O que é tecnologia de Drone?
O termo “drone” é na verdade tirado direto do mundo da ficção científica. Os drones são usados por muitas razões para filmar, vigilância militar e atividades recreativas.Drones caem sob uma intersecção de aeroespacial, robótica e mecatrônica. Os drones podem variar de drones de nível militar totalmente autônomos até drones controlados por controle remoto médios em que você pode ver uma criança voando no parque. Outro nome para drones éUnmanned Aerial Vehicles(UAV). Essas máquinas são usadas principalmente em situações em que as condições são secas, sem graça ou perigosas para os pilotos humanos. No entanto, o termo drone pode ser altamente enganador, pois existem muitos tipos diferentes. Vamos primeiro dar uma olhada nas diferentes partes que compõem um drone tradicional.
Partes de um zangão
A tecnologia de drones que estaremos observando é o drone padrão amigável ao consumidor usado por qualquer pessoa comum com alguma moeda extra no bolso. A primeira e mais importante parte de um drone é o quadro.Quadrossão tipicamente feitos de plástico ou fibra de carbono e podem ser arranjados com diferentes variações de braço (tri, quad, hex, oct). A extremidade de cada braço abriga o motor e a hélice, enquanto o centro segura os controladores de voo, os cardan e outros equipamentos eletrônicos. A maior parte do peso deve estar no centro do navio, pois isso leva às melhores características de vôo, mantendo o centro de gravidade centralizado. Tal como acontece com todas as partes relativas ao drone, o peso é significativo. Quanto mais pesado o quadro, menor a sustentação. No entanto, você não quer um quadro super leve que irá quebrar com o impacto. Fibra de carbono tende a ser um favorito por causa de sua força e peso mínimo.
A próxima parte mais importante é osmotores. Existe um motor separado para cada lâmina / braço. As decisões do motor são baseadas na potência necessária e no que você quer que o motor faça. Se um multi-rotor está sendo construído para transportar cargas pesadas e manter os melhores tempos de vôo possíveis, então um motor de torque maior e rotação mais lenta é ideal. No entanto, em contraste, você pode querer um sistema rápido e agressivo com muita manobrabilidade e sistemas de rotor com rotação mais rápida. A medida dos RPMs, ou velocidade dos rotores, é o valor de kV. Versões mais rápidas terão mais de 1400kv, enquanto drones mais lentos com maior duração da bateria estarão na faixa de 300-900kv. Esses números só funcionam corretamente se a bateria correta e as hélices complementarem o drone de acordo.
As hélicessão as asas do drone e também podem ser feitas de plástico ou fibra de carbono. A fibra de carbono é a opção mais sofisticada, mas mais cara. Ao escolher propulsores, certifique-se de verificar se o seu quadro pode abrigar o tamanho que você está selecionando. A maioria dos quadros terá um tamanho máximo de hélice atribuído a eles. O tamanho da hélice também deve corresponder ao seu propósito pretendido. Se você deseja ter uma construção mais agressiva, escolha hélices na extremidade menor do espectro. O oposto é verdadeiro para uma maior carga útil, com tempos de voo mais longos. As hélices geralmente vêm empacotadas como um par, sendo uma delas um suporte giratório CW (no sentido horário), e a outra sendo CCW (no sentido anti-horário). O poder do drone vem de suasbaterias,que vêm em uma ampla variedade de pesos e capacidades. Parece intuitivo escolher sempre a bateria de maior capacidade para atingir o maior tempo de voo, mas nem sempre é esse o caso. À medida que a capacidade da bateria aumenta, também aumenta o seu peso. Há um certo ponto em que mais capacidade não é mais benéfica e os benefícios começam a diminuir. Este é um detalhe negligenciado que pode levar as pessoas a problemas. Se você quiser uma bateria de alta capacidade de 10.000 mAh 6s, certifique-se de que seus motores e ESC tenham 6s e que seu controlador de vôo possa suportá-lo.
A parte do drone que é fundamental para o controle é oControlador Eletrônico de Velocidade,que acionará os motores que você possui. Os ESCs são classificados para a quantidade de corrente que podem fornecer consistentemente ao sistema do motor. Como os motores estão constantemente girando em velocidades diferentes, eles precisam de um controlador de velocidade para ditar essa velocidade a eles. Se todos os motores funcionassem na mesma velocidade, você estaria sempre pairando. Como não estamos alterando o pitch dos rotores, o pitch do sistema é controlado pela diferença nas velocidades do motor. É altamente recomendado usar quatro ESCs idênticos.
O Transmissor e o Receptor ajudam na comunicação entre o drone e a pessoa que o controla. O transmissor “transmite” o sinal e o receptor “recebe” ele. O receptor está conectado ao controlador de vôo; Ele fornece essas entradas e, em seguida, gera as respostas para os motores. A escolha dos transmissores é um pouco mais básica. A escolha do transmissor é geralmente baseada no número de canais necessários para a operação. Para drones multi-rotor, o mínimo é quatro (roll, pitch, yaw e throttle). Ter mais é sempre uma boa conveniência. Um canal separado também pode ser usado para o piloto automático, operando um suporte de câmera, trem de pouso retrátil, etc.
Mecanismo de Voo
Agora que você tem uma compreensão básica das diferentes partes de um drone multi-rotor, é hora de discutir como todas essas partes se juntam para alcançar o vôo. Vamos usar um quadcopter para os exemplos a seguir. Um quadcopter usa quatro propulsores diferentes, alimentados por quatro motores diferentes, situados em quatro braços separados. Fácil, certo? Cada hélice girando cria seu próprio torque. A Terceira Lei de Newton afirma que “para toda ação; existe uma reação igual e oposta ”. Assim, se uma hélice estiver girando, o braço que a segura também vai querer girar na direção oposta. Esta é a lei da Reação de Torque, e é por isso que um helicóptero tradicional tem um rotor de cauda, para compensar esse torque da fuselagem.
Em um quadcopter, não precisamos de um rotor de cauda. Você sabe por quê? Porque nós podemos combater esse torque por hélice com um torque igual e oposto (a hélice oposta). Os propulsores vizinhos cancelam o efeito de torque um do outro. Isso permite que quadcopters pairem excepcionalmente bem. Se você pairasse um helicóptero e aplicasse mais potência, haveria mais torque e mais potência seria necessária do rotor de cauda. Isso leva muitas horas para dominar, especialmente para que pareça suave. Esses problemas não existem em drones multi-rotor, pois os aumentos de potência são sempre feitos de forma igual e oposta no sistema de hélice. Queremos fazer mais do que apenas pairar nosso multi-rotor. Se quisermos nos mover para frente, as duas hélices para frente aplicarão menos potência, enquanto as hélices traseiras adicionarão mais.
O movimento de guinada é diferente, no entanto. A figura abaixo mostra o que aconteceria se quiséssemos que a nossa nave gire para a esquerda, o que significa que queremos que a reação do torque seja mais proeminente na direção da esquerda. Assim, o quadcopter dá mais potência às hélices que têm uma direção de torque esquerda (propulsores girando no sentido horário). Ascendente e descendente são muito simples. A potência é aumentada para todo o sistema da hélice para subir ou diminuir para fazer uma descida.
Você também pode pilotar seu quadricóptero de várias maneiras. Você pode ficar lento enquanto sobe, ao mesmo tempo em que aplica um leve movimento. O algoritmo e os códigos embutidos no computador de vôo levam essas instruções em consideração e aplicam a energia necessária a cada hélice. Isso permite que o quadcopter mantenha um vôo estável e suave. Com tudo isso em mente, da próxima vez que você sair para fazer seu drone, saberá exatamente quanto de planejamento e tecnologia delicada é necessário para pilotá-lo!
