Hogyan működik quadrocopter
- Mi quadrocopter?
- Hogyan és miért ment repülni?
- Milyen összetevői és mire valók?
Mi quadrocopter
Quadrocopter - egyfajta mnogovintovogo helikopter négy rotorral és pilóta nélküli légi jármű által ellenőrzött rádió. Ez hasonló egy helikopter elve alapján működik. Hanem azért, mert a tervezési funkciók, quadrocopter gazdaságosabb és sokkal könnyebb gyártani, különösen a kis méret. Mivel a nagy rugalmasságú és repülési jellemzőit, gyakran használják azokat a feladatokat, figyelemmel kíséri a légi és a légi fényképezés.
Méretek quadrocopter eltérő lehet - a illeszkedik a tenyér tömegű járművekre néhány gramm, hogy nagyon komoly gépeket, tudja emelni a légi utasok.
Mivel a repülő quadrocopter
Egy hagyományos helikopter a fő rotor, melynek forgása biztosítja az emelőerő, és egy kis farok rotor, hogy kompenzálja a aerodinamikai nyomaték által termelt pengéket hordozó. Enélkül a helikopter repül előre, és forogni fog olyan gyorsan, mint a fő csavar, de az ellenkező irányba.
Ellentétben helikopter quadrocopter négy csavar fut párhuzamosan, hogy hozzon létre egy felhajtóerő. Mindegyik propellerek biztosítják a negyede a szükséges emelési. Ezért lehetséges, hogy kisebb teljesítményű motorok, ami sokkal olcsóbb. A mozgás iránya a változtatásával szabályozzuk a tolóerő az egyes rotorok.
quadrocopter csavarok általában található egy négyzet. Két átellenes oldalán a tér forgatjuk az óramutató járásával megegyező, és a másik két az ellenkező irányba. Ha minden rotorok be ugyanabba az irányba, a repülőgép fog forogni, ugyanúgy, mint a hagyományos helikopter nélkül farok rotor.
Az egyensúlyt a levegő, és tartsa vízszintes helyzetben, quadrocopter kell folyamatosan figyelemmel kíséri állapotát a szintet giroszkópos érzékelők és állítsa be a forgási sebessége az egyes rotorok. Általában ez automatikusan megtörténik a kifinomult rendszer alapján PID. A minőség a számítógép arányos-integráló-Differenciaszabályzás az alapja minden bordó, biztosítja a stabilitást és a repülési jellemzőit.
Mint a madár, repülőgép vagy helikopter, quadrocopter három további szabadsági fok. Ezt írja le a XVIII Leonhard Euler szögek pitch, roll és elfordulási ráta (pitch / tekercs / perdület), amely meghatározza minden mozgást a háromdimenziós térben.
Amikor UAV változó orientáció mentén bármely tengely giroszkópok mutatják szögeltérése a kezdeti helyzetből. Fedélzeti számítógép tárolja az eredeti helyére a repülőgép, és egy szoftver PID szabályozó vezérli a motort, hogy visszatérjen a drone a kezdeti egyensúlyi helyzet.
Ha quadrocopter kiegyensúlyozott, akkor szabadon módosíthatja álláspontját az űrben. Például, hogy hozzon létre egy pull tekercs vagy szurok egyikének négy rotorból csökken, míg az ellenkező - növekszik az azonos mennyiségű. Ezáltal az eszköz meghajlítani.
Megdöntéskor a rotor tolóerővektoros vízszintes és függőleges elemek. Ez vezet a két dolgot:
- quadrocopter irányában mozog, szemben a vízszintes összetevője tolóerő;
- mert a tolóerővektoros van osztva, a függőleges komponens kisebb lesz, és a gép elindul, hogy elveszíti magasságban.
Ahhoz, drone esett tekercs vagy szurok, meg kell növelni a tapadást minden rotor, hogy kompenzálja a veszteséget. Változások az egyes szabadsági fokkal kell hangolni, hogy mozog a helyes irányba.
Mindezt automatikusan a Flight vezérlő. Az egyetlen dolog, ami szükséges a pilot - közvetíteni a csapat, milyen irányba fordulni, és hová megy. Jobb herék, kivéve: rádió, felszerelt GPS navigációs rendszer, és repülni a robotpilóta.
A fő alkatrészek és részegységek quadrocopter
Ahhoz, hogy megértsük quadrocopter eszköz, meg kell foglalkozni annak alapvető alkotóeleme, és hogyan viszonyulnak egymáshoz, és együtt dolgozni. Ezek néhány:
- Keret (frame) - hordozó szerkezetet egyesítő összes többi eleme. Ez úgy van kialakítva, hogy összekapcsolják a mechanikai szilárdság, hajlítási merevsége és könnyű.
- Motorokhoz. A design a herék használunk, vagy hagyományos kefe nélküli egyenáramú motorok kollektor. Feladatuk - a szükséges tolóerőt, hogy szüntesse meg a repülőgép.
- Elektronikus fordulatszám szabályzó (ESC), hogy ellenőrizzék forgását a motorokat, egy-egy motor ESC.
- Kellékek - műanyag vagy fa légcsavarok, forgatható a motor tengelyét.
- Elemek - tápellátás az erőmű quadrocopter és elektronikus berendezésekben.
- Flight szabályozó - az agy bordó, amely koordinálja a munka minden alkatrészek és szerelvények.
- A vevő és az adó rádiós berendezésekkel.
- Különböző további komponenseket, attól függően, hogy a célja a drone.
A keret egy keret struktúra, vagy csontváz, amely integrálja az összes alkatrészt. Jellemzően ez a lapos lemezhez, széttartó oldalsó gerendák. A keret, általában a szénszálas, lapos alumínium, fa vagy tartós műanyagból. Van egy ütésálló, és csökkentse a vibrációkat bekövetkezését.
Normál quadrocopter keret áll a következő részekből áll:
- a középső lemez, amely támogatja az elektronika;
- négy karja, csatlakozik a középső lemez, amelyek úgynevezett nyilak.
Technológiák és anyagok gyártásához:
- őrléséből szénszálas lemez;
- sajtolás vagy lézeres vágás alumínium;
- gyártása lapanyagok alapján a fa, mint például rétegelt lemez vagy MDF;
- fröccsöntése hőre lágyuló anyag;
- 3D-nyomtatás módszer, mint a PLA.
Carbon a legnépszerűbb anyag keret gyártási szilárdságot, nagy merevség és a kis súly. A feldolgozási lapanyag használják marógépeken kontrollálható, nagy pontossággal.
Nagyobb modellek használata alumínium profil viszonylag alacsony tömeg és a nagy merevség. Ez nagyon kedvező, de duralumínium keret rossz elnyeli a vibrációs motor, ami komoly problémát jelent a giroszkópot.
Fából anyagok, mint a rétegelt lemez vagy MDF, könnyű tenni magad. Ezek elnyelik a vibrációt jobb, mint az alumínium. Sajnos, a fa egy nagyon kemény anyag és könnyen sérült a baleset során.
quadrocopter keret mérete általában jelöljük közötti távolság a tengelyei a motorok átlósan. Ez a „tengelytáv” maximális méretét határozza meg a csavarok, amely lehet telepíteni a drone. Kell maradnia elegendő hely és a forgó propeller és eszközök, így nem zavarják egymást. Részletes útmutató a válogatott keret egy versenyautó quadrocopter itt található.
quadrocopter motorok - DC elektromos motorok. Lehetnek kétféle - hagyományos gyűjtő és kefe nélküli. Az olcsó herék használt öngyújtó fogmosás modellek kisebb súlyúak, hogy alacsonyabb kapacitással, és sokkal olcsóbb. Úgy kell megváltoztatni gyakrabban, mert a rövid élettartam.
A kefe nélküli motor hasonló a hagyományos egyenáramú motor. A nyele is forgatja a kölcsönhatás a tekercselés és állandó mágnesek. De ez a motor nem ecsettel a tengelyen, ami kapcsolja az irányt a hatalom a tekercseket. Ehelyett három tekercs belső forgó mag, amely csatlakozik az alaphoz.
Kívül számos mágnesek szerelt a henger, amely csatlakozik a forgó tengelyre. Így a tekercs mereven csatlakozik és vezetékek közvetlenül csatlakozik hozzájuk, és annak szükségességét, hogy a mozgó schotkah sem. Nem energiaveszteség, és a nagy sebességű érhető el, kisebb energiafogyasztás mellett. Brushless motor sokkal hatékonyabb és megbízhatóbb.
Eladó sok különböző modellek elektromos motorok, amelyek különböző méretűek és energiafogyasztás, minőséget és értéket. Amikor kiválasztunk egy megfelelő nevet a quadrocopter, egyet kell vennie a tömeg, a kapacitás és a méret a hajócsavar használni. Arról, hogyan kell kiválasztani a megfelelő motort, itt olvasható.
propellerek
Forgó csavarok quadrocopter létre sóvárgást, ami nélkül nincs repülés. Ezek általában tartós műanyagból készült, néha szénszál, vagy akár fából.
Annak ellenére, hogy a látszólagos hasonlóság, a négy csavart quadrocopter ténylegesen különböző. Ha jobban megnézed, az irányt a lapátok a ketten egyedül különbözik a többitől. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a fele a drone rotorok mindig forog az ellenkező irányba.
Eladások propellerek különböző átmérőjű és különböző helyek (pitch). Amikor kiválasztja kell vennie keret mérete quadrocopter és specifikus modell használt motor. További információk választotta a propeller versenyzésre quadrocopter.
Elektronikus Speed Controller
Elektronikus fordulatszám-szabályozó ESC - olyan eszköz, amely ellenőrzi a kefe nélküli quadrocopter motorfordulatszám alapján parancsokat kapott a Flight vezérlő. Minden motort használnak egy külön szabályozó. A hagyományos kollektor motorok ESC mat szükséges. Ahhoz, hogy kezelni őket meglehetősen hagyományos teljesítmény tranzisztorok, amelyek közvetlenül bekerül a vezérlő.
Brushless motorok többfázisú, így közvetlen DC tápegység nem alkalmas számukra. ESC egység folyamatosan állít elő egy nagyfrekvenciás jel három különböző, de szabályozott fázisok, hogy lehetővé tegye a tengely forgását. A legfontosabb tényező, amikor kiválasztják ESC a maximális kapcsolási áram.
Flight vezérlő
Flight vezérlő (repülés vezérlő) quadrocopter agyban. Ez áll, a legegyszerűbb kiviteli alak, egy mikroprocesszor (CPU) és az elektronikus érzékelő a tehetetlenség, amely szintén említett redukciós IMU (Inerciális mérőegység).
IMU - elektronikus érzékelő, amely méri a sebességét, irányát és gyorsulási quadrocopter. Abból nyert adatok lehetővé teszik a vezérlő elektronika kiszámításához parancsokat változó motor sebességét. Egy tipikus IMU érzékelő jellemzően egy giroszkóp és egy gyorsulásmérő.
A gyorsulásmérő méri a gyorsulás és a gravitáció irányában, hogy meghatározzuk a felső, alsó és mesterséges horizont szinten. Mivel a gyorsulásmérő fel van szerelve egy háromtengelyes érzékelő, segít meghatározni a tájékozódás a drone képest a Föld felszínén.
A giroszkóp méri szögsebességgel, amellyel a forgatás három tengely köré. Ahogy emlékszem, ez a szög a pályán, roll és elfordulási ráta (pitch / tekercs / perdület), ahogy korábban tárgyalt ebben a cikkben.
Eladó egy nagy számú járat equivalencies vezérlő az összes modell a herék, a különböző műszaki jellemzőkkel és firmware lehetőségeket. Ezek könnyen hozzáférhető és költséghatékony tíztől több száz dollárt. De ha van egy vágy, és szeretnek kísérletezni, akkor próbálja építeni a saját, például az Arduino board. Ez nem könnyű, de nagyon izgalmas élményt nyújt a jelen boom.
Radio Control
Adók és vevők rádió működő szigorúan külön erre a tartományra. Ez a népszerű zenekar az úgynevezett civil 2.4 GHz frekvencia, amelyet a Bluetooth adapter, WIFI hálózatok hazai mikrohullámú sütők. Mert nem szükséges külön engedélye. Mivel a kis teljesítményű adó és egy speciális kódoló, több rádióvezérlésű rendszerek 2.4 GHz futhat egyszerre anélkül, hogy zavarnák egymást.
akkumulátor
Lítium-polimer akkumulátorok fő forrását a LiPo quadrocopter hatalom. LiPo technológiát használják, mert a nagy energiasűrűségű (kapacitás egységnyi tömeg) és egy nagy kisütési áram. Minden LiPo akkumulátor névleges feszültsége egy bizonyos érték attól függ, hogy az elemek száma, és a töltési teljesítmény arány.
A megfelelő működéshez a lítium-polimer akkumulátor speciális töltőket alkalmaznak, amelyek elektronikusan vezérelt. Ez annak köszönhető, hogy a szükségességét pontos kiegyensúlyozása minden elem egy sor, hogy ugyanazt a feszültséget. Nélkül egy jó kiegyensúlyozó LiPo akkumulátorok nem tudnak ellenállni a nagy terhelés és összeomlása. Helytelenül feltöltött akkumulátor, sőt felrobbanhat vagy meggyulladhat repülés közben.
FPV kamera
FPV kamera lehetővé teszi a pilóta quadrocopter speciális szemüveg (szemüveg), és nézni a repülés a készülék az első személy. Az FPV herék gyakran szerel csak két kamera - az egyik, valós időben, a másik rögzítési keretek HD minőségű.
Kiegészítő komponensek quadrocopter - egy GPS-modul, ultrahangos érzékelők, barométerek, stabilizált szuszpenziók kamerák (gömbcsuklós) és még sok más. Tudják javítani a minőségét, a bordó, hogy több lehetőséget, és ez tökéletes. Ha tervezi, hogy használja őket, akkor biztosítani kell, hogy a Flight Controller támogatja az összes kiegészítő hardver.
Ez a lista nem minden, hogy ki lehet egészíteni, hogy javítsa a drone. Tökéletesség, mint tudjuk, nincs korlátozás.