Quadcopter: Komponen, Bekerja, Jenis, Antarmuka, Perbedaan & Aplikasinya

A Drone multirotor adalah jenis UAV dengan berbagai rotor, seperti empat rotor, enam rotor, delapan rotor, atau bahkan lebih, berdasarkan desain dan penggunaannya. Tapi rotor ekstra drone ini dapat meningkatkan kapasitas muatan, waktu penerbangan, stabilitas, dll. Ini adalah yang termurah dan termudah drone , memberikan kontrol tinggi atas pembingkaian dan posisi. Dengan demikian, ini ideal untuk pengawasan dan fotografi udara. Drone multirotor tersedia dalam berbagai jenis, seperti trimotor, quadrotor, hexacopter, octocopter, dan drone multi-rotor koaksial. Ini adalah tipe UAV yang paling umum, dan setiap jenis drone berbeda dalam kinerja, desain, dan kemampuannya. Artikel ini menguraikan salah satu jenis drone multirotor, seperti quadcopter, berfungsi, dan aplikasi.

Apa itu quadcopter?

Quadcopter adalah jenis UAV yang ditenagai oleh empat rotor , di mana setiap rotor memiliki motor & baling -baling. Drone quadcopter menggunakan empat rotor untuk lift & propulsion, sehingga dapat lepas landas & mendarat secara vertikal dan melayang di tempatnya. Jadi dua rotor drone ini berputar searah jarum jam, sedangkan dua rotor lainnya berputar berlawanan arah jarum jam untuk membatalkan torsi dan memberikan kontrol penerbangan yang konstan. Ini dapat dikontrol secara manual atau mandiri, jadi ini adalah salah satu jenis drone yang paling populer karena kesederhanaan, stabilitas, dan kemampuan manuvernya.

Quadcopters dibedakan dengan desain empat-rotor mereka untuk mengendalikan aerodinamika, mekanik, dan elektronik canggih. Desain eksklusifnya memberikan kemampuan manuver dan stabilitas yang unggul daripada helikopter rotor tunggal biasa.

Sejarah Quadcopter:

Quadcopter adalah jenis drone multi-rotor yang telah berevolusi secara luas dari desain awalnya. Jadi sejarah langkah demi langkah dari quadcopter dibahas di bawah ini.

• Jacques & Louis Bréguet pada tahun 1907 mengembangkan dan menguji Gyroplane No.
• Etienne Oehmichen menciptakan quadcopter awal lain seperti Oehmichen pada tahun 1920, yang menunjukkan penerbangan & menetapkan catatan global.
• Di Angkatan Laut AS, 1930 bereksperimen dengan pesawat yang dikendalikan radio, yang menyebabkan pengembangan drone Curtiss N2C-2.
• Bell Boeing Quad Tiltrotor pada tahun 1990 menggabungkan desain sayap tetap & quadcopter untuk aplikasi transportasi militer.
• Amazon mengusulkan teknologi drone komersial pada 2013 untuk sistem pengiriman
• Airbus mengembangkan quadcopter bertenaga baterai pada tahun 2018 untuk taksi udara perkotaan untuk membidik operasi otonom di beberapa titik.
• Saat ini, drone ini digunakan secara luas untuk tujuan yang berbeda seperti terbang rekreasi, fotografi udara, pengiriman, pengawasan, dll.

Komponen quadcopter

Quadcopter dirancang dengan beberapa kunci komponen , yang dijelaskan di bawah ini.

Bingkai

Bingkai quadcopter memiliki lengan yang menahan motor, baterai, pengontrol penerbangan, dll.

Motor

Quadcopter mencakup empat motor, yang digunakan untuk mengangkatnya. Tetapi ada berbagai jenis motor yang tersedia di pasaran.

Esc

Sejak quadcopter motor Umumnya membutuhkan 3 pasokan 3 fase, kami tidak dapat menggunakannya sebagai pasokan langsung. Jadi kami mengharuskan ESC untuk mengubah sinyal pengontrol dan mengirimkannya ke motor untuk mengendalikan kecepatan mereka.

Baling -baling

Baling -baling adalah komponen penting dari drone. Ini adalah bilah pemintal yang bekerja seperti sayap pada drone Anda dan membuat aliran udara untuk mengangkat drone Anda ke udara.

Pengontrol penerbangan

Fungsi utama pengontrol penerbangan adalah mengarahkan setiap rpm motor sebagai respons terhadap input. Jadi perintah pilot untuk quad-copter membantu untuk bergerak maju dan dimasukkan ke dalam pengontrol penerbangan untuk memutuskan bagaimana mengendalikan motor, akibatnya.

Pemancar & penerima RC

Kontrol Pemancar Radio & Penerima listrik , yang menghasilkan transmisi data yang berguna melalui ruang atau atmosfer. Mereka menggunakan sinyal radio untuk mengirim perintah secara nirkabel melalui frekuensi radio yang ditetapkan di atas penerima radio. Jadi itu terhubung ke pengontrol penerbangan quadcopter, yang dikendalikan dari jarak jauh.

Baterai

Quadcopter menggunakan sumber daya baterai untuk menggerakkan semua sistem drone Anda dengan memungkinkannya terbang. Akhirnya, baterai lithium polimer (LIPO) diperlukan untuk memberi daya pada quadcopter, sehingga waktu penerbangan quadcopter terutama tergantung pada kapasitas baterai. Pilihan baterai terutama tergantung pada ukurannya, tegangan, peringkat C, kapasitas, dll.

Aneka ragam

Lain -lain termasuk aksesori kecil seperti kabel jumper yang berbeda dan konektor peluru, yang membuat quadcopter Anda sempurna dan lebih stabil.

Bagaimana cara kerja quadcopter?

Quadcopters dapat terbang dengan empat rotor, di mana masing -masing menyertakan motor dan baling -baling untuk menghasilkan kontrol lift dan gerakan di udara. Drone ini dapat mencapai penerbangan dengan mengubah kecepatan masing -masing rotor, sehingga mempengaruhi jumlah lift & dorongan yang dihasilkan dengan memungkinkan gerakan terkontrol ke segala arah.
Penerbangan quadcopter bergantung pada prinsip dorong empat rotor & precise control. Jadi, berikut adalah rincian kerjanya.

• Setelah keempat rotor berputar maka mereka menghasilkan aliran udara ke bawah dan mendorong ke atas. Setiap kali total yang dihasilkan oleh rotor melebihi berat quad-copter kemudian lepas landas.
• Untuk melayang di tempatnya, pengontrol penerbangan mengubah semua kecepatan empat rotor untuk menghasilkan dorongan yang cukup untuk mengimbangi gravitasi.
• Kecepatan empat rotor sama -sama meningkat untuk menghasilkan lebih banyak dorongan dibandingkan dengan berat. Jadi kecepatan akan dikurangi menjadi turun.
• Rotor belakang berputar lebih mudah dan bergerak maju dari rotor depan, dan memiringkan quadcopter ke depan menghasilkan dorongan. Kecepatan gerakan mundur rotor depan dapat dicapai dengan meningkat.
• Rotor sisi kanan drone ini berputar lebih cepat untuk bergerak ke kiri daripada rotor kiri, dan memiringkan drone quadcopter ke kiri. Di sini, gerakan sisi kanan dapat dicapai dengan meningkatkan kecepatan rotor kiri.
• Untuk memutar yaw searah jarum jam, dua rotor yang secara diagonal berlawanan berputar lebih cepat, sedangkan dua rotor lainnya berputar lebih lambat, sehingga menciptakan gaya berputar. Dengan membalikkan ini, rotasi berlawanan arah jarum jam dapat dicapai.
• Data sensor dapat dipantau secara konstan oleh pengontrol penerbangan. Jadi itu membuat penyesuaian mikro untuk setiap kecepatan motor untuk menjaga stabilitas dan melakukan perintah pilot.

Jenis quadcopters

Ada berbagai jenis quadcopters yang tersedia di pasaran berdasarkan bentuk bingkai & penggunaan yang dimaksudkan, yang dijelaskan di bawah ini.

X quadcopter atau konfigurasi x:

Jenis quadcopter ini memiliki desain paling populer yang memberikan keseimbangan & kemampuan manuver yang baik. Ini digunakan dalam berbagai aplikasi seperti videografi, balap, fotografi udara, terbang akrobatik, balap FPV,

H-quadcopter atau konfigurasi H:

H Quadcopter memiliki bingkai berbentuk H, yang memberikan stabilitas yang lebih baik. Jadi drone ini dapat digunakan dalam fotografi udara, berdasarkan Devopedia.

+ Quadcopter atau + konfigurasi:

Quadcopter ini unggul dalam jalur penerbangan lurus, termasuk posisi baling -baling yang efisien secara aerodinamis, yang sering digunakan dalam terbang akrobatik. Ini digunakan dalam skema kontrol yang lebih sederhana dari aplikasi tertentu.

Konfigurasi Y4 Quadcopter atau Y4:

Drone ini mirip dengan tricopter dengan tiga lengan, tetapi lengan belakangnya mencakup dua motor yang dipasang secara koaksial untuk kontrol yaw yang lebih baik & dan daya angkat.

A-tail atau quadcopter v-tail:

Drone ini mirip dengan Y4quadcopter, kecuali dengan motor belakang yang terletak di sudut dalam bentuk A atau V, yang memberikan lebih banyak kontrol yaw.

Quadcopter Menggunakan Arduino

Pengontrol penerbangan adalah otak quadcopter. Secara umum, ada banyak pengontrol penerbangan pra-flash yang juga tersedia di pasaran dengan biaya lebih murah. Jadi pengontrol penerbangan yang dirancang dengan Arduino untuk quadcopter ditunjukkan di bawah ini. Multiwii adalah perangkat lunak pengontrol penerbangan terkenal yang digunakan untuk quadcopter DIY.

Jadi mari kita rancang quadcopter dengan Arduino, seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Ini bukan hanya quadcopter tetapi juga mesin open-source. Komponen yang diperlukan untuk membuat quadcopter ini menggunakan Arduino termasuk: ESC, Bluetooth , Mpu-6050, resistor 330-ohm, DIPIMPIN indikator, penerima, Arduino Nano R3, dan menghubungkan kabel.

Koneksi:

Koneksi antarmuka ini mengikuti sebagai;

• Hubungkan pin D3 Arduino Nano ke pin sinyal ESC 1.
• Hubungkan pin D9 Arduino Nano ke pin sinyal ESC 3.
• Hubungkan pin D10 Arduino Nano ke pin sinyal ESC 2.
• Hubungkan pin D11 Arduino Nano ke pin sinyal ESC 4.
• Hubungkan pin TX dari modul Bluetooth ke pin RX Arduino.
• Hubungkan pin RX dari modul Bluetooth ke pin TX Arduino.
• Pin A4 Arduino terhubung ke pin SDA MPU-6050.
• Pin A5 Arduino terhubung ke pin SCL MPU-6050.
• Hubungkan satu terminal LED ke pin D8 Arduino dan terminal lainnya ke catu daya melalui resistor.
• Pin D2 Arduino terhubung ke pin throttle penerima.
• Hubungkan pin D4 Arduino ke pin penerima Eleron.
• Pin D5 Arduino terhubung ke pin Ailerons penerima.
• Pin D6 Arduino terhubung ke pin kemudi penerima.
• Pin D7 Arduino terhubung ke pin aux 1 penerima.

Bekerja

Sekarang hubungkan semua alasan dengan terminal tanah Arduino. Jadi itu termasuk semua lahan penerima, modul Bluetooth, ESC Grounds & MPU Grounds. Setelah itu, berikan koneksi sumber daya 5V dengan menghubungkan GND baterai ke GND dari semua komponen. Kawat warna merah terhubung ke Arduino, pin 5V, modul Bluetooth, dan MPU.

Sekarang berikan papan dan Arduino siap menambahkan kode melalui komputer. Biasanya pengontrol penerbangan Arduino bekerja dengan beberapa pemrograman komputer. Untuk itu, Anda harus mengunduh terlebih dahulu multiwii 2.4, dan Anda dapat mengunduh kode secara langsung.

Ini adalah perangkat lunak FC yang sangat populer yang digunakan untuk multi-rotor melalui komunitas besar. Karena perangkat lunak ini mendukung berbagai multi-pengendara dengan fitur-fitur superior seperti kontrol Bluetooth dengan ponsel cerdas Anda, barometer, layar OLED, Posisi GPS Hold & Return ke Home, Magnetometer, Strip LED, dll.

Anda akan melihat bagaimana Anda memindahkan pengontrol penerbangan segera, nilai data Accelerometer & Gyroscope dapat diperhatikan di layar. Jadi orientasi FC dapat dilihat di bagian bawah. Dalam antarmuka ini, Anda dapat mengubah nilai PID sinyal dan menyesuaikan quadcopter Anda untuk menyamakan preferensi pribadi Anda. Dalam antarmuka ini, mode penerbangan juga dapat ditugaskan ke posisi sakelar tambahan tertentu. Sekarang, yang harus Anda lakukan adalah menemukan posisi untuk pengontrol penerbangan Arduino Anda pada bingkai yang diatur untuk mencapai langit.

Arduino Quadcopter bekerja dengan semua komponen yang diperlukan untuk membuat dorongan dengan memungkinkan penerbangan & kemampuan manuver. Jadi Arduino Microcontroller bekerja sebagai pengontrol penerbangan yang mendapat input dan mengirimkan sinyal ke ESC untuk mendapatkan gerakan yang diinginkan seperti naik, melayang, berbalik, dan jatuh.
Pada dasarnya, Arduino Quadcopter menggabungkan perangkat keras dengan perangkat lunak untuk membuat mesin terbang. Jadi itu melakukan berbagai manuver tergantung pada input & umpan balik pengguna.

Perbedaan B/W Quadcopter vs Drone

Perbedaan antara quadcopter dan drone termasuk yang berikut.

Keuntungan & Kerugian

Itu Keuntungan quadcopter termasuk yang berikut.

• Mereka memiliki banyak manfaat karena desain & kemampuan mereka yang unik
• Quadcopters memiliki kinerja yang stabil.
• Ini serbaguna dan mudah digunakan.
• Mereka memiliki kemampuan manuver dan aksesibilitas.
• Mereka dapat melayang & mencapai penerbangan yang stabil.

Itu Kekurangan Quadcopter termasuk yang berikut.

• Ini memiliki waktu & kecepatan penerbangan yang terbatas.
• Ini memiliki desain yang kompleks dengan berbagai bagian yang rentan terhadap kerusakan.
• Mereka bergantung pada motor listrik karena kebutuhan akan perubahan throttle tertentu, terutama untuk stabilisasi.
• Ini kurang efisien dibandingkan dengan drone sayap tetap.
• Ini dapat dipengaruhi oleh kondisi cuaca.
• Pertimbangan Keselamatan:
• Quadcopters dapat menjadi tidak stabil karena desain multi-rotor mereka, yang berpotensi menyebabkan kecelakaan atau penerbangan yang tidak menentu.
• Kecepatan transfer data sangat lambat.

Aplikasi

Itu Aplikasi Quadcopter termasuk yang berikut.

• Quadcopters digunakan dalam beragam aplikasi, yang meliputi mencakup berbagai industri & kegiatan.
• Ini dapat digunakan dalam fotografi udara, pencarian dan penyelamatan, pengawasan, pengiriman, dan kegiatan rekreasi, serta akrobat dan balap.
• Ini juga dapat digunakan dalam pertanian, inspeksi infrastruktur, pemantauan lingkungan, dll.
• Quadcopters digunakan dalam aplikasi industri dan komersial, yang meliputi: fotografi udara, videografi, pertanian presisi, keamanan, pengawasan, layanan pengiriman, pertanian presisi, inspeksi infrastruktur, pemantauan lingkungan, dll.
• Ini digunakan dalam aplikasi sektor publik seperti keselamatan publik, pencarian & penyelamatan, penegakan hukum, manajemen bencana, dll.

Jadi, ini Tinjauan quadcopter , berfungsi, dan aplikasinya. Ini adalah UAV serbaguna (kendaraan udara tak berawak) dengan berbagai aplikasi seperti videografi, terbang rekreasi, fotografi udara, dll. Drone ini memainkan peran kunci dalam bidang yang berbeda seperti survei, pencarian, operasi penyelamatan, pemetaan, dll. Jadi, quadcopters mewakili peningkatan biaya dalam biaya drone, yang menawarkan perpaduan dari fleksibilitas, agenitas. Ini pertanyaan untuk Anda: Apa itu UAV?