MỘT Máy bay không người lái đa lực là một loại UAV với các cánh quạt khác nhau, như bốn cánh quạt, sáu cánh quạt, tám cánh quạt hoặc thậm chí nhiều hơn, dựa trên thiết kế và sử dụng của chúng. Nhưng máy bay không người lái này có thể tăng công suất tải trọng, thời gian bay, độ ổn định, v.v ... Đây là giá rẻ nhất và dễ nhất Máy bay không người lái , cung cấp quyền kiểm soát cao đối với khung và vị trí. Vì vậy, đây là những lý tưởng cho giám sát và chụp ảnh trên không. Máy bay không người lái đa lực có sẵn ở các loại khác nhau, như trimotor, tứ giác, hexacopter, octocopter và máy bay không người lái đa cánh đồng trục. Đây là những loại UAV phổ biến nhất và mỗi loại máy bay không người lái khác nhau về hiệu suất, thiết kế và khả năng của nó. Bài viết này xây dựng trên một trong các loại máy bay không người lái đa lực, như Quadcopter, hoạt động và ứng dụng của nó.
Quadcopter là gì?
Quadcopter là một loại UAV được cung cấp bởi bốn cánh quạt , trong đó mỗi rôto có một động cơ và một chân vịt. Một máy bay không người lái Quadcopter sử dụng bốn cánh quạt để nâng và đẩy, do đó nó có thể cất cánh & đất thẳng đứng và trôi dạt tại chỗ. Vì vậy, hai cánh quạt của máy bay không người lái này quay theo chiều kim đồng hồ, trong khi hai cánh quạt khác quay ngược chiều kim đồng hồ để hủy mô -men xoắn và cung cấp điều khiển chuyến bay liên tục. Điều này có thể được kiểm soát bằng tay hoặc độc lập, vì vậy nó là một trong những loại máy bay không người lái phổ biến nhất do tính đơn giản, ổn định và khả năng cơ động của nó.
Quadcopters được phân biệt bởi thiết kế bốn cánh quạt của họ để kiểm soát khí động học, cơ học và thiết bị điện tử tiên tiến. Thiết kế độc quyền của nó cung cấp khả năng cơ động và sự ổn định vượt trội hơn so với máy bay trực thăng đơn thông thường.
Lịch sử Quadcopter:
Quadcopter là một loại máy bay không người lái đa cánh quạt đã phát triển rộng rãi từ các thiết kế ban đầu của nó. Vì vậy, lịch sử từng bước của Quadcopter được thảo luận dưới đây.
- Jacques & Louis Bréguet vào năm 1907 đã phát triển và thử nghiệm con quay số 1. Đây là một ý tưởng Quadcopter sớm, đạt được sự cất cánh nhưng phải đối mặt với sự bất ổn dựa trên các hệ thống hàng không vũ trụ.
- Etienne Oehmichen đã tạo ra một chiếc Quadcopter đầu tiên khác như Oehmichen vào năm 1920, cho thấy chuyến bay & lập kỷ lục toàn cầu.
- Trong Hải quân Hoa Kỳ, năm 1930 đã thử nghiệm với các máy bay điều khiển bằng vô tuyến, dẫn đến sự phát triển máy bay không người lái Curtiss N2C-2.
- Bell Boeing Quad Tiltrotor vào năm 1990 đã kết hợp cả hai thiết kế cánh cố định & Quadcopter cho các ứng dụng vận tải quân sự.
- Amazon đã đề xuất một công nghệ máy bay không người lái thương mại vào năm 2013 cho một hệ thống giao hàng
- Airbus đã phát triển một bộ tứ do pin chạy bằng pin vào năm 2018 để taxi không khí đô thị nhằm mục đích hoạt động tự trị tại một số điểm.
- Hiện tại, những máy bay không người lái này được sử dụng rộng rãi cho các mục đích khác nhau như bay giải trí, chụp ảnh trên không, giao hàng, giám sát, v.v.
Các thành phần của một quad quad
Một quadcopter được thiết kế với một số chìa khóa các thành phần , được giải thích dưới đây.

Khung
Khung Quadcopter có cánh tay giữ động cơ, pin, bộ điều khiển chuyến bay, v.v.
Động cơ
Quadcopter bao gồm bốn động cơ, được sử dụng để nâng nó lên. Nhưng có nhiều loại động cơ khác nhau có sẵn trên thị trường.
Thoát
Kể từ quadd quad Động cơ Nói chung yêu cầu nguồn cung cấp 3 pha, chúng tôi không thể sử dụng nó như một nguồn cung cấp trực tiếp. Vì vậy, chúng tôi yêu cầu ESC thay đổi tín hiệu bộ điều khiển và gửi chúng đến động cơ để điều khiển tốc độ của chúng.
Cánh quạt
CRANDERS là một thành phần quan trọng của máy bay không người lái. Đây là những lưỡi dao quay hoạt động như cánh trên máy bay không người lái của bạn và tạo ra luồng không khí để nâng máy bay không người lái của bạn lên không trung.
Bộ điều khiển chuyến bay
Chức năng chính của bộ điều khiển chuyến bay là chỉ đạo từng chiếc xe máy để đáp ứng với đầu vào. Vì vậy, lệnh thí điểm cho bộ băng tứ giác giúp di chuyển về phía trước và được đưa vào bộ điều khiển chuyến bay để quyết định cách điều khiển động cơ, do đó.
Máy phát & máy thu RC
Máy phát và máy thu phát thanh điều khiển điện , dẫn đến truyền dữ liệu hữu ích qua không gian hoặc khí quyển. Họ sử dụng tín hiệu radio để gửi các lệnh không dây thông qua tần số radio được đặt phía trên máy thu radio. Vì vậy, nó được kết nối với bộ điều khiển chuyến bay Quadcopter, được điều khiển từ xa.
Ắc quy
Quadcopter sử dụng nguồn năng lượng pin để điều khiển tất cả các hệ thống máy bay không người lái của bạn bằng cách cho phép nó bay. Cuối cùng, cần có pin lithium polymer (LIPO) để cung cấp năng lượng cho Quadcopter, do đó, thời gian bay của Quadcopter, chủ yếu phụ thuộc vào dung lượng của pin. Việc lựa chọn pin chủ yếu phụ thuộc vào kích thước, điện áp, xếp hạng C, công suất, v.v.
Linh tinh
Linh tinh bao gồm các phụ kiện nhỏ như cáp nhảy và đầu nối đạn khác nhau, làm cho Quadcopter của bạn hoàn hảo và ổn định hơn.
Làm thế nào để một tứ giác hoạt động?
Quadcopters có thể bay với bốn cánh quạt, trong đó mỗi chiếc bao gồm một động cơ và chân vịt để tạo ra sự nâng và điều khiển chuyển động trong không khí. Những máy bay không người lái này có thể đạt được chuyến bay bằng cách thay đổi từng tốc độ của rôto, do đó ảnh hưởng đến lượng lực nâng và lực đẩy được tạo ra bằng cách cho phép chuyển động được kiểm soát theo mọi hướng.
Một chuyến bay Quadcopter, dựa vào nguyên tắc điều khiển lực đẩy và điều khiển chính xác bốn cánh quạt. Vì vậy, đây là một sự cố làm việc của nó.
- Khi tất cả bốn cánh quạt quay thì chúng tạo ra luồng không khí xuống và đẩy lên trên. Bất cứ khi nào tổng số được tạo ra bởi các cánh quạt vượt quá trọng lượng của bộ tứ, nó sẽ cất cánh.
- Để trôi vào vị trí, bộ điều khiển chuyến bay thay đổi tất cả bốn tốc độ của cánh quạt để tạo ra chỉ có đủ lực đẩy để bù trọng lực.
- Tốc độ bốn cánh quạt của Rotors được tăng như nhau để tạo ra lực đẩy hơn so với trọng lượng. Vì vậy, tốc độ sẽ được giảm xuống để hạ xuống.
- Các cánh quạt phía sau quay dễ dàng hơn và di chuyển về phía trước so với các cánh quạt phía trước, và nghiêng bộ tứ về phía trước tạo ra lực đẩy. Tốc độ của các cánh quạt phía trước chuyển động ngược có thể đạt được bằng cách tăng.
- Các cánh quạt bên phải của máy bay không người lái này quay nhanh hơn để di chuyển bên trái so với các cánh quạt bên trái, và nghiêng máy bay không người lái Quadcopter sang trái. Ở đây, chuyển động bên phải có thể đạt được bằng cách nâng tốc độ cánh quạt bên trái.
- Để xoay ngáp theo chiều kim đồng hồ, hai cánh quạt nằm đối diện theo đường chéo nhanh hơn, trong khi hai cánh quạt khác quay chậm hơn, do đó tạo ra một lực quay. Bằng cách đảo ngược điều này, xoay vòng ngược chiều kim đồng hồ có thể đạt được.
- Dữ liệu cảm biến có thể được theo dõi liên tục bởi bộ điều khiển chuyến bay. Vì vậy, nó làm cho các điều chỉnh vi mô cho mỗi tốc độ của động cơ để giữ sự ổn định và thực hiện các lệnh của phi công.
Các loại Quadcopters
Có nhiều loại Quadcopters khác nhau có sẵn trên thị trường dựa trên hình dạng sử dụng khung & dự định của chúng, được giải thích dưới đây.

X QuadCopter hoặc X-Configuration:
Loại Quadcopter này có thiết kế phổ biến nhất cung cấp sự cân bằng và khả năng cân bằng ổn định tốt. Nó được sử dụng trong một loạt các ứng dụng như quay phim, đua, chụp ảnh trên không, bay nhào lộn, đua xe FPV,
H QuadCopter hoặc H-Configuration:
H QuadCopter có khung hình H, cung cấp sự ổn định tốt hơn. Vì vậy, máy bay không người lái này có thể được sử dụng trong nhiếp ảnh trên không, dựa trên sự sai lệch.
+ QuadCopter hoặc + cấu hình:
Quadcopter này vượt trội trong các làn đường bay thẳng, bao gồm các vị trí chân vịt hiệu quả về mặt khí động học, thường được sử dụng trong việc bay nhào lộn. Nó được sử dụng trong các sơ đồ điều khiển đơn giản hơn của các ứng dụng nhất định.
Cấu hình Y4 QuadCopter hoặc Y4:
Máy bay không người lái này tương tự như một bộ ba với ba cánh tay, nhưng cánh tay sau của nó bao gồm hai động cơ được gắn kết hợp tác để điều khiển ngáp tốt hơn và công suất nâng.
A-Tail hoặc V-đuôi Quadcopter:
Máy bay không người lái này tương tự như Y4quadcopter, ngoại trừ với các động cơ phía sau nằm ở một góc theo hình A hoặc V, cung cấp nhiều điều khiển ngáp hơn.
Quadcopter sử dụng Arduino
Một bộ điều khiển chuyến bay là bộ não của Quadcopter. Nói chung, có nhiều bộ điều khiển chuyến bay được phát hành sẵn cũng có sẵn trên thị trường với chi phí thấp hơn. Vì vậy, một bộ điều khiển chuyến bay được thiết kế với Arduino cho một Quadcopter được hiển thị bên dưới. Multiwii là một phần mềm điều khiển chuyến bay nổi tiếng được sử dụng cho các bộ tứ DIY.
Vì vậy, hãy để chúng tôi thiết kế một quad quad với Arduino, như được hiển thị bên dưới. Nó không chỉ là một bộ tứ mà còn là một máy nguồn mở. Các thành phần cần thiết để tạo ra quad quad này bằng Arduino bao gồm: ESC, Bluetooth , MPU-6050, điện trở 330-ohm, DẪN ĐẾN chỉ báo, người nhận, Arduino Nano R3, và kết nối dây.

Kết nối:
Các kết nối của giao thoa này theo như;
- Kết nối chân D3 của Arduino Nano với chân tín hiệu ESC 1.
- Kết nối chân D9 của Arduino Nano với chân tín hiệu ESC 3.
- Kết nối chân D10 của Arduino Nano với chân tín hiệu ESC 2.
- Kết nối chân D11 của Arduino Nano với chân tín hiệu ESC 4.
- Kết nối chân TX của mô -đun Bluetooth với chân Rx của Arduino.
- Kết nối chân Rx của mô -đun Bluetooth với chân TX của Arduino.
- Pin A4 A4 A4 được kết nối với mã PIN SDA của MPU-6050.
- Pin A5 A5 A5 được kết nối với chân SCL của MPU-6050.
- Kết nối một thiết bị đầu cuối của đèn LED với chân D8 của Arduino và thiết bị đầu cuối khác với nguồn điện thông qua điện trở.
- Pin ARDUINO từ D2 được kết nối với chân ga của máy thu.
- Kết nối chân D4 của Arduino với pin Eleron của máy thu.
- Pin ARDUINO từ D5 được kết nối với chân Ailerons của máy thu.
- Pin ARDUINO từ D6 được kết nối với chân bánh lái của máy thu.
- Pin ARDUINO từ D7 được kết nối với chân AUX 1 của máy thu.
Đang làm việc
Bây giờ kết nối tất cả các căn cứ với các thiết bị đầu cuối mặt đất của Arduino. Vì vậy, nó bao gồm tất cả các cơ sở máy thu, mô -đun Bluetooth, căn cứ ESC & căn cứ MPU. Sau đó, cung cấp kết nối nguồn 5V bằng cách kết nối pin GND với GND của tất cả các thành phần. Dây màu đỏ được kết nối với Arduino, pin 5V, mô -đun Bluetooth và MPU.
Bây giờ cung cấp bảng và Arduino đã sẵn sàng để thêm mã thông qua máy tính. Thông thường bộ điều khiển chuyến bay Arduino hoạt động với một số chương trình máy tính. Đối với điều đó, bạn cần tải xuống MultiWii 2.4 và bạn có thể tải xuống mã trực tiếp.
Đây là một phần mềm FC rất phổ biến được sử dụng cho nhiều lượt quay thông qua một cộng đồng lớn. Bởi vì phần mềm này hỗ trợ nhiều loại đa dạng với các tính năng vượt trội như điều khiển Bluetooth với điện thoại thông minh, phong vũ biểu, màn hình OLED, giữ vị trí GPS và trở về nhà, từ kế, dải LED, v.v.
Bạn sẽ nhận thấy cách bạn di chuyển bộ điều khiển chuyến bay ngay lập tức, các giá trị dữ liệu gia tốc & con quay hồi chuyển có thể được chú ý trên màn hình. Vì vậy, hướng FC có thể được nhìn thấy ở phía dưới. Trong giao diện này, bạn có thể thay đổi các giá trị PID tín hiệu và điều chỉnh QuadCopter của mình để bằng sở thích cá nhân của bạn. Trong giao diện này, các chế độ bay cũng có thể được gán cho một số vị trí chuyển đổi phụ nhất định. Bây giờ, tất cả những gì bạn phải làm là tìm một vị trí cho bộ điều khiển chuyến bay Arduino của bạn trên khung được đặt để chạm bầu trời.
Arduino Quadcopter hoạt động với tất cả các thành phần cần thiết để tạo lực đẩy bằng cách cho phép bay & cơ động. Vì vậy, vi điều khiển Arduino hoạt động như một bộ điều khiển chuyến bay nhận đầu vào và gửi tín hiệu đến ESC để có được các chuyển động mong muốn như tăng, lơ lửng, quay và rơi.
Về cơ bản, bộ tứ Arduino hợp nhất phần cứng với phần mềm để tạo máy bay. Vì vậy, nó thực hiện một loạt các thao tác tùy thuộc vào đầu vào và phản hồi của người dùng.
Sự khác biệt B/W Quadcopter vs drone
Sự khác biệt giữa Quadcopter và máy bay không người lái bao gồm những điều sau đây.
Quadcopter |
Máy bay không người lái |
Một Quadcopter là một máy bay không người lái được phân biệt bởi thiết kế rôto của nó. | Máy bay không người lái là một thuật ngữ chung cho bất kỳ UAV hoặc xe trên không. |
Nó được thiết kế với bốn cánh quạt hoặc cánh quạt nằm trên khung nhẹ. | Nó bao gồm một loạt các thiết kế như cánh cố định, VTOL lai, đa lực, v.v. |
Máy bay không người lái này có thể cất cánh theo chiều dọc & đất đai, và trôi dạt tại chỗ. Đây là những điều cơ động hơn so với máy bay không người lái cố định. | Máy bay không người lái này có thể thay đổi rất nhiều dựa trên thiết kế. |
Ví dụ về Quadcopter là: DJI Phantom, DJI Mavic, máy bay không người lái có sở thích nhỏ hơn, v.v. | Ví dụ của nó là: máy bay không người lái dịch vụ giao hàng, chụp ảnh trên không, kiểm tra nông nghiệp, v.v. |
Họ có bốn cánh quạt .. | Máy bay không người lái có số khác nhau (hoặc) cánh cố định. |
Quadcopters thường nhẹ hơn và nhỏ hơn. | Đây là lớn hơn và phức tạp hơn. |
Chúng được sử dụng trong quay phim, nhiếp ảnh, bay giải trí, v.v. | Máy bay không người lái được áp dụng trong các lĩnh vực công nghiệp, thương mại và quân sự. |
Ưu điểm & nhược điểm
Các Ưu điểm Quadcopter bao gồm những điều sau đây.
- Họ có nhiều lợi ích do thiết kế và khả năng độc đáo của họ
- Quadcopters có hiệu suất ổn định.
- Đây là linh hoạt và đơn giản để sử dụng.
- Họ có khả năng cơ động và khả năng tiếp cận.
- Họ có thể di chuột và đạt được các chuyến bay ổn định.
Các Nhược điểm Quadcopter bao gồm những điều sau đây.
- Nó có thời gian bay và tốc độ hạn chế.
- Chúng có một thiết kế phức tạp với các bộ phận khác nhau dễ bị hư hại.
- Chúng phụ thuộc vào động cơ điện vì nhu cầu thay đổi bướm ga đặc biệt, chủ yếu để ổn định.
- Đây là ít hiệu quả so với máy bay không người lái cố định.
- Chúng có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết.
- Cân nhắc an toàn:
- Quadcopters có thể trở nên không ổn định do thiết kế đa cánh quạt của chúng, có khả năng dẫn đến sự cố hoặc chuyến bay thất thường.
- Tốc độ truyền dữ liệu của nó rất chậm.
Ứng dụng
Các Ứng dụng QuadCopter bao gồm những điều sau đây.
- Quadcopters được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, bao gồm bao gồm nhiều ngành công nghiệp & hoạt động.
- Chúng có thể được sử dụng trong nhiếp ảnh trên không, tìm kiếm và cứu hộ, giám sát, giao hàng và các hoạt động giải trí, cũng như nhào lộn và đua xe.
- Chúng cũng có thể được sử dụng trong nông nghiệp, kiểm tra cơ sở hạ tầng, giám sát môi trường, v.v.
- Quadcopters được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại, bao gồm: nhiếp ảnh trên không, quay phim, nông nghiệp chính xác, an ninh, giám sát, dịch vụ giao hàng, nông nghiệp chính xác, kiểm tra cơ sở hạ tầng, giám sát môi trường, v.v.
- Chúng được sử dụng trong các ứng dụng khu vực công như an toàn công cộng, tìm kiếm & cứu hộ, thực thi pháp luật, quản lý thảm họa, v.v.
Vì vậy, đây là Tổng quan về Quadcopter , nó làm việc, và các ứng dụng của nó. Đó là một UAV đa năng (xe trên không không người lái) với các ứng dụng khác nhau như quay phim, bay giải trí, nhiếp ảnh trên không, v.v ... Những máy bay không người lái này đóng vai trò chính trong các lĩnh vực khác nhau như khảo sát, tìm kiếm, các hoạt động cứu hộ, tạo ra các ứng dụng. Đây là một câu hỏi cho bạn: UAV là gì?