تصویر برداری هوایی با استفاده از پهپاد ها

مقدمه

قطعا روزی که نادار عکاس مشهور فرانسوی توانست اولین عکسبرداری هوایی در دنیا را بر فراز آسمان پاریس انجام دهد

 تصویری از درون های امروزی و گسترش آن به این شکل حاضر در ذهن خود نداشت.

روزانه در دنیا ۳۵۰ میلیون عکس تنها در فیسبوک آپلود می‌شود 

تنوع گرایی و ارائه عکس های منحصر به فرد ایجاب می‌کند

 گوشه‌ای از آسمان را برای تصویربرداری به خود اختصاص دهیم.

کلیک-وقتی که در عکاسی با محدودیت هایی مانند عدم شناوری هلیکوپترها یا طول کوتاه مونوپادها برمی‌خوریم

 برای پاسخ به آنچه که در تصویربرداری نیاز داریم به سراغ استفاده از دِرون ها میرویم 

اما این موضوع را باید درنظر داشت که آیا تنها داشتن ربات پرنده برای یک تصویربرداری با کیفیت کافی است؟!

در این جا به ذکر نکاتی ساده می پردازیم تا با رعایت آن بتوان تصویربرداری هوایی متفاوت و با کیفیتی داشت.

اگر شما جز آن دسته از افرادی هستید که تازه شروع به تصویربرداری هوایی کرده‌اید، 

مهمترین اقدام این است که که مهارت خلبانی خود را افزایش دهید برای اینکار بهتر است

 که ابتدا یک پرنده‌ی بدون دوربین ارزان قیمت خریداری کرده و با آن شروع به تمرین کنید.

dji

کمپانی های معروف مانند dji تمرین‌هایی را برای آموزش خلبانی دِرون‌ها در سایت خود قرار داده

 تا کاربر با انجام گام به گام این تمارین مهارت خود را افزایش داده.

 در کنار این موضوع، کمپانی dji و ۳DR نرم افزار شبیه ساز پرواز را برای مشتریان خود فراهم کرده اند 

تا کاربر با عملکرد پرنده، پیش از پرواز در محیط مجازی آشنا شود.

تهیه چک لیست از اقداماتی که قبل از پرواز باید رعایت شود، می تواند به عملکرد حرفه‌ای شما کمک کند.

در پرنده های امروزی پایه‌های پرنده یکی از عوامل محدود کننده برای تصویربرداری ۳۶۰ درجه است

 زیرا در اکثر این پرنده‌ها دوربین و گیم‌بال در زیر قرار گرفته است 

و وضعیت قرارگیری پایه‌های آن به گونه‌ای است که دست عکاس را برای کادربندی باز نمی‌گذارد.

البته این مشکل در بعضی از پرنده‌ها مانند inspire که موقعیت پایه‌ها بعد از پرواز تغییر می‌کند 

یا در m avic و karm a که دوربین در جلوی پرنده قرار دارد تا حدی برطرف شده

 اما کاربر باید با افزایش مهارت هدایت و کنترل پرنده، بتواند قاب دلخواه خود را بدست آورد.

مهمترین مواردی در تصویربرداری

یکی از مهمترین مواردی که در تصویربرداری هوایی باید به آن توجه کرد نور است. 

برای مخابره بهترین تصاویر‌هوایی لحظاتی قبل طلوع  و بعد از غروب آفتاب را ساعات طلایی گویند 

که در این هنگام از حضور خورشید خبری نیست و رنگ آبی گذرانی کرانه‌ی آسمان را فرا گرفته است.

 این زمان بهترین موقع برای به پرواز درآوردن پرنده ی خویش و ضبط تصاویری چشم‌نواز است.

از منطقه ای که قرار است پرنده را به پرواز دربیاورید شناخت داشته باشید قوانین در هر کشور متفاوت می‌باشد ممکن است 

شما در شعاع پرواز ممنوع فرودگاه یا پادگان نظامی قرار گرفته باشید.

شناخت از منطقه شامل شرایط جوی نیز می شود؛ پرواز در باد و بارندگی خطرآفرین است.

 این نکته بسیار حائز اهمیت است که عملکرد کنترلی بعضی از درون ها تنها متکی بر سیستم GPS آنها می‌باشد

 و زمانی که میخواهیم در محیط بسته فیلم‌برداری کنیم در دسترس نبودن GPS عملکرد پرنده ی مارا ضعیف و مخاطره‌آمیز می کند.

 البته پرنده های تولیدی نسل جدید مانند m avic pro و karm a وphantom4  دارای سیستم تشخیص مانع هستند 

و عملکرد مطلوب‌تری در محیط‌های بسته انجام می‌دهند.

زیاد شدن ارتفاع این قدرت را به عکاس می‌دهد که هندسه، خط ها و الگوهایی که بر روی زمین قابل دیدن نیست را رویت کند.

کشف ریتم بصری و الگوها‌‌ی مرتبط در عکس‌برداری که با افزایش ارتفاع ممکن می‌شود بر زیبایی کار عکاس می افزاید.

یکی از اتفاق های خوبی که در تصویربرداری‌هوایی می‌افتد این است که خلبان راحت‌تر و بهتر می‌تواند به منظره‌ی خود عمق دهد.

 باید این نکته را در نظر داشته باشیم که لزوما با افزایش ارتفاع، عکس یا فیلم ما بهتر نخواهد شد. 

بازه ی ۳تا ۳۰متری بالای سرمان ارتفاع و نمای مناسبی می‌تواند باشد.

سعی کنید برای تصویربرداری حداقل از دو باتری استفاده کنید.

 می‌توان به این صورت عملکرد از باتری اول  برای شناخت محیط مورد نظر، ترکیب بندی ها، قاب ها و تهیه شات لیست استفاده کرد

 و باتری دوم را به عکس یا فیلم گرفتن مطابق لیست تهیه شده اختصاص داد.

 با این کار مدیریت خوبی می توان بر مصرف باتری و کیفیت کار خود داشت.

تصویر برداری هوایی ، عکاسی هوایی هلی شات:

تصویربرداری یا عکاسی هوایی را می توان تکنیک عکسبرداری از سطح زمین از نقاط مرتفع توصیف کرد.

منظور از عکاسی هوایی عکس هایی هستند که در هوا گرفته می شود

تصویر برداری یا عکاسی هوایی عبارت است از یک تصویر واقعی از طول و عرض ظاهری در سطوح زمین توسط هلی شات، پهپاد، عکس برداری هوایی می شود.

 تصویر برداری هوایی یا عکاسی هوایی به منظور عکاسی هوایی صنعتی و تبلیغاتی مورد استفاده قرار میگیرد.

با تصویر برداری هوایی می توانید عظمت و شکوه فضای کاری خود 

(کارخانه جات، پروژه های عمرانی، همایش و مجالس ها، راه سازی، شهرک های صنعتی و …) 

را توسط هلی شات (هلیشات) یا پهپاد به مخاطبین معرفی و ارائه دهید.

همچنین می توانید از تصویربرداری هوایی و فیلمبرداری هوایی برای ساخت تیزر نیز استفاده نمایید

عکس برداری هوایی:

بعد از عکاسی صنعتی و عکاسی تبلیغاتی نوبت به عکس برداری هوایی می رسد.

عکسبرداری هوایی، مهارت عکس گیری در نقاط مرتفع از سطح زمین می باشد.

عکسبرداری هوایی با استفاده از دوربین مخصوص به خود که به هواپیما متصل می باشد، 

تصویری مستند از بیرونی ترین نمای ظاهری و عوارض سطح زمین را می گیرد.

عکاسی هوایی به طور متداول در حیطه ی مدیریت منابع انسانی ، شهرسازی ، 

مدیریت منابع طبیعی ، کشاورزی، جاده سازی ، حفاظت از محیط زیست ، تحقیقات و مطالعات زمین شناسی

 و برای امور حیاتی و مهم مانند اهداف نظامی و امنیتی کاربرد فراوانی دارد. 

دوربین های عکسبرداری هوایی به طور معمول شامل ابعاد بزرگی می شوند، 

این نوع دوربین ها به طور رایج بر روی کف هواپیما نصب می شوند 

و امکان تغییر در تراز آن برای عکس برداری هوایی دلخواه وجود دارد.

تاکنون برای عکسبرداری هوایی غالبا از دوربین های آنالوگ بهره گرفته می شد 

ولی به تازگی با روی کار آمدن دوربین های عکس برداری هوایی رقومی به بازار،

 در عملیات عکس برداری هوایی به طور قابل توجهی از دوربین های رقومی هم استفاده می شود.

دوربین های عکاسی رقومی ، عکس هایی بسیار مشابه تصویر برداری ماهواره ها می گیرند، 

این امر از این جهت است که در این نوع دوربین ها از آرایه خطی بهره گرفته می شود.

 Leica ADS ۸۰ و D iM ac دو نوع از دوربین های عکسبرداری هوایی رقومی می باشند که بیشتر مورد استفاده عکاسان قرار می گیرد.

دوربین های انالوگ که پیش از رقومی و هم اکنون هم مورد استفاده هستند، 

شامل پنج قسمت عمده عدسی و بدنه ، مخزن فیلم ، سیستم کنترل ، پایه اتصال به بدنه و چشمی ناوبری می باشد.

پایه اتصال به بدنه در دوربین های عکسبرداری هوایی آنالوگ برای جلوگیری از لرزش موجود در هواپیما و انتقال آن به دوربین بسیار ضروری است.

 سیستم کنترل ، تنظیم نوردهی بالا و امکان عکس برداری متوالی را فراهم می سازد. 

ابعادی که دوربین های عکس برداری هوایی آنالوگ را شامل می شود ، حدود 23*23 سانتی متر می باشد.

عکس برداری هوایی با پهپاد:

با پیشرفت تکنولوژی، هواپیماهای بدون سرنشین سهم قابل توجهی از بازار عکس برداری هوایی را به خود اختصاص داده اند.

عکسبرداری هوایی با پهپاد این گونه است که دوربین را بر روی هواپیمای بدون سرنشین نصب می کنند

 و در موقعیت های مناسب دلخواه، عکسبرداری خود را انجام می دهند.

از تصویربرداری با پهپاد، برای ایجاد نقشه های دو بعدی و سه بعدی و عکس برداری از نمای بیرونی موقعیت مشخص شده، استفاده می شود.

عکس برداری هوایی با پهپاد در نقشه های پارسل شهری ، نقشه های توپوگرافی ،

 کاداستر و مواردی از قبیل پروژه های تولیدی و استخراج معادن کاربرد فراوانی دارد.

کاربردهای بسیار حساسی که عکسبرداری هوایی با پهپاد دارد در زمینه ی ارگان ها و سازمان هایی است 

که می خواهند مکانی را مشاهده و بررسی کنند ولی امکان فرستادن نیروی انسانی به آنجا وجود ندارد و خطرناک می باشد.

تکنولوژی UAV در این موارد بسیار پر کاربرد می باشد.

برای هماهنگی در خصوص پرواز برای عکسبرداری هوایی با پهپاد در طی مراحلی می بایست 

پارامترهای مشخصی را برای گردآوری داده ها در نظر گرفت و به انجام رساند.

اولین مرحله انتخاب ابعاد موقعیتی مشخص از مکانی می باشد 

که قصد عکسبرداری هوایی با پهپاد را از آن دارید که می بایست در نقشه مرجع وارد گردد.

منطقه مورد نظر می بایست تعیین شود که مستطیل یا پلی گون است.

 GSD یا فاصله ی نمونه برداری زمینی باید به طور واضح تعیین گردد.

 پارامتر های پروازی از قبیل سرعت پرنده ، فاصله نقاط تصویر برداری ، ارتفاع و خطوط پرواز می بایست محاسبه و مشخص گردند.

میزان همپوشانی عرضی تصاویر و طولی آن باید به طور شفافی تعیین شوند. 

مکان شروع پرواز، تعداد خطوط پرواز و زمان پرواز به طور دقیقی باید محاسبه گردند

 و در مرحله ی آخر مکان امنی برای اوج و فرود پرواز پهپاد خود در نظر بگیریم.

عکس برداری هوایی هلی شات:

عکسبرداری هوایی هلی شات به این گونه است که هلیکوپتر هایی با ابعادی کوچک که از راه دور کنترل می شود، 

دوربینی با کیفیت را با خود حمل می کند و تصاویری بی نظیر را در ارتفاع خلق می کنند.

برای تولید فیلم های صنعتی و فیلم های تبلیغاتی عموما از عکسبرداری هوایی هلی شات استفاده می گردد.

 لازم به ذکر است ابعاد پهپاد بسیار بزرگتر از ابعاد هلی شات می باشد

.عکسبرداری هوایی هلی شات برای تمامی پروژه های سازمانی شما نظیر نمای هوایی پالایشگاه،نیروگاه،

بنادر و نمای بیرونی کارخانه ها و محیط صنعتی، معادن و مواردی از این دست قابل اجرا می باشد. 

دوربین های ARRIFLEX 235 و ARRIFLEX 535 برای عکس برداری هوایی و مخصوصا فیلمبرداری هوایی انتخاب مناسبی می باشد.

 استقرار در ارتفاعی دلخواه و جهت گیری در زوایای مختلف از مزایای عکسبرداری هوایی با هلی شات می باشد. 

عکسهای هوایی پانوراما، موزاییکی و معمولی سه نوع پر کاربرد در عکاسی هوایی با هلی شات می باشند.

در عکسبرداری هوایی با هلی شات که پرنده ای بدون سرنشین است، چندین فاکتور اساسی 

می بایست در عکاسی و فیلمبرداری هوایی مورد نظر رعایت گردد؛ اول اینکه می بایست اطمینان حاصل شود

 از اینکه هیچگونه لرزشی به قاب تصویر و دوربین وارد نمی شود.

 بعد از آن نیز در حین پرواز هلی شات ، اجرای پلان و سیستم ها هیچگونه ارتعاشی پیدا نکنند. 

چرخش های موجود در عکس برداری هوایی هلی شات در محور عمودی یا طولی و یا عرضی کاملا هماهنگ با موارد تعیین شده باشد

 و اصول استانداردی تصاویر را رعایت کند.

سروو موتور چیست؟

مقدمه

سروموتور به انگلیسی: Servomotor یا موتور کنترل به انگلیسی: Control motor  نوعی از موتورهای الکتریکی است 

که با هدف بکارگیری در سیستم‌های کنترل فیدبک طراحی می‌شود.

لختی (اینرسی) در این موتورها پایین بوده و در نتیجه تغییر سرعت در این موتورها بسیار سریع است.

 معمولا قطر این موتورها کم اما درازای آنها زیاد می‌باشد

سرو موتور یک دستگاه کوچکی است که یک محور (shaft) خروجی دارد. 

این محور قادر است تا در یک موقعیت و زاویه ای خاص با ارسال سیگنال رمزی قرار گیرد.

در واقع چگونگی حرکت وموقعیت های زاویه ای این محور خروجی

 توسط دسته ای از سیگنالهای رمزی که برای سیم کنترل آن تعریف می شودکنترل می شود.

برای طول مدت زمانیکه یک سیگنال فعال بوده و یک پالس برروی خط ورودی آن قرار دارد

 این محور خروجی در موقعیت خاص زاویه ای که مختص آن سیگنال است قرار می گیرد

 و با تغییر سیگنال رمزی موقعیت زاویه ای تغییر می کند.

در عمل سرو موتورها در صنایع رباتیک وتولیدات صنعتی 

مانند موتورهای کنترل کننده هواپیماها کنترل موقعیت سطوح ( مانند آسانسورها و … ) و… کاربرد وسیعی دارند .

سرووموتور صنعتی

در کاربردهای مـدرن ، واژه سرو یا مکانیــسم سرو به یک سیستم کنـترلی فیدبک که متغیر کنترل شونده ،

 موقعیت یا مشتق موقعیت مکانیکی به عنوان سرعت و شتاب است، محدود می شود.

یک سیستم کنترلی فیدبک ، سیـستم کنـترلی است که به نگهـداشتن یک رابطه مفروض بین یک کمیت کنـترل شده 

و یک کمیـت مرجع ، با مقایسه توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می شود.

سیستم کنـترلی فیدبک الکتریکی ، عموما برای کار به انرژی الکتـریکی تکیه می کند . 

مشخصات

مشخصـات مهمی که معمولا برای چنین کنترلی مورد نیاز است ، عبارتند از :

1- پاسخ سریع

2- دقت بالا

۳-  کنترل بدون مراقبت

۴-  کارکرد از راه دور .

نیاز های چنین کنترلی عبارتست از :

۱-  وسیله آشکار سازی خطا

۲-  تقویت کننده

۳-  وسیله تصحیح خطا

هر عنـصر هدف ویژه ای در هماهنگ کردن کمیت مرجع با کمیت کنترل شده ایفا می کند .

 وسیله آشکـــارسازی خـطا هنــگامی که کمیـت تنظیم شده متفاوت از کمیت مرجع است ، خطا را آشکار می کند.

سپـس یک سیگنـال خطا به تقویت کنـنده ای که قــدرت وسیله تصـحیح خطا را فراهم می کند می فرسـتد . 

با این تـوان وسیـله تصـحیح خطا ، کمـیت کـنترل شـده را آنـچنـــان تغییر می دهد که با ورودی مرجع هماهنگ گردد .

به موتورهـایی که به سرعـت به سیگنال خطا پاسخ می دهنـد و سریعا به بار شتاب می دهنـد سرو موتور گفته می شود .

 نسبت گشتاور به اینرسی (T/J) یک جنبه بسیار مهم یک سرو مـوتور است ، زیرا موتور با این فاکتور شتاب می گیرد .

مشخصات اصلی که در هر سرو موتور دیده می شود عبارتست از :

۱-  گشتاور خروجی موتور باید متناسب با ولتاژ بکار گرفته شده آن باشد .

۲- جهت گشتاور سرو موتور باید به پلاریته لحظه ای ولتاژ کنترل بستگی داشته باشد .

سرو موتور به دو دسته کلی سرو موتورهای AC و سرو موتورهای DCتقسیم می گردد .

سرو موتورهای AC عموما به سرو موتورهای DCترجیح داده می شوند ، 

بجز برای استفاده در سیستمهای با قدرت خیلی بالا، سرو موتورهایAC به دلیل اینکه 

نسبت به سرو موتورهای DCدارای بازده بیـشتری هستنـد ترجیـح داده می شونــد .

اگــر چه تلفـات تـوان نگــرانی اصـلی در سرومکانیسمها نیستند ، یک موتور پربازده از تلفات بیش از اندازه توان جلوگیری می کند .

سرو موتورهای DC :

در بین سرو موتورهای DC مختلف ، موتورهای سـری ، موتورهای سری چــاکدار ، موتور کنترل موازی ، و موتور موازی مغناطیس دائم ( تحریک ثابت ) قرار دارند .

این واحدها توان خروجی بالایی نسبت به اندازه آنها تحویل می دهند و در مورد موتــور موازی با تحریک کنترل شده ، توان کنترلی کمی مورد نیاز است .

موتور سری دارای گشتــاور راه اندازی بالایی است و جریان زیادی می کشد و تنظیم سرعت کمی دارد . 

کارکرد معکوس می تـواند با معکـوس کــردن پلاریتـه ولتاژ میدان با سیم پیچ میدان سری ( یعنی یک سیم پیچ برای هرجهت چرخش ) به دست آید .

 مــــورد اخیـــر بازده موتور را کاهش می دهد .

موتور سری چاکدار می تواند به عنوان یک موتور تحریک مستقل با میدان کنترل شده به کار گرفته شود .

 آرمیچر باید از یک منبع جریان ثابت تغذیه شود .

یک منحنی گشتاور سرعت نوعی ، گشتاور ایستای بالا و کاهش سریع گشتاور با افزایش سرعت را نشان می دهد . 

این امر میرایی خوب و خطای سرعت بالا را نتیجه می دهد .

نوع موازی سروموتور DC از سایر موتورهای موازی برای کارکرد عمــومی متفاوت نیست . 

این موتور دو سیم پیچی مجزا – سیم پیچی میدان که روی استاتور قرار داده شده و سیم پیچی آرمیچر که روی روتور قرار داده شده است .

هر دو سیم پیچی به یک منبع تغذیه DC متصل شده اند . 

در یک موتور DC موازی معـمولی ، دو سیم پیچی به صورت موازی به تغذیه DC اصلی متصل شده اند .

 اما در یک کارکرد سرو ، سیم پیچی ها با منابع DC جداگانه ای تغذیه می شوند ،

جهـت چرخـش موتـور اگر پلاریـته میـدان معـکوس شود عکس می شود.

آرمیچر موتور با سیگنال تقویت شده خطا ومیدان از یک منبع جریان ثابت تغذیه می شوند .

میدان این موتور عموما بالاتر از زانوی مشخصه اشباع کار میکند

 ( جهت حفظ گشتاور با حساسیت کمتر نسبت به تغییرات جزیی در جریان میدان ) .

چگـالی شـار میـدان

همـچنین چگـالی شـار میـدان بالا ، حســاسیت گشتـاور موتـور را افزایـش می دهد ،

 زیـــرا برای تغییـرات کوچـک در جـریان آرمیچر، گشتاور با حاصلضرب جریان در شار متناسب است .

پاسخ دینامیکی درموتور نوع کنترل شده میدان سریعتر است ،

 زیرا مـدار آرمیچـر لزومـا یک مـدار مقاومتی است وثابـت زمانی کوتاهـتری دارد .

اگر پلاریـته سیگنـال خطا معـکوس گردد ، موتور در جهت معکوس می چرخد .

موتور مغنـاطیس دائـم یک موتور تحریک ثابت موازی است که میـــدان با یک مغناطیس دائم تغذیه می شود .

 کارکرد شبیه به موتور با مـیدان ثابت و آرمیچر کنترل شده است.

سروموتورهای AC :

سروموتورهای AC همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبی برای کاربـــردهای با توان پایین هستند 

و به همین دلیل است که موتورهای AC همیشه به موتورهای DC ترجیح داده میشوند.

 مزایای سروموتورهای AC به سروموتورهایDC شامل موارد زیر است :

۱-  روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای DC از نظر ساختاری ، محکمتر هستند.

۲- سروموتورهای AC دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.

۳- هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور DC وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.

۴-  بدلیل اینکه آرمیـچر، سیـم پیچی های عایـق دار پیچـیده ای ندارد ، 

قطر آن می توانـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد .

این امر به جلوگیری از Over Shoot در مکـانیسم سـرو کمک می کند .

یک سروموتور AC اصولا یک موتور دوفاز القایی است به جز در مورد جنبه‌های خـاص طراحی آن.

توان مکانیکی خروجی یک سروموتور AC از ۲ وات تا چند صد وات تغییر می کند .

 مــوتورهای بزرگتر از این توان بسیار کم بازده اند واگربامشـخصات گشتـاورسرعت مطلوب ساخته شده باشند 

برای استفاده در کاربردهای سرو بسیار مشکل ساز خواهند شد . 

سرو موتورهای دقیق در کامپیوترها ابزارهای سرو و شماری ازکاربردها که به دقت بالایی نیاز است بکار می روند.

کاربرد ها :

عامل حرکتی محور های دستگاه CNC :

یکی از پر کاربرد ترین قطعات در دستگاه های CNC سروموتور ها می باشند

 که AC Brushless Servo Motor ها بهترین گزینه در این گونه دستگاه ها می باشند.

در این کاربرد حرکت گشتاور تولیدی توسط شفت موتور به وسیله بال اسکرو و راک و پینیون ها به حرکت خطی دقیق و سریع تبدیل می شوند.

کنترلر دستگاه دستورات Gcode را به صورت پالسی به درایور موتور ارسال می کند 

و درایور، موتور را در دقیق ترین موقعیت خواسته شده قرار می دهد.

دقت حرکت به تعداد تقسیمات انکدر و کیفیت ساخت سروموتور و درایور آن بستگی دارد.

تغذیه دستگاه پرس :

در این کاربرد ، ورقـه های فلز به داخل دستگاه پرس تغذیه می شوند که در آنجا به وسیله یک تیغه چاقو به طول بریده می شونـد .

 ورقـه های فلزی ممکن است دارای یک آرم یا دیگر تبلیغات باشند که باید علائم با نقاط برش هماهنگ شوند . 

در این کاربــرد سرعت و موقعیت ورقه فلز باید با نقاط برش صحیـح همزمان شود .

سنـسور فیدبک می توانـد یک باشد که با یک سنسور فتوالکتـریک برای تشخیص موقعـیت فلز کوپل شود .یک تابلو اپراتوری نصب شده ،

 آنچنــان که اپراتور می تواند سیــستم را برای حفاظت از برخورد تیغه ها جلو یا عقب ببرد یا عمل بارگذاری نورد جدید را انجام دهد .

تابلو اپراتوری همچـنین می تواند برای احضـار پارامتـرهای درایو مطابق با نوع فلز ، استفاده شود . 

همچنین سیستم می تواند با یک کنترل کننده قابل برنامه ریزی یا دیگر انــواع کنترل کننده کامل شود 

و تابلو اپراتوری می تواند برای انتخاب نقاط صحیح برش برای هر نوع فـلز استفاده شود .

پر کردن بطری در خط :

در این کاربرد چنـد پر کنـنده با بطریها به صورتی که آنها در طی یک خط پیوسته حرکت کنند ، در یک خط قرار گرفته است .

هر کـدام از پرکنـنده ها باید با یک بطری هماهنگ شوند و بطری را در حال حرکت آن تعقیب کنند .

 محصول هنبامی که نازل با بطری حرکت می کند ، توزیع می شود .

در ایـن کــاربرد ۱۰ نـازل روی یـک نـوار قـرار گـرفته اند که با یک مکانیسم توپ – پیچ حرکت می کنـند . 

وقـتی موتـور شفـت را حـرکت می دهد ، نـوار به صورت افقی در طول شفت شروع به حرکت می کند.

این حرکت صاف خواهد بود آنچنانکه هر کدام از نازلها بتواند محصـول را در داخل بطزیها بدون سرریز پخش کند .

سیـستم درایو سرو از یک کنتـرل کنـنده موقـعیت با نرم افزار استفــاده می کند 

که اجازه می دهد موقعیت و سرعت همانطور که خط بـطریها را حـرکت می دهد ، دنبال شود .

 Encoder اصـلی بطریها را هنگامی که در طی خط حرکت می کنند ، تعقیب می کند .

همچــنین برای اطمینان از اینـکه اگر یک بطری گم شده یا فاصله زیادی بین بطریها ظاهر شود ،

 هیچ محصولی از نازل پخش نشود یک آشکار ساز به سیستم متصل می شود .

سیستم درایو سرو ، موقعیت بطریها را از Encoder اصلی با سیـگنال فـیدبک مـقایـسه کرده که موقعیت نوار پرکننده ها را نشان می دهد .

تقویت کننده سرو سرعت نوار را آنچنان که نازلها دقیقا با بطریها هم سرعت شوند ، افزایش یا کاهش می دهد.

تری کوپترچیست؟

مقدمه

مولتی روتور ها خانواده ی بسیار بزرگی از محصولات پروازی محسوب می شوند که دارای دسته بندی های متعددی هستند .

مولتی روتور وسایلی متشکل از موتور و سیستم پردازنده پرواز است که می تواند به کمک یک رادیوکنترل از راه دور هدایت شود .

بی شک بواسطه ی مولتی روتور ها بسیاری از علاقه مندان می توانند حس شیرین پرواز را تجربه کنند .

 رادیو کنترل کمک می کند تا بتوانید پهپاد را در آسمان تا محدوده رادیویی مجاز به پرواز در آورید .

دسته بندی معروف مولتی  روتور ها شامل سینگل کوپتر ، دوال کوپتر ، تری کوپتر ، کوادکوپتر ، هگزا کوپتر ، اوکتاکوپتر و … است .

قبل از اینکه به توضیح کامل تری کوپتر و نحوه ی عملکرد آن بپردازیم میخواهیم دو گروه بندی 

قبل از تری کوپتر را که از اهمیت کمی برخوردارند تشریح کنیم و سپس به معرفی تری کوپتر بپردازیم

سینگل کوپتر ها

اولین گروه از دسته بندی بزرگ مولتی روتور ها سینگل کوپتر ها می باشند .

سینگل کوپتر ها از جایگاه بسیار ضعیفی برخوردارند و به دلیل ضعف در عملکرد و کارایی در میان مردم محبوب نیستند .

سینگل کوپتر و یا همان تک موتوره ها بسیار به هلیکوپتر ها شباهت دارند

 با این تفاوت که در این نوع از کوپتر از ۱ موتور جهت ایجاد نیروی لیفت و پرواز استفاده شده است .

 البته سینگل کوپتر ها را اصولا نباید جزو مولتی روتور ها حساب کنیم 

چون لفظ مولتی روتور به معنای تعداد دو یا بیشتر از دو موتور است 

ولی برای کامل شدن مجموعه مولتی روتورها در بعضی موارد آن را جزو این گروه حساب می کنند .

در واقع در تقسیم بندی معروف مولتی روتور ها سینگل کوپتر ها در جایگاه اول قرار می گیرند .

 کنترل سینگل کوپتر با استفاده از تیغه های کناری است

 که توسط سروو موتور جهت حرکت تیغه های آن تغییر کرده و سبب پرواز به طرفین می گردد .

متاسفانه سینگل کوپترها کمتر مورد توجه قرار گرفته اند ، 

زیرا این پرنده ها عملا در صنعت کاربرد چندانی نخواهند داشت ،

 و در حال حاضر نمونه های آزمایشگاهی آن تولید و ساخته می شود ، 

ولی با توجه به آینده بسیار روشن مولتی روتورها بعید نیست 

که شاهد پیشرفت سینگل کوپترها در آینده ای نه چندان دور باشیم. 

بی شک در آینده ای نه چندان دور اهمیت آن ها بر همگان محرز و استفاده از آن ها بیشتر خواهد شد .

دوال کوپتر

دوال به معنای دو می باشد و منظور از دوال کوپتر یعنی در طراحی و ساخت این مدل از دو موتور استفاده شده است .

 لازم بذکر است این پرنده را بی کوپتر نیز می نامند .

این پرنده دارای دو موتور می باشد که به شکل های مختلف و با استفاده از سرووها حرکات مختلف آنها به اجرا در می آید ، 

و جهات حرکتی به سمت جلو و عقب و راست و چپ توسط پیشرانش موتورها و با کمک تیغه های حرکتی 

که از طریق سروو جا به جا می شوند به حرکت مجموعه کمک می نمایند .

این گروه اولین ویژگی مولتی روتور ها یعنی مجهز بودن به دو موتور را دارا می باشد 

اما متاسفانه از این دسته نیز استفاده چندانی نمی شود و در میان مردم بسیار محبوب نیست و جایگاهی ندارد .

البته شاید در آینده ای نه چندان دور نیز بتوان از آن ها برای مصارف متعدد و مهمی بهره برد . 

دوال کوپتر ها دارای جایگاه دوم در تقسیم بندی مولتی روتور ها هستند.

تری کوپتر

موضوع اصلی این مقاله تری کوپتر ها می باشد .

 تری کوپتر ها در خانواده بزرگ مولتی روتور ها در جایگاه سوم قرار می گیرند و از سه موتور مجزا تشکیل شده اند .

تری نیز به معنی سه می باشد . از تری کوپتر ها بیشتر برای پرواز های ریس و سرعتی استفاده می شود

 و به دلیل وجود ۳ موتور چندان قابل اعتماد نیستند و استیبل نمی پرند .

 در واقع اگر طراحی یک تری کوپتر را همانند یک دایره ۳۶۰ درجه فرض کنید هر موتور با زاویه ۱۲۰ درجه نسبت به یکدیگر نصب شده است .

البته از تری کوپتر ها می توان برای مصارف متعددی استفاده کرد اما متاسفانه این گروه جایگاه ویژه ای در میان علاقه مندان و طرفداران باز نکرده است .

این روز ها به دلیل وجود کوادکوپتر ها و پرواز بسیار استیبل و دقیق و کاربری ساده و آسان آن ها تری کوپتر ها چندان به چشم نمی آیند .

برند های تولید کننده کوادکوپتر های تفریحی سرگرمی مدتی پیش بر طراحی و تولید تری کوپتر ها نیز تمرکز کردند که متاسفانه با شکست مواجه شدند .

به عنوان مثال کمپانی بنام چرسون تری کوپتر دوربین دار cx-33 را به صورت پکیج کامل همراه با مانیتور روانه بازار کرد

این مدل پروازی دارای ظاهری بسیار زیبا و جذاب بود اما با تمامی مدل هایی که کاربران تا آن روز با آن مواجه شده بودند فرق می کرد .

 از این روی با استقبال خوبی مواجه نگشت و کاربر علاقه مند نتوانست به آن اعتماد کند .

 حتی جالب است که بدانید این مدل در سر هر بازو از دو ملخ یعنی مجموعا شش ملخ بهره برده بود 

و همین قضیه کمک می کرد تا پرنده بسیار پرقدرت پرواز کند .

قابلیت

دوربین موجود بر روی آن با قابلیت FPV می توانست عکس و فیلم بگیرد . 

همچنین قابلیت حفظ ارتفاع خودکار و اتوتیکاف و لندینگ نیز بر روی این مدل تعبیه شده بود 

اما متاسفانه نظر کاربر را به سمت خود جلب نکرد .

بر روی رادیوکنترل نیز مانیتوری تعبیه گشته بود 

که اپراتور می توانست تصاویر را به صورت لحظه ای بر روی آن مشاهده کنید .

 اما چرسون در ساخت کوادکوپتر با موفقیت های بزرگی روبه رو گشت .

کمپانی های مشابهی در زمینه طراحی و تولید تری کوپتر با شکست مواجه شدند .

 علت این امر بسیار مشخص بود . کوادکوپتر ها به سرعت و به خوبی در میان مردم و علاقه مندان جا افتادند 

و کاربران لذت پرواز استیبل را با آن تجربه کرده بودند . 

تکیه و اعتماد بر دستگاهی که دارای شکل ظاهری متفاوتی با کوادکوپتر ها بود برای کاربران غیرقابل هضم بود

آموزش ساخت کوادکوپتر

کواد کوپتر یا ربات پرنده:

بحث ربات های پرنده چند سالی است که به شدت مورد علاقه ی بسیاری از علاقه مندان به رباتیک و هوافضا قرار گرفته است. 

شاید دلیل این امر جذاب بودن ساختار و همچنین مأموریت های خاصی است که فقط از عهده ربات های پرنده بر می آید.

هر ربات از ۳ بخش اصلی تقسیم میشود:

بخش اول:این بخش شامل شاسی اصلی و بازو ها میشود.

شاسی اصلی

شاسی اصلی که در مرکز کواد قرار دارد قطعات الکتریکی و کنترلی رو در خود جای میدهد

 و همچنین بازو های کواد به شاسی اصلی متصل میشوند جنس شاسی اصلی هم میتواند از جنس پلکسی گلس باشد

 و هم میتواند از جنس ورق الومینیوم ۱.۵ تا ۲میل که از مقاومت خوبی بر خوردار است.

 این قسمت ممکن است از جنس ورق های فیبرکربن الومینیومی نیز ساخته شود

 به نسبت وزن کم عموما شاسی این قسمت را به صورت صفحه ای میسازند 

همونطور هم که میدانید شاسی صفحه ای متداول ترین نوع شاسی در رباتیک است 

ابعاد این قسمت بستگی به عواملی همچون ابعاد مدارات الکتریکی و…دارد.

بازو ها:

بازو ها نیز میتوانند اولا از جنس های مختلفی باشند یک گزینه خوب استفاده از پروفیل های الومینیومی است 

که در مقطع های مربع و دایره و..موجود است

 پیشنهاد ما مقطع مربع است زیرا میتوان پایه نگه دارنده موتور را با چند عدد پیچ به راحتی به آن متصل کرد 

و همچنین از طرفی میتوان این سطح مقطع را در بین دو قسمت بالایی و پایینی شاسی قرار داد 

و با چند پیچ و مهره سفت کرد که علاوه بر دقیق شدن کار باعث میشود 

دو قسمت بالایی و پایینی شاسی با همین کار به هم متصل گردند.

طول بازو های رباط بستگی به قطر ملخ ها دارد اما به طور معمول حدود ۳۰ سانت است

 هر چه طول بازوها افزایش پیدا کند پایداری کواد بیشتر میشود و اگر هم از حدی کمتر باشد 

در پرواز خلل ایجاد میکند دلیل این امر هم تاثیر جریان هوای رو به پایین توسط ملخ هر یک از موتور ها بر موتور های بازوهای مجاور است

پس به همین دلیل بازو ها نباید زیاد کوتاه باشند جنس بازو هم میتواند از فایبر کربن نیز باشد

شاسی

 البته مقطع استوانه ای دارند و برای اتصال به شاسی نیاز به یک نگه دارنده دارند 

همانند آن چیزی که تیل بوم هلی را به بدنه وصل میکند خلاصه این مقطع دردسر های زیادی دارد و پیشنهاد نمیکنیم.

هر چقدر بتوانیم وزن شاسی را کاهش بدهیم بهتر است 

زیرا با کاهش وزن شاسی میتوانید از موتور های ضعیف تری استفاده کنید 

بالطبع به اسپید هایی با آمپراژ پایین تر نیاز خواهید داشت 

و از طرفی به باطری ای با تعداد سل کمتر و آمپر پایین تر نیاز خواهید داشت 

و در کل همه اینها هم باعث کاهش وزن قابل ملاحظه ای میشود و همچنین هزینه ها نیز کاهش میابد.

به این چرخه ، چرخه ی کاهش وزن در زمینه رباتیک میگویند.

برای محافظت از قسمت الکترونیک میتوانید این قسمت را در محفظه های پلاستیکی موجود در بازار قرار دهید

 و یا یک گزینه خوب برای محافظت از صدمه دیدن برد الکترونیک استفاده

 از محفظه های دوربین های مدار بسته کوچک است که شبیه نیم کره است.

نکته

نکته ی دیگر که بسیار مهم است این است که اولا هر بازو با بازوی مجاور خود زاویه ۹۰ درجه داشته باشد 

و دوم این که به هیچ وجه بازویی انحراف رو به بالا نسبت به بازو های دیگر نداشته باشد 

به طوری که وقتی شاسی را بر روی میز قرار میدهید اولا فاصله همه بازو ها تا سطح میز برابر باشد

و دوما همه بازو ها دقیقا طولی مشابه داشته باشند.

برای بالانس کردن شاسی پس از نسب بازوها به شاسی, به یک نقطه که دقیقا وسط شاسی قرار دارد نخی متصل کرده 

و از سقف شاسی را آویزان کرده و بالانس را انجام دهید قبل از نصب بازو ها آنها را تک تک وزن کنید 

باید همگی هم وزن باشند تا به بالانس بودن کمک کنند.

خوب به سراغ بخش دوم که قسمت الکترونیک است میرویم.

این بخش از چندین سنسور تشکیل شده است که به شرح زیر است:

۱-سنسور جایرو برای اندازه گیری شتاب خطی

۲-سنسور قطب نمای دیجیتال

۳-سنسور GPS

۴-فرستنده و گیرنده

۵-سنسور شتاب سنج برای اندازه گیری شتاب زاویه ای

۶-فاصله سنج در برخی موارد

و………

سنسور جایرو:

جایرو دستگاه کوچکی است که معمولآ شامل دو قسمت حس کننده (Sensor) و پردازشگر (Processor) بوده 

و رفتار ارتعاشی و ناخاسته دم را بر اثر عوامل مختلف نظیر باد جانبی ,

بد کار کردن موتور و متعاقبآ افزایش و کاهش گشتاور ملخ اصلی خنثی می سازد.

جایرو بر سر راه گیرنده و سرووی رادار قرار گرفته و فرمان ارسالی به رادار را تصحیحح می کند. 

در واقع جایرو برای کنترل رادار همانند کمک خلبانی است 

که از خود خلبان بهتر عمل می کند جایرو در کواد نیز مانند یک خلبان عمل کرده و به تصحیح فرامین کمک میکند.

انواع جایرو

 جایروها از لحاظ مکانیزم داخلی به دو نوع جایروی مکانیکی (Mechanical Gyro) 

و پیزو جایرو (Piezo Gyro) و از نظر عملکرد به دو نوع Heading Hold و Non Heading Hold (یا Rate Gyro)تقسیم می شوند.

در قلب حسگر یک جایروی مکانیکی یک وزنه کوچک در حال چرخش وجود دارد که از یک موتور الکتریکی کوچک نیرو می گیرد.

 چرخش وزنه خاصیت ژیروسکوپیک ایجاد کرده و هر حرکت در راستای محور عرض یا به عبارتی هر چرخش

 یا ارتعاشی حول محور عموودی,توسط وزنه چرخان احساس می شود.

به این صورت که به دلیل خاصیت ژیرسکوپی به سمت عمود بر راستای نیرو منحرف شد

 و این انحرف بسیار محدود سیگنالی را برای واحد پردازشگر و نهایتآ سروو ارسال می کنند تا حرکت ناخواسته را خنثی کند.

 این جایروها که نظر عملکرد از نوع Non HeadingHold یا Rate Gyro می باشند

 توسط یک کمپانی آلمانی به نام KAVAN Corporation در سال ۱۹۷۸ به بازار عرضه شد.

نوع جدیتر,دقیق تر و گرانتر جایروها,Piezo Electric یا Piezo Gyro می باشند .

 نمونه دست ساز این جایروها از سال ۱۹۸۸ توسط چند مدلر مستقل مورد استفاده قرار گرفت 

و اولین بار توسط شرکت فوتابا (Futaba) به تولید انبوه رسید .

پیزو جایروها عملکرد بسیار بهتری نسبت به جایروهای مکانیکی دارند .

 به دلیل اینکه این جایروها هیچ قطعه متحرکی ندارند,بسیار کم مصرف تر بوده و می توانند در ابعاد کوچک تری ساخته شوند.

در حسگر این جایرو ها از صفحه پیزو الکتریک (Piez crystal) استفاده شده که با کمترین خشمی اختلاف ولتار ایجاد می کنند.

در واقع Piezo crystal از دو صفحه چسبیده به هم تشکیل شده 

که با خم شدن آن یک صفحه تحت کشش صفحه دیگر تحت فشار قرار می گیرد و اختلاف ولتار ایجاد می کند

وقتی حسگر جایرو در مکان مناسب نسب می شود کوچک ترین حرکت دم به سمت چپ شدن صفحه پیزوالکتریک شده 

و در فرمان خنثی کننده به سمت سرووی رادر ارسال می شود.

تنها عیب این جایروها این است که صفحه پیزوالکتریک آنها نسبت به دما حساس بوده 

و تغییرات خاصیت می دهند که البته این مربوط به پیزو جایروهای اولیه بوده

 و در جایروهای جدید تا حد قابل قبولی مرتفع شده است

جایرو در کواد به ما کمک میکند با محاسبه شتاب خطی در یک جهت عکس العملی مطابق آن کواد روتور انجام میدهد.

سنسور قطب نمای دیجیتال:

قطب نما نیازی به توضیح ندارد  زیرا همه با آن آشنا هستند ولی کاربردش توی کواد چه چیزی است ؟

قطب نما با استفاده از جهت های قطبی تشخیص میدهد که کواد به کدوم سمت میرود و با چه زاویه ای .

مثلا اگر ما کواد رو با سمت شمال هدایت کنیم در صورت این که کواد منحرف بشه 

یا به یک طرف دور بخواد بزنه قطب نما با تصحیح انحراف باعث میشه که کواد در مسیر باقی بمونه 

به عبارتی قطب نما نقش محور Z مختصاتی رو بازی میکند و در این محور کواد رو کنترل میکند.

سنسور GPS

این سنسور برای تعیین موقعیت جغرافیایی ازش استفاده میشود

 و به ما در کنترل و رفتن به یک نقطه خاص کمک میکند وجود  GPS باعث کامل تر شدن کوادکوپتر ما میشود.

فرستنده و گیرنده:

این قسمت برای کنترل کواد به کار میرود و در اصل فرامین رو از اپراتور به کواد منتقل میکند و حداقل باید ۴ کانال برای کنترل کواد کوپتر باشد.

سنسور شتاب سنج برای اندازه گیری شتاب زاویه ای:

این سنسور به ما مقادیر شتاب زاویه ای رو میدهد و با پردازش اونها میتونیم جهت حرکت زاویه کواد سرعت کواد و……..را محاسبه کنیم

از فاصله سنج برای فهمیدن ارتفاعی که کواد در آن قرار دارد استفاده میکنیم از GPS هم به این منظور استفاده میشود.

 یک سنسور خوب که در ایران موجود است IMU 9 است که شامل جایرو سه محور زاویه سنج سه محور 

و قطب نمای سه محور میباشد که توسط شرکت هوشمند افزار وارد شده است.

 موتور:

عموما در کوادروتور ها از موتور های براشلس استفاده میشود اما اگر نخواهید با کواد بار بلند کنید میتوانید

 از موتور های براش به همراه یک گیربکس مناسب استفاده کنید موتور های براشلسی که در کواد استفاده میشوند 

باید RPM بالایی داشته باشند و سایز ملخ مورد استفاده بسته به موتور است در ضمن توجه داشته باشید 

که دو عدد از ملخ ها باید ساعتگرد ( راست گرد ) و دو عدد دیگر پاد ساعت گرد ( چپ گرد ) باشند.

اسپید کنترل:

وسیله ای است که دور موتور را تنظیم و به وسیله ی استیک تراتل ( throtle ) در رادیو کنترل میتوان کم یا زیاد کرد 

عموما اسپید مورد استفاده ۳۰ آمپر است هر چه اسپید باکیفیت تر باشد کنترل RPM بهتر صورت میگیرد

 در صورتی که فاصله اسپید از باطری زیاد باشه باید یه خازن با همون مقداری که خازن اسپید ظرفیت دارد 

به آن موازی شود موضوع آخرم باطری هست 

که عموما بسته به مشخصات اسپید و موتور سه سل ۲۵۰۰ یا ۳۶۰۰ میلی آمپر ۳۰C و یا ۴۵Cانتخاب میشود.

 عزیزانی که اقدام به ساخت یا مونتاژ مولتی رتور میکنن نحوه اتصال سخت افزاری

 و سیم کشی بین آنها موضوعی است که ذهن هر آماتور رو مشغول میکند.

ایرفریم AirFrame

به بدنه ی ربات پرنده ایرفریم گفته می شود که نمونه ی آن را می توانید در تصویر زیر ببینید . 

ایرفریم ها باید چند ویژگی مهم داشته باشند که در ادامه به تعدادی از آنها اشاره می کنیم :

1. تا حد ممکن سبک باشد .
2. در کنار سبک بودن باید مقاومت بالایی داشته باشد .
3. فریم مورد استفاده توانایی تحمل وزن کلی ربات را داشته باشد .
4. دقت ساخت بالایی داشته باشد ( برای داشتن تعادل بیشتر در پرواز(

موتور براشلس  :

بعد از انتخاب فریم نوبت به خرید موتور برای ربات پرنده می رسد .

 موتور ها پیشرانه ی ربات پرنده به حساب می آیند که باید در خرید آنها نهایت دقت و توجه را داشت 

زیرا در صورت خرید موتور اشتباه یا غیر مناسب ، ربات مورد نظر شما بازدهی مدنظر شما را نخواهد داشت .

اسپید کنترل : 

اسپید کنترل وسیله ای می باشد که وظیفه دارد سرعت موتورهای براشلس نصب شده بر روی کوادکوپتر یا ربات پرنده را کنترل کند . 

در خرید این اسپید کنترل باید توجه شود که با موتور و اسپید کنترل خریداری شده سازگاری داشته باشد

باطری لیتیوم پلیمر :

یکی از مهمترین قطعات و در عین حال گران ترین قطعه در ساخت ربات پرنده خرید باطری لیتیوم پلیمر می باشد .

دلیل استفاده از باطری های لیتیوم پلیمر قابلیت دشارژ بالای آن می باشد که باعث شده است 

که در تمامی ربات های پرنده از این نوع باتری استفاده شود .

شاید بتوان گفت مهمترین پارامتر تاثیرگذار در مدت زمان پرواز همین باتری می باشد 

که با افزایش ظرفیت باطری تایم پرواز نیز افزایش می یابد ولی توجه نمایید

 که با افزایش ظرفیت باطری وزن ربات پرنده افزایش یافته و در نتیجه باعث افزایش مصرف باتری می شود 

که باید برای حل این مشکل باید باطری مناسبی برای ربات پرنده خود انتخاب کنیم

 که بتوانیم با کمترین هزینه بیشترین تایم پروازی را داشته باشیم .

شارژر باتری لیتیوم پلیمر :

برای شارژ باتری های لیتیوم پلیمر از شارژر های مخصوصی استفاده می شود 

که با توجه به دقت بالا و روش شارژی که برای شارژ کردن باتری لیتیوم پلیمر استفاده می کنند 

باعث افزایش عمر مفید باتری های لیتیوم پلیمر می شود .

هشدار دهنده ولتاژ باتری :

در استفاده از باتری های لیتیوم پلیمر باید توجه شود که ولتاژ هر سل باتری از یک مقدار معین کاهش پیدا نکند 

به عنوان مثال در صورتی که ولتاژ هر سل باتری لیتیوم پلیمر به کمتر از ۲٫۸ ولت برسد

 دیگر قابل شارژ نبوده و باعث خرابی باتری خواهد شد که برای حل این مشکل از هشدار دهنده ولتاژ باطری استفاده می شود 

و در صورتی که ولتاژ هر سل باتری از مقدار معین کاهش پیدا کند 

این هشدار دهنده شروع به بوق زدن های پی در پی می نماید 

همچنین این هشدار دهنده قابلیت نمایش ولتاژ تک تک سل ها باتری و همچنین ولتاژ کلی باطری را دارا می باشد .

فلایت کنترل :

فلایت کنترل واحد مرکزی کنترل ربات پرنده می باشد که وظیفه حفظ ربات پرنده 

و همچنین هدایت ربات پرنده به سمت های مختلف و … را به عهده دارد .

میزان تعادل ربات پرنده تا حد بسیار زیادی به نوع این فلایت کنترل و سنسور های استفاده شده در آن بستگی دارد . 

که قابلیت ها و امکانات یک ربات پرنده بیشتر به همین فلایت کنترل وابسته می باشد .

به عنوان مثال قابلیت فرود خودکار , بازگشت اتوماتیک به خانه ، خلبان خودکار و … همگی در داخل این فلایت کنترل نهفته اند .

در بازار فلایت کنترل های زیادی موجود می باشند که نمونه آنها را در زیر معرفی می کنیم :

۱– فلایت کنترل مولتی وی MultiWii – قیمت پایین ، تعادل به نسبت پایین ، امکانات کم.

۲- فلایت کنترل آردوپایلوت یا APM – قیمت متوسط ، تعادل بالا ، امکانات زیاد .

۳- فلایت کنترل نازا Naza – قیمت خیلی بالا ، تعادل عالی , امکانات زیاد .

توجه کنید که بهترین گزینه با توجه به نوع قیمت فلایت کنترل ها اولین گزینه فلایت کنترل NAZA 

و سپس فلایت کنترل APM می باشد که می توان گفت این دو فلایت کنترل تمامی انتظارات شما را برآورد خواهند کرد .

در صورتی که نیاز به یک فلایت کنترل با پایداری و کیفیت بسیار بالا نیاز دارید توصیه ما به شما فلایت کنترل نازا NAZA می باشد.

و در صورتی هم که نمی خواهید هزینه زیاد برای فلایت کنترل نازا کنید 

گزینه مناسب بعدی فلایت کنترل APM می باشد که از نظر امکانات تقریبا مثل فلایت کنترل NAZA می باشد

 با این تفاوت که پایداری این فلایت کنترل کمتر از فلایت کنترل نازا می باشد ولی در عوض قیمت فلایت کنترل APM کمتر می باشد .

رادیو کنترل :

وسیله بعدی که به آن می رسیم رادیو کنترل می باشد برای اینکه ما بتوانیم ربات پرنده ی خورد را در فاصله ای دور هدایت کنیم 

باید از وسیله ای به نام رادیو کنترل استفاده کنیم که بتوانیم ربات پرنده خود را از زمین کنترل نماییم .

در خرید رادیو کنترل باید به نکاتی که در زیر اشاره می کنیم توجه داشته باشید :

۱- تعداد کانال ها

۲- برد رادیو کنترل

۳- کیفیت رادیو کنترل

۴- امنیت رادیو کنترل

.

شاید بتوان گفت یکی از پرهزینه ترین قطعات ساخت ربات پرنده همین رادیو کنترل می باشد 

که می تواند قیمتی از چند صد هزار تومان تا چند ملیون داشته باشد .

در صورت نیاز برای کاهش این هزینه می توانید این رادیو کنترل رو خودتون بسازین و با قیمت یک رادیو کاملا معمولی 

که در حدود ۳۰۰-۳۵۰ هزار تومان را دارا می باشد ، یک رادیو کنترل کاملا حرفه ای با امکانات بسیار بالا برای خودتان بسازید .

فرستنده و گیرنده ی تصویر (اختیاری):

در صورت نیاز به مشاهده ی زنده ی تصاویر از ربات پرنده شما نیاز به وسیله ای به نام فرستنده و گیرنده تصویر ۵٫۸ گیگاهرتزی دارید

 که می توانید این فرستنده و گیرنده را به صورت آماده از بازار خریداری نمایید 

و یا می توانید این وسیله را هم همانند رادیو کنترل با هزینه ای بسیار کم و امکانات بیشتر به صورت دست ساز بسازید .

دوربین اسپورت (اختیاری):

برای ضبط تصاویر پرواز نیاز به دوربین با کیفیت دارید 

که می توانید از دوربین های اسپورت که اندازه کوچک و وزن پایین در حدود ۶۰ گرم دارند استفاده نمایید .

 که نمونه ای از این دوربین را می توانید در زیر مشاهده کنید .

گیمبال یا پایدار ساز پرواز (اختیاری ):

گیمبال وسیله ای می باشد که دوربین بر روی آن نصب می شود 

و لرزش های به وجود آمده از ربات پرنده را با روش های معینی دفع می کند 

که باعث می شود فیلم پرواز پایداری بالایی داشته باشد و تمامی لرزش های ناخواسته نیز حذف گردد .

تاریخچه کوادکوپتر ها

مقدمه

کوادکوپتر یا کوادروتور ماشین پرنده‌ای است که نیروی پیشران آن به وسیله چهار ملخ (یا روتور) تأمین می‌شود، 

به نحوی که دو موتور جهت حرکت عقربه‌های ساعت و دو موتور دیگر در خلاف جهت آن می‌چرخند.

 اگرچه ممکن است در نگاه اولیه این پرنده‌های جذاب، وسایلی جدید و نو به نظر برسند اما بد نیست بدانید

 اولین تلاش‌ها برای ساخت کوادکوپتر به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد و کوادکوپترها تاریخچه‌ای بیش از صد سال دارند!

اولین مولتی‌روتور چهارملخه توسط شرکت فرانسوی هوانوردی بروژ توسط پروفسور شارل ریشت

 (Bréguet-Richet Gyroplane) در سال 1907 طراحی و ساخته شد که البته تجربه چندان موفقی نبود.

ساخت کوادکوپتر در راستای تلاش برای پرواز و از زمین کندن به صورت عمودی بود.

اولین کوادکوپتری که موفق به پرواز شد

اولین کوادکوپتر موفق در سال 1920 توسط اتین اومیشن (Etienne Oehmichen) ساخته شد 

که در حالیکه یک مولتی‌روتور چهارملخه بود، هشت ملخ دیگر برای حرکت و حفظ تعادل داشت.

 از این هشت ملخ، دو ملخ وظیفه‌ی حرکت به سمت جلو را داشتند، 

یک ملخ برای تغییر جهت استفاده می‌شد و پنج ملخ دیگر، ماشین پرنده را متعادل نگه می‌داشتند.

 تمامی این ملخ‌ها برای چرخش از یک موتور دوار 120 اسب‌بخاری نیرو می‌گرفتند.

 این کوادکوپتر برای اولین بار رکورد پرواز با برخاستن عمودی به میزان 360 متر طول مستقیم 

با حرکت در یک مدار بسته به طول یک کیلومتر را از خود به جا گذاشت.

 این پرواز موفقیت‌آمیز در تاریخ چهاردهم آوریل 1924 انجام شد 

و مدت هفت دقیقه و چهل ثانیه به طول انجامید و نهایتاً برای اومیشن جایزه‌ای نود هزار فرانکی را به ارمغان آورد.

از آنجایی که کوادکوپتر اصلی تعداد کمتری روتور (ملخ) داشت، 

اومیشن یک بالن هیدروژنی برای جدا شدن بهتر از زمین به ماشین پرنده اضافه نمود.

استقبال نیروی هوایی ایالات متحده از کوادکوپترها

همچنین یک طراحی مشابه توسط دکتر جورج د بوتزات (george de Bothezat)

 و ایوان جروم (Ivan Jerome) در سال 1922 در همکاری با نیروی هوایی ایالات متحده صورت پذیرفت.

البته این تلاش تجربه موفقی به اندازه کوادکوپتر اومیشن نبود و بالاترین ارتفاعی که پرواز کرد پنج متر بود.

 از این گذشته، این کوادکوپتر به لحاظ مکانیکی پیچیده و بسیار سنگین و سخت-کنترل بود.

البته آن‌ها تلاشی برای درنظر گرفتن حرکت جانبی نکردند زیرا این می‌توانست معلق نگه داشتن کوادکوپتر را بسیار دشوار کند.

وزن 1678 کیلوگرمی آن یکی از مشکلاتی بود که موتور کوچک 170 اسب بخاری

 آن به سادگی نمی‌توانست در حالیکه متعادل باقی بماند، آنرا از زمین بلند کند.

 البته بعدها آن را با یک موتور 220 اسب بخاری جایگزین کردند که می‌توانست بهتر از زمین بلند شود.

بازطراحی کوادکوپترها توسط شرکت Convertawings

طراحی جدیدتری سال‌ها بعد توسط شرکتی به نام کانورتاویینگز (Convertawings) انجام شد

 که اولین کوادکوپتر با تنها چهار ملخ بود. تمامی نمونه‌های پیشین، ملخ‌های دیگری برای حرکت‌های جانبی داشتند.

این طراحی تا زمان خود موفق‌ترین نمونه محسوب می‌شد که قابلیت مانور خوبی هم در حین پرواز داشت. 

این کوادکوپتر که در سال 1956 ساخته شد، می‌توانست به سرعت 80 مایل در ساعت برسد در حالیکه دو نفر را نیز حمل کند.

این کوآدکوپتر دو موتور سری C90 برای چرخش روتورها داشت. 

هرچند این کوادکوپتر عملکرد مطلوبی داشت 

اما به دلیل عدم ثبت هیچ سفارشی از سوی ارتش، پروژه‌ی آن دچار شکست و توقف شد.

کوادکوپتری که الهام بخش کوادکوپترهای امروزی شد

ارتش ایالات متحده یکبار دیگر در سال 1958 تلاش کرد تا با همکاری شرکت کرتسیس-رایت یک کوادکوپتر بسازد.

 این کوادکوپتر قرار بود تا به عنوان یک “جیپ پرنده” در خدمت ارتش باشد.

در طول سالیان متمادی ارتش آمریکا همیشه به شدت علاقمند به ساخت ماشین پرنده‌ای بوده است 

که امکان پرواز و فرود عمودی داشته باشد که اصطلاحاً آنرا VTOL می‌نامیدند.

این تلاش اخیر هرچند نسبتاً موفق محسوب می‌شود اما هنوز نمی‌توانست نیازهای ارتش را به طور کامل برآورده سازد 

و لذا پیش از آنکه در عمل مورد استفاده قرار گیرد بازنشسته شد.

این ماشین پرنده چهار ملخ داشت که مانند نمونه‌های امروزی، با تغییر سرعت آنها کنترل می‌شد

عمومی شدن تحقیقات و ساخت کوادکوپترها

پس از تجربیات اولیه در خصوص ساخت کوادکوپترها، برای سال‌های زیادی به دلیل گسترش استفاده از هلی‌کوپترهای تک

 و دو ملخه تلاش‌ها برای تجربیات جدید کنار گذاشته شد تا اینکه در دهه‌های اخیر به دلیل ساخت 

و گسترش موتورهای الکتریکی پربازده مجدداً کوادکوپتر در مرکز توجه‌ها قرار گرفت.

هرچند تلاش‌های اولیه معطوف به کوادکوپترهای نفربر یا مناسب برای حمل بارهای نستباً سنگین بود 

اما تلاشهای اخیر ضمن بهره بردن از پیشرفت‌های فن‌آورانه مانند باطری‌های با طول عمر بالا، 

تمرکزش بر کوادکوپترهای بدون سرنشین و با قدرت مانور بالا بوده است.

گسترش کاربرد کوادکوپترها و تبدیل شدن آن‌ها به جزیی از زندگی مدرن

در سال‌های اخیر پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای در ساخت کوادکوپترها رخ داده است 

که دلیل اصلی آن استفاده از مواد سبک و بهره بردن از تجهیزات الکترونیکی بوده است.

در ساخته‌های جدید به مدد استفاده از فن‌آوری‌های مختلف، نواقص موجود در کوادکوپترهای اولیه

 مانند تعادل نامناسب، کنترل سخت و بازدهی پایین برطرف شده است.

پیشرفت در ساخت موتورهای الکتریکی که برق کمتری مصرف می‌کنند نیز باعث شده تا طول پرواز کوداکوپترها به میزان قابل توجهی افزایش یابد.

امروزه دیگر استفاده از این نوع از ماشین‌های پرنده دیگر محدود به مقاصد نظامی نمی‌شود و از جابجایی کالا تا برای سرگرمی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 همچنین بسته به کاربرد مورد نظر، امروزه کوادکوپترها در سایزهای مختلفی ساخته می‌شوند و از انواع فن‌آوری‌های کامپیوتری بهره می‌برند.