همه چیز در باره کوادکوپتر

کوادکوپتر چیست ؟

کوادکوپتر وسیله‌ی نقلیه نسبتا ساده مجهز به ۴ ملخ روی ۴ بازو می‌باشد. این وسیله با یک موتور الکتریکی کار می‌کند. البته باید گفت پرنده‌هایی با سه، شش یا هشت بازو نیز وجود دارند اما اصل کوادکوپتر مبتنی بر همان چهار بازو (دو بازو در عقب و دو بازو درجلو) می‌باشد. ۲ ملخ کوادکوپتر در جهت چرخش ساعت حرکت می‌کنند و ۲ ملخ دیگر در خلاف جهت چرخش ساعت حرکت می‌کنند. کوادکوپترها از لحاظ طراحی بدنه، کاملا غیر آیرودینامیک هستند و برای حفظ تعادل و پرواز به یک کامپیوتر نیازمند هستند تا دستورات ورودی را به فرمان های حرکتی تغییر دهد. این پاسخ کوتاهی به سوال ابتدایی بود. در ادامه اطلاعات تکمیل تری در خصوص کوادکوپترها عنوان می‌کنیم.
کوادکوپترها با هلیکوپترها و یا هواپیماها کاملا متفاوت هستند. در یک هواپیما وظیفه حرکت و تغییر جهت به عهده بال‌ها می‌باشد اما در کوادکوپترها این وظیفه به عهده ملخ‌ها می‌باشد. هلیکوپتر نیز از ملخ اصلی و مرکزی خودش برای تولید نیروی بالابر استفاده می‌کند. اما کوادکوپترها با کمک ۴ ملخ و کامپیوتر توانایی پرواز و تولید نیروی بالابر را دارند.
مفهوم کوادکوپتر، مفهوم جدیدی نیست! ایده های اولیه کوادکوپترها در سال های ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ ظاهر شد، اما آن طراح های اولیه عملکرد بد، سطح بالایی از بی ثباتی و نیاز به دقت فوق‌العاده زیاد و اعمال دستورات متعدد از طرف خلبان داشتند. پیشرفت تکنولوژی الکترونیکی در خصوص رایانه‌های کنترل پرواز، موتور های بدون هسته و بدون برس، ریز پردازنده‌ها، باتری ها، شتاب سنج ها، دوربین ها و حتی سیستم های GPS، امکان پرواز به شیوه اکنون کوادکوپترها را ایجاد نمود. سادگی کوادکوپتر های کنونی حتی آن ها را گزینه مناسبی برای تصویر برداری هوایی کرده است.

کتاب آموزش ساخت کوادکوپتر در خانه

شاید شما از آن دسته از علاقمندان کواد کوپتر ها و سیستم های رباتیک هستید که دوست دارید در منزل ، یک کوادکوپتر شخصی بسازید .

اصلا نگران نباشید ، برای ساخت کوادکوپتر می توانید از کتاب الکترونیکی با فرمت PDF که برای شما تدارک دیده ایم استفاده کنید .

رادیوکنترل

همیشه همراه یک کوادکوپتر معمولی یک کنترل کننده ۴ کاناله وجود دارد که دستورات را برای کوادکوپتر ارسال می‌کند تا به خوبی در آسمان حرکت کند. فرکانس ارتباطی که اکثر کنترل کننده‌ها از آن استفاده می‌کنند، ۲.۴ گیگاهرتز است. این فرکانس یکی از معمولی ترین فرکانس های موجود است که حتی برای اتصالات Wifi نیز به کار می‌رود. کنترل کننده ها حداقل دارای ۴ دکمه اصلی هستند که به شما اجازه می‌دهند تا اصلاحات مورد نیاز را به رفتار پرنده در آسمان وارد نمایید.

ملخ ها در کواد کوپتر

در خصوص کوادکوپتر ها همیشه این مسئله را به یاد داشته باشید که دو مجموعه ملخ و موتور درون آن‌ها وجود دارد که در جهت مخالف هم کار می‌کنند. پس اگر شما این مجموعه پروانه ها را تغییر دهید، کوادکوپتر به جای اوج گرفتن! به سمت زمین حرکت خواهد کرد! تغییر دادن ملخ ها باعث می‌شود به جای تولید نیروی رو به بالا، نیروی رو به پایین ایجاد شود.

موتور کوادکوپتر (براش – براشلس)

موتور های کلیه کواد کوپتر های تولید شده تا کنون الکتریکی هستند . در کلیه موتورهای الکتریکی براش قطعه ای به نام برس وجود دارد که کار آن اتصال جریان برق به بخشی که  بر روی سیم پیج مورد نیاز است می باشد . در موتورهای براشلس وظیفه زمانبندی برای اتصال نیروی الکتریکی ، بر عهده واحد ESC یا تنظیم سرعت می باشد . عمر موتورهای براشلس بعلت نداشتن قطعه مصرفی برس بسیار بالاست ولی قیمت آنها نیز در مقایسه با موتورهای براش بسیار بالا می باشد .

از منظری دیگر ، موتور براش با تغییر ولتاژ ، سرعتش تغییر می کند ولی در موتور براشلس این امر بر عهده واحد ESC می باشد .

نتیجه: همانگونه که از نام موتور ” brushed & brushless” برداشت می شود ،  تفاوت اساسی در بودن و یا نبودن قطعه برس است.

کوادکوپتر دینامیک

چهار نیروی اصلی وجود دارد که در یک کوادکوپتر اثر می‌کند.
گرانش: نیرویی است که کوادکوپتر به دلیل جرمش تولید می‌کند
بالابر: این نیروی حرکت به سمت بالا است که ملخ ها برای کوادکوپتر ایجاد می‌کنند.
رانش: این نیروی حرکت افقی در کوادکوپتر است که بازهم پروانه ها در تولید آن نقش دارند.
کشاندن یا کشیدن: این نیروی بازدارنده کوادکوپتر است که از طرف هوا به آن وارد می‌شود. تصور کنید در یک ماشین در حال حرکت دست خود را از پنجره بیرون می‌کنید! در این لحظه ضربه زدن هوا به دست خودتان که باعث عقب رفتن می‌شود را به خوبی حس خواهید کرد.

شناور شدن کوادکوپتر در آسمان

باید نیروی بالابرنده کوادکوپتر از نیروی جاذبه زمین بیشتر باشد تا کوادکوپتر به توانایی پرواز دست یابد. این مسئله توسط حرکت همزمان و تولید نیرو توسط هر ۴ ملخ کوادکوپتر می‌باشد. برای کاهش ارتفاع نیز می‌بایست هر ۴ ملخ به صورت همزمان در چرخش خود کاهش ایجاد نمایند. این کارها به پیچدگی که می‌خوانید نیست! در واقع برای کنترل کوادکوپتر به بالا و یا پایین کافی است تا اهرم های موجود روی رادیوکنترل آن را به سمت بالا یا پایین هل دهید تا پرنده حرکت مورد نیاز شما را اعمال کند. گفتنی است که از اهرم ها برای حرکت پرنده به طرفین نیز استفاده می‌شود.

حرکت کوادکوپتر

برای حرکت به جلو و یا عقب می‌بایست فعالیت موتورها و ملخ ها متناسب با نیاز خلبان کاسته شود. برای همین زمانی که دستور حرکت به راست را می‌دهید، ملخ‌های سمت راست با کمی کاهش عملکرد پرنده را به سمت راست هدایت می‌کنند. حرکت کوادکوپتر به سمت راست بر اثر اعمال نیروی ملخ های سمت چپ می‌باشد که نیروی بیشتری از ملخ های سمت راست اعمال می‌کنند! همین عامل باعث حرکت کوادکوپتر به سمت راست می‌شود. این فرایند دقیقا برای تغییر جهت کوادکوپتر به مابقی جهت ها نیز رخ می‌دهد.

Yaw Maneuvers

مسئله Yaw کمی پیچیده است! آیا تا به حال به دلیل وجود یک ملخ روی دم هلیکوپترها فکر کرده اید؟ وجود این ملخ به منظور جلوگیری از چرخش بدنه هلیکوپتر می‌باشد. این ملخ از ایجاد واکنش گشتاور بر روی بدنه هلیکوپتر جلوگیری میکند و در نهایت جلوی چرخش بدنه هلیکوپتر را می‌گیرد.
در یک پرنده با چهار بازو و چهار ملخ نیز این مسئله وجود دارد. زمانی که در یک کوادکوپتر دو پروانه در جهت عقربه های ساعت و در طرف دیگر دو پروانه در خلاف جهت عقربه های ساعت میچرخند! ۲ گشتاور در خلاف جهت هم تولید می‌شود و در نهایت با از بین رفتن گشتاور کوادکوپتر جرخش اضافی نخواهد داشت.

سیستم کنترل پرواز

هنگامی که کوادکوپتر شما پرواز می‌کند با تغییر حرکت هر یک از ملخ ها، حرکت کوادکوپتر نیز تغییر میکند. این حرکت ها و تغییرات پیرامون آن توسط اهرم های موجود روی رادیوکنترل کوادکوپتر صورت میگیرد. اما وقتی شما اهرمی را روی رادیوکنترل فشار میدهید تنها یک دستور به سمت پرنده حرکت می‌کند و این دستور توسط سیستم کنترل پرواز به یک حرکت تبدیل شده و روی کوادکوپتر اعمال میشود. هدف کامپیوتر پرواز کاملا ساده و مشخص است! ساده تر کردن هماهنگی بین چهار ملخ و موتور های کوادکوپتر هدفی است که کامپیوتر های موجود در پرنده ها دنبال می کنند. این کامپیوتر ها قابلیت اتصال به چندین دستگاه و سنسور دیگر را دارند اما دستگاه اصلی که آن را به کاربران متصل میکند، گیرنده کنترل از راه دور است که با رادیوکنترل شما در ارتباط است.

کمپانی سایما ، بزرگترین تولید کننده کوادکوپتر های نیمه حرفه ای و مبتدی

گوانگ دونگ سایما ، یا به اختصار سایما کارخانه ای در چین است که یکی از بزرگترین تولید کنندگان کوادکوپتر در دنیا است . و هر نوع کواد کوپتری که برای سرگرم کردن کاربران ممکن است نیاز باشد را تولید می کند .

کمپانی سایما اغلب کوادکوپتر هایی را تولید میکند که علاوه بر امکانات حرفه ای که دارند ، برای سرگرمی هستند و استفاده های شخصی دارند .

سوالات متداول در خصوص کوادکوپتر های سایما

نکته : اگر سوالی داشتید که در لیست زیر آن را مشاهده نمی کنید ، در کامنت ها مطرح نمایید . کارشناسان ایران سایما در سریعترین زمان پاسخ شما را خواهند داد .

سوال ۱ : بهترین کوادکوپتر سایما کدام است ؟

پاسخ به این سوال بر اساس نظر شخصی فرد و نوع استفاده بسیار می تواند سخت باشد . کلیه محصولات سایما از نظر کیفیت و استحکام زبانزد عام و خاص هستند . پس کافیست بر اساس نیاز خود یک مدل را انتخاب کنید . به عنوان مثال کوادکوپتر X8PRO گزینه مناسبی برای یک کودک ۶ ساله نیست .

سوال ۲ : پرچمدار برند سایما کدام مدل است ؟

در زمان نگارش این مقاله ، پرچمدار برند سایما ، مدل X8PRO می باشد . این کوادکوپتر دارای GPS  ، بازگشت به خانه و ارسال تصویر لحظه ای و دوربین متحرک می باشد .

پرچمداران جدید به ترتیب در آینده در این مقاله بروز خواهند شد .

سوال ۳ : آیا سایما فقط کوادکوپتر تولید میکند ؟

پاسخ منفی است ، کمپانی سایما ، علاوه بر تولید کواد کوپتر ، هلیکوپتر کنترلی نیز تولید می کند تا طیف بیشتری از محصولات پروازی بدون سرنشین را برای علاقمندان ارائه نماید .

سوال ۴ : آیا کمپانی سایما کوادکوپتر نانو نیز تولید می کند ؟

پاسخ این سوال مثبت است . در گذشته مدل X12S کوادکوپتر نانو سایما بسیار پر طرفدار بود که پس از ارتقاء نکنولوژی آن و افزون حالت تنظیم ارتفاع خودکار ، مدل X20-S به بازار عرضع شد .

تریم کردن کوادکوپتر

در واقع هر کوادکوپتری پس از چند بار پرواز نیاز به تریم کردن خواهد داشت . اگر کوادکوپتر شما پس از بلند شدن از زمین به طرفی منحرف می شود ، کافیست آن را تریم کنید . آموزش تریم کردن کوادکوپتر های سایما در ویدیو زیر می توانید ببینید :

جمع بندی

کوادکوپترها یک روش اقتصادی بصرفه برای پیوستن به دنیای پرواز و وسایل نقلیه هوایی هستند. این محصولات گزینه مناسب و سرگرم کننده برای پرواز میباشند. کنترل و هدایت این پرنده ها بسیار ساده است! بدون شک هر کسی میتواند با کوادکوپترها لذت پرواز را بچشد.