Quadcopter: компоненти, работа, видове, взаимодействие, разлики и неговите приложения

A Мултироторен дрон е вид БПЛА с различни ротори, като четири ротора, шест ротора, осем ротора или дори повече, въз основа на техния дизайн и употреба. Но допълнителните ротори на този дрон могат да увеличат капацитета на полезния товар, времето на полета, стабилността и т.н. Това са най -евтините и лесни дронове , осигуряване на висок контрол върху рамкирането и позицията. По този начин те са идеални за наблюдение и въздушна фотография. Мултироторните дронове се предлагат в различни видове, като Trimotor, Quadrotor, Hexacopter, Octocopter и Coaxial Multi-Rotor Drones. Това са най -често срещаните видове БЛА и всеки тип дрон се различава по своята производителност, дизайн и способност. Тази статия разработва един от видовете мултироторни дронове, като Quadcopter, неговите работни и приложения.

Какво е квадрокоптер?

Кваръкоптер е вид БЛА, който се захранва от четири ротори , където всеки ротор има двигател и витло. Квотатен дрон използва четири ротора за повдигане и задвижване, така че може да излести и вертикално каца и да се движи на място. Така че двата ротора на този дрон се въртят по посока на часовниковата стрелка, докато другите два ротора се въртят обратно на часовниковата стрелка, за да отменят въртящия момент и да дадат постоянен контрол на полета. Това може да се контролира ръчно или независимо, така че е един от най -популярните видове дронове поради неговата простота, стабилност и маневреност.

Квотатите се диференцират от своя четири роторски дизайн, за да контролират усъвършенстваната аеродинамика, механиката и електрониката. Ексклузивният му дизайн осигурява маневреност и превъзходна стабилност от обичайните еднокосорни хеликоптери.

История на квадрокоптер:

Квотатът е вид мулти-роторен дрон, който се е развил широко от ранните си дизайни. Така че стъпка по стъпка историята на Quadcopter е разгледана по-долу.

• Jacques & Louis Bréguet през 1907 г. разработва и тества Gyroplane № 1. Това е ранна идея за квадрокоптер, постигайки излитане, но изправена пред нестабилност, базирана на аерокосмическите системи с кръстопът.
• Etienne Oehmichen създаде още един ранен квадрокоптер като Oehmichen през 1920 г., който демонстрира Flight & поставяне на глобален рекорд.
• В американския флот 1930 г. експериментира с радио-контролирани самолети, което доведе до развитието на дрона на Curtiss N2C-2.
• Quad Tiltrotor Bell Boeing през 1990 г. комбинира както дизайна на фиксирано крило, така и Quadcopter за военни транспортни приложения.
• Amazon предложи търговска технология за дрон през 2013 г. за система за доставка
• Airbus разработи квадрокоптер с батерия през 2018 г. за градски въздушни таксита, за да се стреми към автономна работа в даден момент.
• Понастоящем тези дронове се използват широко за различни цели като летене за отдих, въздушна фотография, доставка, наблюдение и т.н.

Компоненти на квадрокоптер

Quadcopter е проектиран с няколко ключа компоненти , които са обяснени по -долу.

Рамка

Квотарната рамка има оръжия, които държат двигатели, батерии, контролера на полета и т.н.

Двигатели

Квотатът включва четири мотора, които се използват за повдигането му. Но на пазара има различни видове мотори.

Esc

От Quadcopter двигатели Обикновено изискват 3 3-фазови доставки, не можем да го използваме като директно захранване. Така че изискваме ESC да променя сигналите на контролера и да ги изпраща на двигателите, за да контролира скоростта им.

Витлети

Витлерите са важен компонент на дрона. Това са въртящи се остриета, които работят като крила на вашия дрон и създават въздушния поток, за да повдигнат дрона ви във въздуха.

Контролер на полета

Основната функция на контролера на полета е да насочи RPM на всеки двигател в отговор на входа. Така пилотната команда за квадро-коптера помага да се придвижи напред и се подава в контролера на полета, за да реши как да контролира двигателите, следователно.

RC предавател и приемник

Радио предаватели и приемници контролират електричество , което води до полезно предаване на данни през пространството или атмосферата. Те използват радио сигнали, за да изпращат безжично команди чрез зададена радиочестота над радиоприемника. Така че той е свързан с контролера на полета на Quadcopter, който се контролира дистанционно.

Батерия

Quadcopter използва източник на захранване на батерията, за да задвижва всички системи на вашия дрон, като му позволява да лети. Най -накрая е необходима литиева полимерна батерия (LIPO) за захранване на квадрокоптера, така че времето на полета на квадрокоптера основно зависи от капацитета на батерията. Изборът на батерия главно зависи от неговия размер, напрежение, рейтинг на C, капацитет и т.н.

Разни

Разни включва малките аксесоари като различни джъмперни кабели и конектори на куршуми, които правят вашия Quadcopter перфектен и по -стабилен.

Как работи квадрокоптер?

Квотатите могат да летят с четири ротора, където всеки включва двигател и витло за производство на асансьор и контрол на движението във въздуха. Тези дронове могат да постигнат полет, като променят скоростта на всеки ротор, като по този начин се отразяват на количеството на генерирания асансьор и тяга, като позволяват контролирано движение във всички посоки.
Полетът на Quadcopter разчита на принципа на тягата и прецизния контрол на четирите ротора. По този начин, ето разбиване на неговата работа.

• След като и четирите ротора се въртят, те произвеждат въздушен поток надолу и се напъват нагоре. Всеки път, когато генерираната сума от роторите надвишава теглото на квадратиращия, тогава той излита.
• За да се движи на мястото си, контролерът на полета променя скоростта на четирите ротора, за да произведе достатъчно достатъчна тяга, за да компенсира гравитацията.
• Скоростта на четирите ротора е еднакво увеличена, за да генерира повече тяга в сравнение с теглото. Така че скоростта ще бъде намалена до слизане.
• Задните ротори се въртят по -лесно и се движат напред от предните ротори, а накланянето на квадрокоптера напред произвежда тяга. Скоростта на движението назад на предните ротори може да бъде постигната чрез увеличаване.
• Дясните странични ротори на този дрон се въртят по -бързо, за да се движат наляво от левите ротори и наклонят дрона на квадрокоптера вляво. Тук движението на дясната страна може да бъде постигнато чрез повдигане на скоростта на лявата ротор.
• За да завъртите прохото по посока на часовниковата стрелка, два ротора, които са диагонално противоположни, се въртят по -бързо, докато другите два ротора се въртят по -бавно, като по този начин създават въртяща се сила. Чрез обръщане на това може да се постигне въртене обратно на часовниковата стрелка.
• Данните от сензора могат да се наблюдават постоянно от контролера на полета. Така че това прави микрореспособния за скоростта на всеки мотор, за да запази стабилността и да изпълнява команди на пилота.

Видове квадрокоптери

На пазара има различни видове квадрокоптери, базирани на техните форми на рамка и предвидени приложения, които са обяснени по -долу.

X Quadcopter или X-конфигурация:

Този тип квадрокоптер има най -популярния дизайн, който осигурява добър баланс на стабилност и маневреност. Използва се в различни приложения като видеография, състезания, въздушна фотография, акробатично летене, FPV състезания,

H quadcopter или h-конфигурация:

H Quadcopter има H-образна рамка, която осигурява по-добра стабилност. Така че този дрон може да се използва при въздушна фотография въз основа на Devopedia.

+ Quadcopter или + конфигурация:

Този квадрокоптер се отличава в рамките на прави полетни платна, включително аеродинамично ефективни позиции на витлото, често използвани в акробатичното летене. Използва се в по -прости схеми за контрол на определени приложения.

Y4 Quadcopter или Y4 конфигурация:

Този дрон е подобен на трикоптер с три рамена, но задната му ръка включва два мотора, които са монтирани коаксиално за по -добро управление на прохода и мощност на повдигане.

A-опашка или V-опашка quadcopter:

Този дрон е подобен на Y4Quadcopter, с изключение на задните двигатели, разположени под ъгъл под форма A или V, което осигурява повече контрол на прозраците.

Quadcopter с помощта на Arduino

Полетният контролер е мозъкът на квадрокоптера. По принцип на пазара има и много предварително опростени контролери за полети с по-малко разходи. Така че полетният контролер, проектиран с Arduino за Quadcopter, е показан по -долу. Multiwii е известен софтуер за полетни контролер, използван за Quadcopters DIY.

Така че нека проектираме квадрокоптер с Arduino, както е показано по -долу. Това е не само квадрокоптер, но и машина с отворен код. Необходимите компоненти, за да направят този квадрокоптер, използващ Arduino, включва: ESC, Bluetooth , MPU-6050, 330-ом резистор, LED индикатор, приемник, Arduino Nano R3 и свързващи проводници.

Връзки:

Връзките на това взаимодействие следват като;

• Свържете D3 щифта на Arduino Nano към сигналния щифт ESC 1.
• Свържете D9 щифта на Arduino Nano към сигналния щифт ESC.
• Свържете D10 щифта на Arduino Nano към сигналния щифт ESC 2.
• Свържете D11 щифта на Arduino Nano към сигналния щифт ESC.
• Свържете TX щифта на Bluetooth модула към RX щифта на Arduino.
• Свържете RX щифта на Bluetooth модула към TX PIN на Arduino.
• A4 Pin на Arduino е свързан към SDA щифта на MPU-6050.
• A5 Pin на Arduino е свързан към SCL щифта на MPU-6050.
• Свържете единия терминал на светодиода към D8 щифта на Arduino, а другият терминал към захранването през резистор.
• D2 щифтът на Arduino е свързан към щифта на дросела на приемника.
• Свържете D4 щифта на Arduino към щифта на Eleron на приемника.
• D5 Pin на Arduino е свързан към щифта на Ailerons на приемника.
• D6 щифтът на Arduino е свързан към щифта на кормилото на приемника.
• D7 Pin на Arduino е свързан към Aux 1 Pin на приемника.

Работа

Сега свържете всички основания със наземните клеми на Ардуино. Така той включва всички основи на приемника, Bluetooth модула, ESC Grounds & MPU основания. След това осигурете 5V връзка за източник на захранване, като свържете GND на батерията с GND на всички компоненти. Червеният цветен проводник е свързан към Arduino, 5V щифт, Bluetooth модул и MPU.

Сега доставете дъската и Arduino е готов да добави код през компютър. Обикновено Arduino Flight Controller работи с някакво компютърно програмиране. За това трябва да изтеглите първо Multiwii 2.4 и можете да изтеглите кода директно.

Това е много популярен FC софтуер, използван за мулти-ротори чрез голяма общност. Тъй като този софтуер поддържа разнообразие от мултикоптери с превъзходни функции като Bluetooth Control с вашия смартфон, барометър, OLED дисплей, задържане на GPS позиция и връщане към дома, магнитометър, LED ленти и т.н.

Ще забележите как незабавно премествате контролера на полета, стойностите на данните за акселерометър и жироскоп могат да бъдат забелязани на екрана. Така че ориентацията на FC може да се види в долната част. В този интерфейс можете да промените стойностите на PID на сигнала и да регулирате вашия Quadcopter, за да се равнява на личните си предпочитания. В това взаимодействие режимите на полети също могат да бъдат присвоени на определени позиции на спомагателни превключватели. Сега, всичко, което трябва да направите, е да намерите позиция за вашия контролер на полета Arduino в рамката, която е настроена да удари небето.

Arduino Quadcopter работи с всички необходими компоненти, за да създаде тяга, като позволява полети и маневреност. Така Arduino Microcontroller работи като контролер на полета, който получава вход и изпраща сигнали до ESC, за да получи желани движения като издигане, завиване, завъртане и падане.
По принцип Arduino Quadcopter обединява хардуера със софтуер, за да направи летяща машина. Така той извършва различни маневри в зависимост от въвеждането и обратната връзка на потребителите.

Разлика b/w quadcopter vs дрон

Разликата между квадрокоптер и дрон включва следното.

Предимства и недостатъци

The Предимства на квадрокоптер Включете следното.

• Те имат много предимства поради уникалния си дизайн и възможности
• Ква квадрокоптърите имат стабилна производителност.
• Те са универсални и лесни за използване.
• Те имат маневреност и достъпност.
• Те могат да се движат и да постигнат стабилни полети.

The Недостатъците на квадрокоптера Включете следното.

• Той има ограничено време и скорост на полета.
• Те имат сложен дизайн с различни части, уязвими от повреди.
• Те зависят от електрическите двигатели поради необходимостта от конкретни промени в дросела, главно за стабилизиране.
• Те са по-малко ефективни в сравнение с дронове с неподвижно крило.
• Те могат да бъдат засегнати от метеорологичните условия.
• Съображения за безопасност:
• Квотатите могат да станат нестабилни поради техния мулти-роторен дизайн, което потенциално може да доведе до катастрофи или нестабилен полет.
• Скоростта на прехвърляне на данни е много бавна.

Приложения

The Quadcopter Applications Включете следното.

• Квотатите се използват в различни приложения, които включват обхващащи различни индустрии и дейности.
• Те могат да се използват при въздушна фотография, търсене и спасяване, наблюдение, доставка и развлекателни дейности, както и акробатика и състезания.
• Те могат да се използват и в селското стопанство, инфраструктурната проверка, мониторинга на околната среда и др.
• Ква квадрокоптери се използват в индустриални и търговски приложения, които включват: въздушна фотография, видеография, прецизно земеделие, сигурност, наблюдение, услуги за доставка, прецизно селско стопанство, инфраструктурна проверка, мониторинг на околната среда и др.
• Те се използват в приложения в публичния сектор като обществена безопасност, търсене и спасяване, правоприлагане, управление на бедствия и др.

Така това е Преглед на квадрокоптер , неговите работи и приложенията му. Това е универсален БПЛА (безпилотен въздушен автомобил) с различни приложения като видеография, летене за отдих, въздушна фотография и др. Тези дронове играят ключова роля в различни области като изследване, търсене, операции за спасяване, картографиране и др. Така че, квадрокоптери представляват важен напредък в рамките на технологията на дрони, която предлага смес от гъвкавост, значимост и достъпност, която ги прави разходни инструменти за широк разход, Quadility и достъпност, която ги прави разходни инструменти за широка релсантичност, Actility и обшивка, която ги прави разходни инструменти за широка релсантичност, Actility и Absilegable, която им прави разходни инструменти за широк разход. Ето един въпрос за вас: Какво е БЛА?