همه چیز در مورد کوادکوپتر

کوادکوپتر یا پرنده بدون سرنشین چیست؟

کوادکوپترها نوعی پهپاد یا پرنده بدون سرنشین هستند که به واسطه دارا بودن چهار بازوی چرخشی به این نام معروف هستند؛ "پهپاد چهار پره" یا "ربات پرنده" نیز نام دیگر آن می باشد. افراد زیادی وجود دارند که تمایل دارند صاحب این وسیله دوست داشتنی شوند؛ بعضی جهت سرگرمی و بعضی برای مصارف خاص تری از این ربات پرنده استفاده می کنند.

برخی از این ربات های پرنده به همراه دوربین و برخی دیگر بدون دوربین فیلمبرداری عرضه می شوند. پره های چهارگانه آن به صورت دو به دو، مع هم عمل می کنند. یعنی دو پره در جهت عقربه های ساعت و دو پره در خلاف جهت عقربه های ساعت در حرکتند، تا این پرنده از زمین بلند شود و به پرواز درآید. این گجت در اندازه های مختلف از اندازه یک کف دست گرفته تا مدل های بزرگ تر و با قیمت های مختلف در بازار موجود می باشند. خرید قطعات کوادکوپتر به دلیل استقبال از این وسیله روز به روز در جهان درحال افزایش است.

کاربردهای مختلف کوادکوپتر چیست؟

تنوع این وسیله باعث شده گستره استفاده از آنها روز به روز افزایش یابد. از این پرنده به عنوان یک وسیله بازی گرفته تا در

صنعت فیلمسازی، عملیات های نظامی و جاسوسی، امداد و نجات و تحقیقاتی استفاده می شود. اکثرا در مواقعی از این ابزار استفاده می شود که شرایط حضور فیزیکی انسان در محدوده ای مشخص مقدور نمی باشد.

خرید قطعات کوادکوپتر

مکانیزم عملکرد کوادکوپتر چگونه است؟

کوادکوپترها همانند هلیکوپترها از ایجاد اختلاف فشار در جو اطراف خود، برای به پرواز درآمدن استفاده می کنند. این پهپادها با استفاده از چهار موتور و چهار پره و با چرخش دو به دو مع خود، باعث خنثی کردن نیروی گشتاور شده و اختلاف فشار لازم را برای بلند شدن از زمین ایجاد می کنند.  برای تنظیم ارتفاع و حرکت به سمت جلو و عقب و طرفین، فرامین لازم توسط برد کنترلر به آن داده می شود.

دسته بندی کوادکوپترها

خرید قطعات کوادکوپتر ارزان و مطمئن دغدغه بسیاری از دوست داران این وسیله می باشد؛ برای خرید قطعات کوادکوپتر، بهترین و ارزان ترین راه استفاده از

فروشگاه قطعات الکترونیک می باشد. پیش از این در مقاله کوادکوپتر یا پرنده بدون سرنشین چیست؟ به معرفی  کواد کوپتر یا پهباد پرداخته ایم در این مقاله  سعی داریم به معرفی بیشتر این ربات های پرنده بپردازیم .

کوادکوپتر چیست؟

کواد کوپترها زیر مجموعه دسته مالتی روتورها هستند که به دلیل کمک گرفتن از چهار پروانه برای نیروی پیشرانش، به عنوان کواد (چهار) کوپتر نامیده می‌شوند. مولتی روتورها دسته بندی های مختلفی از جمله کوپتر، کوادکوپتر، هگزاکوپتر، اوکتاکوپترو . را شامل می شود.

در این میان کوادکوپتربه دلیل اینکه هزینه کمتری داشته و پایداری مناسب تری دارد، از میان سایر مدل های آن مرسوم تر است.

تاریخچه :

مدل اولیه آزمایشی این مولتی روتورها در سال ۱۹۰۷ توسط دو برادر فرانسوی ‫ در پروژه‌ای بنام Quadcopter ساخته و تست شد، آنها توانستند ساخته خود رابه پرواز در آورند ولی پرنده آنها نتوانست دوامی برای پرواز داشته باشد. بعد از آن ساخت بالگرد چهار پروانه‌ای به سال ۱۹۲۰ میلادی برمیگردد. در آن سال یک مهندس فرانسوی بنام

etienne oehmichen اولین بالگرد چهارپره را اختراع نمود و مسافت ۳۶۰ متر را با کوادکوپتر خود پرواز کرد در همان سال او مسافت یک کیلومتر را در مدت هفت دقیقه و چهل ثانیه پرواز کرد. این بالگرد از روش تنظیم X بهره می‌جست.

در حدود سال ۱۹۲۲ مهندسی در آمریک موفق به ساخت تعدادی کوادکوپتر برای ارتش شد که قابلیت کنترل و حرکت در سه بعد را داشت، ولی پرواز با آن بسیار سخت بود. ‫ در سال ۱۹۵۶ مدل دیگری طراحی شد و در سال ۱۹۵۸ مدل Curtis-Wright VZ-7 توسط کمپانی

Curtis- Wright طراحی شد.

از حدود سال ۲۰۰۶ کواد کوپترها شروع به رشد صنعتی به صورت وسایل پرنده بدون سرنشین نمودند.

اجزای تشکیل دهنده کوادکوپتر

همان طور که در مقاله دسته بندی کوادکوپتر، انواع مختلف کوادکوپتر و موارد مصرف آن را به طور مفصل بررسی کردیم.در این مقاله به شما می گوییم که برای ساخت  کوادکوپتر شخصی خودتان به چه وسایلی احتیاج دارید.

اگر شما جزء کسانی هستید که برای سرگرمی قصد خرید کوادکوپتر را دارید شاید بهتر باشد با هزینه ای کمتر خودتان کوادکوپتر بسازید.

حتی اگرهدف شما انجام کارهای تخصصی تر می باشد و هیچ آشنایی خاصی با نحوه کارکرد کوادکوپتر ندارید ممکن است به خود ،اطرافیان و دستگاه خود آسیب برسانید به شما پیشنهاد می کنیم قبل از خرید کوادکوپتر حرفه ای اندکی تامل کنید و در این مقاله با ما همراه باشید با کوادکوپتری که خودتان ساخته اید تمرین کنید. و در آینده با تجربه ای بیشتر خرید کنید

 اگر اندکی به الکترونیک و کار با قطعات الکترونیک علاقه داشته باشید و کارهایی ازاین قبیل در منزل را انجام داده باشید حتما از ساخت این ربات پرنده استقبال خواهید کرد.

در ابتدا تصمیم بگیرید که چه توقعی از ربات پرنده خود دارید.

 درگام بعد باید متناسب با نیازتان اقدام به خرید قطعات کوادکوپتر کنید. خبر خوب اینکه لازم نیست حتما به فروشگاه قطعات الکترونیک مراجه کنید، در بسیاری از وب سایت ها امکان خرید اینترنتی قطعات کوادکوپتر فراهم شده است. تنها لازم است از یک فروشگاه قطعات الکترونیک معتبر وسایل مورد نیاز خود را تهیه کنید.

لیست قطعات مورد نیاز ساخت کوادکوپتر:

فریم کوادکوپتر

فریم و بدنه یا شاسی :

فریم یا بدنه به عنوان مهم ترین اجزای سازنده کوادکوپترشناخته می شود. اما به چه دلیل مهمترین قسمت کواد است؟

بدنه های مورد استفاده برای این ربات‌های پرنده غالبا از جنس پلاستیک، فایبرگلاس و کربن می باشد. البته در سال های اخیرطرفداران این ربات های پرنده از بدنه هایی با جنس کربن که وزن کم ومقاومت بالایی دارند استقبال بیشتری نشان داده اند.

بدنه ها و فریم ها به اشکال گوناگونی از جمله، بدنه H شکل، بدنه X شکل، بدنه + شکل، بدنه X-H موجود می باشد. بنابراین ابتدا لازم است هزینه خود را برای بدنه تخصیص بدهید و ابتدا فریمی انتخاب کنید که از سیستم و موتورهای شما در برابر کرش ها محافظت کند. چراکه با انتخاب فریم ارزان و بی کیفیت در کرش ها عملا هزینه ای 10 برابر بیشتر برای ساخت کوادکوپتر متحمل خواهید شد.  پس از همان ابتدا فریمی انتخاب کنید که از سیستم و موتورهای شما در برابر کرش ها محافظت کند.

اسکلت یا شاسی کوادکوپتر مانند قابی می ماند که برخی از موتورها و پروانه ها به آن متصل می شوند. شاسی های کوادکوپتر در اندازه و وزن های متفاوت در فروشگاه قطعات الکترونیک موجود است. اندازه ی بدنه را با توجه به وزن و اندازه ی دوربین و پروانه ای که روی آن سوار می شود، انتخاب کنید.

فلایت کنترل  :

 فلایت کنترل، اتاق فرمان ربات پرنده است که وظیفه حفظ وهدایت کوادکوپتر را به جهت های مختلف برعهده دارد .

فلایت کنترل و سنسور های استفاده شده در آن میزان تعادل کوادکوپتر را در پرواز تعیین می کند. یک فلایت کنترل مناسب قابلیت ها و امکانات بسیاری را مانند فرود خودکار , بازگشت اتوماتیک به خانه (بوسیله ماژول های gps)، خلبان خودکار و … برای شما به ارمغان می آورد.

ژیروسکوپ در یک فلایت کنترل وظیفه ی اندازه‌گیری و حفظ  جهت را داشته و بارومتر با اندازه گیری میزان فشار هوا به تنظیم ارتفاع و ثبات در ارتفاعی که پرنده پرواز می کند کاربرد دارد. به زبان ساده تر پرنده را در هنگامی که هیچ فرمانی از رادیو دریافت نمی کند در یک ارتفاع ثابت نگه می دارد

ملخ : 

برای خرید قطعات کوادکوپتر ملخ را فراموش نکنید. ملخ در کوادکوپتر تنها بخش آیرودینامیکی است که وظیفه شناور کردن دستگاه را در هوا برعهده دارد، از این رو انتخاب صحیح ملخ با توجه به دور موتور و قدرت موتور حائز اهمیت می باشد، انتخاب یک ملخ مناسب و با کیفیت عالی علاوه بر اینکه در مصرف انرژی صرفه جویی می کند، در کیفیت پرواز دستگاه نیز تعیین کننده است.

بهتر است ملخی که برای ساخت کوادکوپتر استفاده می کنید مدل پولر پوشر (puller pusher propeller)  یا اصطلاحا ملخ های دمنده مکنده باشند.  

در هر موتور, ملخ را باید به گونه ای انتخاب کنید که با چرخش موتور ملخ هوا را به سمت پایین هدایت کند.

ملخ‌ها از لحاظ جنسی که در ساخت آن به کار رفته است به چند دسته تقسیم بندی می‌شوند :

ملخ‌های چوبی

ملخ های پلاستیکی

ملخ هایی با مواد مرکب یا کربنی

به طور کلی نوع و کیفیت متریال استفاده شده در ساخت ملخ قیمت نهایی آن را مشخص می سازد.

به طول و همچنین انحنای ملخ توجه کنید. ملخ های بلندتر در مدت زمان کمتری به سرعت بالا می رسند، اما کم کردن سرعت آن ها طول می کشد.

 اما پروانه های کوتاه تر با اینکه به انرژی بیشتری احتیاج دارند و ممکن است به موتور دستگاه فشار بیاورند، می توانند به شما امکان این را بدهند که هر چه سریع تر سرعت خود را کم و یا زیاد کنید و قابلیت مانور بهتری داشته باشید.

آشنایی با فرایند عیب یابی کوادکوپتر

گر کوادکوپتر شما از کار افتاده است و کسی را در دسترس ندارید تا شما را برای عیب یابی، تعمیر و خرید قطعات کوادکوپتر راهنمایی کند ممکن است این کار برایتان بی نهایت گیج کننده باشد .

اما دیگر لازم نیست نگران این موضوع باشید زیرا در این مقاله تمام مشکلاتی که ممکن است با آن مواجه شوید را توضیح خواهیم داد. 

اولین قانون برای موفقیت در عیب یابی و خرید قطعات کوادکوپتر، آشنایی با نحوه دقیق سیستم و کارکرد آن است.

برای تعمیر و نگهداری هر ابزار یا سیستمی ابتدا باید آن وسیله را به طور دقیق بشناسید و مورد بررسی قرار دهید تا بفهمید دقیقا چگونه کار می کند.

فرایند پرواز کوادکوپتر

کوادکوپتر مجموعه ای نسبتا ساده و دارای ۴ ملخ روی ۴ بازو (دو بازو در عقب و دو بازو درجلو) می‌باشد. ۲ ملخ کوادکوپتر در جهت چرخش ساعت و ۲ ملخ دیگر در خلاف جهت چرخش ساعت حرکت می‌کنند. اگر جهت حرکت این ملخ ها تغییر پیدا کند کوادکوپتر به جای اوج گرفتن سقوط خواهدکرد! و تغییر مسیر حرکت ملخ ها به جای تولید نیروی بالا رونده، نیرویی رو به جاذبه زمین تولید می کند.

سیستم کوادکوپتربه صورت آیرودینامیک طراحی شده و برای حفظ تعادل در پرواز به کامپیوتر و موتور الکترونیکی وابسته است تا فرمان های دریافتی از سوی ریموت کنترل را به دستورات خروجی و حرکتی تبدیل کند.

تعمیر کوادکوپتر

عیب یابی کوادکوپتر

اگر کوادکوپتر شما روشن نمی شود و کار نمی کند در ابتدا باید روتین مشخصی را برای عیب یابی اولیه طی کنید و به این سوالات پاسخ دهید.

در ابتدا بررسی اینکه اتصالات محکم هستند؟

باتری به درستی داخل دستگاه قرار گرفته است؟

ربات پرنده ی شما به اندازه کافی شارژ دارد؟   

نحوه اتصالات باتری را بررسی کنید اگر لازم است باتری را به برق متصل کنید تا کاملا شارژ شود. در صورت وم باتری ریموت کنترل را تعویض کنید.

وقتی خیالتان از منبع انرژی کوادکوپتر راحت شد احتمالات دیگر را بررسی کنید. 

اگر کوادکوپتر و ریموت کنترل به هم متصل نمی شوند احتمالا مشکل از امواج الکترومغناطیسی است اگر تمام بدنه کوادکوپتر و رادیوکنترل را با دست به صورت کامل لمس کنید وآنها  را به یکدیگر نزدیکتر کنید.

اگر همه ملخ ها می چرخند ولی کوادکوپتر نمی تواند از روی زمین بلند شود یا ملخ ها نمی چرخند یا کوادکوپتر به سختی از روی زمین بلند می شود  و چراغ (LED) چشمک میزند به احتمال زیاد ملخ ها به درستی سر جای خود قرار نگرفته اند به نوشته های  روی بدنه دقت کنید و هر ملخ را سر جای خود نصب کنید.

خرید اینترنتی قطعات الکترونیک

اگر کوادکوپتر پرواز نامتعادل دارد و یا موقع بلند شدن به یک سمت کشیده می شود، دو احتمال وجود دارد:  یا ملخ ها آسیب دیده اند و یا از حالت بالانس خارج شده اند. بهترین اقدامی که می توانید در این حالت انجام دهید آن است که  کوادکوپتر را به حالت کارخانه ریست کنید.