آموزش کنترل و کار با کوادکوپتر
کواد کوپتر به هلیکوپتری اطلاق می شود که مجهز به 4 ملخ است و هر یک از این ملخ ها به میزان یک چهارم از وزن دستگاه را تحمل می نمایند و در سایز های مختلف از ابعاد بسیار کوچک گرفته تا ابعاد بزرگ 1 متری عرضه می شود و از easyjet بعنوان یکی از کمپانی های سازنده این کالا می توان یاد کرد ، کواد کوپتر از قطعاتی از قبیل فریم ، موتور ، ملخ ، باتری ، سنسورهای IMU ، کنترلر پرواز ، فرستنده و گیرنده تشکیل می شود.فریم در کواد کوپتر به ساختاری از جنس فیبر کربن ، آلومینیوم و یا چوب اطلاق می شود که تمامی قطعات دستگاه روی آن تعبیه شده است و شامل صفحه مرکزی ، چهار بازوی اصلی ، چهار چنگک که نگهدارنده موتورها می باشد و در واقع در انتهای بازوهاست می باشد ، همچنین کواد کوپتر مجهز به موتورهایی با ولتاژ DC می باشد که موجبات پرواز کواد کوپتر را فراهم می نماید.علاوه بر این قطعات می توان به کنترلر پرواز در کوادکوپتر اشاره نمود که مجهز به یک برد مشخص می باشد که به منزله مغز کوادکوپتر قلمداد می شود و بر اساس ورودی به کنترل سرعت موتورهای کواد کوپتر می پردازد ، IMU نامیست که به یک سنسور الکترونیکی اطلاق شده است و متشکل از یک شتاب سنج سه محور ، یک زیروسکوپ سه محور و یک مغناطیس سنج می باشد و وظیفه اندازه گیری سرعت ، جهت و نیروی گرانش کوادکوپتر را بر عهده دارد.
کواد کوپترها عموما علاوه بر کارهای نظارتی و تصویربرداری های هوایی در تحقیقاتی به کار می روند که در آن به جمع آوری عکس های هوایی پرداخته می شود ، علاوه بر این در صنعت هواپیمایی از کوادکوپتر با دوربین های HD استفاده می شود که وظیفه آن تشخیص نقایص جزیی و ظاهری هواپیما بوده و در حقیقت ضامن امنیت هواپیما می باشد ، همچنین می توان از کواد کوپتر در خدمات امداد و نجات به منظور کمک به مسدومان و مجروحان سوانح و بلایای طبیعی استفاده نمود که علاوه بر این خدمات کواد کوپتر قادر است به شناسایی مجروحان پرداخته و تیم امدادرسان را به محل سانحه راهنمایی کند ، کوادکوپتر در معادن جهت تشخیص مناطق حساس و حادثه خیز نیز مورد استفاده قرار می گیرد و علاوه بر این قادر است بر نقاطی از معدن نظارت داشته باشد که حضور در آن برای کارکنان معدن بسیار خطرناک است.
قبل از هر نکته ای لازم است درباره گشتاور نیرو توضیحی اجمالی دهیم ، در حقیقت گشتاور نیرو به حاصلضرب نیرو در فاصله عمودی آن از محوری که در جسم مورد نظر به آن می چرخد اطلاق می شود و با توجه به 4 ملخه بودن کواد کوپتر موتورهایی باقدرت کمتر و قیمت ارزانتر در کوادکوپتر به کاررفته است و در حقیقت کنترل کوادکوپتر با تغییر نیروی ناشی از هر ملخ پدید می آید ، در کوادکوپتر دو ملخ در جهت ساعتگرد و دو ملخ دیگر در جهت پاد ساعتگرد می چرخند و قاعدتا هر دو ملخی که رو بروی یکدیگر واقع شده اند در یک جهت می چرخند و بدین ترتیب گشتاور ایرودینامیکی یک جفت ملخ کوادکوپتر گشتاور ایرودینامیکی جفت دیگر را خنثی می کند ، کنترل تعادل کوادکوپتر نیز عموما به وسیله سنسورهای اندازه گیری به صورت اتوماتیک انجام می شود که این عمل معمولا به صورت مکرر و بدون هیچ وقفه ای صورت می گیرد.
کوادکوپتر مجهز به چندین درجه آزادی بوده و دارای حرکت سه بعدی است و از سه جهت roll ( محور طولی ) ، pitch ( محور عرضی ) و yow ( محور عمودی ) تشکیل شده است که هر یک از جهات آن روی یکدیگر تاثیر می گذارند که در ادامه به بررسی چگونگی حرکت کواد کوپتر خواهیم پرداخت.برای حرکت به طرفین ( چپ یا راست ) سرعت دو ملخی که در جهت مورد نظر قرار دارند باید بیشتر از سرعت دو ملخ دیگر باشد که در خلاف جهت مورد نظر هستند ، همچنین به منظور حرکت به جلو می بایست سرعت دو موتور عقب افزایش یافته اما سرعت موتورهای جلویی کاهش بیابد و برای حرکت به عقب ، برعکس این عملیات باید صورت بگیرد.برای چرخش به سمت چپ حول محور عمودی باید از قانون سوم نیوتن پیروی شود که طبق آن می بایست سرعت دو موتوری که به صورت قطری روبروی هم قرار دارند افزایش یافته و به منظور چرخش در جهت عقربه های ساعت در محور عمودی سرعت موتورهای پادساعتگرد افزایش می یابد این در حالیست که سرعت موتورهای ساعتگرد کاهش یافته است و به منظور حرکت پادساعتگرد برعکس این عمل انجام خواهد شد.
با چرخش هر 4 ملخ در حقیقت نیرویی به سمت بالا پدید می آید که در مقابل این نیرو ، نیروی گرانش زمین وجود دارد و در صورتی که نیروی بالابرنده با نیروی گرانش زمین مساوی باشد کوادکوپتر در ارتفاع ثابتی خواهد ماند ، این در حالی است که در صورت غلبه نیروی به سمت بالا ، بر نیروی گرانش زمین کوادکوپتر به سمت بالا پرواز خواهد کرد و در صورتی که عکس این عمل پیش بیاید سبب کاهش ارتفاع کوادکوپتر خواهد شد ، علاوه بر این برای حرکت افقی کواد کوپتر به سمت جلو باید موتورهای عقبی سریعتر بچرخند و در حرکت افقی به سمت عقب نیز عکس این عمل صورت خواهد گرفت.
جمع بندی آموزش کنترل و کار با کوادکوپتر
زمانی که اقدام به خرید دستگاه کواد کوپتر می کنید باید این نکته را مورد توجه قرار دهید که راه اندازی صحیح این دستگاه بسیار مهم است زیر در صورتی که نتوانیم کوادکوپتر را به درستی راه اندازی کنیم ممکن است سبب بروز آسیب های جبران ناپذیری در دستگاه شود بنابراین همواره باید در تعبیه این دستگاه دقت لازم را بعمل بیاوریم.