header
مانتو

چگونگی ساخت کواد کوپتر

 کواد کوپتر

کوادکوپتر که به آن مولتی روتور,کواد روتور,مولتی کوپتر و ربات عمود پرواز می گویند دارای ۴ موتور (ملخ) بوده که هر دو موتور مخالف جهت هم حرکت می کنند.

120px-Quadrokopter-X-H-Konfiguration

کوادکوپتربه صورت عمودی پرواز می کند, جا به شدن این وسیله پرنده به وسیله تغییر در دور موتور های آن و در نتیجه تغییر در گشتاور نیرو آن بوده و به این روش ارتفاع آن کم و زیاد شده و موقعیت آن تغییر می کند.

کوادکوپتر ها بر اساس نوع بدنه و همچنین حالت دماغه  بدنه به دو نوع x ( ایکس) و + (پلاس) تقسیم می شوند.

quadcopter_x_vs_+

 

کوادکوپتر ها به دلیل داشتن ۴ موتور دارای پایداری بالایی هستند , این ۴ موتور و پایداری ربات عمود پرواز باعث شده تا این پرنده بتواند در کلیه جهات حرکت کرده و از قدرت مانور بالایی بهره ببرد. پایداری بالای این پرنده باعث شده تا کنترل بسیار ساده تری نسبت به سایر پرنده های مدل نظیر هلیکوپتر و هواپیما و… داشته باشد.

ربات های عمود پرواز علی رقم ظاهر ساده ای که دارند طراحی نسبتا پیچیده ای را می طلبند. بنابراین تصمیم گرفتیم از قسمت طراحی مدارات و قسمت های الکترونیکی آن گذر کنیم و به آموزش گام به گام ساخت آن با لوازم آماده بپردازیم. چراکه ساخت و طراحی این مدارات ,  مشکل و پیچیده بوده و همچنین گران تر و با سطح بازده کمتر از نمونه های موجود در بازار برای مصرف کننده در می آید.


ساخت کوادکوپتر

بسیاری از افرادی که به تازگی با کوادکوپتر ها آشنا شده اند و قصد ساخت کوادکوپتر خود را دارند دقیقا نمی دانند از کجا باید شروع کنند و به چه چیزهایی نیاز دارند، علی الخصوص افرادی که تجربه ای در زمینه ساخت هواپیما های RC یا هلی کوپتر های کنترل از راه دور ندارند و می خواهند اقدام به ساخت کوادکوپتر کوپتر کنند در ابتدا بسیار سردرگم هستند از طرف دیگر این وسیله به قدری مهیج است که تقریبا همه ی افراد دوست دارند در اوقات فراغت خود یک کوادکوپتر بسازند.

ما در این مطلب لیست تمام قطعات ویژه ای که شما برای ساخت کوادکوپتر نیاز دارید را شرح می دهیم و عملکرد هر قطعه را برای شما مشخص می کنیم تا بتوانید با یک دید کلی نسبت به ساخت کوادکوپتر خودتان اقدام کنید.

قطعات مورد نیاز

برای ساخت کوادکوپتر شما به موارد زیر احتیاج خواهید داشت:

۱- قاب یا فریم ( Frame )

۲- ۴ عدد موتور

۳- ۴ عدد برد کنترل سرعت الکترونیکی ( ESC ) یا اسپید کنترل

۴- برد کنترل پرواز Flight Control Board

۵- فرستنده گیرنده رادیویی

۶- ملخ ۴ عدد ( ۲ عدد ساعتگرد و ۲ عدد پادساعتگرد )

۷- باتری و شارژر

 

 

قاب یا فریم کوادکوپتر

how-to-make-quadcopter

قاب یا فریم چیزی است که تمام کواد کوپترها به آن احتیاج دارند تا بقیه وسایل روی آن سوار شوند. برای تهیه ی یک فریم کواد کوپتر خوب باید به پارامتر هایی مانند وزن ، اندازه ، جنس و استقامت توجه داشت. یک فریم کواد کوپتر خوب باید سبک و محکم باشد و به میزان کافی فضا برای نصب تجهیزات در اختیار سازنده قرار دهد. تناسب ابعاد فریم با قدرت موتور ها حتما باید مورد توجه قرار بگیرد.

 

موتور ها 

how-to-make-quadcopter

کاربرد موتور در کوادکوپتر برای همه مشخص است. موتور ها برای چرخاندن ملخ ها به کار می روند. ده ها نوع موتور در بازار موجود است که شما می توانید برای ساخت کوادکوپترتان از آنها استفاده کنید. شما الزاما نباید ارزان ترین موتور یا گرانترین موتور را خریداری کنید. موتور ها بر اساس پارامتری به نام ثابت سرعت موتور ( Kv ) رده بندی می شوند. هر چه مقدار این عدد بزرگتر باشد به معنی تعداد دور بیشتر در ولتاژ ثابت است ، اما هرچه این عدد بیشتر شود قدرت موتور کاهش می یابد. دقت کنید Kv را با کیلوولت اشتباه نگیرید. این عدد صرفا به معنای ثابت سرعت موتور است. موتور ها پارامتر های دیگری مانند ثابت گشتاور KT  و ثابت موتور KM نیز دارند که در حال حاضر مورد استفاده ما قرار نمی گیرند.

Kv به معنای RPM/V است ( تعداد دور در دقیقه بر حسب ولت ) به عنوان مثال اگر بر روی موتوری نوشته شده باشد ۴۵۰۰Kv به این معنی است که به ازای هر ۱ ولت که شما به موتور اعمال کنید موتور ۴۵۰۰ دور در دقیقه خواهد زد و اگر موتوری ۱۰۰۰Kv بود یعنی به ازای هر ولت که به موتور اعمال می کنید موتور ۱۰۰۰ دور در دقیقه خواهد زد.

برای شروع شما می توانید از یک موتور ۱۰۰۰KV شروع کنید ، دقت کنید سایز ملخ و اسپید کنترل را باید بر اساس نوع موتور تهیه کنید و به این منظور می توانید از فروشنده های مطلع کمک بگیرید.

 

اسپید کنترل ( ESC )

how-to-make-quadcopter

اسپید کنترل یا Electronic Speed Controller  یا به اختصار ESC بردی الکترونیکی است که سرعت چرخش موتور براشلس را در هر لحظه کنترل می کند. برای ساخت یک کواد کوپتر شما به ۴ عدد اسپید کنترل نیاز دارید یعنی به ازای هر موتور یک اسپید کنترلر. اسپید کنترل مستقیما به باتری وصل می شود. بسیاری از اسپید کنترل ها دارای قسمتی به نام BEC نیز هستند که وظیفه ی تامین برق مورد نیاز برد فلایت کنترل را بر عهده دارد. این به این علت است که ولتاژ برد فلایت کنترل همواره باید ثابت باشد تا بتواند ESC ها را به طور دقیق کنترل کند و به همین منظور نیازی نیست که فلایت کنترل را مستقیما به باتری وصل کنید و می توانید از این سیستم استفاده کنید. در تصویر بالا سیم های باتری با رنگ قرمز و مشکی در طرف چپ تصویر نشان داده شده است. ۳ عدد سیم مشکی رنگ طرف راست مربوط به موتور براشلس کوادکوپتر است و ۳ سیم نازک که در سمت چپ ملاحظه می کنید مربوط به فلایت کنترل است که ۲ سیم آن مربوط به تغذیه فلایت کنترل ( BEC ) است و یک سیم مربوط به سیگنال ارتباطی بین ESC و فلایت کنترل است.

how-to-make-quadcopter

اگر قصد دارید اسپید کنترل تهیه کنید ضمن دقت به متناسب بود اسپید کنترل با موتور براشلس ، به این نکته توجه کنید که اسپید کنترل هایی که دارای فریمور Simon.K هستند تعداد دستورات بیشتری در هر ثانیه می پذیرند و شما توانایی کنترل بیشتری بر روی کوادکوپترتان خواهید داشت. همانطور که در تصویر بالا می بینید اغلب اسپیدکنترلر هایی که از این فریمور استفاده می کنند بر روی پلیت مشخصات این ویژگی را درج کرده اند.

 

فلایت کنترل

how-to-make-quadcopter

فلایت کنترل ، مغز متفکر کوادکوپتر شماست. این برد سنسور های متنوعی مانند مانند ژیروسکوپ و شتاب سنج را روی خود جا داده است و با توجه به دستوراتی که از گیرنده بی سیم دریافت می کند و اطلاعاتی که از سنسور ها میگیرد تصمیم می گیرد که هر یک از موتور های کوادکوپتر با چه سرعتی بچرخد تا ثبات سیستم حفظ و دستورات شما اجرا شود. برد های کنترل پرواز یا فلایتکنترل از نمونه های ساده تا پیشرفته در بازار وجود دارند. فلایت کنترل KK2 که در تصویر بالا مشاهده می کنید یک فلایت کنترل مناسب برای شروع ساخت کوادکوپتر است. این فلایت کنترل با توجه به امکانات متنوع و سادگی راه اندازی قیمت مناسبی دارد.

فلایت کنترلر KK2 را می توانید بعدا برای پروژه های دیگری مانند هگزاکوپتر و تریکوپتر نیز به کار ببرید.

 

گیرنده و فرستنده رادیویی ( رادیو کنترل )

how-to-make-quadcopter

برای کنترل کوادکوپتر از راه دور ما به وسیله ای احتیاج داریم که دستورات ما را از روی زمین به برد فلایت کنترل منتقل کند. این کار را می توان بوسیله ی رادیوکنترل ها انجام داد که شامل یک گیرنده و یک فرسنده هستند. برای راه اندازی کوادکوپتر بوسیله ی فلایت کنترل KK2 به یک رادیوکنترل حداقل ۴ کانال نیاز دارید اما از آنجا که رادیو کنترل قیمت و دوام بالایی دارد می توانید از یک رادیو کنترل برای چندین پروژه استفاده کنید و اگر قصد دارید رادیوکنترلی بخرید که در آینده برای ساخت انواع جدید تر نیازی به تعویض آن نداشته باشید خرید یک رادیو کنترل ۸ کاناله را به شما توصیه میکنم اما بوسیله ی رادیو کنترل ۴ و ۶ کانال هم می توانید کوادکوپتر اول خود را بسازید.

 

ملخ ها

how-to-make-quadcopter

برای ساخت کوادکوپتر به ۴ ملخ نیاز دارید که ۲ ملخ باید ساعتگرد ( پوشر ) و ۲ ملخ دیگر باید پاد ساعتگرد ( پوشر ) باشد. (Puller and Pusher Propellers) ملخ های پوشر را به حرف “R” نیز نشان می دهند. ملخ را باید با توجه به موتور انتخاب کنید اگر موتور شما ۱۰۰۰Kv است می توانید از ملخ ۴٫۵*۹ یا ۴٫۵*۱۰ استفاده کنید. قیمت ملخ ها با توجه به جنس آنها متغیر است ، ملخ های فیبرکربن معمولا گرانتر از سایر ملخ ها هستند اما برای شما ضرورتی وجود ندارد که در ابتدا گرانترین قطعات را تهیه کنید.

 

باتری

how-to-make-quadcopter

کوادکوپتر ها معمولا از باتری های LiPo ( لیتیوم پلیمر ) استفاده می کنند که در انواع مختلفی در بازار موجود هستند. در مقطع فعلی می توانید از باتری های LiPo که به صورت ۳S1P همبندی شده اند استفاده کنید.۳S1P که به صورت ۳S نیز نشان داده می شود پیکربندی پک باتری را نشان می دهد و ۳S1P به معنی اینست که ۳ باتری به صورت سری با هم قرار گرفته اند و ردیف موازی برابر ۱ ردیف است. یعنی در مجموع ۳ سلول به صورت سری با هم قرار گرفته اند که باعث می شود ولتاژ ۳٫۷ ولتی در ۳ ضرب شود و برابر ۱۱٫۱ ولت شود. S بیانگر تعداد سلول های سری و P بیانگر تعداد سلول های موازی است.

ظرفیت باتری از عوامل مهم و کلیدی در هنگام خرید باتری است. در تصویر بالا مشاهده می کنید که بر روی باتری نوشته شده ۲۲۰۰mAh و به معنی این است که این باتری می تواند به مدت ۱ ساعت جریان ۲۲۰۰ میلی آمپری ( ۲٫۲ آمپر ) را به شما تحویل دهد. یعنی اگر شما از این باتری ۱٫۱ آمپر جریان بکشید این باتری ۲ ساعت به شما شارژ می دهد و اگر ۴٫۴ آمپر جریان بکشید در مدت نیم ساعت باتری شما خالی می شود.

مقدار دیگری که در هنگام خرید باتری های لیتیوم پلیمر باید به آن توجه کنید پارامتر C است. ضریب C نشان می دهد حداکثر جریانی که به صورت ایمن می توانید از باتری بکشید به چه میزان است. به عنوان مثال بر روی باتری فوق ضریب C بین ۲۰-۳۰ در نظر گرفته شده است. با ضرب کردن ضریب C در ظرفیت باتری بر حسب آمپر ساعت می توان حداکثر جریان ایمن باتری را به دست آورد. به عنوان مثال فرض کنید ضریب C باتری فوق ۲۵ باشد و ظرفیت اسمی نیز برابر ۲۲۰۰ میلی آمپر با ضرب کردن این دو عدد یعنی ۲۲۰۰*۲۵ عدد ۵۵۰۰۰ بر حسب میلی آمپر به دست می آید که با تقسیم بر ۱۰۰۰ به ۵۵ آمپر تبدیل می شود. یعنی شما می توانید جریانی معادل ۵۵ آمپر از این باتری بکشید بدون اینکه باتری آسیبی ببیند. ممکن است دو باتری با پیکربندی و ظرفیت یکسان ببینید که ضریب C یکی کمتر از دیگری باشد و این به معنی اینست که شما برای استفاده از ظرفیت کل باتری محدودیت بیشتری دارید. پس اگر در انتخاب خود به ۲ باتری مشابه از نظر ولتاژ و ظرفیت و … برخورد کردید حتما به پارامتر C باتری ( Battery C Rating ) دقت کنید و موردی را انتخاب کنید که C بالاتری داشته باشد.

 

شارژر باتری کواد کوپتر

how-to-make-quadcopter

شارژ کردن باتری های لیتیوم پلیمر همیشه یک کار پیچیده وسخت است به این دلیل که در داخل باتری معمولا چندین سلول قرار گرفته که باید به صورت یکسانی شارژ و دشارژ شوند تا باتری عملکرد صحیحی داشته باشد. بنابراین شما باید یک بالانس کننده شارژ داشته باشید که بتواند تمام سلول ها را به صورت متوازن شارژ نماید. شارژ های بسیاری در بازار وجود دارند که این کار را انجام می دهند. دقت کنید برای تهیه ی شارژر خوب خسیس نباشید و شارژر های ارزان و بی کیفیت تهیه نکنید. اگر شارژر شما استاندارد نباشد ممکن است باتری های شما منفجر شوند یا باعث آتش سوزی شوند. به صورت عمومی هیچ وقت نباید باتری های لیتیوم پلیمر را زیر شارژ رها کنید و همیشه باید در هنگام شارژ مراقب آنها باشید. بسیاری از افراد هنگام شارژ باتری ها را بیرون از فضای منزل زیر سایه و بر روی یک سح سیمانی یا سرامیکی یا درون کیسه ضد حریق شارژ می کنند تا اگر مشکلی بوجود بیاید خسارت زیادی وارد نکند.
شارژ IMAX B6 که در تصویر بالا می بینید یک شارژر لیتیوم پلیمر مناسب است که کیفیت مطلوب و قیمت مناسبی دارد.

 


منبع: http://mehrmihan.ir/how-to-make-quadcopter/

 

این مطلب را به اشتراک بگذارید :
a b