ميني كوادكوپتر

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

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.

 

 

بالانس كردن ملخ در مینی کوادکوپتر

بالانس کردن ملخ یکی از موارد مهم در حفظ تعادل کوادکوپترها می باشد. در مینی کوادکوپترها 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

يكي از روش هاي كاهش ارتعاش در ميني كوادكوپترها استفاده از بدنه هاي دو بخشي است.

استفاده از فريم دو بخشي ميني كوادكوپتر

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. يكي از معايب اينگونه بدنه ها اين است كه وزن افزايش مي يابد و بالطبع زمان پرواز نيز كاهش مي يابد پس قبل از هر چيز تمامي نكات و اهدافي كه مد نظرتان است را لحاظ كنيد.

فريم كوادكوپتر

همچنین می توان از ضربه گیرهای لاستیکی برای کاهش میزان نویز ناشی از ارتعاش بهره برد.

كاهش ارتعاش در ميني كوادكوپتر

 

استفاده از داكت فن در مینی کوادکوپتر

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 با استفاده از یک فن نیروی تراست را ایجاد می کنیم.

استفاده از داكت فن در ميني كوادكوپتر

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

قطعات تشكيل دهنده يك داكت فن در كوادكوپتر

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:

 

22 نظر

  • محمد معین مهتابی

    سلام!

    من یه بچه 13ساله هستم و میخوام مینی کواد کوپتر بسازم آیا میتونم؟

    و

    لطفا قیمت تمام وسایل هاشوبرام بفرستید لطفا!هرجا میرم جواب درست نمیدن خواهش قیمتشو بفرستین ممنون

  • محمد جواد محمدنیا

    سلام اقای قاسمی من یه کوادکوپتر ساخته ام اما احساس میکنم که طرز قرار گیری باطری رو کواد کوپتر باعث برهم خوردن تعادل کواد کوپتر میشود لطفا راهنماییم کنید که باطری رو چطور ی قرار بدم مشخصات:

    وزن:وزن باطری 12 وزن کوادکوپتر بدون باطری 36 با چهارتا موتور و ملخ

    موتور:موتور نوع کورلس 50000rpm

    طول هرملخ 55 میلیمتر

    ابعاد:15×15

    باطری: 3.7v, 350mah ,1cell

     

    • قاسم قاسمی

      سلام و عرض ادب
      اصول کار این است که باتری در مرکز جرم کوادکوپتر قرار گیرد تا با صفر شدن فاصله نیروئی اضافی ایجاد نکند ولی در مواقعی به دلیل نیازهای دیگر همانند نصب دوربین در جلو و… که باعث عدم تعادل می شود نیاز است که باتری به گونه ای تعبیه گردد که این عدم تعادل اصلاح گردد. عکس ارسالی کمی نامفهوم است. ببینید وضعیت بقیه قطعات چگونه است و شاید بقیه قطعات هم باعث عدم تعادل شده اند. آیا پرواز صورت می گیرد؟ فلایت دست ساز دارید یا تجاری؟ در صورت امکان عکس کامل تری از محل نصب بقیه قطعات ارسال کنید.
      با آرزوی بهترین ها

      • محمد جواد محمدنیا

        سلامی دیگر بله پرواز میکند ولی تعادل ندارد یعنی هنگام بلند شدن کمی از مسیر منحرف میشود من الان مطمأن هستم که مشکل از باطری است چون باطری ابعاد مستطیلی دارد ولی مرکز ثقل کوادکوپتر من مربع شکل است حالا راهنماییم کنید که باطری مستطیل شکلو چطوری قرار بدم که تقریبا همه همه وزن اون به طور یکسان به چهار جهت وارد شود

        ایا میتونم باطری رو مایل قرار بدم؟به این صورت/

         

        • قاسم قاسمی

          سلام مجدد
          اینکه جرم قطعات کوادکوپتر باید به صورت کاملا یکسان توزیع شود کاملا صحیح است و باید انجام شود زیر اگر توزیع جرم به صورت یکسان صورت نگیرد موتورها باید طوری دورشان را کم و زیاد کنند کوادکوپتر در هر شرایط نامناسب توزیع جرم تعادلش را حفظ کنید که قطعا به سرعت باتری را تخلیه می کند تا این تعادل را حفظ کنند. حال اگر توزیع جرم اینقدر نامناسب باشد که موتورها در تراتل حداکثر هم کشش نداشته باشند تا تعادل را حفظ کنند و کوادکوپتر باز هم نامتعادل است و باید فکری به حال توزیع جرم شود. همه اینها در شرایطی بود که ضرایب PID شما به درستی تنظیم شده باشد. پس قطعا مشکل از کانفیگ ضرایبتان است و یا اینکه اگر مطمعن هستید که ضرایب PID تان تنظیم است و تمامی مراحل کالیبراسیون هم به درستی صورت گرفته است باید به سراغ موتورها رفت.
          موفق باشید

  • هادی

    سلام
    شما خودتون مینی کواد ساختید؟ اگه ساختید اسم موتور و قیمت و سایت یا مکانی که باید این موتورها را خرید رو لطفا بگید. مسیله بعدی اینه که این موتورها هر کدومشون چقدر تراست دارن؟ من فقط این موتور رو تو یکی از سایتا پیدا کردم:
    http://shop.aftabrayaneh.com/Flying_Robots/Aero_Motors
    کیفیت این موتوره خوبه؟ مدل های بهتر از این هم تو بازار هست؟ چون می خواستیم یه با کیفیتش رو بسازیم و برامون جنس موتور مهمه!
    اسم باتری و قیمت و سایت یا مکانی که باتری کواد رو خریدید هم لطفا بگید. کیفیتش هم برامون مهمه!
    توزمینه ساخت رادیو کنترل هم فعالیت کردید؟ می دونید اکه یخوایم یه رادیوکنترلر 4 کاناله ساده خودمون بسازیم قیمتش چقدر میشه؟ چون قیمت رادیوکنترلرهای بیرون خیلی زیاده و در مقایسه با قیمت اجزای دیگه کواد اصلا به صرفه نیست و هزینه پروژمون خیلی بالا میره!
    و سوال آخر: نحوه راه اندازی موتورهای مینی کواد رو کی روی سایتتون قرار میدید

    • قاسم قاسمی

      سلام مجدد خدمت شما دوست عزیز
      تعدادی از سوالاتتون رو در کامنت های قبلی پاسخ دادم.
      1- در مورد ساخت مینی کوادکوپترها هم بنده با تعداد زیادی از این مینی کوادکوپترها در شرایط مختلف کار کرده ام و تعمیرات آنها را انجام داده ام ولی اینکه از صفر بخواهم فلایت مخصوصشان طراحی کنم و مرحله به مرحله راه اندازی کنم خیر.
      2- در مورد کیفیت موتوری که ذکر کردید چیز خاصی قابل بیان نیست چون این موتورها چینی هستند و ما هم نمی توانیم به صورت دقیق اظهار نظر کنیم به شخصه خیلی از این موتورهای چینی را استفاده کرده ام و زیاد کار کرده اند و بعضی هم در مدت زمانی کمی سوخته اند.
      3- باتری تک سلولی لیتیم پلیمر را در کامنت قبلی برایتان لینک گذاشتم.
      4- در صورتی که قصد ساخت یک رادیوکنترل مناسب را دارید قیمت تمام شده ساخت آن کمتر از رادیوکنترل های تجاری نیست و پیشنهاد می کنم یک رادیوکنترل تجاری با قیمتی معادل 170000 تومان تهیه کنید.
      5- راه اندازی موتورهای مینی کواد هم در اولویت قرار می دهیم ولی با توجه به حجم پیشنهادات دریافتی نمی توان زمانی را برای آن تعیین کرد. از اینکه با صبر و حوصله مطالب ما را دنبال می کنید از شما سپاسگزاریم.
      در پناه ایزد یکتا باشید

  • هادی

    سلام
    قصد جدی برای ساخت مینی کواد داشتم. می خواستم بدونم هر کدام از این موتورها حدودا چند گرم تراست داره؟
    من فقط همین نوع مدل رو تو بازار پیدا کردم:
    http://shop.aftabrayaneh.com/Flying_Robots/Aero_Motors/X4_H107c_H107d_Coreless_Nano_Quadcopter_Motor__AFTAB.html

    • قاسم قاسمی

      با سلام
      این موتور حدودا 25 گرم تراست ایجاد می کنه که در مجموع هر 4 موتور 100 گرم تراست ایجاد می کنند یعنی حداکثر وزن کوادکوپتر شما 100 گرم می باشد.
      موفق باشید.

  • نوشتن نظر

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

    Optionally add an image (JPEG only)