सरलतम क्वाडकॉप्टर ड्रोन सर्किट

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इस पोस्ट में हम एल्यूमीनियम पाइप और बोल्ट का उपयोग करते हुए क्वाडकॉप्टर बॉडी असेंबली की मूल बातें पर चर्चा करेंगे, लेख के बाद के अनुभागों में हम एक साधारण ड्रोन सर्किट के बारे में भी चर्चा करेंगे, जिसका उपयोग जटिल माइक्रोकंट्रोलर के आधार पर एक छोटे ड्रोन असेंबली को उड़ाने के लिए किया जा सकता है।

एक क्वाडकॉप्टर संभवत: सबसे सरल उड़ने वाली मशीन है जिसे न्यूनतम मात्रा में वायुगतिकीय सटीकता और जटिलताओं की आवश्यकता होती है, और इसलिए यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है, यह विभिन्न शौकीनों के बीच एक बड़ी लोकप्रियता हासिल कर सकता है जो इसे सफलतापूर्वक बना सकते थे .... एक मशीन जिसे वे वास्तव में उड़ सकते थे अपनी मर्जी पर नियंत्रण।



Quadcopter गतिशीलता

तथ्य यह है कि एक क्वाडकॉप्टर ड्रोन तकनीकीता और गतिशीलता के मामले में सबसे सरल है वास्तव में 4 प्रोपेलर और एक संतुलित फ्रेम संरचना की भागीदारी के कारण है, जो मशीन को कठिन जलवायु परिस्थितियों में भी अपेक्षाकृत अच्छे संतुलन के साथ उड़ान भरने में सक्षम बनाता है।

लेकिन यह भी सरलता का तात्पर्य है कि प्रणाली पारंपरिक हवाई जहाज और हेलिकॉप्टर मॉडल की तरह कुशल नहीं हो सकती है जो कि गति और ईंधन की खपत के मामले में अत्यधिक दक्षता प्रदर्शित करने के लिए जटिल रूप से डिज़ाइन किए गए हैं, और निश्चित रूप से भार वहन क्षमता ... ये सभी अनिवार्य रूप से हो सकते हैं। एक ठेठ quadcopter प्रणाली में कमी।



फिर भी, जहाँ तक एक हॉबी प्रोजेक्ट का सवाल है, यह मशीन अधिकांश उत्साही लोगों के लिए आदर्श विकल्प बन जाती है, जो इसे घर पर, अपनी खुद की फ्लाइंग मशीन बनाने के लिए बहुत मनोरंजक और लुभावना पाते हैं, जो अंततः 'सुनता है' और जो भी दिशा में उड़ान भरता है। उपयोगकर्ता इसे स्थानांतरित करने के लिए पसंद करता है।

हालाँकि, एक नए खिलाड़ी के लिए, जिसे तकनीकी रूप से इतना सूचित नहीं किया जा सकता है, यह समझने के लिए भी यह सरल मशीन बेहद जटिल हो सकती है, सिर्फ इसलिए कि कई वेबसाइटों में प्रस्तुत की गई संबंधित जानकारी में से अधिकांश अवधारणा पर चर्चा करने में विफल हैं और एक 'भाषा' में एक आम आदमी के अनुरूप हो सकता है।

यह लेख विशेष रूप से उन नहीं तो तकनीकी लोगों के लिए लिखा गया है जो एक शानदार फ्लाइंग मशीन बनाने के लिए इच्छुक हैं, लेकिन इस विषय को पचाने में बहुत मुश्किल है।

क्यों Quadcopters आज बनाना इतना आसान है

क्या आपने कभी सोचा है कि आज की दुनिया में क्वाडकॉप्टर्स और ड्रोन का निर्माण इतना आसान क्यों है और शायद पहले बिजली का उपयोग करना असंभव था?

यह मूल रूप से ली-आयन बैटरियों के विकास और वृद्धि के कारण है। ये आज उपलब्ध बैटरियों के अत्यंत कुशल रूप हैं जो वजन अनुपात में प्रभावशाली शक्ति प्रदान करते हैं। इसके साथ ही, BLDC मोटर्स और अत्यधिक परिष्कृत स्थायी चुंबक मोटर्स के आविष्कार ने भी ड्रोन को आसानी से रचनात्मक बनाने में योगदान दिया है।

ली-आयन बैटरी मोटरों पर घूर्णी टोक़ की भयानक मात्रा प्रदान करने में सक्षम है जो क्वाडकोप्टर इकाई को सेकंड के भीतर जमीन से ऊपर की ऊँचाई तक धकेलने के लिए पर्याप्त है, और यह लंबे समय तक हवा में रहने की अनुमति भी देता है। प्रदर्शन बहुत कुशल और उपयोगी है।

कैसे Quadcopter मक्खियों

अब चलो सही तरीके से कूदें और समझें कि क्वाडकॉप्टर को सफलतापूर्वक उड़ान भरने के लिए आवश्यक चीजें क्या हैं। मशीन को सुचारू रूप से चलाने के लिए यहां मूल बातें हैं:

सरल + प्लस पैंतरेबाज़ी ड्रोन विधानसभा संरचना

1) मूल रूप से मशीन को एक मजबूत और मजबूत शरीर की आवश्यकता होती है, लेकिन वजन में बेहद हल्की होती है। यह उपयुक्त रूप से ड्रिलिंग छेद और नट और बोल्ट के साथ फ्रेम को ठीक करके, खोखले वर्ग एल्यूमीनियम बाहर निकालना पाइप का उपयोग करके गढ़ा या इकट्ठा किया जा सकता है।

2) संरचना एक पूर्ण '+' या एक पूर्ण 'x' के रूप में होनी चाहिए, यह तब तक कोई फर्क नहीं पड़ता जब तक कि 'क्रॉसिंग' पाइप के बीच का कोण 90 डिग्री पर न हो।

ड्रोन फ्रेम कोण

क्वाडकॉप्टर के निर्माण के लिए आवश्यक बुनियादी तत्वों को निम्न छवि में देखा जा सकता है:

ड्रोन असेंबली के लिए मैकेनिकल हार्डवेयर पार्ट्स

भाग विधानसभा सिमुलेशन

ऊपर दिखाए गए तत्वों को एक साथ इकट्ठा करने के तरीके के बारे में नीचे दिया गया रफ एनिमेटेड सिमुलेशन दिखाता है:

क्वाडकॉप्टर फ्रेमवर्क का निर्माण कैसे करें

नीचे दिए गए अनुसार '+' फ्रेम के लिए एल्यूमीनियम तैयार किए गए एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न टयूबिंग को उचित रूप से काटने और आकार देने के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:

फ्रेम का आकार सापेक्ष है और इसलिए यह महत्वपूर्ण नहीं है, आप व्यापक रूप से फिट किए गए मोटर्स के साथ एक चौड़े फ्रेम का निर्माण कर सकते हैं या बल्कि एक कॉम्पैक्ट फ्रेम संरचना का निर्माण कर सकते हैं जहां मोटर्स बहुत अलग नहीं हैं ... हालांकि यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि बेहतर संतुलन और संतुलन को सक्षम करने के लिए प्रोपेलर एक दूसरे से अच्छी तरह से अलग होते हैं।

3) '+' फ्रेम संरचना को केंद्रीय खंड पर एक वर्ग मंच के साथ फिट किया जाना चाहिए जहां फ्रेम हथियार एक दूसरे से मिलते हैं और पार करते हैं। यह आसानी से सभी आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक्स और तारों को समायोजित करने के लिए उपयुक्त एक अच्छी तरह से पॉलिश एल्यूमीनियम प्लेट हो सकता है।

इस प्रकार यह केंद्रीय प्लेट या प्लेटफ़ॉर्म मूल रूप से सिस्टम के इलेक्ट्रॉनिक्स को स्थापित करने और आवास के लिए आवश्यक है जो अंततः आपके quadcopter को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार होगा।

4) एक बार जब उपरोक्त रूपरेखा पूरी हो जाती है, तो मोटर्स को क्रॉस बार के सिरों के पार तय करने की आवश्यकता होती है, जैसा कि उपरोक्त आंकड़ों में दिखाया गया है।

5) यह कहना बेकार है कि सभी फिटिंग कार्य को अत्यंत सटीकता के साथ करने की आवश्यकता है, और पूर्ण संरेखण, इसके लिए नौकरी के लिए एक अनुभवी फैब्रिकेटर के सहयोग की आवश्यकता हो सकती है।

चूंकि डिजाइन में सब कुछ जोड़े में है, तत्वों को सही ढंग से संरेखित करना वास्तव में बहुत मुश्किल नहीं होगा, यह सिर्फ जोड़ों को आकार देने और फिटिंग करने के बारे में है जितना संभव हो उतना समानता है, जो बदले में संतुलन, संतुलन और सिंक के अधिकतम स्तर को सुनिश्चित करेगा। सिस्टम के लिए।

एक बार ढांचा बन जाने के बाद, यह प्रासंगिक मोटर्स के साथ इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को एकीकृत करने का समय है। यह दिए गए सर्किट मैनुअल में दिए गए निर्देशों के अनुसार किया जाना चाहिए।

सर्किट बोर्डों को केंद्रीय प्लेट के नीचे की तरफ उचित रूप से आवास या प्लेट के ऊपर फिट किया जा सकता है, फिर से इसे कसकर संलग्न करने के लिए एक उपयुक्त कैबिनेट के साथ।

ड्रोन 4 मोटर घूर्णी विन्यास

प्रोपेलर्स के घूर्णी दिशा को समझना

बैलेंस्ड लिफ्ट के लिए मोटर प्रोपेलर्स के रोटेशन की दिशा का विश्लेषण:

उपरोक्त एनिमेटेड सिमुलेशन का जिक्र करते हुए, मोटर प्रोपेलर के रोटेशन की दिशा को निम्नलिखित तरीके से संरेखित किया जाना चाहिए:

इसे बस ऐसा होना चाहिए कि एक छड़ के सिरों पर मोटर एक जैसी हो लेकिन दूसरी रॉड मोटर की दिशा में अलग हो। इसका मतलब है कि अगर एक रॉड में घड़ी की दिशा में मोटर घूमती है, तो दूसरी सप्लिमेंट के सिरों पर मोटरें घूमती हैं। एंटी-क्लॉकवाइज में स्पिन करने के लिए रॉड को ट्यून किया जाना चाहिए। दिशा।

कृपया उपरोक्त सिमुलेशन का संदर्भ लें ताकि उन मोटर्स के काउंटर-एक्टिंग मूवमेंट को ठीक से समझ सकें जिन्हें संतुलित करने के लिए मोटर्स को सौंपा जाना चाहिए।

मोटरों की गति को नियंत्रित करके क्वाडॉप्टर की दिशा को कैसे नियंत्रित किया जाए।

हां, क्वाडकॉप्टर की उड़ान दिशा को अपनी इच्छा के अनुसार घुमाया और नियंत्रित किया जा सकता है और संबंधित मोटर्स को अलग-अलग गति (आरपीएम) लागू करने से ही होगा।

निम्नलिखित छवियां बताती हैं कि मशीन को किसी भी वांछित उड़ान दिशा को प्राप्त करने और निष्पादित करने के लिए प्रासंगिक मोटर्स पर मूल गति संचरण कैसे लागू किया जा सकता है:

जैसा कि ऊपर दिए गए आरेखों में इंगित किया गया है, मोटरों के एक सेट की गति को उचित रूप से कम करके, या मोटरों के विपरीत सेट की गति को बढ़ाकर, या अपनी पसंद के अनुसार गति को मोड़कर क्वाडॉप्टर को किसी भी हवा में यात्रा करने के लिए बनाया जा सकता है। वांछित विशिष्ट दिशा।

उपरोक्त चित्र मूल दिशाओं को इंगित करते हैं, जैसे कि आगे, रिवर्स, दाएं, बाएं आदि ... हालांकि किसी भी अन्य विषम दिशा को भी प्रासंगिक मोटर्स की गति को उपयुक्त रूप से समायोजित करके या केवल एक मोटर हो सकता है।

उदाहरण के लिए मशीन को एन / डब्ल्यू दिशा की ओर उड़ान भरने के लिए मजबूर करने के लिए, केवल एस / ई मोटर की गति बढ़ाई जा सकती है, और मशीन को एन / ई दिशा में उड़ान भरने में सक्षम करने के लिए, एस / की गति डब्ल्यू मोटर को बढ़ाया जा सकता है ... और इसी तरह। यह केवल तब तक अभ्यास करने की आवश्यकता है जब तक कि क्वाडकॉप्टर का पूर्ण नियंत्रण उपयोगकर्ता द्वारा प्राप्त करने और प्राप्त करने में सक्षम न हो जाए।

एक प्रैक्टिकल क्वाडकॉप्टर डिजाइन करना

अब तक हमने ड्रोन बॉडी और हार्डवेयर के बुनियादी निर्माण के बारे में जाना, अब आइए जानें कि कैसे क्वाडकॉप्टर या ड्रोन सर्किट बनाना है और बहुत ही साधारण घटकों का उपयोग करके सस्ते में। अपने पहले के एक पोस्ट में हमने सीखा कि कैसे माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किए बिना एक अपेक्षाकृत जटिल और इसलिए कुशल क्वाडकॉप्टर फ्लाइंग मशीन बनाई जाती है, अधिक जानकारी के लिए आप निम्न पोस्ट के माध्यम से जाना चाहेंगे:

MCU के बिना रिमोट कंट्रोल सर्किट | विद्युत सर्किट

वर्तमान लेख में हम ब्रशलेस मोटर्स को हटाकर और ब्रश किए गए मोटर्स के साथ इसे बदलकर उपरोक्त डिज़ाइन को बहुत सरल बनाने का प्रयास करते हैं, और परिणामस्वरूप जटिल से छुटकारा पाना संभव हो जाता है। BLDC ड्राइवर सर्किट मॉड्यूल ।

चूंकि क्वाडकॉप्टर के यांत्रिक निर्माण विवरण पर पहले से ही बड़े पैमाने पर चर्चा की गई है, हम केवल सर्किट डिजाइन अनुभाग से निपटेंगे और सीखेंगे कि प्रस्तावित सरल ड्रोन सर्किट को उड़ाने के लिए इसे कैसे बनाया जा सकता है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है कि इस सरल क्वाडकॉप्टर के लिए केवल मूल आरएफ रिमोट कंट्रोल मॉड्यूल की आवश्यकता होती है जैसा कि नीचे उदाहरण छवि में दिखाया गया है:

आपको की आवश्यकता होगी इन आरएफ मॉड्यूल खरीदें किसी भी ऑनलाइन स्टोर से या अपने स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक स्पेयर डीलर से:

उपर्युक्त के अलावा RF मॉड्यूल्स को रिमूव करता है 4 स्थायी चुंबक ब्रश मोटर्स की भी आवश्यकता होगी जो वास्तव में ड्रोन मशीन का दिल बनाते हैं। यह निम्नलिखित चित्र में दिए गए विवरणों के साथ, या आवश्यक उपयोगकर्ता विनिर्देशों के अनुसार किसी अन्य समान के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है:

मोटर के विद्युत विनिर्देश:

  • 6V = ऑपरेटिंग वोल्टेज (पीक 12 वी)
  • 200mA = ऑपरेटिंग करंट
  • 10,000 = आरपीएम

हिस्सों की सूची

  • 1K, 10K 1/4 वाट = 1 प्रत्येक
  • 1uF / 25V कैपेसिटर = 1no
  • प्रीसेट 10K या 5K = 1no
  • आरएक्स = 5 वाट वायरवाउंड अवरोधक, प्रयोग के साथ पुष्टि की जाने वाली मूल्य।
  • IC 555 = 1no
  • 1N4148 डायोड = 2nos
  • IRF9540 मॉसफेट = 1no
  • 6V मोटर ब्रश प्रकार = 4nos
  • लचीले तार, सोल्डर, फ्लक्स आदि।
  • उपरोक्त भागों को इकट्ठा करने के लिए सामान्य उद्देश्य पीसीबी
  • 4 चैनल आरएफ रिमोट कंट्रोल मॉड्यूल, जैसा कि संबंधित छवियों में दिखाया गया है।
  • जैसा कि लेख में बताया गया है, एल्यूमीनियम चैनल, शिकंजा, नट, प्लेटें आदि।
  • नीचे दिखाए अनुसार बैटरी:
ड्रोन के लिए ली-आयन बैटरी

मोटर्स के साथ रिमोट कंट्रोल रिसीवर को कैसे कॉन्फ़िगर करें

क्वाडकॉप्टर मोटर्स के साथ रिमोट कंट्रोल रिसीवर को कॉन्फ़िगर करने के तरीके को समझने से पहले, यह सीखना महत्वपूर्ण होगा कि मोटर की गति को आवश्यक बाएं, दाएं, आगे, पिछड़े गतियों को उत्पन्न करने के लिए कैसे समायोजित या गठबंधन किया जाए।

मुख्य रूप से दो तरीके हैं जिनसे एक क्वाडकॉप्टर को स्थानांतरित करने में सक्षम किया जा सकता है, जो '+' और 'x'modes में हैं। हमारे डिजाइन में, हम अपने ड्रोन के लिए मूल '+' मोड को नियोजित करते हैं, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है:

उपरोक्त आरेख का जिक्र करते हुए हमें एहसास होता है कि हमें ड्रोन पर वांछित दिशात्मक युद्धाभ्यास को निष्पादित करने के लिए बस प्रासंगिक मोटर्स की गति को उचित रूप से बढ़ाने की आवश्यकता है।

निम्नलिखित तारों के आरेख के अनुसार रिमोट कंट्रोल रिले को कॉन्फ़िगर करके गति की इस वृद्धि को लागू किया जा सकता है। नीचे दिए गए आरेख में हम एक देख सकते हैं IC 555 PWM सर्किट 6 रिले के रिमोट कंट्रोल रिसीवर मॉड्यूल के 4 रिले के साथ वायर्ड (1 रिले को अप्रयुक्त किया जा रहा है और बस स्थान और वजन को कम करने के लिए हटाया जा सकता है)।

पीडब्लूएम को समायोजित करना

जैसा कि आरेख में देखा जा सकता है, पीडब्लूएम फ़ीड रिले के सभी एन / सी संपर्कों के साथ जुड़ा हुआ है, जिसका अर्थ है कि सामान्य रूप से क्वाडकॉप्टर इस वर्दी और बराबर PWM फीड के माध्यम से मँडरा रहा होगा, जिसका कर्तव्य चक्र शुरू में इस तरह समायोजित किया जा सकता है क्वाडकॉप्टर जोर की एक सही निर्दिष्ट राशि प्राप्त करने में सक्षम है, और ऊंचाई।

यह दिखाया PWM पॉट को उचित रूप से समायोजित करके प्रयोग किया जा सकता है।

रिले संपर्कों को कॉन्फ़िगर कैसे करें

रिले के एन / ओ संपर्कों को सकारात्मक आपूर्ति के साथ सीधे वायर्ड देखा जा सकता है, इसलिए जब भी रिमोट ट्रांसमीटर हैंडसेट पर एक प्रासंगिक बटन दबाया जाता है, तो संबंधित रिले रिसीवर मॉड्यूल में सक्रिय होता है, जो संबंधित मोटर को प्राप्त करने में सक्षम बनाता है बैटरी से पूर्ण 12V आपूर्ति।

उपरोक्त ऑपरेशन सक्रिय मोटर को बाकी मोटर्स की तुलना में अधिक गति प्राप्त करने की अनुमति देता है जो कि क्वाडकॉप्टर को निर्धारित दिशा की ओर बढ़ने की अनुमति देता है।

जैसे ही रिमोट बटन जारी होता है, ड्रोन तुरन्त रुक जाता है और निरंतर मोड में मंडराता रहता है।

दूरस्थ हैंडसेट पर अन्य निर्दिष्ट बटन दबाकर, अन्य दिशात्मक गतियों को प्राप्त किया जा सकता है।

सबसे ऊपरी रिले मशीन की सुरक्षित लैंडिंग सुनिश्चित करने के लिए है, यह दिखाया गया रिले के एन / ओ संपर्क के साथ श्रृंखला में एक वर्तमान छोड़ने वाले रोकनेवाला को जोड़कर किया जाता है।

इस अवरोधक मान की गणना कुछ प्रयोग के साथ की जानी चाहिए, जैसे कि जब भी यह रोकनेवाला संलग्न रिले के माध्यम से टॉगल किया जाता है, तो क्वाडकॉप्टर जमीन के ऊपर एक-दो फीट ऊपर घूमता है।

सर्किट आरेख

प्रैक्टिकल क्वाडकॉप्टर सर्किट डिजाइन करना

दिखाए गए रिले आरएफ मॉड्यूल रिसीवर का हिस्सा हैं, जिनके संपर्क शुरू में असंबद्ध (डिफ़ॉल्ट रूप से रिक्त) हैं और ऊपर दिए गए आरेख में संकेत के अनुसार वायर्ड होने की आवश्यकता है।

आरएफ रिमोट रिसीवर को क्वाडकॉप्टर के अंदर स्थापित किया जाना चाहिए और इसके रिले ऊपर दिखाए गए लेआउट के अनुसार प्रासंगिक मोटर्स और बैटरी के साथ वायर्ड किए गए हैं।

आप कुछ कनेक्टर (हरे रंग का) देख सकते हैं जो अनावश्यक रूप से ड्रोन पर वजन जोड़ सकते हैं। आप उन सभी को वजन कम करने के लिए हटा सकते हैं, और संबंधित तारों को सीधे टांका लगाकर पीसीबी से जोड़ सकते हैं।

ड्रोन कैसे चलता है:

जैसा कि ऊपर चर्चा में बताया गया है, जब एक विशेष रिमोट बटन दबाया जाता है, तो यह क्वाडकोप्टर मॉड्यूल के संबंधित रिले को सक्रिय करता है जिससे संबंधित मोटर तेजी से चलती है।

बदले में यह ऑपरेशन मशीन को मोटर के विपरीत दिशा में जाने के लिए मजबूर करता है जिसे तेजी से आरपीएम पर घुमाने के लिए स्विच किया जा रहा है।

इस प्रकार, उदाहरण के लिए, दक्षिण मोटर की गति बढ़ने से मशीन उत्तर की ओर बढ़ती है, उत्तर मोटर बढ़ने से यह दक्षिण की ओर बढ़ती है, इसी प्रकार पूर्व मोटर गति बढ़ने से यह पश्चिम की ओर जाती है और इसके विपरीत।

दिलचस्प है, दक्षिण / पूर्व की मोटरों को बढ़ाने से क्वाडकॉप्टर को विपरीत उत्तर / पश्चिम की ओर बढ़ने में सक्षम बनाता है जो विकर्ण मोड में है .... और इसी तरह।

ऊपर के पेशेवरों और विपक्षों ने सरल Qaudcopter के रिमोट कंट्रोल सर्किट की व्याख्या की।

पेशेवरों

  • अपेक्षाकृत नए शौक़ीन द्वारा भी सस्ता और आसान निर्माण।
  • जटिल जॉयस्टिक संचालन की आवश्यकता नहीं है।
  • एक एकल 6 चैनल रिमोट कंट्रोल मॉड्यूल का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है

विपक्ष

  • ब्रश मोटर्स के शामिल होने के कारण बैटरी के संदर्भ में कम कुशल
  • दिशात्मक गति स्थिर है और रिमोट कंट्रोल हैंडसेट के माध्यम से भिन्न नहीं हो सकती है
  • बटन स्विच करते समय पैंतरेबाज़ी थोड़ा सा झटकेदार नहीं हो सकती है।



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