مینی کوادکوپتر و انواع آن
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 کوادکوپتر بحث مي كنيم. براى آشنايى با مولتى روتورها مى توانيد از لينك زير استفاده كنيد:
کاربران محترم، خواندن اين جلسه بدون انجام تمرینات آن و گام به گام پیش رفتن با درس كافى نمى باشد. لطفا تمرين هاى آخر جلسه به همراه لينك هاى ارسال شده را به دقت مطالعه كنيد تا به درك كامل و عميقى از مطالبى كه در ادامه مى آيد برسيد.
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.
موتورهاى مورد استفاده در مینی کوادکوپتر
[ihc-hide-content ihc_mb_type=”show” ihc_mb_who=”2,3,4,5″ ihc_mb_template=”3″ ]
موتورهاى مورد استفاده در مينى كوادكوپترها به دو صورت است:
- موتورهاى براشلس
همانند ديگر سايزهاى كوادكوپتر براى مينى كوادكوپترها نيز مي توان از موتورهاى براشلس استفاده كرد. از آنجا كه موتورهاى براشلس را در جلسات متعددى شرح داده ايم در اينجا به ذكر جزئيات آنها نمى پردازيم. - موتورهاى دى سى
نوع ديگر موتورهاى مورد استفاده در مينى كوادكوپترها موتورهاى دى سى مى باشد. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
همچنین می توان از ضربه گیرهای لاستیکی برای کاهش میزان نویز ناشی از ارتعاش بهره برد.
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.
در شکل زیر قطعات تشکیل دهنده یک داکت فن را مشاهده می کنید
[/ihc-hide-content]
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.
این جلسه هم به پایان رسید. برای اطلاع از جلساتی که در آینده بر روی سایت قرار داده می شود و همچنین مطالبی که در کانال ما منتشر می شود می توانید ما را در محیط های مجازی دنبال کنید:
مطالب زیر را حتما بخوانید
-
راه اندازی ماژول جوی استیک{جلسه سی و سوم}
172 بازدید
-
آموزش راه اندازی ماژول بلوتوث HC-05{جلسه سی و دوم}
346 بازدید
-
آموزش راه اندازی سنسور آلتراسونیک HC-SR04 {جلسه سی و یکم}
187 بازدید
-
راه اندازی موتور دی سی با درایور DRV8833{جلسه سی ام}
177 بازدید
-
راه اندازی موتور دی سی با درایور L293D {جلسه بیست و نهم}
236 بازدید
36 دیدگاه
به گفتگوی ما بپیوندید و دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.
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
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
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/
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
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
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
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
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.
سلام؛ خدا قوت
یه باتری خوب و ارزون هم بی زحمت براش معرفی کنید(مدلش+قیمت)
این مدل موتور براش خوبه؟
http://shop.aftabrayaneh.com/Flying_Robots/Aero_Motors/X4_H107c_H107d_Coreless_Nano_Quadcopter_Motor__AFTAB.html
با سلام و احترام
با توجه به اینکه این موتور حدود 1.8 آمپر جریان مصرف می کند( در وضعیت اوج بار) بنابراین برای یک ست 4 تایی نیاز به یک باتری دارید که 7.2 آمپر جریان مصرفی داشته باشد و با توجه به اینکه این موتورها با باتری های تک سلولی کار می کنند پیشنهاد می کنم با وضعیت بازار داخل از باتری های زیر استفاده کنید. به قیمت و وزن باتری ها دقت کنید. هر دو تا باتری در اوج ضریب تخلیه 8750 میلی آمپر جریان تامین می کنند که بیشتر از حداکثر جریان مصرفی هر چهار موتور شما یعنی 7200 میلی آمپر می باشد.
1- اهواز هابی
باتری تک سلولی با وزن 11 گرم
2- آفتاب رایانه
باتری تک سلولی با وزن 12 گرم
این باتری ها چینی می باشد و توقع عمر زیاد از آنها نباید داشت. چنانچه باتری با کیفیت می خواهید می توانید از باتری های Tattu استفاده کنید. باتری زیر دارای وزن 5.5 گرم می باشد. ظرفیت آن 220 میلی آمپر ساعت می باشد و ضریب تخلیه آن هم 45C می باشد که در اوج بار 9900 میلی آمپر برایتان تامین می کند.
3- سایت رها
باتری تک سلولی Tattu
موفق باشید