Як працює квадрокоптер?
Авіамоделі на управлінні це окрема гілка моделізму. Перші зменшені копії з'явилися трохи пізніше самих прототипів, і їхня популярність із кожним роком тільки зростає. На сьогоднішній день нікого не здивуєш мультикоптером, будь-то дитяча іграшка або професійний дрон для пошукових і аграрних робіт або для зйомки відеороликів. Найчастіше клієнти задаються тільки одним питанням: скільки коштує квадрокоптер?
І тільки одиниці цікавляться принципом роботи такого пристрою. Найчастіше це або моделісти, що збирають дрон самостійно, або допитливі користувачі, яких цікавить абсолютно все. Нижче в статті наведено просте пояснення складних процесів польоту, тому якщо вам цікаво, то обов'язково варто ознайомитися з вмістом.
Як працює квадрокоптер
Якщо не вдаватися в фізику процесів і складні наукові терміни, то можна з легкістю пояснити роботу дрона. Для цього спочатку варто відзначити, що підйом такого пристрою на певну висоту можливий завдяки обертанню лопатей і наявності різної електроніки.
Квадрокоптер — це безпілотний літаючий пристрій з чотирма двигунами. Його конструкція являє собою основу і промені з моторами, на вихідних валах яких закріплені гвинти. Підйомна тяга, як згадувалося вище, утворюється за рахунок обертання цих гвинтів.
Управління ж здійснюється завдяки розподілу тяги. Залежно від конструкції і виробника коптера, політ вперед/назад і повороти здійснюються завдяки різним способам регулювання потужності. Наприклад, для руху вперед більше потужності подається на задні мотори або ж менше на передні. Можливий варіант одночасного збільшення потужності задніх і зменшення потужності передніх гвинтів. При цьому відбувається невеликий підйом задньої частини дрона.
Така ж схема витримується при польоті в сторону або повороті. При нахилі вліво, праві гвинти обертаються з великою кількістю оборотів, і навпаки. Для повороту досить щоб сильніше чи слабше оберталася пара діагонально розташованих моторів.
Принцип роботи квадрокоптера
На підставі конструкції дрона кріпиться вся необхідна електроніка і акумулятор. Електроніка являє собою різні плати, що відповідають за прийом сигналу і відповідну реакцію на нього. Чим складніше і дорожче модель, тим якісніше і інноваційні технології її керування, але принцип завжди залишається тим же.
Основні елементи дрона:
- Корпус
- Основна плата
- Приймач
- Регулятори швидкості
- Мотори і гвинти
Сучасні моделі зазвичай комплектуються основними платами з вбудованим приймачем сигналів. Окремо він монтується в разі індивідуальної збірки, тоді моделіст самостійно підбирає приймач і передавач.
Навіть самі бюджетні моделі, крім усього іншого, обов'язково оснащуються гіроскопом, вбудованим в плату керування. Він необхідний для стабілізації пристрою по площинах і стійкого положення в польоті.
Опциональная електроніка
З розвитком технологій навіть невеликі пристрої оснащуються додатковими датчиками і електронікою, які суттєво спрощують керування. Наприклад, це можуть бути барометр, GPS, сенсорні датчики або ж додаткові камери для виявлення перешкод.
Барометр необхідний для утримання заданої висоти. Досить один раз підняти дрон на необхідний рівень і він зависне або буде літати на цій позначці. Але на відміну від датчиків GPS, барометр фіксує тільки висоту.
Датчики ж GPS монтуються на більш дорогі моделі і дозволяють зафіксувати положення дрона в одній точці щодо всіх осей координат. Наявність такої електроніки дозволяє прокладати маршрут для польоту по точкам, вести зйомку в автоматичному режимі (наприклад, функція «Спостереження за об'єктом»), і зависати в одному положенні. Навіть якщо порив вітру змістить дрон, він повернеться на задані координати.
Корисні такі датчики і для повернення квадрокоптера «додому». Пілот може задати певну точку координат перед початком польоту, яка згодом стане «посадочним майданчиком» при активації режиму «Повернення додому». Подібні функції доступні і для пристроїв без датчиків GPS. В цьому випадку при натисканні кнопки Home або активації режиму повернення додому, дрон буде летіти строго на пульт керування. Тут слід дотримуватися обережності, так як коптер може врізатися в пульт або пілота.
Безпечний політ
Наявність датчиків і спеціальних сенсорів виявлення перешкод істотно допомагає уникнути аварій як новачкам, так і досвідченим пілотам. Подібні сенсори не зустрінеш на бюджетних моделях, але їх наявність у дорогої техніки більш ніж виправдано. Залежно від налаштувань і кількості цих датчиків дрон може як облітати перешкоду, так і зупинитися на безпечній відстані від нього.
Особливо це зручно при активації автоматичних режимів польоту. Наприклад, практично всі квадрокоптери DJI останнього покоління можуть не тільки виявити перешкоду, але і прорахують нову траєкторію для її обльоту. Таким чином пілот менше витратить зусиль на керування і зможе повністю зосередитися на процесі відеозйомки.
Як відбувається керування
Знову таки, якщо не вникати в складну фізику процесу, то пояснити як відбувається керування квадрокоптера дуже просто. Пілот після активації пристрою за допомогою пульта керування (він же передавач) подає певний сигнал для виконання команди. Вмонтований в основну плату приймач отримує цей сигнал і дешифрує його для передачі на плату керування або безпосередньо на мотори пристрою. Далі відбувається регулювання обертів необхідних двигунів і виконання заданої команди.
Чим складніше пристрій, тим складніше опис процесу керування. Але схема практично завжди однакова. Наприклад для керування підвісом або подібними пристроями, розташованими на дроні, пілот все так же задає сигнал з пульта керування. Приймач все так же після отримання, виробляє дешифрування і передачу сигналу на плату підвісу, далі сигнал надходить на його мотори.
В цілому, це складний механізм, який працює завдяки законам фізики і сучасним розробкам у сфері радіокерування і електроніки.
В цій статті ми постаралися максимально просто і доступно пояснити складні процеси керування і принцип роботи мультикоптерів. Якщо залишилися питання, звертайтеся до менеджерів нашого інтернет-магазину «Planeta Hobby», вони точно зможуть вам допомогти.
