Quindi vuoi costruire un drone ad alte prestazioni in grado di sollevare carichi utili pesanti o catturare splendide riprese aeree? Scegliere i componenti giusti è fondamentale per ottenere risultati di prim'ordine. Questa guida ti guiderà attraverso tutto ciò che devi sapere per scegliere le parti per una costruzione di droni personalizzata mirata alla massima efficienza.
Sia che tu decida di costruire il tuo drone da zero o di optare per un modello standard, capire come vari elementi come motori, batterie e controllori di volo influiscono sulle prestazioni aiuta a prendere decisioni di acquisto intelligenti.
Grazie a questa conoscenza, puoi valutare meglio le affermazioni del produttore e le selezioni ristrette su misura per le tue esigenze specifiche, sia che si tratti di sollevare a Drone blu nordoccidentale con un carico utile di 5 kg o catturare video 4K fluidi e burrosi.
Telaio e componenti strutturali
Il telaio e i componenti strutturali costituiscono la base fisica che tiene insieme il tuo drone. Ciò include il telaio o le piastre di base, i bracci, il carrello di atterraggio e altri elementi strutturali.
Materiali
La costruzione di un telaio in fibra di carbonio porta ad un equilibrio ottimale tra resistenza e peso ridotto. La rigidità naturale della fibra di carbonio resiste alle vibrazioni che potrebbero disturbare la fotografia aerea. I telai in plastica funzionano bene per le costruzioni più piccole, ma non hanno la durabilità per i droni più grandi.
In definitiva, abbinare il materiale del telaio alle dimensioni della struttura e allo scopo previsto aiuta a ottimizzare costi, durata ed efficienza.
Sistema di propulsione
Il sistema di propulsione fornisce la spinta mantenendo il tuo drone in aria. La messa a punto di quest'area offre il massimo potenziale di controllo sulle caratteristiche di volo e sulla capacità di sollevamento. E se ti interessa corse di droni, la propulsione è ovviamente importante.
Motori Brushless
I motori brushless dominano il mercato dei droni di fascia alta grazie alla loro potenza, longevità ed efficienza superiori rispetto alle alternative con spazzole. Due specifiche chiave da comprendere quando si selezionano i motori brushless sono la classificazione KV e le dimensioni.
La classificazione KV indica il numero di giri al minuto per volt fornito. Generalmente, un KV più basso equivale a una coppia maggiore e un KV più alto fornisce una maggiore velocità. I droni più grandi richiedono motori con più coppia per far girare eliche più grandi, quindi cerca un KV basso intorno a 300-900 giri/min/volt. Le costruzioni più piccole utilizzano motori KV più elevati nell'intervallo 1500-3000 giri/min/volt.
La dimensione misura la larghezza dello statore x l'altezza del rotore in mm. I motori più larghi generano più coppia mentre quelli più alti consentono eliche più grandi. Se costruisci un cavallo di battaglia per sollevare carichi pesanti, dai priorità alla coppia con larghezze da 28-35 mm. Per i droni da corsa agili sono sufficienti le dimensioni più piccole di 22-27 mm.
Abbinando le caratteristiche di volo desiderate e le dimensioni del drone con i motori brushless appropriati mantieni la tua costruzione al sicuro in aria.
Regolatori di velocità elettronici
I regolatori elettronici di velocità (ESC) inviano energia dalla batteria a ciascun motore e consentono la regolazione del numero di giri. Assicurati che gli ESC selezionati siano in grado di gestire le esigenze attuali dei tuoi motori particolari e della tensione della batteria. I sistemi ad alta tensione generalmente forniscono più potenza ma richiedono ESC appropriati.
eliche
Le eliche generano la spinta effettiva per sollevare il tuo veicolo aereo. Due numeri descrivono le proprietà chiave.
Le prime due cifre danno il diametro dell'elica in pollici. Un numero maggiore equivale a un sostegno più grande.
Le seconde due cifre indicano il passo misurato in pollici. Il passo rivela la distanza percorsa nell'aria da un'elica con un giro completo. Quindi un passo più alto produce più spinta per rotazione.
Controllore di volo e sensori
La scheda del controller di volo funge da cervello per l'elaborazione delle informazioni del tuo drone. Ospita sensori ed esegue firmware che guidano le capacità di volo autonomo.
Controllori di volo
I controllori di volo sono disponibili in varietà che supportano firmware open source o closed source. Il firmware open source come ArduPilot offre piena personalizzazione e trasparenza per il massimo controllo. Le opzioni closed source presentano un codice proprietario che garantisce al produttore una più stretta integrazione a scapito dell'adattabilità dell'utente. Se stai affrontando una build personalizzata avanzata, firmware open source generalmente funziona meglio.
Sensori
I dati dei sensori accurati e tempestivi rimangono fondamentali per la stabilità e la navigazione.
I moduli GPS dotati di chip u-blox M8N forniscono un'eccellente velocità di blocco del segnale e precisione della posizione. Ciò si rivela essenziale per l'inseguimento del waypoint e per le funzionalità di sicurezza come il ritorno automatico alla posizione iniziale.
Accelerometri e giroscopi rilevano l'orientamento e il movimento su tutti e tre gli assi. Forniscono input per stabilizzare automaticamente il volo stazionario e le regolazioni del trim annullando le correzioni eccessive.
Gli altimetri basati sulle letture barometriche prevengono pericolose deviazioni di altitudine se utilizzati insieme ai dati dell'accelerometro.
Telecamere e sistema FPV
I droni che supportano la fotografia e il pilotaggio tramite una visuale immersiva in prima persona beneficiano di piattaforme di telecamere stabilizzate e trasmissione video a bassa latenza.
Camere
Le fotocamere RGB catturano immagini attraverso lo spettro dei colori visibili in modo simile alle DSLR dei modelli consumer.
Le fotocamere multispettrali contengono lenti specializzate che rilevano la luce infrarossa e ultravioletta invisibile. Ciò consente di raccogliere dati sulla salute delle colture impossibili con le telecamere convenzionali.
Se ci sei creare un’attività fotografica e con l'obiettivo di realizzare modelli cinematografici o fotogrammetrici professionali, una fotocamera con sensore più grande come una mirrorless Sony Alpha offre la massima risoluzione e gamma dinamica.
Gimbals
I gimbal regolano dolcemente la mira della telecamera su tre assi per contrastare il movimento e le vibrazioni del drone. I motori cardanici senza spazzole mantengono la posizione resistendo alle forze esterne invece di spendere energia per rimanere orientati. Questo approccio riduce al minimo il consumo energetico consentendo al tempo stesso un lavoro di ripresa fluido e burroso.
Per la migliore stabilizzazione, un gimbal a 3 assi con motori angolati fa miracoli.
Sistema FPV
Per vedere la prospettiva del tuo drone in tempo reale, la trasmissione video a bassa latenza si rivela essenziale. Un sistema FPV ottimizzato richiede una trasmissione veloce a 5.8 GHz con codifica H.265 o H.264 efficiente per ridurre al minimo il ritardo e massimizzare la portata.
Telemetria e trasmettitori
L'hardware di telemetria e i trasmettitori RC facilitano la comunicazione tra il drone e il pilota.
Telemetria
I moduli di telemetria forniscono dati sulle prestazioni in tempo reale come la tensione della batteria e le coordinate GPS dall'aria ai piloti della stazione di terra che monitorano lo stato dei droni. Ciò mantiene le strutture più sicure in caso di problemi, abilitando anche funzionalità come il ritorno a casa autonomo.
Trasmettitori
Il trasmettitore del telecomando si collega in modalità wireless a un ricevitore a bordo del drone per trasmettere i comandi dell'utente che regolano la velocità o l'orientamento durante il volo.
Cerca trasmettitori che offrono almeno 6 canali. Ciò offre spazio non solo per i controlli critici di beccheggio/rollio/imbardata, ma anche per canali di riserva per attivare funzionalità avanzate come l'atterraggio automatico o il passaggio da una modalità di volo all'altra.
Sistema di alimentazione
Il sistema di alimentazione fornisce elettricità vitale a tutti i componenti elettronici attraverso la batteria di volo e la scheda di distribuzione dell'energia.
Batterie
Le batterie ai polimeri di litio (Li-po) dominano i droni di piccole e medie dimensioni grazie alla loro impareggiabile densità di energia per unità di peso. Le specifiche chiave per le batterie di volo includono:
Tensione – I pacchi con tensione più elevata intorno a 22.2 V consentono una velocità maggiore. I modelli a tensione inferiore da 14.4 V offrono un funzionamento più sicuro.
Capacità (mAh) – La carica massima trattenuta. Più alto è meglio per tempi di volo più lunghi.
C Rating – Indica la quantità di corrente che può essere prelevata in sicurezza dalla batteria: moltiplicare la valutazione C x la capacità per determinare gli ampere massimi supportati.
Quando possibile, stima l'assorbimento di corrente della tua imbarcazione in varie attività per scegliere una batteria che fornisca il sovraccarico necessario per il tuo profilo di missione.
Scheda di distribuzione dell'alimentazione
La scheda di distribuzione dell'energia (PDB) convoglia l'elettricità dalla batteria principale agli ESC, ai controllori di volo e ad altri componenti che richiedono energia. Assicurarsi che i canali di uscita disponibili possano supportare tutti gli accessori previsti e che la tensione PDB corrisponda alla tensione della batteria.
Scegliere tra droni fai-da-te e pre-costruiti
Con tutti questi pezzi ad incastro coinvolti, è meglio costruire il proprio drone o acquistare un modello già pronto? In definitiva dipende dalle tue capacità e priorità.
Costruire te stesso consente risultati profondamente personalizzati in cui ogni componente viene selezionato manualmente. Ciò fornisce un potenziale prestazionale senza pari, ma richiede anche conoscenze tecniche e ampio tempo di ricerca.
Al contrario, i droni standard presentano una configurazione semplificata poiché la configurazione viene gestita dal produttore. Tuttavia, mancano dell’adattabilità su misura dei modelli fai-da-te. Generalmente i modelli precostruiti funzionano bene per i piloti concentrati esclusivamente sul volo piuttosto che sulla costruzione.
Quindi, se pensi che sollevare un drone NW Blue progettato su misura sia la tua idea di divertimento, vai avanti e costruisci! Altrimenti, il semplice vecchio pilotaggio potrebbe soddisfare meglio le tue esigenze.
Applicazioni della tecnologia dei droni
I droni trovano ampia applicazione in contesti ricreativi, commerciali e industriali grazie alla loro versatilità, personalizzazione e capacità di accedere facilmente a luoghi difficili da raggiungere.
Negli affari, gli usi comuni dei droni includono:
Ispezione delle infrastrutture: i droni dotati di termocamere possono sorvegliare torri cellulari, linee elettriche e condutture più velocemente e in modo più sicuro rispetto agli ispettori umani, raggiungendo anche aree remote. Ciò impedisce costose interruzioni grazie al rilevamento precoce dei difetti.
Agricoltura – Utilizzando telecamere NDVI e software di imaging, i droni individuano i problemi delle colture fino al livello della pianta, consentendo un’efficace irrorazione e irrigazione mirata di pesticidi per migliorare i rendimenti. Alcune varianti possono anche seminare aerea campi o foreste.
Sicurezza/sorveglianza – Dotati di telecamere speciali come obiettivi con zoom ottico abbastanza potenti da leggere le targhe da 300 piedi o rilevare minuscole tracce di calore umano nell’oscurità totale, i droni forniscono informazioni inestimabili mantenendo sicure proprietà e confini.
Consegna – Offerta di nuovi modelli di consegna con droni spedizioni di quartiere pionieristiche per l'e-commerce, prescrizioni e articoli al dettaglio. Ciò aiuta anche gli sforzi di soccorso in caso di catastrofe trasportando rapidamente carichi utili essenziali.
A livello ricreativo, i droni consumer incoraggiano la creatività culturale e l’apprendimento tecnico. Dai registi dilettanti che catturano immagini di paesaggi sbalorditivi agli hobbisti del fai-da-te che raccolgono competenze nel campo dell'elettronica, i droni arricchiscono la vita attraverso:
Videografia – Le riprese aeree 4K ultra fluide offrono ai montaggi sugli sci fatti in casa, ai riepiloghi delle vacanze in famiglia e agli annunci immobiliari una spinta esperienziale rispetto alle riprese fisse. I droni compatti come il NW Blue Drone rendono tali riprese ampiamente accessibili.
Corse di droni – Le corse di droni con visuale in prima persona (FPV) immergono i partecipanti nella pura velocità mentre lanciano droni in miniatura su percorsi intricati dal punto di vista della telecamera di bordo. La comunità stimola l'interesse tecnico aiutando a formare la prossima generazione di ingegneri.
Quindi, che si tratti di ispezionare torri, consegnare forniture mediche urgenti, raccogliere dati agricoli, filmare sport estremi o semplicemente correre tra amici, i droni ampliano notevolmente ciò che gli esseri umani possono facilmente vedere e fare dai cieli.
In chiusura
Costruire un drone d'élite con capacità di sollevamento, velocità o capacità di ripresa di prim'ordine richiede la scelta di componenti di fascia alta ottimizzati per lo scopo previsto.
Ma grazie alla comprensione delle specifiche critiche come i valori KV del motore, le tolleranze della corrente ESC e le capacità di scarica della batteria, la tua conoscenza della selezione dei componenti si rivelerà preziosa per ottenere prestazioni eccellenti dal tuo veicolo aereo.
Quindi, che tu stia costruendo da zero o aggiornando modelli standard, applica queste conoscenze per portare le tue aspirazioni sui droni a nuovi livelli!
