Најједноставнији Куадцоптер Дроне Цирцуит

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





У овом посту ћемо разговарати о основама склопа тела куадцоптер-а помоћу алуминијумских цеви и вијака, у каснијим одељцима чланка такође ћемо разговарати о једноставном кругу дронова који би могао да се користи за летење малим склопом дрона, без зависности од сложених микроконтролера.

Квадрокоптер је можда најједноставнија летећа машина која захтева минималну количину аеродинамичке тачности и компликација, и зато не чуди, могао би стећи огромну популарност међу разним хобистима који би могли успешно да направе ову ... машину којом би заправо могли да лете и контролишу по својој вољи.



Куадцоптер Динамицс

Чињеница да је беспилотна летелица куадцоптер најједноставнија у техничком и динамичком смислу заправо је последица учешћа 4 пропелера и уравнотежене структуре оквира, који омогућавају машини да лети са релативно добром равнотежом, чак и у тешким климатским условима.

Али једноставност такође имплицира да систем можда неће бити толико ефикасан као конвенционални модели авиона и хеликоптера који су замршено дизајнирани да показују екстремну ефикасност у погледу брзине и потрошње горива, и наравно носивости ... све ово може бити у основи недостаје типичан систем квадкоптер.



Ипак, што се тиче хоби пројекта, ова машина постаје идеалан избор за већину ентузијаста којима је веома забавно и интригантно да сами направе летећу машину код куће, која на крају 'ослушкује' и лети у било ком смеру корисник више воли да се креће.

Међутим, за новог играча, који технички није толико упућен, чак и ову једноставну машину може сматрати изузетно компликованом за разумевање, једноставно зато што већина сродних информација представљених на многим веб локацијама не успева да луцидно расправља о концепту и на „језику“ који можда одговара лаику.

Овај чланак је посебно написан за оне не баш техничке људе који су заинтересовани да направе величанствену летећу машину, али им је тема превише тешка за варење.

Зашто је Куадцоптере данас тако лако градити

Да ли сте се икада запитали зашто је куадцоптер-е и дронове тако лако конструисати у данашњем свету, а можда раније није било могуће користити електричну енергију?

То је у основи због развоја и унапређења Ли-Ион батерија. Ово су изузетно ефикасни облик батерија који су данас доступни и нуде импресиван однос снаге и тежине. Уз ово, проналазак БЛДЦ мотора и високо рафинирани мотори са перманентним магнетима такође су допринели да се дронови лако израде.

Ли-Ион батерија је у стању да обезбеди запањујући износ обртног момента на моторима који постаје довољан да у року од неколико секунди гурне јединицу куадцоптер на велику надморску висину, а такође јој омогућава да дуго остаје у ваздуху перформансе врло ефикасне и корисне.

Како лети Куадцоптер

Хајде сада да скочимо на прави начин и схватимо које су суштинске ствари потребне за успешно летење куадцоптер-а. Ево основа за успешно постизање малог лета:

једноставна + плус маневарска структура склопа дронова

1) У основи машина захтева чврсто и снажно тело, али изузетно мале тежине. Ово се може произвести или саставити помоћу шупљих квадратних алуминијумских екструзионих цеви, одговарајућим бушењем рупа и причвршћивањем оквира наврткама и вијцима.

2) Конструкција треба да буде у облику савршених „+“ или савршених „к“, не прави разлику све док је угао између цеви за „укрштање“ по 90 степени.

угао оквира дрона

Основни елементи потребни за конструкцију куадцоптер-а могу се видети на следећој слици:

механички хардверски делови за монтажу дронова

Симулација дела склопа

Груба анимирана симулација у наставку показује како саставити горе приказане елементе заједно:

Како се конструише Куадцоптер Фрамеворк

Алуминијум за '+' оквир може се добити одговарајућим резањем и димензионисањем готових цеви за екструзију алуминијума, као што је приказано доле:

Величина оквира је релативна и стога није пресудна, можете направити широки оквир са широко постављеним моторима или направити прилично компактну структуру оквира где мотори нису превише широко раздвојени ... мада се мора осигурати да пропелери су добро удаљени једни од других ради омогућавања боље равнотеже и равнотеже.

3) Структура оквира '+' мора бити опремљена квадратном платформом у средишњем делу где се кракови оквира спајају и укрштају. То би могла бити добро углачана алуминијумска плоча одговарајуће димензије за удобан смештај све потребне електронике и ожичења.

Стога је ова централна плоча или платформа у основи потребна за инсталирање и смештање електронике система која би на крају била одговорна за управљање вашим квадрокоптером.

4) Једном када је горњи оквир завршен, мотори се морају учврстити на крајевима попречних шипки, као што је приказано на горњим сликама.

5) Непотребно је рећи да све инсталационе радове треба обавити с највећом тачношћу и савршено поравнање, ово би могло захтевати удруживање искусног произвођача за тај посао.

Будући да је све у дизајну у паровима, тачно поравнање елемената заправо неће бити претешко, ради се само о димензионирању и уклапању парова са што више сличности, што ће заузврат осигурати максималан ниво равнотеже, равнотеже и синхронизације за систем.

Једном када је оквир изграђен, време је да интегришете електронске склопове са релевантним моторима. То ће бити потребно урадити према упутствима датим у датом упутству за струјни круг.

Плоче са плочама могу бити постављене на доњој страни централне плоче са одговарајућим кућиштем или преко плоче, опет са одговарајућим орманом за чврсто затварање.

ротацијска конфигурација мотора дрона 4

Разумевање правца ротације пропелера

Анализирајући смер ротације моторних пропелера за уравнотежени подизање:

Позивајући се на горњу анимирану симулацију, смер ротације пропелера мотора треба поравнати на следећи начин:

Једноставно мора бити такво да мотори на крајевима једне шипке треба да буду идентични, али различити од смера мотора друге шипке, што значи да ако једна шипка има моторе који се окрећу у смеру казаљке на сату, онда се мотори на крајевима друге допуњују штап мора бити подешен да се врти у смеру кретања казаљке на сату. правац.

Молимо вас да погледате горњу симулацију да бисте правилно разумели супротно кретање мотора које ће можда бити потребно доделити моторима како би се осигурало уравнотежено снимање

Како управљати правцем квадрокоптера контролишући брзину мотора.

Да, смер летења куадцоптер-а може се прилагодити и контролисати према вашој жељи и вољи једноставним применом различитих брзина (РПМ) на дотичне моторе.

Следеће слике показују како се основни пренос брзине може применити на релевантне моторе како би се постигао и извршио било који жељени смер летења до машине:

Као што је назначено у горњим дијаграмима, одговарајућим смањењем брзине скупа мотора, или повећањем брзине супротног сета мотора, или подешавањем брзина према властитим жељама, куадцоптер може да се креће у ваздуху у било ком жељени специфични правац.

Горње слике указују на основне правце, као што су напред, назад, десно, лево итд ... међутим било који други чудан смер такође може бити ефикасно примењен одговарајућим подешавањем брзина релевантних мотора или може бити само један мотор.

На пример, да би се машина натерала да лети према смеру С / З, може се повећати брзина само С / Е мотора, а за омогућавање машини да лети у смеру Н / Е, брзина С / В мотор се може повећати ... и тако даље. Потребно је само вежбати све док потпуна контрола квадрокоптера не постане достижна и не савлада корисник.

Дизајнирање практичног куадцоптер-а

До сада смо учили о основној конструкцији трупа дрона и хардверу, а сада научимо како брзо и јефтино направити куадцоптер или круг дрона користећи сасвим обичне компоненте. У једном од мојих ранијих постова научили смо како да направимо релативно сложену и самим тим ефикасну летећу машину са квадрокоптерима без употребе микроконтролера, за више информација бисте желели да прођете кроз следеће постове:

Круг даљинског управљача без МЦУ | Електрично коло

У овом чланку покушавамо да горе наведени дизајн учинимо много једноставнијим уклањањем мотора без четкица и његовом заменом четканим моторима, а самим тим и омогућавањем да се решимо сложеног Модул склопа управљачког програма БЛДЦ .

Будући да су детаљи механичке конструкције квадкоптера већ опсежно горе разматрани, бавићемо се само одељком о дизајну кола и научићемо како он може бити направљен за летење предложеним најједноставнијим беспилотним кругом.

Као што је раније поменуто, овај једноставни куадцоптер захтева само основне РФ даљинске управљачке модуле као што је приказано на доњој слици:

Мораћете купите ове РФ модуле из било које Интернет продавнице или од локалног продавца резервних електронских уређаја:

Осим горе поменутог РФ даљински модули Такође ће бити потребна 4 мотора са четканим магнетима са трајним магнетима који заправо чине срце дронске машине. Може бити онако како је наведено на следећој слици са датим описима или било које друго слично према потребним корисничким спецификацијама:

Електричне спецификације мотора:

  • 6В = радни напон (вршни 12В)
  • 200мА = радна струја
  • 10.000 = РПМ

Листа делова

  • 1К, 10К 1/4 вата = 1 сваки
  • Кондензатор 1уФ / 25В = 1но
  • Унапред подешено 10К или 5К = 1но
  • Рк = жичани отпорник од 5 вати, вредност треба потврдити експериментом.
  • ИЦ 555 = 1бр
  • 1Н4148 Диоде = 2нос
  • ИРФ9540 Мосфет = 1бр
  • 6В мотор четкани тип = 4нос
  • Флексибилне жице, лем, флукс итд.
  • ПЦБ опште намене за састављање горе наведених делова
  • 4-канални РФ даљински управљачки модул, као што је приказано на одговарајућим сликама.
  • Алуминијумски канали, вијци, навртке, плоче итд. Како је објашњено у чланку.
  • Батерија као што је приказано доле:
Ли-јонска батерија за дрон

Како конфигурисати пријемник даљинског управљача са моторима

Пре него што схватите како да конфигуришете пријемник даљинског управљача са моторима куадцоптер, било би важно научити како треба да се прилагоде или поравнају брзине мотора за генерисање потребних кретања лево, десно, напред, назад.

Првенствено постоје два начина на која се куадцоптер може омогућити за кретање, а то су у модовима „+“ и „к“. У нашем дизајну користимо основни '+' начин кретања за наш дрон, као што је приказано на следећем дијаграму:

Позивајући се на горњи дијаграм, схватамо да једноставно морамо на одговарајући начин повећати брзине релевантних мотора за извођење жељених смерних маневара на дрону.

Ово повећање брзине може се постићи конфигурисањем релеја даљинског управљача према следећем дијаграму ожичења. На доњем дијаграму можемо видети Коло ПВМ ИЦ 555 ожичен са 4 релеја модула пријемника даљинског управљача од 6 релеја (1 релеј је неискоришћен и лако се може уклонити ради образовања простора и тежине).

Подешавање ПВМ-а

Као што се може видети на дијаграму, напајање ПВМ-а повезано је са свим Н / Ц контактима релеја, што подразумева да би квадрокоптер обично лебдео кроз овај једнообразни и једнаки ПВМ напајање, чији се радни циклус у почетку може прилагодити тако да куадцоптер је у стању да постигне тачно наведену количину потиска и надморске висине.

Ово се може експериментисати одговарајућим подешавањем приказаног ПВМ пота.

Како да конфигуришете релејне контакте

Н / О контакти релеја могу се видети повезани директно позитивним напајањем, па кад год се притисне одговарајуће дугме на слушалици даљинског предајника, одговарајући релеј се активира у модулу пријемника, што заузврат омогућава релевантном мотору да добије пуних 12В напајања из батерије.

Горе наведени поступак омогућава активираном мотору да постигне већу брзину од осталих мотора што омогућава квадрокоптеру да се креће према задатом смеру.

Чим се даљинско дугме отпусти, дрон се тренутно зауставља и наставља да лебди у сталном режиму.

Идентично се и други смерни покрети могу једноставно постићи притиском на друге додељене тастере на удаљеној слушалици.

Највиши релеј је за обезбеђивање сигурног слетања машине, то се постиже додавањем тренутног отпорника који пада у серији са Н / О контактом приказаног релеја.

Ова вредност отпорника мора се израчунати са одређеним експериментисањем, тако да се куадцоптер лебди на пар метара изнад земље кад год се овај отпор пребацује кроз прикључени релеј.

Кружни дијаграм

Дизајнирање практичног кола Куадцоптер

Приказани релеји су део пријемника РФ модула, чији су контакти у почетку неповезани (подразумевано празан) и треба их ожичити како је приказано на горњем дијаграму.

РФ даљински пријемник би требало да буде уграђен у квадрокоптер, а његови релеји ожичени одговарајућим моторима и батеријом према горе приказаном распореду.

Можете видети неколико конектора (зелене боје) који беспотребно могу додати тежину дрона. Можете их све уклонити да бисте смањили тежину и лемљењем повезали одговарајуће жице директно на ПЦБ.

Како се креће дрон:

Као што је објашњено у горњој дискусији, када се притисне одређено даљинско дугме, он покреће одговарајући релеј модула куадцоптер, због чега се одговарајући мотор брже креће.

Ова операција заузврат приморава машину да се креће у смеру супротном од мотора који се укључује да се окреће бржим обртајем.

Тако, на пример, повећање брзине јужног мотора доводи до померања машине према северу, повећање северног мотора доводи до њеног кретања према југу, слично повећање источне брзине мотора креће се према западу и обрнуто.

Занимљиво је да повећање мотора југ / исток омогућава квадрокоптеру да се креће према супротном северу / западу који је у дијагоналном режиму .... и тако даље.

Предности и недостаци горе објашњеног кола једноставног даљинског управљања Каудцоптер.

Прос

  • Јефтин и лак за израду чак и од релативно новог хобисте.
  • Не захтева сложене операције џојстика.
  • Може се контролисати помоћу једног 6-каналног модула даљинског управљања

Цонс

  • Мање ефикасан у погледу прављења резервне батерије због учешћа четканих мотора
  • Брзина смера је константна и не може се мењати помоћу даљинског управљача
  • Маневрисање можда неће бити глатко, помало трзаво док мењате тастере.



Претходни: Објашњени отпорник за детекцију силе Следеће: Капацитивни делилац напона