Dalam posting ini kita akan membincangkan asas-asas pemasangan badan quadcopter menggunakan paip dan baut aluminium, di bahagian kemudian artikel kita juga akan membincangkan mengenai litar drone sederhana yang boleh digunakan untuk menerbangkan pemasangan drone kecil tanpa bergantung pada mikrokontroler kompleks.

Quadcopter mungkin merupakan mesin terbang termudah yang memerlukan jumlah ketepatan dan komplikasi aerodinamik minimum, dan oleh itu tidak menghairankan, ia dapat memperoleh populariti yang luar biasa di antara pelbagai hobi yang berjaya membina ini .... mesin yang sebenarnya mereka boleh terbang dan mengawal mengikut kehendak mereka sendiri.

Dinamika Quadcopter

Fakta bahawa drone quadcopter adalah yang paling sederhana dari segi teknikal dan dinamika sebenarnya disebabkan oleh penglibatan 4 baling-baling dan struktur bingkai yang seimbang, yang memungkinkan mesin terbang dengan keseimbangan yang agak baik, bahkan dalam keadaan iklim yang sukar.

Tetapi kesederhanaan juga menyiratkan bahawa sistem mungkin tidak seefisien seperti model pesawat dan helikopter konvensional yang dirancang dengan rumit untuk menunjukkan kecekapan yang melampau dari segi kelajuan dan penggunaan bahan bakar, dan tentunya kemampuan menanggung beban ... semua ini pada dasarnya kekurangan sistem quadcopter khas.

Walaupun begitu, sehubungan dengan projek hobi, mesin ini menjadi pilihan ideal bagi kebanyakan peminat yang merasa sangat menggembirakan dan menarik untuk membina mesin terbang mereka sendiri, di rumah, yang akhirnya 'mendengar' dan terbang ke arah mana pun pengguna lebih suka ia bergerak.

Walau bagaimanapun, bagi pemain baru, yang mungkin tidak begitu berpengetahuan secara teknikal, mesin mudah ini sangat sukar difahami, hanya kerana kebanyakan maklumat berkaitan yang disampaikan di banyak laman web gagal membincangkan konsep itu dengan jelas dan dalam 'bahasa' yang mungkin sesuai dengan orang awam.

Artikel ini ditulis khusus untuk mereka yang tidak begitu teknikal yang berminat untuk membina mesin terbang yang hebat tetapi mendapati subjeknya terlalu sukar untuk dicerna.

Mengapa Quadcopters sangat senang dibina hari ini

Pernahkah anda terfikir mengapa quadcopters dan drone begitu mudah dibina di dunia sekarang dan mungkin mustahil lebih awal menggunakan elektrik?

Ini pada dasarnya kerana pengembangan dan peningkatan Bateri Li-Ion. Bentuk bateri yang sangat cekap tersedia hari ini yang menawarkan nisbah kuasa dan berat yang mengagumkan. Seiring dengan ini, penemuan motor BLDC dan motor magnet kekal yang sangat halus juga telah menyumbang dalam membuat drone mudah dibina.

Bateri Li-Ion mampu memberikan jumlah tork putaran yang hebat pada motor yang menjadi cukup mencukupi untuk mendorong unit quadcopter ke ketinggian tinggi di atas tanah dalam beberapa saat, dan juga membolehkannya kekal di udara untuk jangka masa pembuatan yang lama prestasi sangat cekap dan berguna.

Bagaimana Quadcopter Terbang

Sekarang mari kita lompat dengan betul dan fahami apakah perkara penting yang diperlukan untuk berjaya membuat quadcopter terbang. Berikut adalah asas-asas untuk berjaya membuat mesin terbang dengan lancar:

struktur pemasangan drone + plus sederhana

1) Pada dasarnya mesin memerlukan badan yang tegas dan kuat, tetapi beratnya sangat ringan. Ini dapat dibuat atau dipasang menggunakan paip penyemperitan aluminium berongga persegi, dengan menggerudi lubang dengan tepat dan memasang bingkai dengan mur dan baut.

2) Strukturnya harus dalam bentuk '+' atau 'x' sempurna, tidak ada perbezaan selagi sudut antara paip 'menyeberang' masing-masing berada pada 90 darjah.

Elemen asas yang diperlukan untuk membina quadcopter dapat dilihat pada gambar berikut:

bahagian perkakasan mekanikal untuk pemasangan drone

Simulasi Perhimpunan Bahagian

Simulasi animasi kasar di bawah menunjukkan mengenai bagaimana mengumpulkan unsur-unsur yang ditunjukkan di atas bersama-sama:

Cara Membuat Rangka Kerja Quadcopter

Aluminium untuk bingkai '+' dapat diperoleh dengan memotong dan mengukur tiub penyemperitan aluminium siap pakai dengan tepat, seperti yang ditunjukkan di bawah:

Ukuran kerangka relatif dan oleh itu tidak penting, anda boleh membina bingkai lebar dengan motor dipasang lebar atau membina struktur bingkai yang agak padat di mana motor tidak terlalu lebar ... walaupun perlu dipastikan bahawa baling-baling jauh dari satu sama lain untuk membolehkan keseimbangan dan keseimbangan yang lebih baik.

3) Struktur bingkai '+' mesti dilengkapi dengan platform persegi di bahagian tengah di mana lengan bingkai bertemu dan bersilang antara satu sama lain. Ia boleh menjadi plat aluminium yang dipoles dengan baik dan dimensi yang sesuai untuk menampung semua elektronik dan pendawaian yang diperlukan dengan selesa.

Oleh itu plat pusat atau platform ini pada dasarnya diperlukan untuk memasang dan menempatkan elektronik sistem yang pada akhirnya akan bertanggungjawab untuk mengendalikan quadcopter anda.

4) Setelah kerangka di atas selesai, motor diminta dipasang di hujung palang silang, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

5) Tidak perlu dikatakan bahawa semua kerja pemasangan harus dilakukan dengan ketepatan yang paling tinggi, dan penjajaran yang sempurna, ini mungkin memerlukan perkaitan dengan perancang yang berpengalaman untuk pekerjaan itu.

“sensor magnetometer kompas dalam telefon bimbit ”

Oleh kerana semua yang ada dalam reka bentuk berpasangan, penjajaran elemen dengan tepat tidak akan terlalu sukar, ini hanya mengenai ukuran dan pemasangan pasangan dengan persamaan sebanyak mungkin, yang seterusnya akan memastikan tahap keseimbangan, keseimbangan dan penyegerakan maksimum untuk sistem.

Setelah kerangka dibina, sudah tiba masanya untuk mengintegrasikan litar elektronik dengan motor yang berkaitan. Ini perlu dilakukan mengikut arahan yang diberikan dalam manual litar yang diberikan.

Papan litar boleh dipasang di bahagian bawah plat pusat dengan tempat yang sesuai atau di atas plat, sekali lagi dengan kabinet yang sesuai untuk melampirkannya dengan erat.

Memahami Arah Putaran Baling-Baling

Menganalisis arah Putaran baling-baling Motor untuk Pengimbangan yang Seimbang:

Merujuk kepada simulasi animasi di atas, arah putaran baling-baling motor harus sejajar dengan cara berikut:

Hanya perlu sedemikian rupa sehingga motor di hujung satu batang harus sama tetapi berbeza dengan arah motor batang yang lain, yang bermaksud jika satu batang mempunyai motor yang berputar mengikut arah jam, maka motor di hujung yang lain melengkapkan batang mesti disetel untuk berputar mengikut arah lawan jam. arah.

Sila rujuk simulasi di atas untuk memahami pergerakan motor balas yang betul yang mungkin diperlukan untuk diberikan kepada motor untuk memastikan pengambilan yang seimbang

Cara Mengawal arah quadcopter dengan mengawal kelajuan motor.

Ya, arah terbang quadcopter dapat diubah dan dikendalikan sesuai keinginan dan kehendak anda sendiri dengan hanya menggunakan kelajuan yang berbeda (RPM) pada motor yang bersangkutan.

Gambar berikut menunjukkan bagaimana transmisi kelajuan asas dapat diterapkan pada motor yang relevan untuk mencapai dan melaksanakan arah terbang yang diinginkan ke mesin:

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas, dengan mengurangi kecepatan set motor yang tepat, atau meningkatkan kecepatan set motor yang berlawanan, atau mengubah kecepatan sesuai keinginan sendiri, quadcopter dapat dibuat untuk melakukan perjalanan di udara dalam arah khusus yang dikehendaki.

Gambar di atas menunjukkan arah asas, seperti maju, belakang, kanan, kiri dan lain-lain ... namun arah ganjil lain juga dapat dilaksanakan dengan cekap dengan menyesuaikan kelajuan motor yang berkenaan atau mungkin hanya satu motor.

Sebagai contoh untuk memaksa mesin terbang ke arah N / W, kecepatan hanya motor S / E dapat ditingkatkan, dan untuk membolehkan mesin terbang pada arah N / E, kecepatan S / E Motor W mungkin bertambah ... dan seterusnya. Ia hanya perlu diamalkan sehingga kawalan penuh quadcopter dapat dicapai dan dikuasai oleh pengguna.

Merancang Quadcopter Praktikal

Sejauh ini kita mengetahui tentang asas pembinaan badan dan perkakasan drone, sekarang mari kita belajar bagaimana membuat quadcopter atau litar drone dengan cepat dan murah menggunakan komponen yang sangat biasa. Di salah satu catatan saya yang terdahulu, kami belajar bagaimana membuat mesin terbang quadcopter yang agak kompleks dan cekap tanpa menggunakan mikrokontroler, untuk maklumat lebih lanjut anda ingin melalui catatan berikut:

Litar Kawalan Jauh tanpa MCU | Litar Elektronik

Dalam artikel ini, kami berusaha menjadikan reka bentuk di atas menjadi lebih mudah dengan menghilangkan motor tanpa berus dan menggantinya dengan motor yang disikat, dan seterusnya memungkinkan untuk menyingkirkan kompleks Modul litar pemacu BLDC .

Oleh kerana perincian pembinaan mekanikal quadcopter sudah dibincangkan di atas secara komprehensif, kami hanya akan menangani bahagian reka bentuk litar dan mengetahui bagaimana ia dapat dibina untuk menerbangkan litar drone paling mudah yang dicadangkan.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, quadcopter sederhana ini hanya memerlukan modul alat kawalan jauh RF asas seperti yang ditunjukkan dalam contoh gambar di bawah:

Anda perlu beli modul RF ini dari mana-mana kedai dalam talian atau dari peniaga ganti elektronik tempatan anda:

Selain daripada yang disebutkan di atas Modul jauh RF 4 motor magnet kekal yang diperlukan juga diperlukan yang benar-benar membentuk jantung mesin drone. Ini bisa seperti yang ditentukan dalam gambar berikut dengan keterangan yang diberikan, atau yang lain serupa dengan spesifikasi pengguna yang diperlukan:

Spesifikasi Elektrik Motor:

6V = voltan operasi (puncak 12V)
200mA = arus operasi
10,000 = RPM

Senarai Bahagian

1K, 10K 1/4 watt = 1 setiap satu
Kapasitor 1uF / 25V = 1no
Pratetap 10K atau 5K = 1no
Rx = 5 watt wirewound resistor, nilai yang akan disahkan dengan eksperimen.
IC 555 = 1no
1N4148 Diod = 2nos
IRF9540 Mosfet = 1no
Jenis Berus Motor 6V = 4nos
Wayar fleksibel, pateri, fluks dll.
PCB tujuan umum untuk memasang bahagian di atas
Modul Kawalan Jauh RF 4 Saluran, seperti yang ditunjukkan dalam gambar yang berkaitan.
Saluran Aluminium, skru, mur, pinggan dll seperti yang dijelaskan dalam artikel.
Bateri seperti gambar di bawah:

Cara Mengkonfigurasi Penerima Kawalan Jauh dengan Motor

Sebelum memahami cara mengkonfigurasi penerima kawalan jauh dengan motor quadcopter, penting untuk mengetahui bagaimana kelajuan motor seharusnya disesuaikan atau diselaraskan untuk menghasilkan gerakan kiri, kanan, maju, mundur yang diperlukan.

Terutama ada dua cara quadcopter dapat diaktifkan untuk bergerak, yang ada di modus '+' dan 'x'. Dalam reka bentuk kami, kami menggunakan mod gerakan '+' asas untuk drone kami, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Merujuk pada rajah di atas, kita menyedari bahawa kita hanya perlu meningkatkan kelajuan motor yang relevan untuk melaksanakan manuver arah yang diinginkan pada drone.

Peningkatan kelajuan ini dapat dilaksanakan dengan mengkonfigurasi relai alat kawalan jauh seperti pada rajah pendawaian berikut. Dalam rajah di bawah ini kita dapat melihat sebuah Litar IC 555 PWM berwayar dengan 4 relai modul penerima kawalan jauh dari 6 relai (1 relay tidak digunakan dan boleh dilepaskan hanya untuk mengurangkan ruang dan berat).

Melaraskan PWM

Seperti yang dapat disaksikan dalam rajah, suapan PWM dihubungkan dengan semua kenalan relay N / C, yang menyiratkan bahawa biasanya quadcopter akan melayang melalui suapan PWM yang seragam dan sama ini, yang kitaran tugasnya pada mulanya dapat disesuaikan sehingga quadcopter dapat mencapai jumlah tujahan dan ketinggian yang ditentukan dengan betul.

Ini mungkin dieksperimen dengan menyesuaikan periuk PWM yang ditunjukkan dengan tepat.

Cara Mengkonfigurasi Kenalan Relay

Kenalan relai N / O dapat dilihat secara langsung dengan kabel positif, jadi setiap kali butang yang relevan ditekan pada telefon bimbit pemancar jarak jauh, geganti yang sesuai diaktifkan dalam modul penerima, yang pada gilirannya memungkinkan motor yang relevan untuk mendapatkan bekalan 12V penuh dari bateri.

Operasi di atas membolehkan motor yang diaktifkan memperoleh lebih banyak kelajuan daripada motor yang lain yang membolehkan quadcopter bergerak ke arah yang ditentukan.

Sebaik sahaja butang jarak jauh dilepaskan, drone berhenti seketika dan terus melayang dalam mod berterusan.

Secara serupa, gerakan arah lain dapat dicapai dengan menekan butang lain yang diberikan, pada telefon bimbit jauh.

Relay paling atas adalah untuk memastikan pendaratan mesin dengan selamat, ini dilakukan dengan menambahkan perintang penurunan semasa secara bersiri dengan kenalan N / O dari relay yang ditunjukkan.

Nilai perintang ini mesti dikira dengan beberapa eksperimen sehingga quadcopter melayang sekitar beberapa kaki di atas tanah setiap kali perintang ini ditukar melalui relay yang terpasang.

Rajah Litar

Relay yang ditunjukkan adalah bahagian penerima modul RF, yang kenalannya pada awalnya tidak tersambung (kosong secara lalai) dan perlu disambungkan seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas.

Penerima jauh RF seharusnya dipasang di dalam quadcopter dan relaynya disambungkan dengan motor dan bateri yang sesuai seperti pada susun atur yang ditunjukkan di atas.

Anda dapat melihat beberapa penyambung (berwarna hijau) yang tidak perlu menambah berat pada drone. Anda boleh mengeluarkan semuanya untuk mengurangkan berat badan, dan sambungkan wayar yang berkaitan terus ke PCB dengan pematerian.

Bagaimana Drone Bergerak:

Seperti yang dijelaskan dalam perbincangan di atas, apabila butang jarak jauh tertentu ditekan, ia mengaktifkan relay modul quadcopter yang sesuai menyebabkan motor yang relevan bergerak lebih cepat.

Operasi ini seterusnya memaksa mesin bergerak ke arah yang bertentangan dengan motor yang dihidupkan untuk berputar pada RPM yang lebih pantas.

Oleh itu, sebagai contoh, meningkatkan kelajuan motor selatan menyebabkan mesin bergerak ke arah utara, meningkatkan motor utara menyebabkannya bergerak ke selatan, sama meningkatkan kelajuan motor timur menyebabkannya bergerak ke arah barat dan sebaliknya.

Menariknya, meningkatkan motor selatan / timur membolehkan quadcopter bergerak ke arah arah utara / barat yang bertentangan dalam mod pepenjuru .... dan seterusnya.

Kebaikan dan keburukan di atas rangkaian kawalan jauh Simple Qaudcopter.