هل ترغب في بناء طائرة بدون طيار عالية الأداء يمكنها رفع حمولات ثقيلة أو التقاط لقطات جوية مذهلة؟ يعد اختيار المكونات الصحيحة أمرًا أساسيًا للحصول على نتائج من الدرجة الأولى. سيرشدك هذا الدليل إلى كل ما تحتاج إلى معرفته لاختيار الأجزاء اللازمة لبناء طائرة بدون طيار مخصصة تهدف إلى تحقيق أعلى مستويات الكفاءة.
سواء قررت في النهاية بناء طائرتك بدون طيار من الصفر أو اخترت نموذجًا جاهزًا، فإن فهم كيفية تأثير العناصر المختلفة مثل المحركات والبطاريات وأجهزة التحكم في الطيران على الأداء يساعد في اتخاذ قرارات الشراء الذكية.
ومن خلال هذه المعرفة، يمكنك تقييم مطالبات الشركة المصنعة بشكل أفضل والاختيارات الضيقة المصممة خصيصًا لتلبية احتياجاتك المحددة - سواء كان ذلك رفعًا NW الأزرق بدون طيار مع حمولة 5 كجم أو التقاط فيديو بدقة 4K بسلاسة.
الإطار والمكونات الهيكلية
يشكل الإطار والمكونات الهيكلية الأساس المادي الذي يربط طائرتك بدون طيار معًا. يتضمن ذلك الهيكل أو لوحات القاعدة والأذرع ومعدات الهبوط والعناصر الهيكلية الأخرى.
المواد
يؤدي بناء إطار من ألياف الكربون إلى تحقيق التوازن الأمثل بين القوة والوزن المنخفض. تقاوم الصلابة الطبيعية لألياف الكربون الاهتزازات التي قد تؤدي إلى إعاقة التصوير الجوي. تعمل الإطارات البلاستيكية بشكل جيد مع الهياكل الصغيرة ولكنها تفتقر إلى المتانة بالنسبة للطائرات بدون طيار الأكبر حجمًا.
في النهاية، تساعد مطابقة مادة الإطار مع حجم البناء والغرض المقصود على تحسين التكلفة والمتانة والكفاءة.
نظام الدفع
يوفر نظام الدفع الدفع للحفاظ على طائرتك بدون طيار في الهواء. يوفر الضبط الدقيق لهذه المنطقة أكبر قدر ممكن من التحكم في خصائص الطيران وقدرة الرفع. وإذا كنت مهتما سباق بدون طيار، من الواضح أن الدفع مهم.
محركات بدون فرش
تهيمن المحركات بدون فرش على سوق الطائرات بدون طيار المتطورة بفضل قوتها الفائقة وطول عمرها وكفاءتها مقارنة بالبدائل المصقولة. هناك مواصفة رئيسية يجب فهمها عند اختيار المحركات بدون فرش وهي تصنيف KV وحجمها.
يشير تصنيف KV إلى عدد الدورات في الدقيقة لكل فولت المقدم. بشكل عام، كيلوفولت الأقل يساوي المزيد من عزم الدوران، بينما يوفر كيلوفولت الأعلى سرعة أكبر. تتطلب الطائرات الأكبر حجمًا محركات ذات عزم دوران أكبر لتدوير دعائم أكبر، لذا ابحث عن كيلو فولت منخفض يبلغ حوالي 300-900 دورة في الدقيقة/فولت. تستخدم الهياكل الأصغر محركات KV أعلى في نطاق 1500-3000 دورة في الدقيقة / فولت.
يقيس الحجم عرض الجزء الثابت × ارتفاع الدوار بالملم. تولد المحركات الأوسع عزم دوران أكبر بينما تسمح المحركات الأطول بدعائم أكبر. في حالة بناء العمود الفقري لرفع الأحمال الثقيلة، قم بإعطاء الأولوية لعزم الدوران بعرض يتراوح من 28 إلى 35 ملم. بالنسبة لطائرات السباق بدون طيار، تكفي أحجام أصغر من 22 إلى 27 ملم.
إن مطابقة خصائص الرحلة المرغوبة وحجم الطائرة بدون طيار مع المحركات المناسبة بدون فرش تحافظ على أمان جهازك في الهواء.
متحكمات السرعة الإلكترونية
تقوم وحدات التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC) بإرسال الطاقة من البطارية إلى كل محرك وتسمح بتعديل عدد دورات المحرك في الدقيقة. تأكد من أن ESCs التي اخترتها يمكنها التعامل مع المتطلبات الحالية لمحركاتك الخاصة وجهد البطارية. توفر أنظمة الجهد العالي عمومًا المزيد من الطاقة ولكنها تتطلب وحدات ESC مناسبة.
مراوح
تولد المراوح الدفع الفعلي لرفع مركبتك الجوية. رقمان يصفان الخصائص الأساسية.
أول رقمين يعطيان قطر المروحة بالبوصة. الرقم الأكبر يساوي دعامة أكبر.
يشير الرقمان الثانيان إلى درجة الصوت المقاسة بالبوصة. تكشف درجة الحرارة عن المدى الذي ستسافر به المروحة للأمام عبر الهواء بدورة كاملة واحدة. لذا فإن درجة الصوت الأعلى تنتج قوة دفع أكبر لكل دورة.
جهاز التحكم في الطيران وأجهزة الاستشعار
تعمل لوحة التحكم في الطيران بمثابة عقل معالجة المعلومات لطائرتك بدون طيار. يضم أجهزة استشعار ويقوم بتشغيل البرامج الثابتة التي توجه قدرات الطيران المستقلة.
تحكم الطيران
تأتي وحدات التحكم في الطيران في أصناف تدعم إما البرامج الثابتة مفتوحة المصدر أو مغلقة المصدر. توفر البرامج الثابتة مفتوحة المصدر مثل ArduPilot التخصيص الكامل والشفافية لتحقيق أقصى قدر من التحكم. تتميز خيارات المصدر المغلق بكود خاص يمنح الشركة المصنعة تكاملًا أكثر إحكامًا على حساب قدرة المستخدم على التكيف. إذا كنت تتعامل مع بناء مخصص متقدم، البرامج الثابتة المصدر المفتوح عموما يعمل بشكل أفضل.
أجهزة الاستشعار
تظل بيانات الاستشعار الدقيقة وفي الوقت المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الاستقرار والملاحة.
توفر وحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المزودة برقائق M8N u-blox سرعة قفل إشارة ممتازة ودقة تحديد الموقع. وهذا يثبت أنه ضروري لمتابعة نقاط الطريق وميزات السلامة مثل العودة التلقائية إلى المنزل.
تكتشف مقاييس التسارع والجيروسكوبات الاتجاه والحركة في جميع المحاور الثلاثة. إنها تغذي المدخلات لتثبيت التحويم وتعديل التعديلات تلقائيًا مما يلغي التصحيحات الزائدة.
تعمل أجهزة قياس الارتفاع المستندة إلى قراءات بارومترية على منع الانحرافات الخطيرة في الارتفاع عند استخدامها مع بيانات مقياس التسارع.
الكاميرات ونظام FPV
تستفيد الطائرات بدون طيار التي تدعم التصوير الفوتوغرافي والتجريب من خلال نظام عرض غامر من منظور الشخص الأول من منصات الكاميرا المستقرة ونقل الفيديو بزمن انتقال منخفض.
كما توفر الكاميرات
تلتقط كاميرات RGB الصور عبر طيف الألوان المرئي المشابه لكاميرات DSLR النموذجية للمستهلك.
تحتوي الكاميرات متعددة الأطياف على عدسات متخصصة تكتشف الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية غير المرئية. وهذا يسمح بجمع البيانات حول صحة المحاصيل وهو أمر مستحيل باستخدام الكاميرات التقليدية.
إذا كنت في إنشاء أعمال التصوير الفوتوغرافي وتهدف إلى التقاط نماذج تصوير سينمائي أو تصوير مساحي احترافي، وتوفر كاميرا ذات مستشعر أكبر مثل كاميرا Sony Alpha بدون مرآة أقصى دقة ونطاق ديناميكي.
الجمبل أداة
تعمل أدوات التثبيت على ضبط هدف الكاميرا بسلاسة في ثلاثة محاور لمواجهة حركة الطائرة بدون طيار واهتزازها. تحافظ المحركات ذات المحورين بدون فرش على موضعها من خلال مقاومة القوى الخارجية بدلاً من استهلاك الطاقة للبقاء في الاتجاه. يعمل هذا الأسلوب على تقليل استهلاك الطاقة مع تمكين عمل الكاميرا بسلاسة.
للحصول على أفضل استقرار، يعمل المحور ثلاثي المحاور المزود بمحركات بزاوية على تحقيق العجائب.
نظام فبف
لرؤية منظور طائرتك بدون طيار في الوقت الفعلي، يعد إرسال الفيديو بزمن وصول منخفض أمرًا ضروريًا. يتطلب نظام FPV المُحسّن إرسالًا سريعًا بسرعة 5.8 جيجا هرتز مع تشفير H.265 أو H.264 الفعال لتقليل التأخير وزيادة النطاق إلى أقصى حد.
القياس عن بعد وأجهزة الإرسال
تعمل أجهزة القياس عن بعد وأجهزة إرسال RC على تسهيل الاتصال بين الطائرة بدون طيار والطيار.
القياس عن بعد
تقوم وحدات القياس عن بعد بتغذية بيانات الأداء في الوقت الفعلي مثل جهد البطارية وإحداثيات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من الجو إلى طياري المحطة الأرضية الذين يراقبون حالة الطائرة بدون طيار. يؤدي هذا إلى إبقاء التصميمات أكثر أمانًا في حالة ظهور أي مشكلة مع تمكين ميزات مثل العودة المستقلة إلى المنزل.
مرسلات
يتصل جهاز إرسال جهاز التحكم عن بعد لاسلكيًا بجهاز استقبال على متن الطائرة بدون طيار لنقل أوامر المستخدم بضبط السرعة أو الاتجاه أثناء الرحلة.
ابحث عن أجهزة الإرسال التي تقدم 6 قنوات على الأقل. وهذا لا يوفر مساحة لعناصر التحكم المهمة في درجة الميل/الالتفاف/الانعراج فحسب، بل يوفر أيضًا قنوات احتياطية لتبديل الوظائف المتقدمة مثل الهبوط التلقائي أو التبديل بين أوضاع الطيران.
نظام الطاقة
يوفر نظام الطاقة الكهرباء الحيوية لجميع المكونات الإلكترونية من خلال بطارية الطيران ولوحة توزيع الطاقة.
بطاريات
تهيمن بطاريات ليثيوم بوليمر (Li-po) على الطائرات الصغيرة والمتوسطة الحجم بدون طيار بفضل كثافة الطاقة التي لا مثيل لها لكل وحدة وزن. تشمل المواصفات الرئيسية لبطاريات الطيران ما يلي:
الجهد االكهربى - حزم الجهد العالي حوالي 22.2 فولت تتيح سرعة أكبر. توفر موديلات الجهد المنخفض 14.4 فولت تشغيلًا أكثر أمانًا.
السعة (مللي أمبير) - الحد الأقصى للشحن. الأعلى هو الأفضل لأوقات الطيران الأطول.
تصنيف C - يشير إلى مقدار التيار الذي يمكن سحبه بأمان من البطارية - اضرب تصنيف C × السعة لتحديد الحد الأقصى للأمبيرات المدعومة.
عندما يكون ذلك ممكنًا، قم بتقدير السحب الحالي لمركبتك عبر الأنشطة المختلفة لاختيار بطارية توفر الحمل اللازم لملف مهمتك.
مجلس توزيع الطاقة
تقوم لوحة توزيع الطاقة (PDB) بتوجيه الكهرباء من البطارية الرئيسية إلى ESCs وأجهزة التحكم في الطيران والمكونات الأخرى التي تتطلب الطاقة. تأكد من أن قنوات الإخراج المتاحة يمكنها دعم جميع الملحقات المقصودة وأن جهد PDB يتوافق مع جهد البطارية.
الاختيار بين الطائرات بدون طيار ذاتية الصنع مقابل الطائرات بدون طيار المبنية مسبقًا
مع كل هذه القطع المتشابكة، هل من الأفضل أن تصنع طائرتك بدون طيار أم أن تشتري نموذجًا جاهزًا؟ في النهاية يعتمد على مهاراتك وأولوياتك.
يتيح لك بناء نفسك الحصول على نتائج مخصصة بعمق حيث يتم اختيار كل مكون يدويًا. وهذا يوفر إمكانات أداء لا مثيل لها ولكنه يتطلب أيضًا معرفة تقنية ووقتًا طويلاً للبحث.
على العكس من ذلك، تتميز الطائرات بدون طيار الجاهزة للاستخدام بإعدادات مبسطة حيث يتم التعامل مع التكوين من قبل الشركة المصنعة. ومع ذلك، فإنها تفتقر إلى القدرة على التكيف المخصصة لنماذج DIY. بشكل عام، تعمل التصميمات المعدة مسبقًا بشكل جيد للطيارين الذين يركزون فقط على الطيران بدلاً من البناء.
لذا، إذا كنت تعتقد أن رفع طائرة NW Blue Drone المصممة خصيصًا يبدو وكأنه فكرتك عن المرح، فاستمر في البناء! بخلاف ذلك، فإن القيادة القديمة البسيطة قد تخدم احتياجاتك بشكل أفضل.
تطبيقات تكنولوجيا الطائرات بدون طيار
تجد الطائرات بدون طيار تطبيقات واسعة النطاق في السياقات الترفيهية والتجارية والصناعية بفضل تنوعها وقابليتها للتخصيص وقدرتها على الوصول إلى الأماكن التي يصعب الوصول إليها بسهولة.
في مجال الأعمال، تشمل الاستخدامات الشائعة للطائرات بدون طيار ما يلي:
فحص البنية التحتية – يمكن للطائرات بدون طيار المزودة بكاميرات التصوير الحراري مسح الأبراج الخلوية وخطوط الكهرباء وخطوط الأنابيب بشكل أسرع وأكثر أمانًا من المفتشين البشريين أثناء الوصول أيضًا إلى المناطق النائية. وهذا يمنع الانقطاعات المكلفة من خلال الكشف المبكر عن العيوب.
زراعة - باستخدام كاميرات مؤشر NDVI وبرامج التصوير، تحدد الطائرات بدون طيار مشكلات المحاصيل وصولاً إلى مستوى النبات، مما يسمح برش المبيدات الحشرية والري بكفاءة لتحسين المحاصيل. يمكن لبعض المتغيرات أيضًا زرع الحقول أو الغابات جوًا.
المراقبة الأمنية – مجهزة بكاميرات خاصة مثل عدسات التكبير البصري القوية بما يكفي لقراءة لوحات الترخيص من مسافة 300 قدم أو الكشف عن التوقيعات الحرارية البشرية الدقيقة في الظلام الدامس، توفر الطائرات بدون طيار معلومات استخبارية لا تقدر بثمن للحفاظ على الممتلكات والحدود آمنة.
مدة التسليم - عرض نماذج تسليم الطائرات بدون طيار الجديدة الشحن الحي الرائد للتجارة الإلكترونيةوالوصفات الطبية ومواد البيع بالتجزئة. ويساعد هذا أيضًا في جهود الإغاثة في حالات الكوارث عن طريق نقل الحمولات الأساسية بسرعة.
ومن الناحية الترفيهية، تشجع الطائرات بدون طيار الاستهلاكية الإبداع الثقافي والتعلم التقني. بدءًا من صانعي الأفلام الهواة الذين يلتقطون صورًا مذهلة للمناظر الطبيعية وحتى هواة الأعمال اليدوية الذين يجمعون خبراتهم في مجال الإلكترونيات، تعمل الطائرات بدون طيار على إثراء الحياة من خلال:
بالفيديو - لقطات جوية فائقة السلاسة بدقة 4K تمنح مونتاج التزلج محلي الصنع وملخصات الإجازات العائلية وقوائم العقارات على حد سواء دفعة تجريبية مقارنة باللقطات الثابتة. الطائرات بدون طيار المدمجة مثل NW Blue Drone تجعل مثل هذا التصوير متاحًا على نطاق واسع.
سباق الطائرات بدون طيار - سباق الطائرات بدون طيار من منظور الشخص الأول (FPV) يغمر المشاركين بالسرعة النقية أثناء قيامهم بضرب طائرات بدون طيار مصغرة حول مسارات معقدة من منظور الكاميرا الموجودة على متن الطائرة. يحفز المجتمع الاهتمام الفني للمساعدة في تثقيف الجيل القادم من المهندسين.
لذا، سواء كانت تقوم بتفتيش الأبراج، أو توصيل الإمدادات الطبية العاجلة، أو جمع البيانات الزراعية، أو تصوير الرياضات الخطرة، أو مجرد سباقات الأصدقاء، تعمل الطائرات بدون طيار على توسيع نطاق ما يمكن للبشر رؤيته والقيام به بسهولة من السماء.
وفي الختام
يتطلب إنشاء طائرة بدون طيار من النخبة تتمتع بقدرة رفع أو سرعة أو تصوير من الدرجة الأولى اختيار مكونات متطورة مُحسّنة للغرض المقصود.
ولكن مسلحًا بفهم المواصفات المهمة مثل تقييمات المحرك KV، وتفاوتات تيار ESC، وقدرات تفريغ البطارية، فإن رؤيتك حول اختيار الأجزاء ستثبت أنها لا تقدر بثمن في استخلاص الأداء المتميز من مركبتك الجوية.
لذا، سواء كنت تقوم بالبناء من الصفر أو ترقية النماذج الجاهزة، قم بتطبيق هذه المعرفة للارتقاء بطموحات الطائرات بدون طيار الخاصة بك إلى آفاق جديدة!
