پهپاد مسابقه ای (Drone Racer) خودتان را بسازید !!

در طول سالیان اخیر بطور پیوسته به محبوبیت مسابقات پهپادی افزوده شده است و به تدریج از یک سرگرمی کوچک به سمت داشتن لیگ حرفه ای در کشور پیش رفته است. برای تازه کاران و بسیاری از افراد با سطح متوسطی از مهارت ها، شرکت در مسابقات، معمولاً شامل راه اندازی یک پهپاد پیشتر سر هم شده است که بصورت آماده پرواز (RTF) به بازار عرضه می شود. اگرچه، همانطور که بسیاری از حرفه ای های این عرصه به شما خواهند گفت، بهترین پهپادها آن هایی هستند که ساخته می شوند نه آنهایی که خریداری می شوند، یعنی بالاخره یک جایی باید دست به کار شویم. در اینجا قصد داریم شما را با ساخت یک پهپاد مسابقه ای آشنا کنیم.

حال، از آنجایی که در این مقاله قصد داریم شما را به صورت کلی با عرصه پهپادهای مسابقه ای آشنا کنیم، تلاش ما این خواهد بود تا از جنبه های فنی و تغییرات دور مانده و در مقابل بیشتر روی بخش هایی که شما نیاز خواهید داشت تمرکز کنیم و نمایی کلی از ساخت را فراهم آوریم. برخی عملیات ساخت ممکن است دور از دسترس شما و اندکی پیچیده به نظر برسند (لحیم کاری)، اما به ما اعتماد کنید، کار در مورد آنها هم به خوبی پیش خواهد رفت. بهترین نکته در ارتباط با ساخت پهپاد مسابقه ای این است که با اندکی صبوری و تحقیق، بدون توجه به میزان دانش فنی و فناوری انحصاری، هرکسی می تواند آن را انجام دهد.

برای شروع، بیایید به بحث در ارتباط با اجزا بپردازیم. بدون توجه به قیمت، کلاس و یا سطح مهارت، پرنده های FPV همگی از قسمت های یکسانی تشکیل شده اند.

فریم

این بدنه پهپاد شماست. این جایی است که تمامی اجزای شما به هم متصل شده و نصب می شوند. استاندارد مسابقه دهندگان FPV یک چارچوب X شکل از الیاف کربنی و در کلاس اندازه 250 است. یکی از بهترین نمونه های این فریم که ما به عنوان مثال خود در مسیر انجام کار استفاده می کنیم، QAV-X FPV Racing Quad تولید شده توسط شرکت Lumenier است.

فریم

QAV-X FPV Racing Quad تولید شده توسط شرکت Lumenier

 ملخ

چهار تیغه چرخان که به پیش راندن پهپاد شما کمک می کنند. پره ها شکل، مواد تشکیل دهنده، تعداد تیغه و مشخصات متفاوتی دارند. شما مجبور به آزمایش اینکه کدام پره برای شما بهتر است خواهید بود، اما یک نقطه خوب برای شروع، بکارگیری پره سه تیغه ای 5 اینچی است. برندهایی مانند Gemfan گستره وسیعی از انتخاب ها را پیش روی شما می گذارند و جای مناسبی برای شروع خرید تیغه ها هستند.

پره های الیاف نایلونی صیقلی با سه 3 تیغه لبه گرد، تولید شده در شرکت Gemfan

فلایت کنترل

این قطعه مغز پرنده شما خواهد بود. تمامی سیگنال ها از این صفحه عبور می کنند تبدیل به عملیات های مختلف می شوند. این قطعه با سنسورهایی که درون خود دارد در هر لحظه وضعیت پرنده را بررسی می کند و دستورهای کنترلی را برای پایداری پرنده و ثبات آن به هنگام پرواز به اسپید کنترل ارسال می‌کند. فلایت کنترل های بسیاری در بازر موجو هستند. توصیه می شود نگاهی به برندهایی مانند Lumenier و یا Flyduino بیندازید که هردو فلایت کنترل هایی مخصوص مسابقات سرعت می سازند.

flight control

کنترل گر Kiss Flight 32 بیتی، نسخه 1.03 شرکت Flyduino

 

صفحه توزیع توان الکتریکی (PDB)

این صفحه نحوه توزیع نیروی الکتریکی در پهپاد شما را تنظیم می کند. در بسیاری از سازه ها، PDB مستقیماً به باتری وصل می شود و نیروی الکتریکی را در سایر اجزا توزیع می نماید. شما می توانید یک PDB را از بازار انتخاب و خریداری نمایید، البته بعضی از PBDها مانند QAV-X همراه با فریم خواهد بود.

پرنده

صفحه توزیع نیروی الکتریکی ساده FlySight

اسپید کنترل (ESC)

ESC سرعت هر موتور را کنترل می کند. ESC را می توان بصورت منفرد (یک ESC برای هر بازو) نصب نمود و یا می توان از یک ابزار 4 در 1 که به لحیم کاری کمتری نیاز داشته و نصب تمیزتری دارد استفاده کرد. عیب بکارگیری مدل های 4 در 1 انتخاب های محدود محل نصب است، و اگر ESC 4 در 1 شما بسوزد، کل صفحه باید تعویض شود، اما در صورت استفاده از ESCهای منفرد شما تنها ملزم به تعویض قطعه معیوب خواهید بود.

اسپید

ESC 20 آمپری BLADE مناسب برای کواد کوپتر Vortex Pro

موتور

مجموعه موتور مسئول چرخاندن ملخ ها و پدید آورنده نیروی محرکه لازم برای پرواز است. زمانی که مشغول ساخت یک پهپاد مسابقه ای هستید، به چهار موتور براشلس کم مقاومت نیاز خواهید داشت. گزینه های مناسب بسیاری در دسترس شما هستند، انتخاب موتور ملزم به رعایت کردن فاکتورهای بسیاری مانند باتری، وزن و مداومت پروازی و… است اما اکثر خلبان ها با تکیه بر تجربه ی خود به راحتی این کار را انجام می دهند. همچنین، توصیه ما این است که نگاهی به T-Motorها هم بیندازید. این مجموعه از موتورها در میان مسابقه دهندگان FPV بسیار محبوب هستند، چرا که نیروی پیشران فوق العاده ای را بطور پیوسته فراهم می آورند، به سادگی داغ نمی کنند و بسیار سبک طراحی شده اند.

موتور

موتور T-Motor F40 II مناسب برای Drone Race

باتری

باتری پرواز نیروی لازم برای پهپاد شما را تامین می کند. این باتری همواره از نوع باتری های پلیمری لیتیوم-یونی (LiPo) خواهد بود و شما نیز به احتمال زیاد از از پیکربندی 3S و یا 4S استفاده خواهید کرد. ما از یک باتری Tattu 4S 1300mAh LiPo با نرخ تخلیه انرژی 75C استفاده خواهیم کرد.

باتری

بسته باتری Tattu 75C LiPo

 

فرستنده/گیرنده رادیویی (TX/RX)

سیستم کنترل رادیویی پهپاد شما از یک برد فرستنده و گیرنده دستی ساخته شده است که ما آن را روی بدنه ی پرنده نصب خواهیم نمود. سیستم رادیویی شما حداقل باید 4 کانال داشته باشد تا به درستی قادر به کنترل پهپاد باشد، اما چیزی که شما واقعاً به آن نیاز دارید باید حداقل دارای دو کانال کمکی برای انجام عملیات های اضافی و یا راه اندازی حالت های پروازی خاص باشد. ما برای کار خودمان از Taranis X9D Plus با گیرنده X8R که هردو توسط FrSky تولید شده اند استفاده می کنیم.

فرستنده

فرستنده FrSky Taranis X9D Plus Mode-2 با گیرنده X8R

سیستم دوربین

اولین راه اندازی FPV شما در بردارنده یک دوربین FPV و یک فرستنده ویدئو (TX) است. این اجزا ضروری هستند، چرا که کیفیت و ارسال ویدئو چیزی است که مسابقه FPV را امکان پذیر می سازد. یکی از بهترین تولید کنندگان تجهیزات FPV شرکت RunCam است. ما از Swift Mini آنها در سازه پرنده ی خود استفاده خواهیم کرد.

دوربین

دوربین RunCam Swift Mini FPV با لنز 2.8 میلیمتری

 

عینک های FPV

عینک های FPV مانند هدفون روی سر قرار می گیرد و ویدوئوها را از FPV TX دریافت نموده و به شما اجازه مشاهده تصویر دوربین را بصورت لحظه ای مشاهده کنید. عینک FPV به نصب و راه اندازی نیازی ندارد، بنابراین ما در اینجا به آن نخواهیم پرداخت.

fpv

مجموعه Fan Shark Dominator V3 WVGA FPV

 

اجزای پهپاد شما می توانند بصورت بخش های آماده در یک بسته و یا قطعات منفرد خریداری شوند. مزیت خریداری یک بسته این است که اجزای مناسب یکدیگر قبلاً انتخاب شده اند و شما تنها لازم است که آنها را سر هم کنید. اگر قصد خرید اجزا بصورت جدا از هم را دارید، مطمئن شوید که تصویر کلی را پیش از خرید در نظر می گیرید: آیا این پره ها اندازه ای مناسب چارجوب من دارند؟ آیا این باتری با طرح فعلی متناسب است؟ یافتن پاسخ این پرسش ها نسبتاً ساده است، می توانید آنها را در سایت تولیدکننده و یا یکی از منابع آنلاین بی شمار موجود بیابید. فقط حواستان به سازه کلی باشد، مبادا در انتها قطعه اشتباهی را خریداری کنید.

حال، در ارتباط با ابزارها، شما به فلز مناسب لحیم کاری و هویه نیاز خواهید داشت. باید سیم چین و بسته به نوع چارچوب خود، پیچ گوشتی و یا چهارسوی مناسب نیز در اختیار داشته باشید. اگر چارچوب شما قطعات پایه و جداکننده های نایلونی و LiPo نداشته باشد (چارچوب انتخابی ما دارد)، به تهیه این قطعات نیز نیاز خواهید داشت. ابزارهای مفید دیگر نظیر بست های پلاستیکی و نوار چسب های دوطرفه، پوشش حرارتی و چسب مایع نیز می توانند برای تمیز و ایمن نگه داشتن عملیات نصب بکار گرفته شوند.

ابزار

به محض اینکه تمامی ابزارها و قطعات مورد نیازتان را فراهم کردید، نوبت به شروع عملیات ساخت می رسد.

ما با نصب چهار موتور به بدنه کار را آغاز خواهیم کرد. در هنگام نصب باید از نصب موتورهای دوران کننده در خلاف جهت عقربه های ساعت (CCW) در بازوهای راست جلویی، و چپ عقبی، و موتورهای دوران کننده در جهت عقربه های ساعت (CW) در بازوهای چپ جلویی و راست عقبی، اطمینان حاصل کنید. همچنین باید حواستان به این باشد که سیم های موتورها به سمت بازوها باشد تا به سادگی قابل نصب به ESC باشند.

نصب موتور

پس از نصب موتورها، نوبت ساخت مجموعه مرکزی خواهد بود. اگر از یک ESC 4 در 1 استفاده می کنید، مجموعه مرکزی شما شامل PDB، ESC و کنترل گر پرواز خواهد بود. اگر ESCهای مجزا را بکار می گیرید، بخش مرکزی شما تنها PDB و فلایت کنترل را در بر خواهد داشت. برای عملیات نصب در این مرحله، ما از ESCهای مجزا استفاده می کنیم، بنابراین در بخش مرکزی PDB را زیر و فلایت کنترل را بالای آن قرار می دهیم.

ابتدا، نیاز داریم تا پایه ای برای نصب PDB بسازیم. پایه ها امکان نصب PDB در بالای چارچوب و بدون تماس با آن را فراهم می کنند. این یک قدم حیاتی است، چرا که بسیاری از چارچوب ها از الیاف کربنی ساخته شده اند و این الیاف رسانای جریان الکتریسیته هستند، بنابراین اگر PDB با چارچوب تماس پیدا کند، اتصال کوتاه رخ خواهد داد.

اگر از چارچوب QAV-X استفاده می کنید، با بکارگیری پیچ های پلاستیکی پایه را بسازید. به این منظور، پیچ ها را در حفره های طراحی شده در مرکز چارچوب پیچ کنید. پیش از آنکه PDB را روی پایه قرار دهید، نوار باتری LiPo را نصب کنید تا PDB بالای آن قرار گیرد.

نصب فلایت کنترل

حال که PDB در جای خود واقع شده است، نوبت به نصب ESCها می رسد. ابتدا لازم است تا کابل های انتقال نیروی باتری (قرمز و سیاه) را به PDB لحیم کنید. به خاطر داشته باشید که کابل قرمز مثبت و کابل سیاه منفی است. متوجه خواهید شد که یک سیم اضافی باقی مانده است: این سیم سیگنال شماست، بعداً آن را به فلایت کنترل نصب خواهیم نمود. پس از اینکه همه ESCها به PDB لحیم شدند، وقت آن است تا آنها را به موتور نیز لحیم کنیم.

لحیم کردن ESCها به موتور به دقت بیشتری نیاز دارد، اما چیز خیلی پیچیده ای نیست. هر موتور سه کابل دارد که به ESC متصل می شود. برای موتورهای دوران کننده در جهت عقربه های ساعت (CW)، ترتیب کابل های به این صورت است: کابل چپ به پد سمت چپ، کابل وسط به وسط، و کابل راست به سمت راست اسپید کنترل متصل می شود. موتورهای دوران کننده در خلاف جهت عقربه های ساعت (CCW) اندکی متفاوت لحیم خواهند شد. کابل وسط همچنان به وسط متصل می شود، اما کابل چپ به سمت راست و کابل راست به سمت چپ اسپید کنترل اتصال خواهد یافت. لحیم کاری با این ترتیب ضروری است، چرا که این روش تضمین کننده دوران صحیح موتورها خواهد بود.

نصب باتری

پس از کامل کردن لحیم کاری، از بست های پلاستیکی و یا سایر انواع شیرازه برای نگه داشتن هر ESC در بالای بازو استفاده کنید.

مرحله بعدی لحیم کردن سیم باتری به PDB است. این متصل کننده باتری LiPo ماست که در انتها آن را به باتری وصل خواهیم نمود.

در نهایت، اکنون زمان مناسبی برای لحیم کردن سیم ها و یا اتصالاتی است که برای انتقال نیرو به دوربین و فرستنده ویدئویی (VTX) بکار می بریم.

پس از آنکه لحیم کاری PDB به اتمام رسید، آماده کار روی فلایت کنترل خواهید بود. یک پایه دیگر در بالای PDB را با استفاده از قطعات فاصله دهنده ای که همراه بدنه است (ویا بصورت مجزا خریداری نموده اید) ایجاد کنید. پس از ساخت پایه، فلایت کنترل را روی آن نصب نمایید. در انتها، سیم های سیگنال ESCها را به فلایت کنترل لحیم کرده و گیرنده (RX) را متصل کنید و کار را تمام کنید.

اکنون آماده نصب دوربین خود هستیم. بسته به نوع چارچوب و سیستم FPV بکار گرفته شده توسط شما، این مرحله می تواند متفاوت باشد. چارچوب های مختلف با محفظه های مختلفی عرضه می شوند (و یا بدون آنها)، بنابراین روش یکسانی برای نصب وجود ندارد. اگر از چارچوب QAV-X استفاده می کنید، صفحاتی برای ساخت محفظه دوربین فراهم شده اند.

پس از اتمام ساخت محفظه و ایمن ساختن دوربین، می توانید فرستنده رادیویی و آنتن را نصب نمایید. VTX را به PDB وصل کرده و فرستنده و آنتن را با استفاده از بست های پلاستیکی و یا هر نوع شیرازه دیگر به چارچوب محکم کنید.

در نهایت، آماده نصب پره ها و باتری خواهید بود. پره ها را با موتورهای متناظرشان منطبق ساخته و مطمئن شوید که محکم هستند و آزادانه دوران می کنند. حالا، باتری را با استفاده از نوار LiPo به انتهای پرنده بچسبانید و آن را به سیم باتری وصل کنید.

شما ساخت اولین پرنده مسابقه ای خود را تمام کردید. قدم نهایی برنامه ریزی کنترل گر پروازتان است که مثل آب خوردن است و می تواند به سرعت و سادگی با استفاده از کامپیوتر شخصی و نرم افزارهای رایگان انجام شود. پس ازآن، آماده مسابقه خواهید بود!

 

 

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *