• Prijunkite „Arduino“ D4 kaištį prie „Eleron“ imtuvo kaiščio.
• „Arduino“ D5 kaištis yra prijungtas prie imtuvo „Ailerons“ kaiščio.
• „Arduino“ D6 kaištis yra prijungtas prie imtuvo vairo kaiščio.
• „Arduino“ D7 kaištis yra prijungtas prie imtuvo „Aux 1“ kaiščio.

Darbas

Dabar prijunkite visas vietas su Arduino žemės gnybtais. Taigi tai apima visus imtuvo pagrindus, „Bluetooth“ modulį, ESC plotus ir MPU aikšteles. Po to pateikite 5 V maitinimo šaltinio ryšį, prijungdami akumuliatoriaus GND su visų komponentų GND. Raudonos spalvos viela yra prijungta prie „Arduino“, 5 V kaiščio, „Bluetooth“ modulio ir MPU.

Dabar tiekkite plokštę, o „Arduino“ yra pasirengęs pridėti kodą per kompiuterį. Paprastai „Arduino“ skrydžio valdiklis dirba su tam tikru kompiuterio programavimu. Tam pirmiausia turite atsisiųsti „Multiwii 2.4“ ir galite atsisiųsti kodą tiesiogiai.

Tai labai populiari FC programinė įranga, naudojama daugialypiams rotoriams per didelę bendruomenę. Kadangi ši programinė įranga palaiko įvairius daugiakopius, turinčius aukštesnes funkcijas, tokias kaip „Bluetooth Control“ su jūsų išmaniuoju telefonu, barometru, OLED ekranu, GPS padėties palaikymu ir grįžimu į namus, magnetometrą, LED juosteles ir kt.

Pastebėsite, kaip nedelsdami perkeliate skrydžio valdiklį, ekrane galima pastebėti akselerometro ir giroskopo duomenų vertes. Taigi FC orientaciją galima pamatyti apačioje. Šioje sąsajoje galite pakeisti signalo PID reikšmes ir sureguliuoti savo keturkojį, kad jie būtų lygūs jūsų asmeninėms nuostatoms. Šioje sąsajoje skrydžio režimai taip pat gali būti priskiriami tam tikroms pagalbiniam jungiklio vietoms. Dabar viskas, ką jums reikia padaryti, yra rasti savo „Arduino“ skrydžio valdiklio poziciją ant rėmo, kuris yra skirtas pataikyti į dangų.

„Arduino Quadcopter“ dirba su visais reikalingais komponentais, kad sukurtų trauką, leisdamas skrydžiui ir manevringumui. Taigi „Arduino“ mikrovaldiklis veikia kaip skrydžio valdiklis, kuris gauna įvestį ir siunčia signalus į ESC, kad gautų norimų judesių, tokių kaip kilimas, sklandymas, posūkis ir krintėjimas.
Iš esmės „Arduino Quadcopter“ sujungia aparatinę įrangą su programine įranga, kad būtų skraidanti mašina. Taigi jis atlieka įvairius manevrus, atsižvelgiant į vartotojo įvestį ir atsiliepimus.

B/W Quadcopter vs drono skirtumas

Skirtumas tarp keturkampio ir drono apima šiuos dalykus.

Privalumai ir trūkumai

Keturių rinkinių pranašumai Įtraukite šiuos dalykus.

• Jie turi daug privalumų dėl savo unikalaus dizaino ir galimybių
• Keturkopiai turi stabilų našumą.
• Tai yra universalūs ir paprasti.
• Jie turi manevringumą ir prieinamumą.
• Jie gali užvesti ir pasiekti stabilius skrydžius.

„Quadcopter“ trūkumai Įtraukite šiuos dalykus.

• Jis turi ribotą skrydžio laiką ir greitį.
• Jie turi sudėtingą dizainą su įvairiomis dalimis, pažeidžiamomis dėl žalos.
• Jie priklauso nuo elektrinių variklių, nes reikia tam tikrų droselio pokyčių, daugiausia stabilizuojant.
• Tai yra ne tokie efektyvūs, palyginti su fiksuoto sparno dronais.
• Tai gali paveikti oro sąlygos.
• Saugos sumetimai:
• Dėl savo daugialypio rotoriaus dizaino keturkojai gali būti nestabilūs, o tai gali sukelti avarijas ar netinkamą skrydį.
• Jo duomenų perdavimo greitis yra labai lėtas.

Paraiškos

„Quadcopter“ programos Įtraukite šiuos dalykus.

• Keturkopiai naudojami įvairiose programose, įskaitant įvairias pramonės šakas ir veiklą.
• Jie gali būti naudojami fotografuojant iš oro, paieškos ir gelbėjimo, stebėjimo, pristatymo ir laisvalaikio, taip pat akrobatikos ir lenktynių.
• Jie taip pat gali būti naudojami žemės ūkyje, infrastruktūros patikrinime, aplinkos stebėsenoje ir kt.
• Keturkopiai naudojami pramoninėse ir komercinėse programose, įskaitant: oro fotografiją, vaizdo įrašą, tikslų žemės ūkį, saugumą, stebėjimo, pristatymo paslaugas, tikslaus žemės ūkio, infrastruktūros tikrinimą, aplinkos stebėjimą ir kt.
• Jie naudojami viešojo sektoriaus programose, tokiose kaip visuomenės saugumas, paieška ir gelbėjimas, teisėsauga, nelaimių valdymas ir kt.

Taigi, tai yra keturkojo kopijos apžvalga , jo darbas ir programos. Tai yra universalus UAV (nepilotuojama oro transporto priemonė) su įvairiomis programomis, tokiomis kaip vaizdo įrašų, rekreacinis skraidymas, fotografija iš oro ir kt. Šie dronai vaidina pagrindinį vaidmenį skirtingose ​​srityse, tokiose kaip tyrimai, paieška, gelbėjimo operacijos, žemėlapiai ir tt, taigi, keturkampiai yra svarbūs pažangos srityse, kurios siūlo įvairiapusiškumo, judrumo ir prieinamumo ir tt., Kurie juos sudaro ekonomiškai efektyvus įrankis. Štai jums klausimas: kas yra UAV?