ساخت کوادکوپتر فوق العاده با استفاده از فلایت کنترل

در این مجموعه مقالات که با عنوان ، آموزش ساخت کوادکوپتر از ابتدا تا رسیدن به زمان پرواز را برای شما عزیزان قرار می دهیم .

آموزش ساخت کوادکوپتر با استفاده از فلایت کنترل پیکس هاوک ( Pixhawk )

قبل از شروع باید به مقالات لینک شده در زیر مراجعه کنید تا اطلاعات کافی و لازم را درباره ی کوادکوپتر ها 

و به صورت کلی مولتی روتور ها داشته باشید :

    فریم

    موتور براشلس

    ملخ

    اسپید کنترل

    فلایت کنترل

به جهت استفاده از فلایت کنترلر پیکس هاوک در ساخت این کوادکوپتر پیشنهاد می شود

 که مقاله ی بررسی فلایت کنترلر های پیکس هاوک قسمت یک و قسمت دو را مطالعه کنید .

  باتری لیپو

  برد توضیع برق

 سیم سیلیکون

  رادیو کنترل

اگر قصد ساخت یک کوادکوپتر FPV را دارید به لیست قطعات بالا باید یک دوربین FPV ، 

یک ارسال تصویر ، یک دریافت کننده مانند مانیتور یا عینک FPV را باید تهیه کنید 

( بهتر است که به هنگام استفاده از سیستم های FPV از OSD هم برای نمایش اطلاعات پرواز استفاده شود )

جایگاه موتور ها روی فریم

ابتدا موتور ها را روی بدنه ی کوادکوپتر خود سوار کنید سپس موتور ها را به اسپید کنترل ها متصل کنید .

هشدار

 مراقب باشید که به هنگام بستن موتور ها روی فریم ، پیچ به سیم پیچ موتور های شما نرسد و باعث آسیب دیدگی سیم پیچ موتور ها نشود .

 برای جلوگیری از این اتفاق باید پیچ مناسب را پیدا ویا از واشر استفاده کنید .

برقراری اتصالات موتور و اسپید کنترلر

سه سیم موتور را به سه پد لحیم کاری روی اسپید کنترل متصل کنید 

ویا با گلد کانکتور های قرار داده شده در سر سیم های اسپید کنترل و موتور آن ها را به هم متصل کنید ( مانند تصویر زیر ).

سپس توسط یک سروو تستر و یک باتری جهت چرخش موتور ها را بررسی کنید

توجه

قبل از تست کردن جهت چرخش موتور های براشلس ، حتما ملخ ها را از روی موتور ها باز کنید .

اگر جهت چرخش موتور براشلس شما خلاف جهت چرخش مشخص شده در تصویر بالا باشد ،

 باید جای دو تا از سیم های موتور که به اسپید کنترل متصل شده است را با هم عوض کنیم .

خب حال شما موتور ها و اسپید ها را به کوادکوپتر خود متصل کردید و از جهت چرخش موتور ها مطمئن شده اید . 

حال باید اسپید کنترل ها را به فلایت کنترل وصل کنید که در قسمت دوم این آموزش را قرار می دهیم

معرفی جذاب انواع فریم های کواد کوپتر

در این مقاله قصد داریم تا شما را با انواع فریم و بدنه های مورد استفاده در کواد کوپتر سایز کوچک و سایر کواد کوپتر ها آشنا کرده 

و در مورد تاثیر انتخاب فریم مناسب بر عملکرد و پرواز کواد کوپتر و متریال ها سایر پارامتر های مهم نظیر متریال فیبر کربن و … صحبت کنیم.

در ادامه نیز در مورد انتخاب بهترین و مناسب ترین فریم بحث خواهیم کرد.

منظور از فریم در کواد کوپتر ها چیست؟

فریم (FARME ) و یا بدنه به ساختار اصلی در کواد کوپتر گفته می شود که تمام  قطعات و موتور ها بر روی آن نصب می شوند.

بدنه کواد کوپتر ها بسته به نوع طراحی از قسمت های مختلفی تشکیل شده اند . 

برخی از این فریم ها به صورت یکپارچه ساخته شده و برخی نیز دارای قسمت های مختلفی هستند که به یکدیگر متصل شده اند.

شکل زیر نیز بیانگر قسمت های اصلی یک بدنه استاندارد کواد کوپتر است .

بهترین و مناسب ترین فریم برای کواد کوپتر های سایزکوچک ( Mini Quad )

هر فریم دارای مشخصات و ویژگی های خاصی است. 

برای انتخاب مناسب ترین فریم برای کواد کوپتر های سایز کوچک و سایر کواد کوپتر ها می بایست

 ابتدا تمام پارامتر های مهم در انتخاب فریم را شناخته و سپس بسته به نوع نیاز و ویژگی های که لازم داریم دست به انتخاب بزنیم.

همانطور که می دانید به صورت کلی کواد کوپتر شما باید دارای کمترین وزن با بیشترین مقاومت باشد.

 از طرف دیگر نوع طراحی فریم و جنس انتخاب شده برای ساخت فریم نیز در استحکام و وزن کواد کوپتر تاثیر بسزایی دارد.

 فریم های سنگین تر کواد کوپتر ، مقاوم تر بوده و ثبات بیشتری را در طول پرواز ها و در برابر نیرو های خارجی نظیر باد خواهند داشت 

که به معنی کاهش احتمال سقوط و کرش است و از طرفی نیاز به باتری وموتور بزرگ تری برای حرکت هستند

 و ممکن است سرعت و یا عکس العمل کمتری را به نسبت فریم های کوچکتر داشته باشد 

که این تعریف نیز به معنی تایم پروازی کمتر به دلیل وزن بیشتر و موتور های قوی تر است. 

همچنین ممکن است انتخاب این گونه فریم ها هزینه بیشتری نیز برای ساخت و یا خرید آن ها نیاز داشته باشد.

از طرفی فریم های سبک تر سرعت و عکس العمل بالاتری نسبت به فریم های سنگین دارند

 اما  ثبات کمتری را نیز در هوا در برابر نیرو های خارجی خواهند داشت.

یکی دیگر از پارامتر های مهم قیمت تمام شده هر فریم برای شما است. 

شما با توجه به نوع نیاز و بودجه خود می توانید اقدام به خرید و ساخت فریم کنید. 

نوع طراحی ، متریال و مواد ساخت فریم و وزن فریم از عوامل دخیل تر قیمت تمام شده فریم برای شما هستند

 که در ادامه به بررسی هر کدام از این عوامل و تاثیر آن ها بر عملکرد و قیمت تمام شده کواد کوپتر توضیح کامل تری را خواهیم داد.

تا این قسمت فهمیدیم که فریم و بدنه کواد کوپتر صرفا چند قطعه صفحه کربنی ساده که به یکدیگر متصل شده اند نیست

 و نقش بسیار زیادی در عملکرد و بازدهی کواد کوپتر دارد که خود نیز به عوامل مختلفی بستگی دارد.

 از گذشته تا به امروز طراحان ، مهندسان ، دوست داران صنعت FPV و مسابقات سرعت انواع مختلفی از فریم ها را طراحی و ساخته اند

 که روز به روز پیشرفته تر و با قبلیت ها و ویژگی های  بیشتری عرضه شده است و این فریم ها همچنان نیز در حال توسعه و پیشرفت هستند.

متریال ها و جنس مواد به کار رفته در ساخت فریم کواد کوپتر ها

یکی از عوامل موثر در ساخت فریم ها جنس مواد به کار رفته در آن ها است. 

فریم ها از گذشته تا به امروز با متریال ها و مواد مختلفی نظیر چوب ، آلومینیوم ، فیبر کربن ، تکنولوژی چاپ سه بعدی ،

 استفاده از تکنولوژی تزریق پلاستیک و … ساخته شده اند

 که در این میان صفحات فیبر کربن به عنوان محبوب ترین متریال در ساخت فریم ها به شمار می روند.

دلیل این محبوبیت را می توان در ویژگی های منحصر به فرد موجود در این کامپوزیت جستجو کرد.

 فیبر کربن که عموما از تلفیق چند ماده مانند اپوکسی والیاف پلاستیکی ساخته میشود 

دارای خواص فیزیکی متحیر کننده ای است که در زیر به بررسی آن ها می پردازیم:

• وزن کم و سبک بودن : فیبر کربن در مقایسه با سایر متریال های موجود چگالی بسیار کمتری دارد

          که با وزن کمتر ، سرعت و عکس العمل بیشتری را در اختیار شما قرار می دهد.

• استحکام بالا : فیبر کربن استحکام بالایی نسبت به وزن خود در بین سایرمتریال های موجود دارد.
• سفتی ( STIFFNESS ) : سفتی پارامتر مهمی در انتخاب متریال است که فیبر کربن سفتی قابل قبولی را دارد.

علاوه بر مزیت ها و برتری های فیبر کربن ، این متریال مانند تمام متریال ها و مواد دیگر دارای معایبی نیز هست از جمله :

• فیبر کربن رسانای الکتریسیته است و این ویژگی ممکن است برای شما مشکل ساز شود. 

         برای مثال در صورت اتصال یکی از سیم های باتری و یا منبع تغذیه شما با بدنه تماس داشته باشد 

• باعث اتصال کوتاه در بدنه و قطعات موجود خواهد شد.پس در هنگام استفاده از این متریال مراقب سیم کشی ها و اتصالات خود باشید.

       بر خلاف رسانای الکتریسیته بودن فیبر کربن از عبور فرکانس ها از خود جلوگیری کرده و شما نیاز دارید

          تا حتما آنتن های خود را جایی در بیرون بدنه تعبیه کنید.

آشنایی فوق العاده با اصطلاحات کوادکوپتر و پهپاد

معرفی اصطلاحات کوادکوپتر یا پهپاد

کوادکوپتر به هواپیماهای بدون سرنشین و غیرنظامی گفته می شود

 که با استفاده از یک ریموت کنترل می توان آنها را از فاصله دور هدایت و خلبانی کرد.

اما این محصولات در ابتدا با عنوان پهپاد نزد کاربران شناخته بودند

 که در ادامه مسیر با توجه به کاربرد و نحوه ساخت به آنها عناوین مختلفی دادند.

کوادکوپتر یکی از این اصطلاحات می باشد که بیشتر برای پهپادهای هابی یا سرگرم کننده به کار برده می شود.

اما قبل از پرداختن به معرفی اصطلاحات کوادکوپتر ابتدا انواع پهپاد را برای شما معرفی خواهم کرد.

 یک پهپاد به هواپیمای بدون سرنشین گفته می شود که به صورت مستقل و از فاصله دور کنترل می شود.

کوادکوپتر

محبوب ترین نام برای پهپادهای کوچک که دارای چهار روتور می باشند 

و در یک راستای افقی با رعایت فاصله مورد نیاز قرار دارند کواد کوپتر میباشد.

 به کوادکوپتر کوادروتور نیز می گویند که به معنی هواپیمای ۴ روتور است. 

از این محصولات بیشتر در زمینه تفریحات و سرگرمی به کار گرفته میشود، ضمنأ بسیار کوچک و سبک می باشند.

مولتی کوپتر یا مولتی روتور

به کوادکوپترهایی که دارای چند روتور می باشند مولتی کوپتر یا مولتی روتور گفته می شود.

هگزاکوپتر

با کوادکوپتر تفاوت چندانی ندارد فقط دو عدد روتور بیشتر برای آن در نظر گرفته شده 

و همچنین با از کار افتادن یکی از روتورها پهپاد می تواند همچنان به پرواز ادامه دهد.

اکتاکوپتر

این نوع از پهپادها دارای ۸ روتور می باشند و قدرت حمل بالایی خواهند داشت. 

کمپانی دی جی آی برای ساخت سمپاش های خود نظیر آگراس تی ۱۶ از همین تکنولوژی استفاده کرد.

هلی شات

اما همانطور که مستحضر هستید امروزه استفاده از تصاویر و ویدئوهای هوایی به طور گسترده قابل مشاهده می باشد

این تصاویر و فیلم ها با استفاده از یک هلیشات تهیه می شوند. 

به پهپاد یا کوادکوپتری که دارای دوربین می باشد یا قابلیت حمل دوربین را دارد هلی شات می گویند.

برای پهپادهای نظامی از اصطلاحات زیر استفاده می شود؛

PRAS  : سیستم هوایی کنترل از راه دور
UAV: وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین
UAS: سیستم هواپیمای بدون سرنشین
SUAS: سیستم هواپیمای بدون سرنشین کوچک

اصطلاحات کوادکوپتر بر حسب اهمیت و کاربرد

هواپیمای بدون سرنشین (UAS)

در واقع به هواپیمایی گفته می شود که بدون حضور فیزیکی خلبان با استفاده از یک ریموت کنترل و از فاصله دور کنترل می شود.

اداره حمل و نقل هوایی فدرال (FAA) از اصطلاح هواپیمای بدون سرنشین یا UAS استفاده می کند

 تا این واقعیت را نشان دهد که این سیستم ها عناصر را شامل می شوند که در هواپیماهای واقعی نمی توان مشاهده کرد.

ریموت کنترل یا فرستنده رادیویی

برای کنترل کوادکوپتر یک فرستنده رادیویی در نظر گرفته می شود 

که از فاصله دور با توجه به برد عملیاتی که دارد دستورالعمل های خلبان را به گیرنده خود بر روی کوادکوپتر ارسال می کند

 و در آنجا با پردازش این دستورالعمل ها شاهد ایجاد تغیر در وضعیت کوادکوپتر خواهیم بود.

فرکانس کنترلر (۲٫۴ گیگاهرتز و ۵٫۸ گیگاهرتز)

فرستنده رادیویی معمولاً بین فرکانس ۲٫۴GHZ و ۵٫۸GHZ سوئیچ می شود

 تا قوی ترین سیگنال را با سیستم پهپاد و دوربین داشته باشند.

تفاوت های اصلی این دو فرکانس فاصله و سرعت آنها می باشد.

 باند ۲٫۴ گیگاهرتزی برد انتقال طولانی تری اما با سرعت کمتری فراهم می کند.

 باند ۵ گیگاهرتزی دامنه کمتری را فراهم می کند اما داده ها را با سرعت بیشتری انتقال می دهد.

 ترکیبی از این دو فرکانس به هواپیماهای بدون سرنشین و کنترل کننده 

از راه دور قدرت انتقال سریع اطلاعات حتی در مسافت های دور را می دهد.

زمان پرواز (Flight time)

زمان پرواز به مداومت شارژی باتری گفته می شود که هر چه وزن پرنده کمتر باشد 

و باتری در نظر گرفته برای آن ظرفیت بیشتری داشته باشد می توان زمان بیشتری کوادکوپتر را پرواز داد.

برد مسافتی

به محدوده ای که می توان با استفاده از یک ریموت کنترل کوادکوپتر را پرواز داد محدوده کنترل یا برد مسافتی کوادکوپتر می گویند.

سیستم مانع سنج

در پهپادهای حرفه ای و پیشرفته چندین سنسور اجتناب از موانع وجود دارد

 که با نزدیک شدن به موانع می توانند آنها را تشخیص داده و از برخورد هواپیما با آنها جلوگیری کنند.

من را دنبال کن یا Follow Me

با استفاده از این قابلیت شما می توانید به کوادکوپتر دستور دهید 

تا به صورت اتوماتیک شما را دنبال کرده و تمامی حرکات شما را زیر نظر داشته باشد.

برای پهپادهای فیلم برداری این قابلیت می تواند بسیار مهم و ضروری باشد.

 نوع دیگر این قابلیت Active Track یا تعقیب اتوماتیک سوژه می باشد 

که با استفاد از آن می توانید به کوادکوپتر دستور دهید تا یک فرد یا سوژه را به صورت هوشمندانه دنبال کند.

پرواز خودمختار (Autonomous Flight)

برخی پهپادهای کوچک وجود دارند که با برنامه نویسی داخلی اداره می شوند 

و دستورالعمل هایی را برای پرواز در اختیار خلبان قرار می دهند که توسط یک سیستم GPS پردازنده هدایت می شوند.

 این نوع پرواز با مکانیسم های پروازی که با کنترل رادیویی از سطح زمین اداره می شوند تفاوت زیادی دارد.

دی جی آی یا DJI

DJI کوتاه شده عبارت Dà-Jiāng Innovations یک شرکت فناوری چینی در شهر شنژن چین است

 که بزرگترین تولید کننده هواپیماهای بدون سرنشین و همچنین تجهیزات فیلم برداری می باشد. 

حالت های پرازی از پیش برنامه ریزی شده

خلبان برای راحتی کار خود از این حالت های از پیش برنامه ریزی شده استفاده می کند 

تا بتواند با چند بار لمس نمایشگر یا فشردن یک دکمه کوادکوپتر را کنترل کند. و از مهمترین آنها عبارتند از موارد زیر:

۱– حرکت بر روی مسیر دلخواه یا Tap Fly

با این قابلیت شما می توانید مسیر پرواز خود را معین کنید و با یک اشاره به پرنده دستور دهید

 تا به صورت خودکار بر روی این مسیر پرواز کند.

سیستم موقعیت یاب GPS یک نقشه مکانی از محدوده اطراف شما فراهم می کند 

که با لمس نقاط دلخواه خود یک مسیر پرواز به سیستم پردازش پهپاد ارسال می شود

 و در نتیجه آن شاهد پرواز اتوماتیک مولتی روتور به سوی نقاط انتخابی خواهیم بود.

۲– پرواز مدور یا Circle

در واقع این یک حالت پروازی می باشد 

که با فعال کردن آن شاهد پرواز پرنده به صورت مدور به دور نقطه مورد نظر خود خواهید بود.

برای فراگیری این قابلیت ابتدا مکان مورد نظر را انتخاب کرده 

سپس با انتخاب شعاع دایره ها شاهده حرکت پرنده به دور نقطه دلخواه خود خواهید بود.

۳– پرواز کاملا عمود (Rocket)

در واقع با این ویژگی می توانید یک صعود رو به آسمان و کاملا عمود داشته باشید.

 این حالت پروازی از پیش تعین شده میباشد و بسیاری از کوادکوپترها می توانند آن را فرا بگیرند.

۴– قابلیت Helix

این حالت پروازی تفاوت چندانی با قابلیت Circle ندارد و تنها تفاوت آن افزایش ارتفاع از مرکز می باشد. 

یعنی در این حالت هر چه تعداد دایره های پرواز بیشتر می شود شعاع این دایره ها افزایش می یابد.

۵– هدلس مود (Headless Mode)

هدلس مود یک قابلیت بسیار ضروری برای تازه کاران میباشد

 که با فعال کردن آن جهت حرکت کوادکوپتر بر اساس جهت فرستنده تنظیم می شود.

۶– حالت ورزشی یا (Mode S)

با انتخاب این حالت پروازی پرنده بیشترین سرعت خود را ارائه می دهد که برای تازه کاران توصیه نمی شود.

 اما در این حالت ممکن است بعضی از قابلیت های خوب کوادکوپتر نظیر سیستم مانع سنج آن غیرفعال شوند.

تیکاف (Take off)

تیکاف در زبان لاتین به معنی برخاستن از مکانی می باشد 

که بستگی به کاربر دارد که از چه سطحی هواپیمای خود را به پرواز می دهد.

در واقع به محل شروع پرواز کوادکوپتر محل تیکاف می گویند.

 بعد از روشن شدن پهپاد می توانید با اشاره به اهرم گاز آن را از سطح تیکاف جدا کنید.

در بعضی از مولتی روتورها این امکان وجود دارد که پهپاد خود را به صورت اتوماتیک از سطح زمین یا هر سطح دیگر به پرواز در بیاورید.

لندینگ (Landing)

لندینگ برعکس تیکاف می باشد و در واقع به بازگشت و فرود آمدن یک پهپاد بر سطح تیکاف خود لندینگ می گویند.

معمولا کوادکوپترها برای انجام عملیات لندینگ از داده های مکانی و سنسورهای تعبیه شده استفاده می کنند.

شتاب سنج یا ژیروسکوپ

وسیله ای که شتاب یا تغییرات سریع حرکات را اندازه گیری می کند. 

کنترل کننده پرواز (واحد پردازش مرکزی هواپیمای بدون سرنشین) برای تثبیت پرواز از یک شتاب سنج برای پهپادها استفاده می کند.

کنترل سرعت الکترونیکی (ESC)

یک دستگاه الکترونیکی متصل به منبع تغذیه پهپاد و کنترل کننده پرواز برای تغیر سرعت موتورها و تعین جهت هواپیما می باشد.

 این ESC ها با تنظیم راندمان موتورها باعث می شوند تا تعادل پرنده حفظ شود.

زاویه دید (FOV)

قابلیت FOV کوتاه شده عبارت Field of View می باشد که نمایشگر گستره دید دوربین می باشد.

 کاربران می توانند این میدان دید را از طریق ریموت از فاصله دور یا به صورت دستی تنظیم کنند.

کنترل پرواز (Flight Controller)

دستگاهی که ورودی ها را از سنسورهای (ژیروسکوپ ، شتاب سنج ، GPS ، سنسورهای دید ، سنسورهای مافوق صوت) 

و ریموت کنترل دریافت می کند سپس این اطلاعات دریافتی را به کنترل کننده موتورها و باتری برای تغیر عملکرد پرواز ارسال می کند.

مشاهده لحظه ای (FPV)

یکی دیگر از اصطلاحات کوادکوپتر که کاربرد زیادی در این عرصه دارد

 قابلیت مشاهده لحظه ای تصاویر و فیلم های ثبت شده با دوربین پهپاد می باشد.

مولتی روتورهایی که دارای این تکنولوژی می باشند تصاویر و  فیلم های ثبت شده 

با دوربین را به صورت لحظه ای جریان می دهند. در واقع خلبان می تواند نمای زنده ای از دوربین را مشاهده کند.

گیمبال (Gimbal)

گیمبال یا لرزشگیر بین کواکوپتر و دوربین نصب میشود

 که با موتورهای کوچک تمامی لرزش های دوربین و سایر تجهیزات نصب شده بر روی آن را خنثی می کند.

GLONASS

سیستم ماهواره ای ساخت روسیه میباشد که کوادکوپتر برای درک دقیقی از موقعیت خود از داده های این ماهواره جهانی استفاده می کند.

جی پی اس (GPS)

جی پی اس به عنوان برترین ماهواره موقعیت یابی در جهان می تواند دقیق ترین اطلاعات مکانی را برای حرکت پرنده تهیه کند.

کوادکوپترها میتوانند از این اطلاعات برای بازگشت اتوماتیک به خانه و پرواز بر روی مسیر از پیش برنامه ریزی شده استفاده کنند.

واحد اندازه گیری داخلی (IMU)

وسیله الکترونیکی که برای اندازه گیری و گزارش نیروی خاص ، سرعت زاویه ای و میدان مغناطیسی پهپاد در پرواز به کار گرفته می شود

 و از شتاب سنج ، ژیروسکوپ و گاهی اوقات مغناطیس استفاده می کند.

درجه IP

سیستم رتبه بندی که میزان حفاظت از محفظه برقی در برابر آب و گرد و غبار را طبقه بندی می کند.

محور Yaw

در واقع اگر از بالا به کوادکوپتر نگاه کنید محور Yaw به گونه ای فرض می شود که در راستا یا خلاف جهت عقربه های ساعت پهپاد را بچرخانید.

محور Pitch

در واقع حرکت پهپاد را از جلو تا عقب به بالا و پایین بر روی محور عمودی توصیف می کند. 

برای حرکت لرزشگیر هم از این اصطلاحات استفاده می شود که به همین منوال می باشد.

اصلاح (Trim)

دکمه ای بر روی ریموت که سه قابلیت ذکر شده در بالا یعنی yaw ، pitch ، roll و مقدار گاز را در هواپیماهای بدون سرنشین تنظیم می کند.

حرکات چرخشی یا Roll

در واقع این اصطلاح از هواپیماهای بدون سرنشین به حرکت پهپاد به جلو، عقب، راست و چپ بر روی محور افقی اشاره دارد.

اصطلاحاتی که در بالا آورده شده می توانند از مهمترین قابلیت ها و عناوینی باشند 

که در عرصه استفاده از این هواپیماهای بدون سرنشین با آنها روبرو خواهیم شد. 

اما شاید مواردی هم وجود داشته باشد که در این محتوا به آنها اشاره نشده

 اگر اصطلاح جدیدی در این باره مد نظر دارید با ما اشتراک بگذارید تا شما را به درک دقیقی از آن برسانیم.

شناخت فوق العاده درباره مرکز ثقل هواپیما های RC

تراز کردن یا به اصطلاح بالانس کردن مرکز ثقل هواپیما های RC از مهم ترین مراحل آماده سازی قبل از پرواز می باشد

 که در ادامه به نحوه تراز کامل هواپیما های RC خواهیم پرداخت.

چرا باید هواپیمای RC را تراز کنیم؟

تمامی هواپیما ها برای پرواز درست و بدون مشکل نیاز دارند تا وزن در آن ها به صورت صحیح پخش شود

 و مرکز ثقل آن ( Center of Gravity ) به خوبی تنظیم شده باشد

 تا هنگام پرواز بر اثر عدم توازن وزن پرنده به سمت جلو و یا عقب خم نشده و به طرفین نیز کج نشود.

در صورت عدم توازن ، پایلوت ها همیشه در هنگام پرواز مشکل خواهند داشت

 و اگر این عدم توازن به صورت شدید اتفاق بیوفتد هواپیما اصلا قادر به پرواز نخواهد بود.

در هواپیما های RC نیز این مسئله کاملا صادق است با این تفاوت

 که در این نوع از هواپیما های مدل می توان مرکز ثقل را به صورت حدودی و با چند روش ساده نیز تنظیم کرد. 

در ادامه به بررسی نحوه تراز ( Balance ) کردن هواپیما های RC خواهیم پرداخت.

مرکز ثقل در هواپیما های RC

مرکز ثقل ( Center of Gravity ) به نقطه ای در جسم گفته می شود که می توان فرض کرد تمامی جرم جسم در آن جا متمرکز شده است.

این نقطه کاربرد بسیار فروانی در نحوه حرکت و رفتار جسم دارد. 

همانطور که گفته شد هواپیما های RC نیز مانند سایر هواپیما ها دارای مرکز ثقل محاسبه شده ای هستند

 که بخش بسیار مهمی در طراحی و نحوه پرواز آن محسوب می شود.

در صورتی که مرکز ثقل هواپیما های RC به درستی تنظیم نشود 

باعث بروز مشلاتی در نحوه کنترل آن در پرواز ، فشار زیاد به موتور ها و حتی سقوط هواپیما خواهد شد.

نحوه تراز کردن مرکز ثقل

در ابتدا برای تراز کردن مرکز ثقل در هواپیما های RC نیاز دارید 

تا محل درست تراز کردن مرکز ثقل را در هواپیمای خود بر اساس نوع ساختار هواپیما مشخص کنید.

در صورتی که شما برای ساخت هواپیمای RC خود از کیت های آماده استفاده کنید 

می توانید به راحتی مرکز ثقل سازه هواپیما را بر روی بدنه آن مشاهده کنید.

همچنین طرح های بدنه هواپیما های موجود در اینترنت نیزعموما مرکز ثقل هواپیما را بر روی نقشه های خود به درستی مشخص کرده اند.

هواپیما های بال رو آسان ترین هواپیما ها برا بالانس کردن می باشند 

و هواپیما های جنگی مدل شده ( Warbird ) نیز به دلیل نوع بال های دلتایی خود سخت ترین نوع هواپیما برای بالانس کردن می باشند.

 به طور معمول برای راحتی بیشتر می توان گفت که خط مرکز ثقل عرضی هواپیما ها بین یک سوم تا یک چهارم از ابتدای بال می باشد.

 توجه:

به یاد داشته باشید که برای بالانس کردن هواپیمای RC می بایست

 تا هواپیما را در حالت آماده به پرواز و با نصب تجهیزات کامل نظیر باتری ها و یا باک سوخت تراز کنید

 چراکه اگر هواپیما را بدون این تجهیزات بالانس کنید در صورت نصب تجهیزات اضافی ممکن است از حالت تراز خارج شود.

تراز کردن افقی هواپیمای RC

برای تراز کردن هواپیمای RC راه های زیادی نظیر استفاده از پایه های بالانس ، نصب نخ و … وجود دارد. 

اما راحت ترین و سریع ترین راه برای بالانس کردن هواپیما استفاده از انگشتان دست است.

به این صورت است که برای تست تراز بودن می بایست انگشتان اشاره دست خود را در طرفین بال های هواپیما

 و در راستای خط عرضی مرکز ثقل و نزدیک به به بدنه هواپیما قرار دهید

( این نقاط معمولا در بدنه کیت ها و نقشه های آماده بر روی بال مشخص شده اند ). 

سپس هواپیما را به آرامی بلند کنید و اجازه دهید تا هواپیما بر روی انگشتان شما ثابت شود.

 پس از ثابت شدن می توان میزان انحراف مرکز ثقل از محل اصلی را با توجه به میزان کج بودن نوک هواپیما دریافت.

اگر نوک هوپیما رو به عقب باشد یعنی دم هواپیما سنگین تر است 

و اگر نوک هواپیما به سمت پایین باشد به این معنا است که نوک هواپیما سنگین تر است.

پس از بررسی میزان تراز بودن هواپیما در صورتی که هواپیما در حالت تعادل و تراز قرار نداشت می بایست 

با جابجا کردن بخش های مختلف تجهیزات نصب شده بر روی بدنه و تست های مکرر هواپیما را تراز کرد.

بهترین وسیله برای جابه جا کردن در طول بدنه و تراز کردن هواپیما باتری و یا باک سوخت می باشد.

این تجهیزات جزو سنگین ترین بخش از قطعات نصب شده محسوب می شوند 

و جابجایی آن ها در طول بدنه به راحتی می تواند تعادل را برقرار کند.

بعد از حرکت باتری و یا مخزن و برقرای تعادل از ایمن و مناسب بودن محل قرار گیری باتری

 و یا باک سوخت مطمعا شوید و سپس آن را در جای خود محکم کنید.

در صورتی که امکان جابجایی تجهیزات را در بدنه نداشتید می توانید برای متعادل و تراز کردن هواپیما از وزنه های کوچکی استفاده کنید.

از جمله روش های دیگر برای بالانس کردن هواپیمای RC ساخت پایه های بالانس دستی می باشد. 

شما می توانید یک قطعه چوبی نسبتا سنگین را انتخاب کنید و روی آن سوراخ هایی را با فاصله های متفاوت ایجاد کنید. 

سپس میله های چوبی را درون سوراخ های ایجاد شده قرار دهید.

با این روش می توانید هواپیما را بر روی این پایه قرار دهید 

و در صورتی که فاصله میله ها از هم برای هواپیمای شما مناسب نیست 

میله های چوبی را در سوراخ هایی دور تری از هم قرار دهید تا هواپیما بر روی پایه قرار گیرد.

تراز کردن محور رول هواپیمای RC

تراز کردن عرضی هواپیما در محور رول آن به اندازه تراز کردن طولی آن نیاز نیست 

اما در صورتی که هواپیمای شما طول بال زیادی داشته باشد 

و یا یکی از بال ها از دیگری سنگین تر باشد باعث می شود تا هواپیما در طول پرواز به یک سمت متمایل شده و کنترل آن را برای پایلوت سخت کند.

برای تراز کردن هواپیمای RC در محور رول نیاز دارید تا دو تکه طناب یا نخ را به ابتدا و انتهای هواپیما متصل کنید. 

سپس هواپیما را به آرامی از روی سطح زمین بلند و کنید به صورتی که هواپیما در محور رول قابلیت حرکت آزادانه را داشته باشد.

در این حالت اگر هواپیما به صورت متعادل و تراز نبود و یک سمت هواپیما سنگین تر بود 

می بایست برای تراز شدن هواپیما با افزودن مقدار کمی وزن به سمت دیگر آن را تراز کنید.

این کار را با اضافه کردن وزن و تست دوباره به صورت پیاپی انجام دهید تا در نهایت هواپیمای شما در این محور نیز کاملا تراز شود.

ترفندهای افزایش مداومت پروازی کوادکوپتر

مقدمه

کوادکوپتر یک ربات پرنده چهار ملخه و نوعی عمودپرواز است 

که بخاطر استفاده از چهار ملخ بصورت صلیبی این لقب را به آن داده‌اند.

کوادکوپتر به دلیل کمک گرفتن از چهار پره برای نیروی پیشرانش، به عنوان کواد (چهار) کوپتر نامیده می‌شوند.

این ربات پرنده یکی از انواع رباتهای پرنده بدون سرنشین است.

کوادکوپترها دارای جایرو 6 محوره هستند این نوع پیکربندی به پرنده این امکان را می‌دهد

 تا بتواند به راحتی و بطور مساوی در تمامی جهات حرکت کند و قدرت مانور فوق العاده‌ای داشته باشد.

کوادکوپتر معمولاً از چهار موتور که چهار پروانه ثابت بر آن سوار شده تشکیل می شوند.

حقیقت این است که کوادکوپترهای امروزی توان پرواز بین ۵ تا ۲۵ دقیقه را دارند .

 این امر ما را بر آن داشت که مقاله ای در خصوص راههای کم کردن مصرف باطری کوادکوپترها را در این مقاله مطرح نمائیم 

تا بتوانید بدون استفاده از باتری یدک میزان زمان پرواز را افزایش دهید .

استفاده از باتری های یدک و کاستوم علاوه بر آنکه برای تعویض آن نیز دچار زحمت مضاعفی خواهیم شد ، 

هزینه زیادی را برای ما تحمیل خواهد نمود

روش ها

روش های ذکر شده در این مقاله تنها چند نمونه از راه هایی هستند

 که شما با استفاده از آن ها می توانید مدت زمان پرواز با کوادکوپتر را افزایش دهید.

اگر چه هر کدام از آن ها به نوبه خود می توانند باعث افزایش زمان پرواز شوند، اما با این حال شما نباید

 در انتظار معجزه باشید و تصور کنید فرصت شما برای پرواز مداوم دو برابر و یا حتی چندین برابر خواهد شد.

یکی از ابزارها و سرگرمی‌های جدید کودکان و نوجوانان، هواپیماهای بدون سرنشین و Drone ها هستند.

 تا زمانی که شارژ باتری کوادروتورها رو به اتمام نرود، می‌توانید آن ها را پرواز دهید. 

اما هدایتگران همیشه از یک موضوع رنج می‌برند و آن مدت زمان کم پرواز است!

در این مقاله قصد داریم چند نکته برای افزایش عمر باتری کوادکوپتر ها و زمان پرواز طولانی‌تر ارائه دهیم.

• وزن را کم کنید

اگر برای سرگرمی کوادکوپتر را پرواز می‌دهید، بهترین راه برای داشتن پرواز طولانی کاهش وزن Drone است. 

وزن کمتر به معنای کاهش میزان قدرت مورد نیاز موتورها است.

همچنین می توانید دوربین، محافظ پروانه‌ها و هر چیز اضافی که نیازی به آن ندارید

 را از کوادکوپترجدا کنید یا حتی پایه‌های فرود را نیز از بدنه جدا کنید.

اگر قصد رکورد زنی را دارید حتی می‌توانید قسمت‌هایی از پوسته را نیز جدا کنید تا وزن Aircraft کاهش یابد. 

دقت داشته باشید که وزن کوادکوپتر نسبت مستقیم با مداومت پروازی دارد.

• به شرایط آب و هوا توجه کنید

باتری های لیتیوم-پلیمری نسبت به دما، مخصوصا هوای سرد، حساس هستند.

 باتری‌های سرد و یخ زده نمی‌توانند به راحتی شارژ ذخیره شده را آزاد کنند.

 بنابراین برای پرواز دادن پهپاد خود در روزهای سرد، باتری را از قبل در یک محفظه و یا در محیط با دمای مناسب نگه دارید.

 مثلا محصولات دی‌جی‌آی در محیط‌های برفی و بسیار سرد دجار مشکل خواهند شد.

تنها راه حل آن این است که قبل از پرواز کمی باتری را گرم کنید و سپس پرواز ایمن خود را انجام دهید.

• باتری و ارتباط مستقیم با زمان پرواز کوادکوپتر

همانطور که می‌دانید باتری لیتیوم پلیمر، نقش اصلی در زمان پرواز و مداومت پروازی را در کوادکوپتر دوربین دار ایفا می‌کند.

باتری‌ها با سه فاکتور تعداد سلول، ولتاژ و ظرفیت تعریف می‌شوند. 

تکنسین‌های آی‌پهباد در ادامه ترفندهای استفاده بهینه را برای شما بادآور می‌شوند.

• از یخ زدن باتری جلوگیری کنید

یکی از مواردی که از عمر باتریتان کم می‌کند، یخ زدگی است.

 باتری یخ زده بسیار خطرناک است؛ شما باید در این مورد بسیار دقیق عمل کنید

 و باتری را در محیط‌های خشک و گرم (تا 40 درجه سانتیگراد) نگه دارید.

در هر صورت اگر با یخ زدگی باتری مواجه شدید، از آن استفاده نکنید و حتما مورد دیگری را جایگزین کنید. 

باتری‌های لیتیوم پلیمر موارد ایمنی بسیار زیادی را دارند 

که حتما ملزم به رعایت آن‌ها هستیم تا حادثه ناگواری اتفاق نیافتد.

• باتری جدید بخرید

بعد از مدتی پرواز با کوادکوپتر، احتمالا متوجه شدید که بازه زمانی پروازهایتان تغییر کرده 

و دیگر مورد نظر شما نخواهد بود. این یک واقعیت است؛ تمام باتری‌ها عمر محدودی دارند

 و مقدار شارژ دهی آنها می‌تواند در طول زمان کاهش پیدا کند.

تنها راه حل این مشکل، خرید و جایگزین کردن یک باتری جدید است. 

در نظر داشته باشید که باتری لیتیوم پلیمر هیچگاه نباید کاملا تخلیه شود 

و همیشه میزانی از شارژ در آن باید وجود داشته باشد تا سلول از بین نرود.

• از سالم بودن باتری اطمینان حاصل کنید

بیشتر باتری‌های استفاده شده در کوادروتورهای جدید، هوشمند هستند و شما براحتی می‌توانید از سلامت آن‌ها مطمئن شوید.

 زمانی که دکمه پاور بر روی باتری هوشمند را فشار دهید، چراغ های LED به شما میزان شارژ را نشان میدهد.

 محصولاتی مانند DJI و Wingsland از این دسته کوادکوپترها هستند.

• باتری یدکی با خود داشته باشید

ساده‌ترین راه برای پرواز طولانی خرید و داشتن تعدادی از باتری‌ها است. 

بعضی کوادروتورها تنها با باتری‌های خاص شرکت خود قادر به کار کردن هستند 

و بعضی دیگر از تمامی باتری‌ها پشتیبانی کرده و محدودیتی در انتخاب نوع باتری ندارند.

درست است که با باتری یدکی در یک پرواز نمی‌توانید زمان پرواز را افزایش دهید؛ 

اما می‌شود فرود کرد و با تعویض سریع باتری با فاصله کمتر از 30 ثانیه دوباره کوادکوپتر خود را پرواز دهید

• باتری را کاملا شارژ کنید

اگر قبل از شارژ کامل، باتری را از شارژر جدا کنید زمان زیادی از پرواز را از دست خواهید داد. 

برای حداکثر استفاده از باتریتان، بعد شارژ کامل یا اصطلاحا فول شارژ (Full Charge) کوادروتور را پرواز دهید.

 اگر قبل از پرواز نتوانستید باتری را شارژ کنید، آن را تا هر زمان که می‌توانید در شارژر قرار دهید. 

باتری را در برابر نور خورشید یا حرارت زیاد و یا در معرض سرما قرار ندهید.

تمامی این شرایط جوی و دمایی ذکر شده تاثیر منفی بر روی میزان شارژ باتری شما و قدرت تخلیه آن می‌گذارد.

• سبکتر شدن کوادکوپتر

کوادکوپتر های سنگینتر به طور حتم انرژی بیشتری از کوادکوپتر های سبک تر مصرف خواهند نمود 

و طبیعتا زمان بیشتری پرواز خواهد نمود . برای سبکتر کردن پرنده ، می توانید با حذف ارابه فرود (لندینگ گیر) ،محافظ ملخ 

و یا دوربین اگر به آن نیازی ندارید اقدام نمایید . با حذف اینها کوادکوپتر شما سبکتر و به الطبع چالاکتر خواهد شد.

• حذف کردن دوربین

دوربین های کوادکوپترنه تنها بر وزن آن می افزایند بلکه برای تصویر برداری 

و ارسال آن به رادیو کنترل یا تلفن همراه هوشمند انرژی زیادی را مصرف می کنند . 

در ضمن شما با خاموش کردن چراغهای LED کوادکوپترخودتان می توانید به کمتر شدن مصرف انرژی آن کمک بسزایی کنید .

• حرکات ملایم

مصرف سوخت یک خودرو زمانی که یک نفر رانندگی تند و با ویراژ انجام می دهد بیشتر از زمانی است

 که رانندگی آهسته می کند . همین اتفاق در زمان راندن یک کوادکوپتر اتفاق می افتد .

 می توانید حرکات آکروباتیک را حذف کنید و از افزایش ناگهانی سرعت 

و یا کاهش آن خودداری کنید تا مصرف سوخت ( باتری ) شما کمتر شود .

• پرواز در آب و هوای آرام

این بخش مقداری نیز به نکته ۳ مربوط می گردد . در هوای بادی کوادکوپترشما باید فشار باد را نیز کنترل کند

 که این خود باعث افزایش مصرف انرژی شده و باتری زودتر تمام خواهد شد .

• انتخاب صحیح موتور جایگزین

موتورهای هر کوادکوپتر به صورت سری هستند و امکان تعویض یکی از آنها با سایر مدلها وجود ندارد . 

در صورت خرابی موتور آن را با نوع اصلی جایگزین کنید تا از ارتعاشات اضافی

 و افزایش دمای موتور جلوگیری کرده باشید و مصرف باتری را نیز کنترل کرده باشید .

• نگهداری صحیح از باتری

در حالت عادی باتری های لیتیوم پلیمری باید وقتی به سطح شارژ ۲۰% می رسند مجدد شارژ شوند .

 کاهش میزان شارژ به زیر ۲۰% می تواند باعث از بین رفتن سریعتر باتری شود . 

همچنین استفاده از یک شارژر خوب می تواند به بهبود عملکرد و عمر باتری کمک بسزایی نماید . 

پیشنهاد ما برای شارژ باتری کوادکوپتر استفاده از پورت های USD کامپیوتر ها و لپ تاپ ها می باشد .

• یک باتری بزرگتر

استفاده از باتری های بزرگتر و قوی تر لزوما نمی تواند بر افزایش زمان پرواز کوادکوپتر کمک کند .

 زیرا باتری های بزرگتر سنگینتر نیز هستند و باعث افزایش میزان مصرف انرژی بر طبق بند یک همین مقاله گردند .

• تنظیم ارتفاع خودکار

برخی از دستگاهها دارای قابلیت تنظیم ارتفاع خودکار هستند 

که حذف این عملکرد (در صورت امکان) نیز می تواند بر افزایش توان باتری آنها کمک بسزایی نماید .

• کوادکوپتر رادر زمان مناسب شارژ کنید

اگر عادت کردید باتری کوادکوپتر را چند روز قبل از استفاده شارژ کنید، توصیه می کنیم هر چه سریع تر این عادت را ترک کنید، 

چرا که طبق تحقیقات این کار باعث افت کیفیت باتری می شود و مدت زمان شارژدهی آن را کاهش می دهد.

رویکرد بهتر در این زمینه این است که تنها چند ساعت قبل از شروع پرواز باتری کوادکوپتر خود را شارژ کنید تا شاهد عملکرد بهتری در طول پرواز باشید.

 در این روش باتری قبل از شروع پرواز در بهترین حالت ممکن قرار خواهد داشت و از بالاترین میزان شارژ برخوردار خواهد بود.

• اجزای اضافی کوادکوپتر را جداکنید

اگر شما خود را یک خلبان باتجربه در زمینه هدایت کوادکوپتر ها و پهپاد های کنترلی می دانید، 

می توانید گارد های محافظ و سایر اجزای اضافی را کنار بگذارید و به این ترتیب وزنکوادکوپتر را کاهش دهید.

همانطور که می دانید گارد های محافظ وظیفه محافظت از پروانه ها را بر عهده دارند

 و در مجموع ایمنی کوادکوپتر را تضمین می کنند. اما در صورتی که خلبان بتواند پرواز هایی ایمن را به اجرا در آورد، 

این گارد های محافظ و سایر اجزای ایمنی تنها باعث مصرف برق بیشتر و در نتیجه کاهش مدت زمان پرواز با کوادکوپترمی شوند.

جالب است بدانید که افراد مبتدی نیز می توانند این رویکرد را در پیش بگیرند، 

اما به شرطی که کوادکوپتر را به فضای باز انتقال دهند و پرواز را در محیط هایی عاری از موانع گوناگون به اجرا در آورند. 

به این ترتیب خطر برخورد با سایر اشیا کاهش پیدا می کند و شرایط لازم جهت جداسازی اجزای اضافی فراهم می شود.

لازم به ذکر است که بدنه هایی با روکش براق و فانتزی می توانند ظاهری جذاب و دیدنی را برای کوادکوپترشما به ارمغان بیاورند، 

اما از سوی دیگر باعث سنگین تر شدن کوادکوپتر می شوند و مدت زمان پرواز را کاهش می دهند.