एक क्वाडकॉप्टर का निर्माण, एक भाग

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हाल ही में, एयरक्राफ्ट मॉडल और उनके हमदर्द के बीच, मल्टी-रोटर एयरक्राफ्ट स्कीम, तथाकथित मल्टीक्रॉप्टर, लोकप्रियता हासिल कर रहा है। चूंकि विकिपीडिया पर अभी तक कोई प्रासंगिक लेख नहीं है, और केवल इस मज़ेदार तंत्र का उल्लेख किया गया है, जो होबे पर चमकता है, मैंने अपने डिवाइस के निर्माण के अनुभव को साझा करने का निर्णय लिया।







आगे देखते हुए, मैं कहता हूँ कि यह किसी भी चीज़ के साथ समाप्त नहीं हुआ है, लेकिन उन लोगों के लिए जो परिणाम के बारे में परवाह नहीं करते हैं, लेकिन प्रक्रिया, मैं आपको एक बिल्ली को आमंत्रित करता हूं जहां यह बदबू आ रही है और एल्यूमीनियम फिलाइलिंग बिखरे हुए हैं।



कुछ साल पहले, मेरे दिमाग में एक विचार आया कि वह किसी शहर का एक पक्षी का दृश्य देख सकता है। उपलब्ध विकल्पों पर एक त्वरित नज़र जैसे कि पतंग , गुब्बारा और कबूतर के साथ कैमरा उठाना, मैं जल्दी और स्वाभाविक रूप से एक रेडियो-नियंत्रित हेलीकॉप्टर के विचार के साथ आया, और संभवतः एक नया और अज्ञात तंत्र - एक मल्टीक्रॉप्टर।

डिजाइन के बारे में कुछ शब्द

सबसे अधिक बार, एक बहु-धातु एक धातु या कार्बन फाइबर फ्रेम होता है जिसमें मोटरों की एक जोड़ी होती है (सबसे लोकप्रिय क्रमशः क्वाड और हेक्साकोप्टर हैं, जिसमें क्रमशः 4 और 6 रोटार होते हैं)। केंद्र में एक नियंत्रण बोर्ड और एक बैटरी है, बाकी हिस्सों को आप जहां चाहें संलग्न कर रहे हैं।



7000-25000 प्रति मिनट क्रांतियों पर इलेक्ट्रिक थ्री-फेस ब्रशलेस मोटर्स (विमान मॉडल के लिए मानक) में फिल्मांकन के लिए आवश्यक सभी उपकरणों को रखने के लिए पर्याप्त कर्षण विकसित होता है। मोटर्स की संख्या और शक्ति के आधार पर, यह जोर सैकड़ों ग्राम से लेकर दसियों किलोग्राम तक हो सकता है ।



ज्यादातर मामलों में, रोटेशनल पल के लिए समान रूप से क्षतिपूर्ति करने के लिए रोटार की एक समान संख्या का उपयोग किया जाता है: प्रोपेलर का आधा हिस्सा एक दिशा में घूमता है, विपरीत दिशा में आधा (उसी उद्देश्य के लिए टेल रोटर में टेल रोटर होता है), हालांकि ट्राइकॉप्टर भी होते हैं ।



इस प्रकार, उपकरण को बाएं-दाएं और पीछे-और-आगे (रोल और पिच) झुकाने के लिए यह एक तरफ मोटर्स के रोटेशन की गति को कम करने और इसे दूसरी तरफ बढ़ाने के लिए पर्याप्त है, और यदि आप मोटर्स की गति "एक के माध्यम से" बढ़ाते हैं, तो कुछ के टॉर्क को दूसरों द्वारा मुआवजा नहीं दिया जाएगा। , और उपकरण बाएं और दाएं (yaw) ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर घूमेगा। ट्राईकॉप्टर में, मोटरों में से एक रोटेशन की धुरी को बदल सकता है, इसके थ्रस्ट को थोड़ा सा दिशा दे सकता है, लेकिन इसके लिए आपको जाइरोस्कोपिक प्रभाव को दूर करने की आवश्यकता है, इसलिए मैं ट्राइकॉप्टर को अप्रभावी मानता हूं।



क्वाडकॉप्टर के क्लासिक हेलीकाप्टर मॉडल पर कुछ फायदे हैं:

• शुरुआती कीमत। बिजली उठाने में एक समान हेलीकॉप्टर की लागत दो गुना ज्यादा होती है।
• डिजाइन की सादगी। फ्रेम को इम्प्रूव्ड मटेरियल की गंदगी और डंडों से इकट्ठा किया जाता है, ताकत माध्यमिक महत्व की होती है (एक पारंपरिक हेलीकॉप्टर के कुछ हिस्सों को तेज युद्धाभ्यास को सक्षम करने के लिए भारी भार का सामना करना पड़ता है)।
• रखरखाव की लागत। आवश्यक उठाने वाले बल के साथ एक हेलीकॉप्टर (इसके बाद मेरा मतलब है कि हम एक विमान उठाने में सक्षम होना चाहते हैं, उदाहरण के लिए, एक औसत एसएलआर जिसका वजन डेढ़ या दो किलो है) में केवल एक आंतरिक दहन इंजन, विशाल ब्लेड और बड़े मॉडल के अन्य प्रसन्न हो सकते हैं। , गैसोलीन + तेल, टूटी ब्लेड और इसी तरह की सभी समान लागतों के साथ।
• ऑपरेशन। इसमें छह इलेक्ट्रिक वालों की तुलना में बहुत अधिक कंपन और एक आंतरिक दहन इंजन का शोर शामिल है; महान मल्टीक्रॉप्टर पैंतरेबाज़ी, ऑटोपायलट का उपयोग कर आसान नियंत्रण।

इसलिए, हमें फोटोग्राफिक उद्देश्यों के लिए एक मल्टीकोप्टर को इकट्ठा करने का विचार मिला। हम तैयार किए गए समाधानों से संतुष्ट नहीं हैं (बाद में उनके बारे में अधिक), हम अपने खुद के, बड़े, सुंदर, उपयुक्त कार्ड गेम और आसान पुण्य की लड़कियों के साथ कुछ बनाना चाहते हैं। कारण के लिए!

आइए परियोजना के मसौदे के साथ शुरू करें।

हमें एक उपकरण प्राप्त करने की आवश्यकता है

• हवा में खुद को स्थिर करेगा (मैनुअल कंट्रोल नहीं)
• अधिकतम वहन क्षमता के साथ (लेकिन जो; निश्चित रूप से हम या तो बजट में या तकनीकी क्षमताओं में सीमित हैं),
• अधिकतम उड़ान समय (फिर से, भार क्षमता पर निर्भर करता है),
• अधिकतम संचार रेंज

यह बिल्कुल टीके से मिलता-जुलता नहीं है, क्योंकि यह पूरी तरह से अस्पष्ट है कि हमारे पास क्या है, लेकिन कुछ गुग्लिंग के बाद तस्वीर साफ हो जाती है। ब्रशलेस मोटर्स की रेंज आंख को प्रसन्न करती है, लेकिन कभी-कभी वॉलेट को अपसेट कर देती है। हम अपने विदेशी सहयोगियों के अनुभव का उपयोग करेंगे (हम भी उनके पास लौट आएंगे), और यह निर्धारित करते हैं कि हमारे लिए सबसे सुविधाजनक 700kv और 860kv मोटर्स (kv आरपीएम प्रति वोल्ट है)।



फिर भी यह विश्वास करते हुए कि हम थोड़ा रक्त के साथ प्रबंधन करेंगे, हम एक सस्ता मॉडल पर ध्यान केंद्रित करेंगे, जो प्रति वोल्ट 700 क्रांतियाँ देता है, और 10x4.7cm ब्लेड पर 15A की चोटी की खपत के साथ, हम अपनी मोटर से लगभग एक किलोग्राम का कर्षण प्राप्त करने की उम्मीद करते हैं। इस प्रकार, अधिकतम कुल जोर 4.8 किग्रा, वर्तमान खपत - 90 ए के क्षेत्र में माना जाता है। मैं तुरंत आरक्षण कर दूंगा, पहले मेरे पास उड्डयन के साथ कोई व्यवसाय नहीं था, इसलिए मैं विषयगत मंचों के विस्तार से काटे गए वाक्यांशों के टुकड़ों पर भरोसा करता हूं।



इसके अलावा, एक अद्भुत 5000mAh बैटरी हाथ में आती है, जिस पर हम 3.3 मिनट तक उड़ सकते हैं। यह हमें बहुत सूट नहीं करता है, इसलिए मान लीजिए कि खपत 90A से थोड़ी कम होगी :) एक और चेतावनी: गणना आकाश में एक उंगली से की गई थी, क्योंकि विश्वास के साथ कुछ भी नहीं कहा जा सकता जब तक कि आप अपने हाथों और परीक्षक के साथ सब कुछ नहीं छूते।



हम शेष बिंदुओं पर अधिक विस्तार से ध्यान देंगे।

उपकरण आरेख

हम अपने विचारों को आकर्षित करते हैं कि हमारे परिसर में क्या होना चाहिए:





मोटर नियंत्रक (वे भी गति नियंत्रक हैं) विमान के मॉडल के लिए एक मानक योजना है, जो पीडब्लूएम सिग्नल के आधार पर चरण शिफ्ट के साथ इंजन को तैयार 3-चरण बिजली की आपूर्ति करता है जो वांछित रोटर गति सेट करता है। भविष्य में, हम फिर से उन विदेशी सहयोगियों के अनुभव का उपयोग करेंगे, जिन्होंने नियंत्रक के फर्मवेयर को संशोधित किया (और यह उनके पसंदीदा ATmega निकला) में से एक नियामक है ताकि गति PWM सिग्नल द्वारा निर्धारित नहीं की गई थी, लेकिन बाइट द्वारा, I2C बस पर एक विशिष्ट पते पर दर्ज की गई थी। यह नियंत्रण विधि हमें सभी गति नियंत्रक और नियंत्रण माइक्रोकंट्रोलर को केवल तीन तारों से जोड़ने की अनुमति देती है।



Girokub - मैंने तीन गायरोस्कोप और तीन एक्सीलरोमीटर का सेट कहा, जो नियंत्रण बोर्ड के लिए अंतरिक्ष में डिवाइस की स्थिति को ट्रैक करने के लिए आवश्यक है।



शूटिंग के लिए कैमरा जिम्बल एक और महत्वपूर्ण विवरण है। उड़ान में, मल्टीक्रॉप्टर पक्षों पर झुकता है, इसलिए कैमरे को विपरीत दिशा में झुका होना चाहिए, ताकि कैमरा एक ही विमान में कम या ज्यादा वस्तु को गोली मार दी जाए, और फ्रेम हिला नहीं। बड़ी संख्या में निलंबन डिज़ाइन हैं , उनमें से सभी को सर्वो द्वारा नियंत्रित किया जाता है (यह वास्तविक गाइरोस्कोप को लटकाने के लिए अधिक विश्वसनीय होगा, लेकिन यह कीमती उठाने की शक्ति का एक अभेद्य अपशिष्ट है)।



मुख्य बोर्ड (चलो इसे ऑटोपायलट कहते हैं) डिवाइस का सबसे कठिन हिस्सा है। गायरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर से प्राप्त आंकड़ों का उपयोग करते हुए, माइक्रोकंट्रोलर गणना करता है कि प्रत्येक प्रोपेलर के रोटेशन की आवश्यक गति को पुन: परिकलित करने और डिवाइस को अपनी मूल स्थिति में संरेखित करने के लिए प्रत्येक अक्ष के चारों ओर बहु ​​कोण पर किस कोण से घुमाया जाता है।



रिमोट - हमारी योजना के अनुसार, यह एक लैपटॉप है जो रेडियो मॉडेम के माध्यम से मुख्य बोर्ड को सिग्नल भेजता है और उसी तरह डिवाइस की स्थिति पर डेटा प्राप्त करता है।



इस समय, यह हमें लग रहा था कि हम उस सभी बड़ी मात्रा में काम का सामना कर सकते हैं: सॉफ्टवेयर और हार्ड, संचार प्रोटोकॉल और इंटरैक्शन योजनाओं को विकसित करना आवश्यक था, खरोंच से लगभग सब कुछ। यह एक गलती थी, जिसके बारे में हमने बहुत कुछ किया है, और हम बार-बार अनुमति देंगे, लेकिन हमने अनुभव प्राप्त किया है जो आप में से किसी के लिए उपयोगी हो सकता है। खैर, या कम से कम पढ़ने के लिए दिलचस्प :) बिगाड़ने वाला



इस पोस्ट को प्रदर्शित करने में मदद करने वाले सभी को धन्यवाद;) जारी रखा जाए ।