#Drone او #Quadcopter الكثير سمع عنها وشاف استخداماتها العديدة من التصوير، والعروض، والخدمات العسكرية واخيرا الشحن وتوصيل الطرود. حنتكلم اليوم عن الاشياء الاساسية لتصميم طائرة درون وكيفية عملها، وايش العوامل اللي لازم اراعيها وقت التصميم 🔧
غالبا يتواجد ٤ محركات في الدرون ، كل إثنين متقابلين يدورون بنفس الاتجاه .. فمثلا - كما هو موضح في الصورة - ١ و ٤ يدورون بإتجاه عقارب الساعة ، ٢ و ٣ يدورون بأتجاه عكس عقارب الساعة .. والسبب هو لتوفير ثبات وتوازن لطيرانها
طيب كيف تثبت في مكانها او ترتفع عن الارض وتهبط؟ الفكرة كالتالي اذا وفرت ال ٤ محركات قوة دفع - thrust - اكبر من وزن الطائرة حترتفع عن الارض. واذا وفرت المحركات قوة دفع اقل من وزن الطائرة حتبدأ بالهبوط. لذا عشان تثبت في ارتفاع معين يجب على المحركات توفير قوة دفع مساوي لوزن الطائرة
طيب، كيف تلف حول نفسها؟ ببساطة ارفع سرعة المحركات المتقابلة عن المحركات الاخرى .. النتيجة دوران الطائرة بنفس اتجاه دوران المحركين. فمثلا اذا رفعت سرعة المحركين اللي يلفون بإتجاه عقارب الساعة ، حتلف الطائرة حول نفسها بإتجاه عقارب الساعة .
طيب يتبقى لدينا كيف تتحرك للامام وللخلف؟ والاجابة: ارفع سرعة المحركات الموجودة في الخلف (٣ و ٤) عن المحركات الموجودة في المقدمة (١ و ٢) .. النتيجة: تحرك الطائرة للامام ، والعكس صحيح
طيب تكلمنا عن آلية طيران الدرون ، فكيف اتحكم بسرعة المحركات ؟ الفكرة: كل ما اعطيت المحرك جهد (Voltage) اكبر ، كل ما ارتفعت سرعته ..
نجي على المحركات المستخدمة في الدرون ، وهي ال Brushless motors .. والسبب في اختيار هذا النوع من المحركات هو قدرتها في توليد طاقة على الرغم من حجمها ، وتوليد سرعات مختلفة بكفاءة .. لكن كيف اختار المحرك المناسب لطائرتي؟
يتم اختيار المحرك اعتمادا على المعيار KV, وهو عبارة عدد الدورات في الدقيقة - RPM - التي يعملها المحرك عند تطبيق جهد مقداره ١ فولت. فمثلا عند اختيار محرك ٤٠٠ KV ، حيعمل ١٢٠٠ دورة في الدقيقة عند تطبيق جهد ٣ فولت
المحركات التي تحمل قيم KV اقل ، قادرة على تدوير شفرات دوران اكبر. ويجب الانتباه الى ان العوامل المؤثرة على قوة الدفع للدرون - thrust - هي قدرة المحرك مع حجم الشفرات
شفرات الدوران او propeller: يتم اختيارها بإستخدام معيارين وهما القطر و البتش - diameter and pitch - فكل ما كان القطر اكبر كل ما يجب اختيار محرك ذات معيار KV اقل واللي حيوفرو قوة دفع اكبر.
طيب ايش هو ال pitch؟ الاجابة: عبارة عن زاوية ميلان الشفرة .. وممكن تعريفها بمسافة الطيران للدورة الواحدة. فكل ما اخترت pitch اكبر ، كل ما زادت سرعة الطائرة ، لكن طبعا حتسبب في زيادة استهلاك الطاقة.
ننتقل للاجزاء الالكترونية، واول شي هو متحكم سرعة المحركات - ESC - ويوجد متحكم لكل محرك ، ويجب اختياره على اساس سحب اقصى تيار من المحرك .. فمثلا اذا المحرك يسحب اقصى تيار مقدار ٥٠٠ ميلي امبير ، يجب ان يكون المتحكم قادر على تحمل ٥٠٠ ميلي امبير واكثر
المتحكم او microcontroller: وهو الدماغ الرئيسي للدرون. فهو يقوم على استقبال اشارات ( حساسات - ريموت كنترول) وارسال اشارات (محركات - توجيه كاميرا). ويمكن استخدام متحكمات كثيرة مثل الاردوينو وال ESP والريزبيري بيكو وغيرها الكثير
البطاريات ويتم اختيارها على اساس الجهد (3.7 - 7.4 - 11.1)فولت، وبالاضافة الى السعة وتقاس ب ميلي امبير لكل ساعة mAh. فمثلا عند تحديد الجهد يجب التأكد من قدرة تحمل المتحكمات للجهد. بينما السعة يتم اختيارها بما يتناسب وزن البطارية مع الهيكل. فكل ما زادت السعة، زاد وزن البطارية.
يوجد تفاصيل كثيرة لم تذكر بعد وحنستكملها في سلسلات قادمة، مثل الحساسات المستخدمة مثل Gyro - GPS. بالاضافة الى وسيلة الاتصال بريموت كنترول بعدد قنوات channels محددة. واخيرا تصاميم الهيكل والمواد المستخدمة.
يجب التنويه الى ان تشغيل طائرات الدرون، لا يمكن الا بتصريح من هيئة الطيران المدني
جاري تحميل الاقتراحات...