Então você deseja construir um drone de alto desempenho que possa levantar cargas pesadas ou capturar imagens aéreas impressionantes? Escolher os componentes certos é fundamental para obter resultados de alto nível. Este guia orientará você em tudo o que você precisa saber para escolher peças para a construção de um drone personalizado visando a eficiência máxima.
Quer você decida construir seu drone do zero ou opte por um modelo pronto para uso, entender como vários elementos, como motores, baterias e controladores de voo, afetam o desempenho, ajuda a informar decisões de compra inteligentes.
Equipado com esse conhecimento, você pode avaliar melhor as afirmações do fabricante e restringir seleções adaptadas às suas necessidades específicas – seja levantar um Drone Azul NO com uma carga útil de 5KG ou capturando vídeo 4K suave e amanteigado.
Quadro e componentes estruturais
A estrutura e os componentes estruturais constituem a base física que mantém seu drone unido. Isto inclui o chassi ou placas de base, braços, trem de pouso e outros elementos estruturais.
Materiais
Construir uma estrutura em fibra de carbono leva a um equilíbrio ideal entre resistência e baixo peso. A rigidez natural da fibra de carbono resiste a vibrações que podem prejudicar a fotografia aérea. As armações de plástico funcionam bem para construções menores, mas não têm durabilidade para drones maiores.
Em última análise, combinar o material da estrutura com o tamanho da construção e a finalidade pretendida ajuda a otimizar custos, durabilidade e eficiência.
Sistema de propulsão
O sistema de propulsão fornece o impulso que mantém seu drone no ar. O ajuste fino desta área oferece o maior controle potencial sobre as características de voo e capacidade de sustentação. E se você estiver interessado em corrida de drones, a propulsão é obviamente importante.
Motores Brushless
Os motores sem escova dominam o mercado de drones de última geração graças à sua potência, longevidade e eficiência superiores em comparação com alternativas com escova. Duas especificações principais a serem entendidas ao selecionar motores sem escova são a classificação KV e o tamanho.
A classificação KV denota o número de RPMs por volt fornecido. Geralmente, um KV mais baixo equivale a mais torque e um KV mais alto proporciona mais velocidade. Drones maiores requerem motores com mais torque para girar hélices maiores, então procure por KV baixo em torno de 300-900 RPMs/volt. Construções menores empregam motores de KV mais altos na faixa de 1500-3000 RPM/volt.
O tamanho mede a largura do estator x altura do rotor em mm. Motores mais largos geram mais torque, enquanto motores mais altos permitem hélices maiores. Se estiver construindo um burro de carga para levantar cargas pesadas, priorize o torque com larguras de 28 a 35 mm. Para drones de corrida ágeis, tamanhos menores de 22 a 27 mm são suficientes.
Combinar as características de voo desejadas e o tamanho do drone com os motores sem escova apropriados mantém sua construção segura no ar.
Controladores eletrônicos de velocidade
Os Controladores Eletrônicos de Velocidade (ESC) enviam energia da bateria para cada motor e permitem ajustar as rpm. Certifique-se de que seus ESCs selecionados possam lidar com as demandas de corrente de seus motores específicos e da tensão da bateria. Sistemas de tensão mais alta geralmente fornecem mais energia, mas exigem ESCs apropriados.
hélices
As hélices geram o impulso real para levantar seu veículo aéreo. Dois números descrevem as principais propriedades.
Os primeiros dois dígitos indicam o diâmetro da hélice em polegadas. Um número maior é igual a um adereço maior.
Os segundos dois dígitos indicam o passo medido em polegadas. O passo revela a distância que uma hélice percorreria no ar com uma revolução completa. Portanto, um passo mais alto produz mais impulso por rotação.
Controlador de voo e sensores
A placa controladora de vôo serve como cérebro de processamento de informações do seu drone. Ele abriga sensores e executa firmware que orienta as capacidades de voo autônomo.
Controladores de voo
Os controladores de vôo vêm em variedades que suportam firmware de código aberto ou de código fechado. Firmware de código aberto como o ArduPilot oferece total personalização e transparência para máximo controle. As opções de código fechado apresentam código proprietário, garantindo ao fabricante uma integração mais estreita ao custo da adaptabilidade do usuário. Se estiver enfrentando uma construção personalizada avançada, firmware de código aberto geralmente funciona melhor.
Sensores
Dados precisos e oportunos do sensor continuam sendo essenciais para a estabilidade e a navegação.
Módulos GPS equipados com chips M8N u-blox fornecem excelente velocidade de bloqueio de sinal e precisão de localização. Isto é essencial para o acompanhamento de pontos de referência e recursos de segurança, como retorno automático para casa.
Acelerômetros e giroscópios detectam orientação e movimento em todos os três eixos. Eles alimentam a entrada para estabilizar automaticamente a flutuação e ajustar os ajustes, negando correções excessivas.
Altímetros baseados em leituras barométricas evitam desvios perigosos de altitude quando usados em conjunto com dados do acelerômetro.
Câmeras e sistema FPV
Drones que suportam fotografia e pilotagem por meio de um sistema de visão imersivo em primeira pessoa se beneficiam de plataformas de câmera estabilizadas e transmissão de vídeo de baixa latência.
Câmeras
As câmeras RGB capturam imagens em todo o espectro de cores visíveis, semelhantes às DSLRs de modelos de consumo.
As câmeras multiespectrais contêm lentes especializadas que detectam luz infravermelha e ultravioleta invisível. Isto permite a coleta de dados sobre a saúde das culturas, impossível com câmeras convencionais.
Se você estiver em criando um negócio de fotografia e com o objetivo de capturar modelos profissionais de cinematografia ou fotogrametria, uma câmera com sensor maior, como uma Sony Alpha sem espelho, fornece resolução máxima e faixa dinâmica.
Gimbals
Os gimbals ajustam suavemente a mira da câmera em três eixos para neutralizar o movimento e a vibração do drone. Os motores do gimbal sem escova mantêm a posição resistindo a forças externas em vez de gastar energia para permanecerem orientados. Essa abordagem minimiza o consumo de energia e permite um trabalho de câmera suave e amanteigado.
Para a melhor estabilização, um gimbal de 3 eixos com motores angulares faz maravilhas.
Sistema FPV
Para ver a perspectiva do seu drone em tempo real, a transmissão de vídeo de baixa latência é essencial. Um sistema FPV otimizado requer transmissão rápida de 5.8 GHz com codificação H.265 ou H.264 eficiente para minimizar o atraso e maximizar o alcance.
Telemetria e Transmissores
Hardware de telemetria e transmissores RC facilitam a comunicação entre o drone e o piloto.
Telemetria
Módulos de telemetria alimentam dados de desempenho em tempo real, como tensão da bateria e coordenadas GPS, desde o ar até os pilotos da estação terrestre que monitoram o status do drone. Isso mantém as compilações mais seguras caso surja algum problema, ao mesmo tempo que permite recursos como retorno autônomo para casa.
Transmissores
O transmissor de controle remoto se conecta sem fio a um receptor a bordo do drone para retransmitir comandos do usuário, ajustando a velocidade ou orientação durante o vôo.
Procure transmissores que ofereçam pelo menos 6 canais. Isso oferece espaço não apenas para controles críticos de inclinação/rotação/guinada, mas também canais extras para alternar funcionalidades avançadas, como pouso automático ou alternância entre modos de voo.
Power System
O sistema de energia fornece eletricidade vital para todos os componentes eletrônicos através da bateria de vôo e da placa de distribuição de energia.
Baterias
As baterias de polímero de lítio (Li-po) dominam os drones de pequeno e médio porte graças à sua incomparável densidade de energia por unidade de peso. As principais especificações para baterias de voo incluem:
Voltagem – Pacotes de tensão mais altos em torno de 22.2 V permitem velocidade mais rápida. Os modelos de 14.4 V de tensão mais baixa oferecem uma operação mais segura.
Capacidade (mAh) – A carga máxima retida. Quanto maior, melhor para tempos de voo mais longos.
Classificação C – Indica quanta corrente pode ser extraída com segurança da bateria. Multiplique a classificação C x capacidade para determinar a corrente máxima suportada.
Quando possível, estime o consumo atual de sua nave em diversas atividades para escolher uma bateria que forneça a sobrecarga necessária para o perfil de sua missão.
Conselho de Distribuição de Energia
A placa de distribuição de energia (PDB) direciona a eletricidade da bateria principal para ESCs, controladores de vôo e outros componentes que requerem energia. Certifique-se de que os canais de saída disponíveis possam suportar todos os acessórios pretendidos e que a tensão do PDB corresponda à tensão da bateria.
Escolhendo entre drones DIY ou pré-construídos
Com todas essas peças interligadas envolvidas, é melhor construir seu próprio drone ou comprar um modelo pronto? Em última análise, depende de suas habilidades e prioridades.
Construir você mesmo permite resultados profundamente personalizados, onde cada componente é selecionado manualmente. Isto proporciona um potencial de desempenho incomparável, mas também requer conhecimento técnico e amplo tempo de pesquisa.
Por outro lado, os drones prontos para uso apresentam configuração simplificada, uma vez que a configuração é feita pelo fabricante. No entanto, falta-lhes a adaptabilidade personalizada dos modelos DIY. Geralmente os pré-construídos funcionam bem para pilotos focados apenas em voar, em vez de construir.
Então, se você acha que levantar um NW Blue Drone personalizado parece sua ideia de diversão, vá em frente e construa! Caso contrário, a velha pilotagem pode atender melhor às suas necessidades.
Aplicações da tecnologia Drone
Os drones encontram ampla aplicação em contextos recreativos, comerciais e industriais graças à sua versatilidade, personalização e capacidade de acessar facilmente locais de difícil acesso.
Nos negócios, os usos comuns de drones incluem:
Inspeção de infraestrutura – Drones com câmeras de imagem térmica podem inspecionar torres de celular, linhas de energia e tubulações com mais rapidez e segurança do que os inspetores humanos, ao mesmo tempo que alcançam áreas remotas. Isso evita interrupções dispendiosas por meio da detecção precoce de defeitos.
Agricultura – Ao usar câmeras NDVI e software de imagem, os drones identificam problemas nas culturas até o nível da planta, permitindo a pulverização e irrigação eficientes de pesticidas para melhorar os rendimentos. Algumas variantes também podem semear campos ou florestas por via aérea.
Segurança/Vigilância – Equipados com câmeras especiais, como lentes de zoom óptico poderosas o suficiente para ler placas de veículos a 300 pés ou detectar minúsculas assinaturas de calor humano na escuridão total, os drones fornecem inteligência inestimável, mantendo propriedades e fronteiras seguras.
Entrega – Oferta de novos modelos de entrega de drones transporte de bairro pioneiro para comércio eletrônico, prescrições e itens de varejo. Isto também auxilia os esforços de socorro em desastres, transportando rapidamente cargas úteis essenciais.
A nível recreativo, os drones de consumo incentivam a criatividade cultural e a aprendizagem técnica. Desde cineastas amadores que capturam paisagens de cair o queixo até amadores que buscam experiência em eletrônica, os drones enriquecem vidas por meio de:
Videografia - Imagens aéreas ultra suaves em 4K oferecem montagens caseiras de esqui, resumos de férias em família e listagens de imóveis, um impulso experimental em relação às fotos estáticas. Drones compactos como o NW Blue Drone tornam essas filmagens amplamente acessíveis.
Corrida de drones – As corridas de drones com visão em primeira pessoa (FPV) envolvem os participantes em pura velocidade enquanto eles conduzem drones em miniatura em percursos intrincados a partir da perspectiva da câmera a bordo. A comunidade estimula o interesse técnico ajudando a educar a próxima geração de engenheiros.
Portanto, seja inspecionando torres, entregando suprimentos médicos urgentes, coletando dados agrícolas, filmando esportes radicais ou simplesmente correndo com amigos, os drones expandem enormemente o que os humanos podem ver e fazer facilmente dos céus.
No fechamento
Construir um drone de elite com capacidade de elevação, velocidade ou capacidade de filmagem de alto nível requer a escolha de componentes de alta qualidade otimizados para a finalidade pretendida.
Mas munido de uma compreensão de especificações críticas, como classificações KV do motor, tolerâncias de corrente ESC e capacidades de descarga da bateria, seu conhecimento sobre a seleção de peças será inestimável para extrair o melhor desempenho do seu veículo aéreo.
Portanto, seja construindo do zero ou atualizando modelos prontos para uso, aplique esse conhecimento para levar suas aspirações de drone a novos patamares!
