Quadcopter: komponente, delo, vrste, povezovanje, razlike in njegove aplikacije

A Multirotorski dron je vrsta UAV z različnimi rotorji, kot so štirje rotorji, šest rotorjev, osem rotorjev ali celo več, ki temeljijo na njihovi zasnovi in ​​uporabi. Toda dodatni rotorji tega drona lahko povečajo obremenitev, čas letenja, stabilnost itd. To so najcenejši in najlažji Droni , zagotavljanje visokega nadzora nad kadriranjem in položajem. Tako so ti idealni za nadzor in zračno fotografijo. Multirotorski droni so na voljo v različnih vrstah, kot so Trimotor, Quadrotor, Hexacopter, Octocopter in Coaxial Multi-Rotor Drone. To so najpogostejše vrste UAV in vsaka vrsta drona se razlikuje po njegovi zmogljivosti, oblikovanju in sposobnosti. Ta članek podrobno opisuje eno od vrst multirotorskih dronov, kot so štirikolesnik, njegovo delo in aplikacije.

Kaj je štirikolesnik?

Quadcopter je vrsta UAV, ki ga poganjajo štirje rotorji , kjer ima vsak rotor motor in propeler. Dron s štirikolesnikom uporablja štiri rotorje za dviganje in pogon, tako da se lahko vzleta in navpično pristane in se nahaja na mestu. Tako se dva rotorja tega drona vrtita v smeri urinega kazalca, medtem ko se druga dva rotorja vrtita v nasprotni smeri urinega kazalca, da prekličeta navora in dajeta stalen nadzor leta. To je mogoče nadzorovati ročno ali neodvisno, zato je ena najbolj priljubljenih vrst dronov zaradi svoje preprostosti, stabilnosti in manevriranosti.

Quadcopters se razlikuje po štirih rotorskih zasnovi za nadzor napredne aerodinamike, mehanike in elektronike. Njegova ekskluzivna zasnova zagotavlja manevriranje in vrhunsko stabilnost kot običajno eno-rotorski helikopterji.

Zgodovina Quadcopter:

Quadcopter je vrsta več rotorskih dronov, ki se je iz zgodnjih modelov močno razvijala. Torej je spodaj obravnavana zgodovina Quadcopterja po korakih.

• Jacques & Louis Bréguet leta 1907 sta razvila in preizkusila žiroplan št. 1. To je zgodnja ideja za kvadkopter, ki dosega vzlet, vendar se sooča z nestabilnostjo, ki temelji na medsebojnih vesoljskih sistemih.
• Etienne Oehmichen je leta 1920 ustvarila še en zgodnji kvadkopter, kot je Oehmichen, ki prikazuje letenje in postavljanje globalnega zapisa.
• V ameriški mornarici je 1930 eksperimentiral z radio-nadzorovanimi letali, kar je privedlo do razvoja dronov Curtiss N2C-2.
• Bell Boeing Quad Tiltrotor leta 1990 je kombiniral tako modele s fiksnim krilom in Quadcopterjem za vojaške prometne aplikacije.
• Amazon je leta 2013 za sistem dostave predlagal komercialno tehnologijo dronov
• Airbus je v letu 2018 razvil kvadkopter na bateriji, da bi v nekem trenutku nameraval urbane zračne taksije.
• Trenutno se ti droni široko uporabljajo za različne namene, kot so rekreativno letenje, zračna fotografija, dostava, nadzor itd.

Sestavni deli štirikolesnika

Quadcopter je zasnovan z več ključi komponente , ki so razložene spodaj.

Okvir

Okvir Quadcopter ima roke, ki držijo motorje, baterije, krmilnik letenja itd.

Motorji

Quadcopter vključuje štiri motorje, ki se uporabljajo za dvig. Toda na trgu so na voljo različne vrste motorjev.

Esc

Od štirikolesnika Motorji Na splošno zahtevamo 3-fazno oskrbo, je ne moremo uporabiti kot neposredno oskrbo. Zato zahtevamo, da ESC spremenite signale krmilnika in jih pošljejo v Motors, da nadzirajo njihovo hitrost.

Propelerji

Propelerji so pomemben sestavni del drona. To so vrteče se rezila, ki delujejo kot krila na vašem dronu in ustvarijo pretok zraka, da dvignete drona v zrak.

Krmilnik leta

Glavna funkcija regulatorja letenja je usmerjanje RPM vsakega motorja kot odgovor na vhod. Torej pilotni ukaz za štirikolesnik pomaga premakniti naprej in se dovaja v krmilnik letenja, da se odloči, kako nadzorovati motorje.

RC oddajnik in sprejemnik

Radijski oddajniki in sprejemniki elektrika , kar ima za posledico uporaben prenos podatkov skozi prostor ali atmosfero. Uporabljajo radijske signale za brezžično pošiljanje ukazov prek nastavljene radijske frekvence nad radijskim sprejemnikom. Tako je povezan s krmilnikom letenja Quadcopter, ki je na daljavo nadzorovan.

Baterija

Quadcopter uporablja vir energije baterije za pogon vseh sistemov vašega drona, tako da mu omogoča letenje. Končno je za napajanje kvadkopterja potrebna baterija litijevega polimera (LIPO), zato je čas letenja kvadkopterja v glavnem odvisen od zmogljivosti baterije. Izbira baterije je v glavnem odvisna od njegove velikosti, napetosti, ocene C, zmogljivosti itd.

Razno

Razno vključuje drobne dodatke, kot so različni skakalni kabli in priključki za krogle, zaradi česar je vaš štirikolesnik popoln in bolj stabilen.

Kako deluje štirikolesnik?

Quadcopters lahko letijo s štirimi rotorji, kjer vsak vključuje motor in propeler za proizvodnjo dvigala in gibanja v zraku. Ti droni lahko dosežejo let s spreminjanjem hitrosti vsakega rotorja in tako vplivajo na količino ustvarjenega dvigala in potiska, tako da omogočijo nadzorovano gibanje v vse smeri.
Letal Quadcopterja se opira na načelo potiska in natančnega nadzora štirih rotorjev. Tako je tukaj razčlenitev njegovega dela.

• Ko se vsi štirje rotorji vrtijo, nato proizvajajo pretok zraka navzdol in potisnejo navzgor. Kadar koli ustvarjeni skupni znesek z rotorji presega težo štirikolesnega kopterja, potem začne.
• Če želite nastaviti na mestu, krmilnik letenja spremeni vse štiri hitrosti rotorjev, da ustvari ravno dovolj potisk za izravnavo gravitacije.
• Hitrost štirih rotorjev se enako poveča, da ustvari večji potisk v primerjavi s težo. Tako se bo hitrost zmanjšala, da se spusti.
• Zadnji rotorji se lažje vrtijo in se premikajo naprej kot sprednji rotorji, nagibanje štirikolesnika naprej pa ustvari potisk. Hitrost gibanja sprednjih rotorjev lahko dosežemo s povečanjem.
• Desni stranski rotorji tega drona se hitreje vrtijo, da se premikajo levo od levih rotorjev, in nagibajte dron Quadcopter na levo. Tukaj je mogoče doseči desno stran z dvigom hitrosti levega rotorja.
• Če želite zasukati v smeri urinega kazalca, se dva rotorja, ki sta diagonalno nasprotno, vrtita hitreje, medtem ko se druga dva rotorja vrti počasneje in tako ustvarita vrtečo silo. Z obrnjenjem tega lahko dosežemo vrtenje v nasprotni smeri urinega kazalca.
• Podatke senzorja lahko nenehno spremlja krmilnik letenja. Tako naredijo mikro prilagoditve za hitrost vsakega motorja, da ohrani stabilnost in izvajajo ukaze pilota.

Vrste štirikolesnikov

Na trgu so na voljo različne vrste štirikotnikov glede na njihove oblike okvirja in predvidene uporabe, ki so razložene spodaj.

X Quadcopter ali X-konfiguracija:

Ta vrsta štirikolesnika ima najbolj priljubljen dizajn, ki zagotavlja dobro ravnovesje stabilnosti in manevriranje. Uporablja se v različnih aplikacijah, kot so videografija, dirke, letalska fotografija, akrobatska letenja, FPV Racing,

H Quadcopter ali H-konfiguracija:

H Quadcopter ima okvir v obliki črke H, ki zagotavlja boljšo stabilnost. Tako lahko ta dron uporabimo v zračni fotografiji, ki temelji na Devopediji.

+ Quadcopter ali + konfiguracija:

Ta kvadkopter se odlikuje znotraj naravnih letalskih pasov, vključno z aerodinamično učinkovitimi položaji propelerja, ki se pogosto uporabljajo znotraj akrobatskega letenja. Uporablja se v preprostejših kontrolnih shemah nekaterih aplikacij.

Y4 quadcopter ali y4 konfiguracija:

Ta dron je podoben trikopterju s tremi rokami, njegova zadnja roka pa vključuje dva motorja, ki sta koaksialno nameščena za boljši nadzor in dvig moči.

A-rep ali V-Tail Quadcopter:

Ta dron je podoben y4quadcopter, razen z zadnjimi motorji, ki se nahajajo pod kotom v obliki A ali V, kar zagotavlja več nadzora.

Quadcopter z uporabo Arduino

Krmilnik leta so možgani kvadkopterja. Na splošno je na trgu na voljo tudi veliko predhodno oprašenih krmilnikov letov z manj stroški. Tako je spodaj prikazan krmilnik letenja, zasnovan z Arduino za štirikolesnik. Multiwii je znana programska oprema za krmilnik letenja, ki se uporablja za samostojne štirikolesnike.

Torej, oblikujemo štirikolesnik z Arduino, kot je prikazano spodaj. Ne gre samo za štirikolesnik, ampak tudi odprtokodni stroj. Zahtevane komponente za izdelavo tega kvadkopterja z uporabo Arduino vključujejo: ESC, Bluetooth , MPU-6050, 330-OHM upor, LED indikator, sprejemnik, Arduino nano R3 in povezovanje žic.

Povezave:

Povezave tega povezovanja sledijo kot;

• Priključite D3 PIN Arduino Nano na signalni zatič ESC 1.
• Priključite D9 PIN Arduino Nano na signalni zatič ESC 3.
• Priključite D10 PIN Arduino Nano na signalni zatič ESC 2.
• Priključite D11 PIN Arduino Nano na signalni zatič ESC 4.
• Priključite TX zatič modula Bluetooth na zatič RX Arduino.
• Priključite zatič RX modula Bluetooth na TX zatič Arduino.
• Arduinovo A4 PIN je povezan s SDA PIN MPU-6050.
• Arduinovo A5 PIN je povezan s SCL PIN MPU-6050.
• Priključite en terminal LED na D8 PIN Arduino in drugi terminal z napajanjem prek upora.
• Arduinovo D2 PIN je povezan z zatičem za plin sprejemnika.
• Priključite D4 PIN ARDUINO na Eleronov zatič sprejemnika.
• Arduino D5 PIN je povezan z zatičem Ailerons sprejemnika.
• Arduino D6 PIN je povezan s krmilnim zatičem sprejemnika.
• Arduinovo D7 PIN je povezan z AUX 1 PIN sprejemnika.

Delo

Zdaj povežite vse razloge z zemeljskimi sponkami Arduino. Torej vključuje vse sprejemnike, modul Bluetooth, ESC Grounds in MPU. Po tem navedite povezavo vira 5V, tako da povežete BND baterije z GND vseh komponent. Rdeča barvna žica je povezana z Arduino, 5V PIN, Bluetooth modulom in MPU.

Zdaj dobavite ploščo in Arduino je pripravljen dodati kodo prek računalnika. Običajno Arduino krmilnik letenja deluje z nekaterimi računalniškimi programi. Za to morate najprej prenesti Multiwii 2.4 in kodo lahko prenesete neposredno.

Gre za zelo priljubljeno programsko opremo FC, ki se uporablja za več rotorjev prek velike skupnosti. Ker ta programska oprema podpira različne multifopterje z vrhunskimi funkcijami, kot so Bluetooth Control s pametnim telefonom, barometrom, zaslonom OLED, GPS Pozicijo in vrnitev v dom, magnetometer, LED trakovi itd.

Opazili boste, kako takoj premaknete krmilnik letenja, na zaslonu lahko opazite vrednosti podatkov Accelerometer & Gyroscope. Torej je orientacija FC videti na dnu. V tem vmesniku lahko spremenite vrednosti signala PID in prilagodite svoj štirikolesnik tako, da ustreza vašim osebnim nastavitvam. Pri tem povezovanju lahko načine letenja dodelite tudi na nekatere položaje pomožnega stikala. Zdaj morate le najti položaj za vaš arduino krmilnik letenja na kadru, ki je nastavljen tako, da zadene nebo.

Arduino Quadcopter sodeluje z vsemi zahtevanimi komponentami, da ustvari potisk, tako da omogoča letenje in manevriranje. Tako Arduino MicroController deluje kot krmilnik letenja, ki dobi vnos in pošlje signale ESCS, da dobijo želene gibe, kot so naraščanje, lebdenje, obračanje in padanje.
V bistvu Arduino Quadcopter združuje strojno opremo s programsko opremo za izdelavo letečega stroja. Tako izvaja različne manevre, odvisno od vnosa in povratnih informacij uporabnika.

Razlika B/W Quadcopter vs Drone

Razlika med štirikolesnikom in dronom vključuje naslednje.

Prednosti in slabosti

The Prednosti Quadcopter Vključite naslednje.

• Imajo številne prednosti zaradi svojega edinstvenega oblikovanja in zmogljivosti
• Quadcopters imajo stabilne zmogljivosti.
• Te so vsestranske in preproste za uporabo.
• Imajo manevriranje in dostopnost.
• Lahko lebdijo in dosežejo stabilne lete.

The Slabosti Quadcopterja Vključite naslednje.

• Ima omejen čas in hitrost letenja.
• Ti imajo kompleksno zasnovo z različnimi deli, ki so izpostavljeni poškodbam.
• Odvisni so od električnih motorjev zaradi potrebe po določenih spremembah plina, predvsem zaradi stabilizacije.
• Ti so manj učinkoviti v primerjavi s brezpilotnimi droni s fiksnim krilom.
• Na to lahko vplivajo vremenske razmere.
• Varnostni vidiki:
• Quadcopters lahko postanejo nestabilni zaradi svoje več rotorske zasnove, kar lahko potencialno privede do zrušitve ali zmotnega leta.
• Hitrost prenosa podatkov je zelo počasna.

Prijave

The Aplikacije Quadcopter Vključite naslednje.

• Quadcopters se uporabljajo v različnih aplikacijah, ki vključujejo različne panoge in dejavnosti.
• Te se lahko uporabljajo v zračni fotografiji, iskanju in reševanju, nadzoru, dostavni in prosti čas, pa tudi akrobaciji in dirkah.
• Te se lahko uporabljajo tudi v kmetijstvu, infrastrukturnem pregledu, spremljanju okolja itd.
• Quadcopters se uporabljajo v industrijskih in komercialnih aplikacijah, ki vključujejo: letalsko fotografijo, videografijo, natančno kmetijstvo, varnost, nadzor, storitve dostave, natančno kmetijstvo, infrastrukturno inšpekcijo, spremljanje okolja, ETC.
• Te se uporabljajo v aplikacijah v javnem sektorju, kot so javna varnost, iskanje in reševanje, kazenski pregon, upravljanje nesreč itd.

Tako je to Pregled štirikolesnika , delo in njegove aplikacije. To je vsestranski UAV (brezpilotno zračno vozilo) z različnimi aplikacijami, kot so videografija, rekreacijsko letenje, zračna fotografija itd. Ti brezpilotni letali igrajo ključno vlogo na različnih področjih, kot so anketiranje, iskanje, reševalne operacije, preslikava itd. Torej četrtkopterji predstavljajo pomembno napredovanje v široki uporabi, ki ponujajo cenovno dostopnost. Tu je vprašanje za vas: kaj je UAV?