گيمبال كوادكوپتر

گیمبال و كاربرد آن در ربات هاي پرنده-آموزش کوادروتور{جلسه بیست و ششم}

گيمبال

گيمبال تكيه گاهي است كه بدون توجه به محيط اطرافش اجازه مي دهد كه هر شي يا وسيله اي كه بر روي آن قرار دارد به صورت دلخواه ما باقي بماند. دركوادكوپتر هم گيمبال بدون توجه به حركت كوادكوپتر وضعيت افقي و مورد نظر ما را حفظ مي كند.

gimbal pro

 

camera gimbal

البته گيمبال علاوه بر نگهداشتن سطح دوربين در زاويه دلخواه باعث حذف ارتعاشات و تكان هاي ناشي از چرخش و ارتعاش موتورها هم مي شود.

براي آشنايي بيشتر ما يك فيلم را انتخاب كرده ايم كه تفاوت نصب دوربين در سه حالت بدون گيمبال و گيمبال دو محوره و گيمبال سه محوره را نشان مي دهد.

تفاوت گيمبال دو محوره و سه محوره و حالت بدون گيمبال

درجه آزادي گيمبال

2axis

گيمبال ها را به دو شكل دو محوره و سه محوره مي توان يافت كه در نوع دو محوره چرخش حول محور Z يا همان ياو لحاظ نشده است. نكته مهمي كه بايد حتما در نظر بگيريد اينه كه نميشه گفت كه gimbal سه محوره بهتر از gimbal دو محوره است چون مثل اين ميمونه كه بگيم ماشين بهتر از موتور است چون تعداد چرخهاش بيشتر است در صورتي كه در مواردي موتور كاربردي تر است و در مواردي ديگر نيز ماشين كاربردي تر است.

به طور كلي gimbal سه محوره پايداري بيشتري در ضبط تصاوير نسبت به gimbal دو محوره دارد چون در سه جهت رول پيچ و ياو داراي چرخش است ولي gimbal دو محوره فقط در دو جهت رول و پيچ داراي چرخش است. ولي gimbal سه محوره به دليل داشتن يك عدد موتور بيشتر و اتصالات همراه وزن بيشتري را به ربات پرنده اعمال مي كند كه باعث كاهش زمان پرواز مي شود. همچنين قيمت نسبتا بالاتري نسبت به gimbal دو محوره دارد.

گيمبال سه محوره

شافت موتورهاي gimbal را متناسب با وزن دوربيني كه مي خواهد تحمل كند به صورت توخالي مي سازند تا از وزن كلي كوادروتور كاسته شود.

gimbal detail

حالات كاري گيمبال و كوادروتور

در اينجا ما دو حالت كاري مربوط به فانتوم را براي كنترل gimbal بررسي مي كنيم.

mode

FPV Mode

در اين حالت گيمبال با چرخش كوادروتور مي چرخد تا يك حالت پرسپكتيو را براي ديد فراهم كند.

Follow Mode

اين حالت مشابه اين است كه شما بر روي كوادكوپتر يا ربات پرنده سوار هستيد و جلوي ربات به هر طرفي بچرخد ديد شما هم به همان طرف خواهد چرخيد. يعني زاويه بين جهت گيري گيمبال و نوك كوادكوپتر ثابت باقي مي ماند.

براي درك بهتر دو حالت بالا و تفاوت هاي آنها ويديوي زير را كه مربوط به فانتوم 3 مي باشد مشاهده كنيد.

همچنين مي توانيد از لينك زير آن را دانلود كنيد.

دو حالت متفاوت در فانتوم 3

 

تعادل در گيمبال و بدنه

معمولا براي جلوگيري از اختلال در تصاوير gimbal را با فاصله از فريم اصلي در زير آن قرار مي دهند كه باعث مي شود ارتفاع و ابعاد گيمبال زياد شود. مشكلي كع در فاصله زياد gimbal بوجود مي آيد بهم خوردن مركز ثقل كوادروتور است كه باعث عدم تعادل مناسب كوادروتور مي شود و بايد با ترفندهاي خاصي مركز ثقل را اصلاح كرد. يكي از روشها جابجايي باتري به قسمت پشت است.

gimbal installation

center of gravity

هنگام خريد gimbal به ابعاد آن دقت كنيد تا ارتفاع آن از پايه هاي ربات بيشتر نشود چون موقع فرود ربات به مشكل بر ميخوريد. در صورت ارتفاع كم پايه هاي مي توانيد از پايه هاي بلندتر استفاده كنيد.

frame

هر gimbal داراي يك برد كنترلي است و روي اين برد كنترلي بسته به نوع gimbal از دو يا سه ماسفت جهت جريان دهي به موتورهاي براشلس و يا سروو موتورها استفاده مي شود.

انواع گيمبال

به طور كلي دو نوع gimbal داريم:

سروو گيمبال

servo gimbal

gear servo

همچنين از تسمه نيز مي توان براي انتقال قدرت جهت حركت نرمتر و با قدرت بيشتر استفاده كرد.

gear belt

pully

براشلس گيمبال

گيمبال هايي كه از موتورهاي براشلس استفاده مي كنند را به اختصار BLG يا Brushless Gimbal مي نامند.

معمولا براي كنترل و حركت دوربين نياز به موتورهاي براشلس با حركت نرم نياز است كه براي نرم كردن حركت تعداد دور سيم پيج ها را افزايش مي دهند.

موتورهايي كه استفاده مي كنيم بايد قابليت چرخش سريع وزن دوربين و اتصالات آن را داشته باشند و انتخاب موتوري با قابليت تحمل وزن بالاتر از جرم متصل شده به آن در نحوه واكنش سريع به دستورات مهم است.

دقت كنيد كه طراحي gimbal بايد به گونه اي باشد كه در چرخش هاي دوربين پايه هاي فرود مانع ديد مناسب نشوند.

نكات كاربردي

از ضربه گيرهاي لاستيكي با تعداد زياد براي دمپ ارتعاشات استفاده ميكنيم

ball damper

در صورتي كه تصاوير مورد نظرتان كيفيت لازم را نداشت يا اينكه لرزش ها بخوبي حذف نشده بود يكي از راه ها افزايش تعداد توپي هاي لاستيكي است.

damper

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:

 

 

 

1 نظر

  • امید روزبه

    سلام
    بسیار عالی و کامل.
    متشکر

  • نوشتن نظر

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

    Optionally add an image (JPEG only)