محاسبات كوادكوپتر

محاسبات انتخاب موتور ، باتری، ملخ و اسپیدکنترل برای یک مولتی روتور

مقدمه

همه ما هنگامی که قصد داشتيم یک مولتی روتور را طراحی کنیم با محاسبات اولیه اون دست و پنجه نرم کرده ایم. در این جلسه قصد داریم با نحوه انتخاب مناسب یک موتور و ملخ به همراه اسپیدکنترل و باتری را براتون شرح دهیم و محاسبات تمامی آنها را با ذکر مثال بیاوریم. اینجوری دیگه موقع طراحی می توانید از پی مشکلات محاسباتی بر بیایید. فرض کرده ایم که شما لینک های زیر را به طور کامل مطالعه نموده اید و از بیان اطلاعات اضافی خودداری می شود.

باتری لیتیم پلیمر

تاثیر ملخ و وزن باتری در زمان پرواز

قبل از هر چیز لازم است به دوتا سوال اساسی پاسخ بدید:

1- وزن کلی کوادکوپتر شما چقدر است؟

2- ابعاد فریم کوادکوپتر چقدر است؟

شاید حدس زدن مقدار دقیق وزن کوادکوپتر برایتان کمی مشکل باشد ولی برای شروع لازم است برای اندازه گیری دقیق وزن با مراجعه به دیتاشیت قطعات مورد نظر می توانید وزن دقیق آنها را ببینید و در صورتی که از یک فروشگاه معتبر خرید می کنید وزن قطعات را ذکر می کنند زیرا می دانند که وزن یک پارمتر حیاتی در ساخت مولتی روتورهاست و در صورتی که وزن قطعه مورد نظر در صفحه فروشگاه نبود کامنت گذاشته و وزن آن را بپرسید و مطمعن باشید که پاسخگو هستند و اگر هم خیلی عجله دارید در انتهای صفحه فروشگاه با بخش فنی فروشگاه تماس بگیرید تا وزن قطعه مورد نظر را بدانید.  البته صحیح تر بود که ما ازلغت جرم به جای وزن استفاده کنیم زیر وزن یک نیرو است و واحد آن نیوتن است و واحد جرم گرم است. پس در هر کجای متن ما از لغت وزن استفاده کردیم منظور همان جرم است که بر حسب کیلوگرم است. علت هم این است که در فروشگاهها از این لغت استفاده می کنند. مثلا در صفحه فروشگاه نوشته است وزن موتور: 85گرم و…

دوست عزیز ، دیدن ادامه این مطلب صرفا برای اعضای ویژه سایت است. در صورتی که عضو سایت نیستید ، لطفا از لینک زیر  ثبت نام کنید و سپس حساب کاربری خود را شارژ نمایید. هزینه یک ماه استفاده از تمامی مطالب 18 هزارتومان می باشد. در صورتی هم که عضو سایت هستید ، لطفا از این لینک وارد شوید.

 

 

 

البته ما تاکنون مطالب زیادی را به صورت رایگان ارایه داده ایم که در زیر لینک برخی از جلسات آن آورده شده است :

 

باتری ها و محاسبات آن ها در کوادکوپتر

نگاهی دقیق بر اسپیدکنترل

شناخت آنتن های FPV - بخش اول

راه اندازی برد APM 

 ژیروسکوپ و اطلاعات فنی آن

 شناخت کنترل کننده های PID

 

و البته شاید دوست داشته باشید نگاهی به دوره کوادکوپتر و سرفصل های آن  داشته باشید

 

باتری: 2 تا 3 سل

وزن : 28 گرم

اسپیدکنترل کوادکوپتر

یه جدول اطلاعات هم همراه هر اسپیدکنترلی هست که باید به دقت مطالعه کنید.

جدول مشخصات اسپیدکنترل

با خواندن این جلسه نکات زیادی را در مورد انتخاب های خود متوجه شدید ولی هنوز نکات ظریفی وجود دارند که ان شاالله در جلسات آینده تک تک مورد بررسی قرار می گیرند. مثلا به سوالات زیر دقت کنید:

1- از کجا تعداد سلولهای باتری را انتخاب کنم یا اصلا سلول باتری چه تاثیری در پرواز دارد؟!

2- گام ملخ  بر چه اساسی انتخاب می شود و به چه چیزهایی بستگی دارد؟!

3- مقدار Kv موتور براشلسم را چقدر انتخاب کنم؟! چون در فروشگاهها هزاران نوع موتور با Kv های متفاوت است که همین تراست درخواستی ما رو بهمون میده! من Kv پایین انتخاب کنم یا Kv بالا؟!

و…

منتظر جلسات جدید و این نکات ریزی که در شرکت های سازنده کوادکوپتر در جهان مورد توجه قرار می گیرد باشید.

برای اطلاع از زمان انتشار بقیه مطالب می توانید ما را در تلگرام و اینستاگرام دنبال کنید:

اگه هم که خیلی عاشق ما هستید  ما رو به دوستاتون معرفی کنید. ممنون از همکاریتون 😉

شاید دوست داشته باشید مطالب زیر را نیز بخوانید:

29 نظر

  • علی جوادی

    با عرض سلام و خسته نباشید
    بنده روی یک کوادروتور کار میکنم. در محاسبه ضریب تراست و درگ این کواد به مشکل برخوردم. شما میدونید چطور میشه این ضرایب رو محاسبه کرد؟
    لازم به ذکره که این کواد بنا به دلایلی تغییراتی روش انجام شده و بنابراین نمیتونیم از مشخصات کاتالوگ محصول استفاده کنیم.
    ممنون میشم اگه بهم ایمیل بزنید.

    • قاسم قاسمی

      سلام جناب جوادي
      آيا كوادروتوري كه ذكر كرديد تجاريست يا اينكه قطعات آن را از شركت هاي مختلف تهيه كرده ايد و به اطلاعات آن دسترسي نداريد؟ هر كدام از اين ضرايب فرمول دارند كه قابل محاسبه مي باشد. شايان ذكر است كه پاسخگويي صرفا از طريق كامنت ها صورت مي گيرد.
      با سپاس

  • محسن

    سلام چه جوری میشع محاسبه کرد که باطری در چه مدت تخلیه میشه؟!

  • رسول صمدی

    جناب آقای قاسمی بنده میخام صمیمانه از زحمات و حوصله جناب عالی در ارائه پاسخ تشکر کنم و یه سوال بنده موتور ۱۴۰۰kv براش دارم با اسپید کنترل ۳۰ آمپر آیا میتونم برا ساخت هواپیما تک موتوره استفاده کنم در اینصورت چ نوع باطری و سرو و رادیو کنترل بگیرم و مطمئن ترین جا کجاست.ببخشید ک سوال زیاد کردم

    • قاسم قاسمی

      سلام جناب صمدي
      لطفا عكسي از اسپيدكنترلتان را ارسال كنيد تا پاسخ داده شود.
      با سپاس از اظهار لطف و توجه جنابعالي

  • جواد

    با تشکر از مطلب خوبتون.
    میخواستم بدونم چه چیزی در موتور thrust و دیگر مشخصات موتور رو تعیین میکنه .بعضا بعضی از موتور ها خیلی کوچکتر ولی thrust بالاتری دارند یا اینکه دور بیشتری دارند میشه توضیح بدید ممنون میشم.

    • قاسم قاسمی

      سلام
      در مورد تراست و اطلاعات موتور نکات زیادی مطرح است. ابتدا دو جلسه مربوط به موتور براشلس موجود در سایت را مطالعه کنید تا اطلاعاتی در مورد قطعات داخلی و دیگر موارد موتور براشلس بدست آورید. ولی به طور کلی به موارد زیر بستگی دارد:
      1- نوع موتور براشلس
      یعنی اینکه Inrunner است یا Outrunner. در موتور Inrunner دور موتور بالاتر است و احتمالا نیاز به گیربکس هم دارید.
      2- نوع سیم پیچ
      یعنی اینکه سیم پیچ درون موتور براشلس از نوع اتصال ستاره است یا مثلثی.
      3- تعداد دورهای سیم پیچ
      یعنی اینکه یک سیم چند بار به دور یک هسته آهنی در موتور براشلس پیچیده شده است.
      4- تعداد قطب ها
      یعنی اینکه آهنرباهای دایمی و سیم پیچ ها به چه تعداد هستند.
      موفق باشید

  • علیرضا1126

    سلام آقای قاسمی وقت بخیر
    چنتا سوال در مورد ربات پروازی داشتم اگه راهنمایی کنید ممنون میشم
    باتری 350 میلی آمپر تا چند دقیقه میتونه یه نانو کوپترو به پرواز در بیاره؟
    بنده مبتدی هستم و شغل و رشته ام مرتب با این کار نیست و علاقه زیادی هم به ساخت ربات پروازی دارم آیا با یک نانو کواد شروع به ساخت کنم خوبه؟
    در تهران فروشگاهی هستش که بتونم قطعات رباتو بخرم؟اگه جایی رو سراغ دارید ممنون میشم اطلاع بدید

    • قاسم قاسمی

      با سلام و احترام
      1- در مورد اینکه بیان کردید زمان پرواز چقدر است؟ زمان پرواز به پارامترهای زیادی بستگی دارد که در جلسات مربوطه مورد بحث قرار گرفته است.
      2- برای ساخت پیشنهاد می کنم از یک کواکوپتر سایز متوسط شروع کنید که نسبت به بقیه مولتی روتورها آسان تر است. سعی کنید از پکیج های آماده کوادکوپتر از سایت های معتبر استفاده کنید چون قطعات به درستی انتخاب شده اند و در صورتی که رشته شما مرتبط نیست نیازی به محاسبه ندارد. برای سرهم بندی کردن و آموزش های ساخت هم می توانید به دوره ساخت کوادکوپتر مراجعه کنید.
      برای خرید قطعات هم پیشنهاد بنده سایت رها می باشد که از آدرس زیر قابل دسترس است:
      http://store.rahauav.com/
      موفق باشید.

  • بهرام

    بسیار ممنون و سپاس از محبت جنابعالی

  • بهرام

    سلام و عرض ادب. خیلی ممنون بابت پاسخ و راهنمایی.
    فریم رو با چوب میسازم اما برای کنترل دور این موتور ها و حالت پایداری و ثبات در هوا، ظاهرا از فلایت و اسپید بایستی بهره برد اگه اشتباه فکر میکنم بی زحمت راهنمایی کنید. البته موتور از نوع براش با دو سیم هستش که برای ساخت مینی کواد در نظر گرفتم.

    • قاسم قاسمی

      با سلام
      در مورد پايداري كوادكوپتر در آسمان نياز داريد كه از فلايت كنترل استفاده كنيد. براي تامين جريان موتورها هم نياز داريد تا از اسپيدكنترلرها استفاده كنيد. حالا براي موتورهاي كورلسي كه ذكر نموديد باز هم نياز داريد كه جريان آنها را تامين كنيد كه اين كار با كمك ماسفت ها انجام مي گيرد. در جلسه پانزدهم كوادكوپتر به طور مفصل در مورد ميني كوادكوپتر ها بحث شده است. اگر باز سوالي برايتان پيش آمد بيان نماييد تا پاسخ داده شود.

      موفق باشيد.

  • بهرام

    سلام جناب قاسمی، ممنون بابت ارائه مطالب جذاب و آموزنده شما که برایگان در اختیار دیگران قرار میدید. سوالی داشتم و میخولستم بدونم برای موتورهای براش یا همون کورلس اگر نخوام از فریم های موجود در بازار استفاده کنم از چه فلایت کنترل و اسپید کنترلی بایستی بهره ببرم. سوال من از این بابته که قیمت این فریمها برام خیلی مهم نیست و تنها جذابیت ساخت این مینی کواد و سر هم کردن اون برای پسر کوچکم مد نظره.

    • قاسم قاسمی

      سلام و عرض ادب
      قسمت هايي از سوالتون رو متوجه نشدم. منظورتون خريد كليه قطعات است يا اينكه فقط فريم؟ چون در يك قسمت نوشتيد فلايت و اسپيد و در قسمت ديگر نوشتيد فريم؟
      در صورتي كه مي خواهيد يك فريم دست ساز در خانه خودتان بسازيد براي سبك تر شدن فريم ميني كواد مي توانيد از بازوهاي فلزي چتر هاي خراب استفاده كنيد. اين بازوها قوطي هاي فلزي محكمي در ابعاد كوچك هستند و به راحتي تراست موتورها را تحمل مي كنند. براي قسمت هاي مياني هم از پلاستيك هاي فشرده استفاده كنيد. دقت كنيد كه حتما از حفاظ استفاده كنيد زيرا استفاده از اينگونه پرنده ها براي بچه ها خطرناك است. در صورت امكان يك حفاظ كره اي مخصوص بسازيد به طوري كه به هيچ عنوان امكان دسترسي به ملخ هاي پرنده را نداشته باشد.
      موفق باشيد

  • محمد رضا اردستانی

    خیلی ممنون جناب قاسمی
    فقط در مورد باتری ها اگر باتری ۷ سلولی نیاز داشته باشیم امکان موازی کردن باتری های ۳ و ۴ سلوی هست؟

  • محمد رضا اردستانی

    سلام جناب قاسمی ممنون از پاسخ بسیار مفید شما خیلی خیلی لطف کردید
    البته فکر میکنم این پاسخ مربوط به یک سوال دیگه در بخش انواع مولتی روتور باشه
    و سوال دیگه این که‌ منظور شما از x8 کدوم شماره در تصویر هست؟
    خیلی ممنون خیلی جامع و کامل بود

    • قاسم قاسمی

      با سلام
      جواب مورد نظر در بخش مربوط پاسخ داده شد. در مورد نوع X8 هم در متن به نوع مورد نظر با شماره اشاره کردم تا واضح باشد.
      موفق باشید.

  • محمد رضا اردستانی

    سلام خسته نباشید
    اگر نیاز به هفت سلول باتری داشته باشیم چکار باید کرد؟ میشه یک باتری شش سلولی رو با یک تک سلولی موازی کرد؟ یا یک سه سلولی رو با چهار سلولی؟
    اگر جواب مثبته روش انجام این کار چگونه اس؟
    اصلا آیا باتری ۷ سلولی موجود هست؟

    • قاسم قاسمی

      با سلام
      در مورد اینکه نیاز به باتری 7سلولی دارید باید عرض کنم که این باتری در حال حاضر در فروشگاههای خارج وجود دارد و در صورتی که دسترسی دارید میتوانید از فروشگاههای هابی کینگ و آمازون و Gensace و … برای خرید اقدام کنید:
      https://hobbyking.com/en_us/zippy-compact-5800mah-7s-25c-lipo-pack.html
      برای واضح تر شدن موضوع شکل زیر را ببینید. بهتره یه سر هم به سایت باتری های باکیفیت تاتو بزنید و ظرفیت های موجود در این سایت را ببینید:
      http://www.gensace.de/find-batteries-by-voltage/lipo-7s.html
      ولی در صورتی که دسترسی ندارید و می خواهید خودتان آن را بسازید نکات بسیار مهمی وجود دارد که باید به آن دقت کنید. قبل از هر چیز باید بدانیم چگونه در کارخانه باتری ها تولید می شوند که ما هم طبق همان روال جلو بریم تا اتفاقی نیفتد:
      برای ساخت یک باتری در درون کارخانه تک تک سلول ها را با هم به صورت سری قرار می دهند و این سلولهای با هم سری شده با استفاده از بالانس شارژها با یکدیگر در ارتباط هستند و ولتاژ کلی یک باتری پک شده درون کارخانه از مجموع تک تک سلولها حاصل می شود زیرا با هم سری هستند و اگر دقت کرده باشید ما همیشه باتری هایی که از شرکت ها می خریم سلول هایشان را باهم جمع می کنیم زیرا می دانیم که کارخانه ها همیشه به صورت سری سلول هایشان را به یکدیگر مرتبط می کنند. حال اینکه چرا به صورت سری می سازند و… وارد بحثش نمی شویم. این سلولهایی که در کارخانه با هم به صورت سری قرار می گیرند از ولتاژ کاملا یکسان می باشند و این ولتاژهای یکسان در نهایت با هم جمع می شوند و این پک ها با ظرفیت ها و ضریب تخلیه متفاوت در بازار موجودند که هر چه ظرفیت و ضریب تخلیه بالاتر رود سنگین تر و چاق و چله تر می شود.
      استفاده از دو باتری با ظرفیت و ولتاژ متفاوت باعث می شود که در هنگام پرواز باتری ها به درون هم تخلیه داشته باشن که اینکار در صورتی که تخلیه زیادی از یکی از باتری ها به درون باتری دیگری صورت گیرد خطرناک است و در صورت تخلیه اتلاف انرژی داریم و حرارت تولید می شود که به خاطر مقاومت درونی باتری ها است و حرارت زیاد هم باعث انفجار می شود. پس باتری ها تا حدی می توانند این حرارت را تحمل کنند وگرنه در تخلیه های کم مشکلی از بابت ایمنی باتری نداریم و فقط بحث اتلاف انرژی و هدر رفت آن است که مهم است. این هدررفت به صورت حرارت است که همزمان با پرواز پرنده در آسمان حرارت باتری هم پرواز می کند!!! به شکل انتهای کامنت دقت کنید.
      حالا بر می گردیم سر موضوع اصلی:
      فرض کنید شما میخواهید یک باتری 7سلولی ترکیبی از 6 سلول و یک سلول بسازید برای ساخت این 7 سلول به چه طریق می توان اقدام کرد:
      1- اول اینکه به هیج وجه نمی توان این دو سلول را با یکدیگر موازی كرد و یک کار کاملا اشتباه است زیرا همانطور که بیان کردیم برای موازی کردن دو سلول حتما باید ولتاژ های یکسانی داشته باشند. پس این راه حل منتفی است.
      2- چون دو تا سلولی که معرفی کردید دارای دوتا ولتاژ متفاوت می باشد و شما هم قصد افزایش ولتاژ باتری ها را دارید به نظر می رسد تنها راه، سری کردن این دو سلول است برای اینکار شما ابتدا باید این دو سلول را از یک کارخانه و یک مدل و یک تاریخ تولید تهیه کنید زیرا در هنگام سری کردن آمپر سلول ها باید با هم یکسان باشد. همچنین سیم بالانس شارژها را نیز متصل کنید. یعنی شما همان کاری را انجام خواهید داد که کارخانه انجام می دهد پس در صورتی که مثل کارخانه نکات ایمنی را رعایت می کنید هیچ مشکلی بابت سری کردن این دو ندارید. دقت کنید اینکه می گوییم باتری هایتان را از یک کارخانه تهیه کنید بخاط این است که هر شرکتی مواد ساخت مجزای خودش را دارد و معمولا در قالب گیری ها و بقیه موارد باعث تغییراتی در باتریها از یک شرکت به شرکت دیگر می شود و دقیقا همان 3.7 نیست که این موضوع را می توانید هنگام شارژ کامل باتریتان با اندازه گیری مشاهده کنید.
      3- اینکه می بینید بعضی از دوستان در مولتی روتورشان از دو تا باتری مجزا به صورت موازی برای افزایش زمان پرواز استفاده کرده اند و زمان پرواز را افزایش داده اند نکات زیر را رعایت نموده اند:
      a- برای موازی کردن باتری ها این دو باید از نظر ولتاژ و آمپر و ضریب تخلیه کاملا یکسان باشند و بعد از موازی کردن ظرفیت دو برابر می شود(به خاطر بحث اتلاف انرژی و ایمنی پرنده گفتم که آمپر هم یکسان باشد وگرنه در بعضی ربات های دیگر از دو باتری با آمپراژ متفاوت استفاده کرده ایم)
      b- هنگامی که دو باتری را با هم موازی کردیم در شرایط یکسانی هم نگهداری می کنیم یعنی اینکه هر دو را در درون یک کیف مناسب و در یک مکان مناسب نگهداری می کنیم نه اینکه یکی را در انباری خانه که مکانی سرد می باشد نگهداری کنید و دیگری را در اتاقی گرم. همانطور که خودمان دوست نداریم در هوای خیلی گرم و یا خیلی سرد باشیم باتری های هم دوست ندارند.
      c- بعد از مدتی خروجی آنها را چک کنید و ظاهر هر کدام را از لحاظ برآمدگی و… بررسی کنید. همیشه با یک شارژر یکسان آنها را شارژ کنید. طول و قطر سیم باتری ها و اتصال دهنده ها یکسان باشد و کانکتورهای اتصال باتری ها هم یکسان باشد. در صورتی که کانکتورهای انتهایی متفاوت باشند تخلیه متفاوتی صورت می گیرد و دوباره بحث اتلاف انرژی و… به وجود می آید.
      d- سعی کنید در پرواز هایی که با اینگونه باتری های موازی شده انجام میدهید از انجام حرکات آکروباتیک و سنگین جلوگیری کنید زیرا فشار بیش از حد به باتری ها باعث کاهش سریع عمر باتری ها و تغییر شرایط مشابه آنها می شود. هر سلول باتری حدودا 3.7 ولت دارد که در طی تخلیه ظرفیت باتری تا انتها ثابت می ماند و اگر تخلیه سریع باشد افت ولتاژ هم داریم و در صورتی که بسیار سریع صورت گیرد و ولتاژ از 3 ولت پایین تر بیاید باتری آسیب خواهد دید و به خاطر این است که در اسپیدکنترلر ها ولتاژ Cutoff داریم.

  • محمد رضا اردستانی

    سلام خسته نباشید
    اگر نیاز به هفت سلول باتری داشته باشیم چکار باید کرد؟ میشه یک باتری شش سلولی رو با یک تک سلولی موازی کرد؟ یا یک سه سلولی رو با چهار سلولی؟
    اگر جواب مثبته روش انجام این کار چگونه اس؟

    • محمد رضا اردستانی

      سلام خسته نباشید ممنون از پاسخ هایش کامل و بی نقص شما
      سوالی که‌ برام پیش اومده این هست که‌ ما یک باتری هفت سلولی داریم و موتور های ما حداکثر ۲۵ آمپر جریان میکشند و ما یک اوکتا کوپتر میخواهیم بسازیم حالا اسپید هایی که‌ میخواهیم انتخاب کنیم باید چه ولتاژی رو تحمل کنن؟ آیا هر کدوم اونها باید به تنهایی ۲۵ ولت تحمل داشته باشند یا هر کدوم باید یک هشتم ولتاژ رو تحمل کنن؟

      • قاسم قاسمی

        با سلام
        1- آمپر اسپیدکنترل
        در قسمت اول ذکر کردید که موتورهاتون حداکثر 25 آمپر جریان میکشند و با احتساب اینکه مبنای ما انتخاب اسپیدکنترلی است که 5 تا 10 آمپر بالاتر از حداکثر جریان موتور باشد پس نیاز به اسپیدکنترل 30 آمپری می باشد. یعنی به 8عدد اسپیدکنترل 30 آمپری نیاز دارید.
        2- ولتاژ اسپیدکنترل
        در مورد ولتاژ اسپیدکنترل حداکثر ولتاژ آن به حداکثر ولتاژ سه قطعه ترانزیستور، خازن و BEC مورد استفاده در اسپیدکنترل بستگی دارد. یعنی اینکه هر کدام از این سه قطعه آستانه ولتاژ پایین تری داشت مبنای انتخاب ما هم همین پایین ترین ولتاژ آستانه می باشد. معمولا روی هر اسپیدکنترلی حداکثر ولتاژی که می تواند تحمل کند ذکر می شود و به صورت 2S یا 3S یا 4S و… ذکر می شود. به هیچ وجه بالاتر از ولتاژهای ذکر شده استفاده نکنید. دیدم بعضی از دوستان میگن من اسپیدکنترلم تا 3S تحمل داشته اونوقت با باتری 4S هم جوابگو هست که این بسته به نوع برند آن و ضریب اطمینان شرکت سازنده و شرایط کاری اسپیدکنترل و … دارد و در همه موارد صحیح نیست و به هیچ وجه توصیه نمی شود.
        موفق باشید.

  • محمد رضا اردستانی

    خیلی ممنون جناب قاسمی خیلی مفید بود

  • حمیدرضا نوریان

    عااالی
    خیلی ممنون

  • نوشتن نظر

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    اضافه کردن تصویر ( فقط فرمت jpg)