طراحی و شبیه سازی کوادروتور

(قسمت اول)

توسط

quad

 

در قسمت اول از این مجموعه به معرفی کوادروتور ها و تاریخچه آن ها پرداخته و معادلات ریاضی حاکم بر آن را بیان می کنیم.

 

معرفی

آرزوی پرواز از دیرباز تاکنون همیشه در ذهن هر انسانی، صرف‌نظر از موقعیت و توانایی‎اش، وجود داشته و به نوعی آن را درگیر کرده‎است. آرزوی بالا رفتن آزادانه ، معلق بودن در فضا، به اطراف رفتن و دوباره آرام و راحت به زمین فرود  آمدن. اما مهم‌ترین چالشی که انسان‌ها را از رسیدن به این آرزو و بسیاری از آرزوهای دیگر باز داشته است نبود دانش کافی و تجهیزات مورد نیاز آن برای رسیدن به آنها بوده و می‌باشد.

تاریخچه سیستم‌های عمود پرواز

آنچه از مطالعه تاریخی سیستم‌های پروازی تاکنون حاصل شده است؛ تاریخچه پیدایش سیستم‌های عمود پرواز فعلی که در اینجا منحصرا آنها را هلیکوپتر می‎نامیم در مقایسه با هواپیماهای بال ثابت (هواپیما) بسیار کوتاه است اما تلاش‌هایی برای رسیدن به این فناوری گذشته‌ای بسیار دور دارد. اما آنچه موجب پیشرفت سریع هواپیما در مقایسه با هلیکوپتر شده است را می‌توان در طراحی و پیچیدگی‎های کمتر آن در مقایسه با هلیکوپتر دانست همچنین به علت فقدان فناوری‎های مورد نیاز برای کنترل و هدایت امن و راحت هلیکوپتر تا سال‌های زیاد این فناوری با پیشرفت‌های بسیار کندی همراه بوده است.

اما اولین تلاش‌ها برای رسیدن به هلیکوپتر را می‌توان در چین جستجو کرد، مردمان آنها با الهام گرفتن از طبیعت مانند سقوط آرام دانه درخت چنار تلاش‌هایی نه چندان موفق را در این زمینه کرده‌بودند. در سال ۱۴۹۰ لئوناردو داوینچی با ارائه طرح مارپیچ هوایی(شکل۱-۱) اولین تلاش‌ جدی در این زمینه را ارائه داد. همچنین در سال ۱۸۶۳ پانتون دآمکورت اولین بار واژه هلیکوپتر را که از دو کلمه یونانی  و  به معنای پیچ و بال است، معرفی نمود.

آنچه که در تاریخچه پیدایش هلیکوپتر و در کل سیستم‌های عمود پرواز جالب به نظر می‌رسد این می‌باشد که اولین تلاش‎ها برای رسیدن به یک سیستم عمود پرواز در در دو هدف اصلی خلاصه شده بوده است اول ایجاد قدرت لازم برای تولید نیروی بالابرنده مورد نیاز و دوم جبران گشتاور اضافی تولیدی حاصل از دوران پره ها و به این ترتیب اولین تلاش‌ها منجر به ساخت سیستم‌هایی شامل ۴ پره یا آرایش ۴ پره‌ای گردید که آنها را کوادروتور می‌نامیم که اگرچه بازدهی کافی و کارآیی مناسب را نداشتند ولی گام مهمی را در رسیدن به هدف اصلی که تولید یک سیستم عمود پرواز امن بود را میسر ساختند.

گزارش کامل را می توانید در قالب فایل PDF از لینک زیر دریافت کنید:

downloadPress


 

(قسمت دوم)

 

MH-AR-FPV250A-SC

طراحی و شبیه سازی کوادروتور (قسمت دوم)

در قسمت دوم از این مجموعه به معرفی قطعات مورد استفاده در کوادروتور پرداخته و ارائه توضیحاتی درباره طراحی بدنه یک نمونه خواهیم پرداخت.

 

  • انتخاب قطعات

برای این منظور ابتدا لیست قطعات مورد نیاز برای ساخت کوادروتور استاندارد و ساده آورده شده است:

اجزای مورد نیاز برای ساخت کوادروتور ساده:

نوع قطعه

تعداد

خرید یا ساخت

۱

موتورهای براشلس

۴

خرید

۲

درایورهای موتور

۴

خرید

۳

پروانه‎های ۵ اینچ

۴

خرید

۴

باتری لیتیوم- پلیمر

۱

خرید

۵

کنترلر سیستم‎های پرنده

۱

خرید

۶

بدنه

۱

ساخت

۷

سیستم رادیوکنترل

۱

خرید

 توضیحات مربوط به هر بخش در گزارش ضمیمه شده  آورده شده است…

 

  • طراحی بدنه

پس از انتخاب قطعات و درنظر گرفتن مشخصات آنها، در مرحله بعد بدنه کوادروتور طراحی می شود. به همین منظور ابتدا مدلسازی در نرم افزار SolidWorks انجام گرفته و سپس اطلاعات مورد نیاز بدست می آید.

 

گزارش کامل را می توانید در قالب فایل PDF از لینک زیر دریافت کنید:

9%D8%BA%D8%BA


(قسمت سوم)

توسط

quad3

 

در این گزارش ابتدا مقدمه ای بر بردهای آردوینو آورده شده و مدار کنترلر کوادروتور که از برد های آردوینو می­باشد معرفی و شماتیک مدار توضیح داده می­شود. سپس مدارات سنسور ها و درایور موتورها معرفی شده اند. همچنین کد راه اندازی یک کوادروتور نمونه با سخت افزار معرفی شده و نرم افزار آردوینو آورده شده است. در انتها نیز به برسی تعیین ضرایب PID پس از ساخت کوادروتور می­پردازیم.

 

گزارش کامل به همراه فایل های ضمیمه را می توانید در قالب فایل ZIP از لینک زیر دریافت کنید:

9%D8%BA%D8%BA

 

Let-5C-27s make things better-21

 

منبع: انجمن علمی مهندسی مکاترونیک دانشگاه تهران

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*