ميني كوادكوپتر

ميني كوادكوپتر چيست؟ آموزش ساخت مینی کوادکوپتر {جلسه پانزدهم}

مینی کوادکوپتر

کوادکوپترها در طی زمان طراحی های مختلفی را تجربه کرده اند. اولین کوادکوپتر در سال 1922 توسط ساخته شد که دارای 4موتور بود ولی قابلیت چرخش و مانور نداشت و توسط چند موتورکمکی جهت گیری می کرد. این کوادکوپتر ها در طی زمان سیر تکاملی زیادی را طی کردند و مدل های زیادی با ابعاد مختلف طراحی شد.

در این مقاله ما در مورد مینی کوادكوپترها بحث مي كنيم. البته بعضي از سازندگان از اسامي ديگري همچون میکروکوادكوپترها و نانو کواكوپترها استفاده مي كنند كه بخاطر ابعاد بسيار كوچك بعضي از اين كوادكوپترها مي باشد. بدین ترتیب که ابعاد یک نانوکوادكوپتر از دو مورد دیگر کوچکتر است. ما هم روي اين موضوع خيلي تمركز نمي كنيم و منظورمان از ميني كوادكوپتر همان كوادكوپتر با ابعاد كوچك مي باشد. یکی از مزایای مینی کوادروتورها ارزان بودن آنهاست.

ميني كوادكوپتر

موتورهاي مورد استفاده در مینی کوادکوپتر

شکل زیر موتورهای کورلس(coreless) مورد استفاده در مینی کوادروتورها را نشان می دهد. همانطور که می بینید این موتورها فقط دارای دو سیم می باشند.

موتورهاي كورلس مورد استفاده در ميني كوادكوپترها

شکل زیر ساختار داخلی این موتورها را نشان می دهد. کنترل این موتورها هم مشابه موتورهای دی سی می باشد که با استفاده از PWM براحتی امکان پذیر است.

اجزاي داخلي موتور كورلس

در صورتی که برای مینی کوادروتور سرعت خاصی مدنظر داشته باشید می توانید از گیربکس های پلاستیکی مخصوص موتورهای Coreless استفاده کنید. البته استفاده از گیربکس فقط به موتورهای کورلس محدود نمی شود و در موتورهای براشلس نیز می توانید از آن استفاده کنید.

گيربكس براي موتورهاي كورلس

یکی از معایب مینی کوادروتورها زمان پرواز کم آنهاست که در بعضی از آنها تا حدودی برطرف شده است.

تمامی قطعات یک مینی کوادروتور بر روی یک برد هستند و این برد در نهایت به باتری تک سلولی 3.7 ولتی وصل می شود.

باتری های نانوکوادکوپترها با لحیم کاری به آنها متصل می شوند و در صورتی که نیاز به تعویض باتری باشد باید با دقت لحیم های آن را باز کرد. چنانچه باتری مورد نظز قابلیت جداسازی داشته باشد به صورت زیر می باشد که از کانکتور  برای اتصال باتری استفاده می شود. دقت کنید یکی از نکات مهم در حفظ تعادل نانوکوادروتورها قرارگیری باتری آنها در مرکز جرمشان می باشد یعنی باتری را طوری قرار دهید که مرکز جرم کوادروتور دقیقا در وسط آن باشد. یک کار آسان برای نصب باتری این است که ابتدا یک چسب دوطرفه روی بدنه قرار دهید و سپس باتری را به آن بچسبانید.

باتري تك سلولي

در شکل زیر از یک چسب دو طرفه برای نصب باتری استفاده شده است.

باتري تك سلولي

ملخ درمینی کوادکوپتر

برای نصب ملخ در مینی کوادکوپترها کافی است که موتور رانگه دارید و به صورت آرام ملخ را روی شافت آن نصب کنید. برای نصب ملخ نیاز به هیچ قطعه یدکی ندارید.

balsa

بالانس كردن ملخ در مینی کوادکوپتر

بالانس کردن ملخ یکی از موارد مهم در حفظ تعادل کوادکوپترها می باشد. در مینی کوادکوپترها و نانوکوادکوپترها ارتعاش یکی از بزرگترین چالش هایی است که باید به حداقل برسد. این ارتعاش با اثرگذاشتن بر روی شتاب سنج و جایروسکوپ باعث می شود که خروجی آنها نویزدار باشد و دقت کافی را نداشته باشد. این ارتعاش بوسیله ملخ های بالانس نشده بوجود می آید که این ملخ ها های بالانس نشده روی شافت موتور تاثیر گذاشته و باعث کج شدن آن و ارتعاش بیشتر می شوند. بالانس کردن ملخ های نانوکوادروتورها بسیار سخت می باشد و هنوز هم جای تحقیق دارد. یک روش آسان برای اینکار جداسازی این ملخ ها و گروه بندی آنها بر اساس میزان ارتعاش آنها می باشد.که می توان به آسانی و با استفاده از یک موتور کمکی و باتری 1.5V AA برای تامین جریان موتور این کار را برای هر ملخ انجام داد و در نهایت ملخ های با کمترین ارتعاش را استفاده کرد.

بالانس ملخ ميني كوادكوپتر

روش های دیگر بالانس کردن با استفاده از آهنربا هم وجود دارد که به دلیل طولانی بودن در جلسات آینده مطرح می شود.

كاهش ارتعاش در مینی کوادکوپتر

برای کاهش میزان ارتعاش از طراحی دوتکه بدنه نیز می توان بهره گرفت

microquad

بدنه زیر هم با استفاده از فیبرکربن و اسپیسر یک ساختار چند بخشی را ایجاد کرده است که در کاهش نویز بسیار موثر می باشد.

robotic

شکل زیر هم بعد از نصب قطعات روی این بدنه می باشد و همانطور که مشاهده می کنید موتورها بر روی فریم پایینی هستند و فلایت کنترل و اجزای آن بر روی فریم بالایی با استفاده از اسپیسر نصب شده اند. که در کاهش نویز نقش بسزایی دارد. دقت کنید که حتما جنس اسپیسرها پلاستیکی باشد تا وزن ربات در محدوده مجاز باقی بماند و از زمان پرواز کاسته نشود.

 

MWC

همچنین می توان از ضربه گیرهای لاستیکی برای کاهش میزان نویز ناشی از ارتعاش و تاثیر آن بر شتاب سنج و جایروسکوپ بهره برد.

lastiq

همچنین می توان با استفاده از لرزش گیرهای متنوع مانع رسیدن ارتعاش ناشی از موتورها به فلایت کنترل شد.

excellent

استفاده از داکت فن در مینی کوادکوپتر

duct

داکت فن به سیستمی گفته می شود که دارای فن می باشد. این سیستم از سیستم پیشرانش توربین های سوخت مورد استفاده در جت ها الهام گرفته است با این تفاوت که در توربین جت با استفاده از سوخت و احتراق و برخورد آن با پره های توربین حرکت بوجود می آید ولی در داکت فن با استفاده از موتور براشلس نیروی تراست بوجود می آید. یعنی اینکه در اینجا دیگر ملخ نداریم و با استفاده از یک فن نیروی تراست را ایجاد می کنیم. یکی از مزایای داکت فن ها اینه که دیگه نیازی به استفاده از محافظ نیست و پره های فن دارای حفاظ می باشند.

duct fan

در شکل زیر قطعات تشکیل دهنده یک داکت فن را مشاهده می کنید

detail fan

 

داکت فن ها دارای تعداد پره های بیشتر و کوتاهتری نسبت به ملخ ها هستند بنابراین می توان در دورهای بالاتر بچرخند. شاید این سوال تو ذهنتون باشه که چرا از داکت فن ها بجای ملخ های بیرونی در کوادروتورهای سایز بالا استفاده نمیشه؟ جواب این سوال به موارد زیادی بستگی داره که باید وزن و تمامی موارد در نظر گرفته شود. ولی بطور خلاصه اینکه داکت فن ها را نمیتوان در سرعت های پایین برای کوادروتورهای سایز بالا استفاده کرد مثلا در نزدیکی سطح زمین جهت فرود دور موتور را باید کاهش داد که به دلیل پره های کوتاه بازده کافی ندارند و کنترل کوادروتور آسان نیست. باز هم تاکید می کنم که در طراحی کوادروتور با داکت فن پارامترهای زیادی درگیر می باشند که نیاز به محاسبه دارند. در جلسات آتی راجع به این پارامترها بحث می کنیم.

 

برای دریافت آخرین مطالب سایت  و همچنین مطالب منحصر به فرد دیگر که در سایت منتشر نمی شوند میتوانید در کانال تلگرام ما عضو شوید و یا در اینستاگرام ما را فالوو کنید:

 

6 نظر

  • محمدحسین احدزاده

    سلام من میخوام ی کوادکوپتر با کمترین هزینه بسازم لطفا کمکم میکنید که قطعاتش چی باشه

    • قاسم قاسمی

      با سلام
      در مورد ساخت کوادکوپتر با قطعات ارزان ما سعی کردیم در بخش های مختلف این مقایسه را انجام دهیم. مثلا با مراجعه به جلسه فلایت کنترل رنج قیمتی آنها را مشاهده می کنید. البته قیمت ها را در فروشگاههای معتبر هم می توانید مشاهده کنید. در صورتی که در مورد برند خاصی و یا قیمت آن سوال دارید بیان کنید تا پاسخ داده شود.
      موفق باشید.

  • مرتضی

    سلام
    من میخوام یه مینی کوادکوپتر بسازم
    ابعادش هرچه کوچک تر بهتر
    در واقع فقط هزینه برام مهمه
    میخوام خیلی ارزون بشه
    میتونید کمکم کنید یا برام بسازید؟

    • قاسم قاسمی

      با سلام و احترام
      آیا تکنولوژی ساختش هم برایتان مهم است و یا فقط برای سرگرمی می خواهید؟

      • مرتضی

        بیشتر قیمت برام مهمه
        برای سرگرمی میخوام

  • نوشتن نظر

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

    Optionally add an image (JPEG only)