آشنایی با ربات های پرنده(کوادکوپتر)

کوادکوپتر ها ربات های عمود پرواز و دارای 4موتور (ملخ) هستند. به آن ها مولتی روتور، کوادروتور، مولتی کوپتر نیز گفته می شود.

نمی توان از افزایش روزافزون کاربردهای ای نوع ربات پرنده چشم پوشی کرد. جدا از استفاده از آن به منظور تفریح، کاربردهای بسیاری در زمینه عکاسی و فیلمبرداری دارد. دوربین کوچکی که روی آن نصب می شود و با هدایت در جهت دلخواه میتواند فرمان های لازم را اجرا کند. مانند فیلم برداری در مراسم ها، فیلم برداری از مزارع کشاورزی برای نظارت محصولات، چک کردن خطوط بسیار طولانی راه آهن. جالب است بدانید بخش هایی از فیلم “ماموریت غیرممکن” در سال 2015 با بازی تام کروز، با کوادکوپتر فیلم برداری شده است. در قسمتی که با موتور در حال تعقیب و گریز هستند. کوادکوپترهای محموله بر، ناجی و امنیتی از جمله نقش هایی است که این ربات به خوبی از پس آن بر می آید.
کوادکوپتر مانند هر ربات دیگری از 3 بخش اصلی تقسیم می شود. مکانیکی، الکتریکی، نرم افزاری

کوادکوپترها را می توان زیر مجموعه پهباد (Drone) یا همان هواپیمای بدون سرنشین و کنترل از راه دور، به حساب آورد. پهبادها زیرمجموعه های دیگری نیز دارند. از جمله:

• ترایکوپتر 3 ملخه
• هگزاکوپتر 6 ملخه
• اکتاکوپتر 8 ملخه

هرچه تعداد ملخ ها بیشتر باشد، هزینه ساخت و تامین باتری مورد نیاز کوپتر و هم چنین قدرت حمل آن افزایش می یابد. اما بپردازیم به کوادکوپتر ها.

کوادکوپتربه صورت عمودی پرواز می کند، جا به شدن این وسیله پرنده به وسیله تغییر در دور موتور های آن و در نتیجه تغییر در گشتاور نیرو آن بوده و به این روش ارتفاع آن کم و زیاد شده و موقعیت آن تغییر می کند. کوادکوپتر برای پرواز از یک جعبه که روی آنها نصب میشود استفاده می‌کند. وظیفه این جعبه، کنترل و هدایت پرواز از طریق مدارات و سنسورهای داخل آن می باشد. سنسورهایی مانند سنسور قطب نما و مدار شتاب سنج برای حفظ تعادل و تشخیص جهت ایستادن کوادکوپتر نسبت به زمین. تکنولوژی که در گوشی های همراه استفاده می‌شود یعنی زمانی که گوشی تان را می چرخانید، به همان نسبت صفحه هم می چرخد.

جهت چرخش ملخ های کوادکوپتر به این صورت است که هر ملخ در خلاف جهت گردش ملخ کناری و هم جهت با ملخ روبرو می چرخد. این ربات قادر است تا با افزایش دادن سرعت دو ملخ‌ در یک طرف به صورت عمودی یا افقی بچرخد . به عنوان مثال برای چرخش به سمت چپ، سرعت چرخش دو ملخ سمت راست را افزایش میدهیم و از سرعت دو ملخ سمت چپ کم می‌کنیم. مشابه همین اگر بخواهیم کوادکوپتر را به جلو ببریم، سرعت ملخ‌های عقب را زیاد کرده و از سرعت ملخ‌های جلو کم می‌کنیم.برای چرخش حول محور عمودی،سرعت دو ملخ مجاور که به صورت قطری روبروی هم هستند را زیاد می‌کنیم و از سرعت دو ملخ در کنارها کم می‌کنیم.

بطور کلی تمام تعادل و جهت حرکت کوادکوپتر با کم و زیاد شدن ملخ‌ها صورت میگیرد، بسته به نوع چرخش، سرعت ملخ‌ها را می توان کم یا زیاد کرد.

کوادکوپتر ها بر اساس نوع بدنه و همچنین حالت دماغه  بدنه به دو نوع x ( ایکس) و + (پلاس) تقسیم می شوند.

کوادکوپتر ها به دلیل داشتن 4 موتور دارای پایداری بالایی هستند , این 4 موتور و پایداری ربات عمود پرواز باعث شده تا این پرنده بتواند در کلیه جهات حرکت کرده و از قدرت مانور بالایی بهره ببرد. پایداری بالای این پرنده باعث شده تا کنترل بسیار ساده تری نسبت به سایر پرنده های مدل نظیر هلیکوپتر و هواپیما و… داشته باشد. ربات های عمود پرواز علی رغم ظاهر ساده طراحی نسبتا پیچیده ای دارند.

کوادکوپترها از نظر اندازه به ۳ دسته (نانو کوادکوپترها که ریزترین مدل کوادکوپترها هستند، میکرو یا مینی کوادکوپترها و در آخر بزرگترین دسته یعنی کوادکوپترها) تقسیم می شوند. مینی کوادکوپترها  این دو دسته از کوادکوپترها عموماً استفاده تجاری ندراشته و بیشتر برای سرگرمی استفاده می شوند. اما دسته آخر کاربرد تجاری نیز دارند. کوادکوپترها هم چنین از نظر استفاده از دوربین به ۳ دسته تقسیم می شوند.

• کوادکوپترهایی‌ هستن که دوربین نداشته و دوربین بر روی آنها قابل نصب نیست.

• کوادکوپترهای که دوربین ندارند ولی‌ جا برای نصب دوربین برای آنها طراحی شده است. دوربین GoPro بیشترین طرفدار را برای استفاده با کوادکوپتر ها دارد.

•  کوادکوپترهایی‌ که با دوربین مخصوص خود ساخته می شوند.

به کوادکوپتر با قابلیت پخش زنده تکنولوژی اف پی وی (FPV) گفته‌ می‌شود که مخفف “First Person View” می باشد. دسته ای  از کوادکوپترها تصاویری که با دوربین می‌بینند به صورت زنده برای کنترل کننده‌  ارسال می‌کنند. کنترل کننده می تواند این تصاویر را از راه های مختلفی ببیند. با عینک مخصوص، ریموت یا حتی موبایل.

کوادکوپتر SOLO هوشمندترین ربات پرنده حال حاضر شناخته می شود. Solo اولین پرنده ای است که کنترل کامل دوربین GoPro را  فراهم می سازد. با کوادکوپتر Solo شما شروع و خاتمه دادن به ضبط فیلم وجود دارد. همچنین کنترل کامل بر تنظیمات و Frame Rate آن در حین پرواز. این همان چیزی است که همه فیلم سازان می خواستند. اکثر پرنده ها فقط از یک پردازنده در فلایت کنترلر آن استفاده کرده و سیگنال ها را به آن ارسال می کنند. اما کوادروتور Solo یک پردازنده 1GHz هم روی فلایت کنترلر و هم روی پرنده دارد. پردازنده روی پرنده کاملا به پردازش اطلاعات اتوپایلوت اختصاص داده شده است. پردازنده روی فلایت کنترلر هم وظیفه پردازش اطلاعات سطح بالاتر را دارد. نرم افزار Solo هنگام کاهش ظرفیت باتری را اخطار میدهد و به طور خودکار به سمت خانه پرواز می کند. عکسی که در زیر مشاهده می کنید SOLOرا  نشان می دهد.

پرواز کوادکوپتر tarot 250 را می توانید اینجا مشاهده کنید:

نسل جدید کوادکوپترها: