Квадрокоптер: компоненты, работа, типы, взаимодействие, различия и его приложения

А Многоотроточный беспилотник это тип БПЛА с различными роторами, такими как четыре ротора, шесть роторов, восемь роторов или даже больше, в зависимости от их конструкции и использования. Но дополнительные роторы этого беспилотника могут увеличить пропускную способность, время полета, стабильность и т. Д. Это самые дешевые и легкие беспилотники , обеспечивая высокий контроль над кадрированием и положением. Таким образом, они идеально подходят для наблюдения и аэрофотосъемки. Многородные беспилотники доступны в разных типах, таких как Trimotor, Quadrotor, Hexacopter, Octocopter и коаксиальные мульти-роторные дроны. Это наиболее распространенные типы БПЛА, и каждый тип беспилотника отличается от его производительности, дизайна и способностей. Эта статья подробно рассказывает об одном из типов многоотражных беспилотников, таких как квадрокоптер, его работа и приложения.

Что такое квадрокоптер?

Квадрокоптер - это тип БПЛА, который питается на четырех роторы , где каждый ротор имеет мотор и винт. Квадрокоптер беспилотник использует четыре ротора для подъема и движения, поэтому он может взлететь и вертикально приземлиться и дрейфовать на месте. Таким образом, два ротора этого дрона вращаются по часовой стрелке, тогда как два других ротора вращаются против часовой стрелки, чтобы отменить крутящий момент и дать постоянное управление полетом. Это можно контролировать вручную или независимо, поэтому это один из самых популярных типов беспилотников из -за его простоты, стабильности и маневренности.

Квадрокоптеры дифференцируются по своей четырехногровой конструкции для управления расширенной аэродинамикой, механикой и электроникой. Его эксклюзивный дизайн обеспечивает маневренность и превосходную стабильность, чем обычные однопользовые вертолеты.

История квадрокоптера:

Квадрокоптер представляет собой тип многооткрытого беспилотника, который значительно развивался из его ранних дизайнов. Таким образом, пошаговая история квадрокоптера обсуждается ниже.

• Jacques & Louis Bréguet в 1907 году разработали и протестировали Gyroplane № 1. Это ранняя идея квадрокоптера, достигающая взлета, но сталкивается с нестабильностью, основанной на меж-лезвиях аэрокосмических системах.
• Etienne Oehmichen создал еще один ранний квадрокоптер, такой как Oehmichen в 1920 году, который демонстрирует полете и устанавливает глобальный рекорд.
• В военно-морском флоте США в 1930 году экспериментировал с радио-контролируемыми самолетами, что привело к разработке беспилотников Curtiss N2C-2.
• Bell Boeing Quad Tiltrotor в 1990 году в сочетании как с фиксированным крылом, так и квадрокоптером для военных транспортных применений.
• Amazon предложила коммерческую технологию беспилотников в 2013 году для системы доставки
• В 2018 году Airbus разработал квадрокоптер с батарейным питанием для городских такси, чтобы в какой-то момент стремиться к автономной эксплуатации.
• В настоящее время эти беспилотники широко используются для различных целей, таких как развлекательный полет, аэрофотосъемка, доставка, наблюдение и т. Д.

Компоненты квадрокоптера

Квадрокоптер разработан с несколькими ключами компоненты , которые объяснены ниже.

Рамка

Квадрокоптер имеет руки, которые удерживают двигатели, батареи, контроллер полета и т. Д.

Моторс

Квадрокоптер включает в себя четыре двигателя, которые используются для его подъема. Но на рынке есть различные виды двигателей.

Эск

С момента квадрокоптера Моторс Как правило, требуется 3 3-фазная подача, мы не можем использовать его в качестве прямого снабжения. Таким образом, мы требуем, чтобы ESC изменил сигналы контроллера и отправил их на двигатели, чтобы контролировать их скорость.

Пропеллеры

Пропеллеры являются значительным компонентом беспилотника. Это вращающиеся лезвия, которые работают как крылышки на вашем беспилотнике, и создают воздушный поток, чтобы поднять дророн в воздух.

Контроллер полета

Основная функция контроллера полета состоит в том, чтобы направлять обороты каждого двигателя в ответ на вход. Таким образом, команда пилота для четырехкоптер помогает двигаться вперед и подается в контроллер полета, чтобы решить, как управлять двигателями, следовательно.

RC -передатчик и приемник

Радиопередатчики и приемники управление электричество , что приводит к полезной передаче данных через пространство или в атмосферу. Они используют радиосигналы для беспроводной отправки команд через установленную радиочастоту над радиоприемником. Таким образом, он подключен к контроллеру полета квадрокоптера, который управляется удаленно.

Батарея

Квадрокоптер использует источник питания аккумулятора для управления всеми системами вашего беспилотника, позволяя ему летать. Наконец, для питания квадрокоптера необходима аккумулятор литий -полимера (LIPO), поэтому время полета квадрокоптера в основном зависит от емкости аккумулятора. Выбор аккумулятора в основном зависит от его размера, напряжения, рейтинга C, емкости и т. Д.

Разнообразный

Разное включает в себя крошечные аксессуары, такие как различные кабели перемычки и пулевые разъемы, которые делают ваш квадрокоптер идеальным и стабильным.

Как работает квадрокоптер?

Квадрокоптеры могут летать с четырьмя роторами, где каждый включает в себя двигатель и винт для производства управления подъемом и движением в воздухе. Эти беспилотники могут достичь полета, изменяя скорость каждого ротора, что влияет на количество генерируемого подъема и тяги, позволяя контролируемому движению во всех направлениях.
Полет Quadcopter опирается на принцип Thrur & Thrust & Protsion Rotors. Таким образом, вот разбивка его работы.

• Как только все четыре ротора вращаются, они производят воздушный поток вниз и поднимаются вверх. Всякий раз, когда сгенерированная общая сумма роторами превышает вес четырехкоптера, он взлетает.
• Чтобы дрейфовать на месте, контроллер полета меняет все четыре скорости роторов, чтобы получить просто достаточную тягу для компенсации тяжести.
• Скорость четырех роторов одинаково увеличивается, чтобы генерировать большую тягу по сравнению с весом. Таким образом, скорость будет уменьшена, чтобы спуститься.
• Задние роторы вращаются легче и движутся вперед, чем передние роторы, а наклонение квадрокоптера вперед производит тягу. Скорость обратного движения передних роторов может быть достигнута путем увеличения.
• Правые боковые роторы этого дрона вращаются быстрее, чтобы перемещаться влево, чем левые роторы, и наклоняют квадрокоптер дрон влево. Здесь движение правой стороны может быть достигнуто путем повышения скорости левого ротора.
• Чтобы повернуть рыскание по часовой стрелке, два ротора, которые диагонали напротив, вращаются быстрее, тогда как два других ротора вращаются медленнее, создавая тем самым вращающуюся силу. Обратите внимание на это, вращение против часовой стрелки может быть достигнуто.
• Данные датчика могут постоянно контролироваться контроллером полета. Таким образом, это делает микроректора к скорости каждого двигателя, чтобы сохранить стабильность и выполнять команды пилота.

Типы квадрокоптеров

Существуют различные типы квадрокоптеров, доступных на рынке на основе их форм кадра и предполагаемого использования, которые объясняются ниже.

X Quadcopter или X-конфигурация:

Этот тип квадрокоптера имеет самый популярный дизайн, который обеспечивает хороший баланс и маневренность стабильности. Он используется в различных приложениях, таких как видеография, гонка, аэрофотосъемка, акробатические полеты, гонки FPV,

H Quadcopter или H-конфигурация:

H Quadcopter имеет H-образную раму, которая обеспечивает лучшую стабильность. Таким образом, этот беспилотник может использоваться в аэрофотосъемке, основанной на Defopedia.

+ QuadCopter или + Конфигурация:

Этот квадрокоптер превосходит по прямым полосам полета, в том числе аэродинамически эффективные позиции пропеллера, часто используемые в акробатических полетах. Он используется в более простых схемах управления определенными приложениями.

Y4 Quadcopter или Y4 Конфигурация:

Этот беспилотник похож на трикоптер с тремя руками, но его задний рука включает в себя два двигателя, которые монтируются коаксированием для лучшего управления рысканием и подъемной мощности.

A-хвост или vail Quadcopter:

Этот беспилотник похож на Y4quadcopter, за исключением того, что задние двигатели расположены под углом в форме A или V, что обеспечивает большее управление рысканием.

Quadcopter с использованием Arduino

Контроллер полета - это мозг квадрокоптера. Как правило, на рынке также доступно много предварительно пролеченных контроллеров полетов с меньшими затратами. Таким образом, контроллер полета, разработанный с Arduino для квадрокоптера, показан ниже. Multiwii - это знаменитое программное обеспечение для контроллера полета, используемое для Quadcopters DIY.

Итак, давайте спроектируем квадрокоптер с Arduino, как показано ниже. Это не только квадрокоптер, но и машина с открытым исходным кодом. Требуемые компоненты для того, чтобы сделать этот квадрокоптер с использованием Arduino, включают: ESC, Bluetooth , MPU-6050, 330-Ом резистор, ВЕЛ индикатор, приемник, Arduino Nano R3 и соединение проводов.

Соединения:

Соединения этого взаимодействия следуют как;

• Подключите контакт D3 Arduino Nano к контакту ESC 1.
• Подключите контакт D9 Arduino Nano к контакту ESC 3.
• Подключите контакт D10 Arduino Nano к контакту ESC 2.
• Подключите контакт D11 Arduino Nano к контакту сигнала ESC 4.
• Подключите TX -контакт модуля Bluetooth к RX -контакту Arduino.
• Подключите RX -контакт модуля Bluetooth к контакту TX Arduino.
• PIN A4 A4 A4 подключен к PIN-контакту SDA MPU-6050.
• PIN-штифт Arduino A5 подключен к SCL-контакту MPU-6050.
• Подключите один терминал светодиода к контакту D8 Arduino и другой терминал к источнику питания через резистор.
• Пыч D2 Arduino подключен к штифту дроссельной заслонки приемника.
• Подключите PIN -код D4 Arduino к PIN -контакту Eleeron приемника.
• PIN -код D5 Arduino подключен к штифту AILERONS приемника.
• PIN -код D6 Arduino подключен к штифту руля приемника.
• PIN -код D7 Arduino подключен к контакту Aux 1 приемника.

Работающий

Теперь соедините все основания с заземляющими терминалами Arduino. Таким образом, он включает в себя все основания для приемника, модуль Bluetooth, Grounds и Grounds MPU. После этого предоставьте соединение источника питания 5 В, подключив GND батареи к GND всех компонентов. Красная проволока подключена к Arduino, 5V -штифту, модулю Bluetooth и MPU.

Теперь поставьте доску, и Arduino готов добавить код через компьютер. Обычно Arduino Flight Controller работает с некоторым компьютерным программированием. Для этого вам нужно сначала скачать Multiwii 2.4, и вы можете загрузить код напрямую.

Это очень популярное программное обеспечение FC, используемое для мульти-роторов через крупное сообщество. Поскольку это программное обеспечение поддерживает различные многокоптеры с превосходными функциями, такими как управление Bluetooth, с вашим смартфоном, барометром, OLED-дисплеем, GPS Position Hold & Return Home, Magnetometer, светодиодными полосками и т. Д.

Вы заметите, как вы немедленно перемещаете контроллер полета, значения данных акселерометра и гироскопа могут быть замечены на экране. Таким образом, ориентацию FC можно увидеть внизу. В этом интерфейсе вы можете изменить значения PID Signal и отрегулировать свой квадрокоптер, чтобы сравниться с вашими личными предпочтениями. В этом взаимодействии режимы полета также могут быть назначены определенным положениям вспомогательного переключателя. Теперь все, что вам нужно сделать, это найти позицию для вашего контроллера полета Arduino на раме, который должен попасть в небо.

Arduino Quadcopter работает со всеми необходимыми компонентами для создания тяги, позволяя выполнять полеты и маневренность. Таким образом, микроконтроллер Arduino работает в качестве контроллера полета, который получает ввод и отправляет сигналы ESCS, чтобы получить желаемые движения, такие как подъем, парить, поворот и падение.
По сути, квадрокоптер Arduino объединяет аппаратное обеспечение с помощью программного обеспечения для создания летающей машины. Таким образом, он выполняет множество маневров в зависимости от ввода пользователя и обратной связи.

Разница B/W Quadcopter VS Drone

Разница между квадрокоптером и беспилотником включает в себя следующее.

Преимущества и недостатки

А Квадрокоптер преимущества Включите следующее.

• У них много преимуществ из -за их уникального дизайна и возможностей
• Квадрокоптеры имеют стабильную производительность.
• Они универсальны и просты в использовании.
• Они имеют маневренность и доступность.
• Они могут зависать и достичь стабильных рейсов.

А Недостатки Quadcopter Включите следующее.

• Он имеет ограниченное время полета и скорость.
• Они имеют сложный дизайн с различными частями, уязвимыми для повреждения.
• Они зависят от электродвигателей из -за необходимости конкретных изменений дроссельной заслонки, главным образом для стабилизации.
• Они менее эффективны по сравнению с беспилотниками с фиксированным крылом.
• На них могут влиять погодные условия.
• Соображения безопасности:
• Квадрокоптеры могут стать нестабильными из-за их мульти-роторного дизайна, что потенциально может привести к сбоям или неустойчивому полету.
• Скорость передачи данных очень медленная.

Приложения

А Квадрокоптерные приложения Включите следующее.

• Квадрокоптеры используются в различных приложениях, которые включают различные отрасли и мероприятия.
• Они могут использоваться в аэрофотосъемке, поиске и спасении, наблюдении, доставке и досуге, а также акробатике и гонках.
• Они также могут быть использованы в сельском хозяйстве, инфраструктуре, мониторинге окружающей среды и т. Д.
• Квадрокоптеры используются в промышленных и коммерческих приложениях, которые включают в себя: аэрофотосъемку, видеографию, точное сельское хозяйство, безопасность, наблюдение, услуги доставки, точность сельского хозяйства, инфраструктура, мониторинг окружающей среды и т. Д.
• Они используются в приложениях государственного сектора, таких как общественная безопасность, поиск и спасение, правоохранительные органы, управление бедствиями и т. Д.

Таким образом, это есть Обзор квадрокоптера , это работает, и его приложения. Это универсальный беспилотник (беспилотный воздушный автомобиль) с различными приложениями, такими как видеография, развлекательные полеты, аэрофотосъемка и т. Д. Вот вам вопрос: что такое БПЛА?