Quadcopter : 구성 요소, 작업, 유형, 인터페이스, 차이 및 응용 프로그램

에이 멀티 로터 드론 디자인 및 사용에 따라 4 개의 로터, 6 개의 로터, 8 개의 로터 등과 같은 다양한 로터가있는 UAV 유형입니다. 그러나이 드론의 여분의 로터는 페이로드 용량, 비행 시간, 안정성 등을 증가시킬 수 있습니다. 드론 , 프레임 및 위치에 대한 높은 제어를 제공합니다. 따라서 이들은 감시 및 항공 사진에 이상적입니다. 멀티 로터 드론은 Trimotor, Quadrotor, Hexacopter, Octocopter 및 동축 다중 로터 드론과 같은 다양한 유형으로 제공됩니다. 이것들은 가장 일반적인 UAV 유형이며 각 유형의 드론은 성능, 설계 및 능력이 다릅니다. 이 기사는 Quadcopter, 작업 및 응용 프로그램과 같은 멀티 로터 드론의 유형 중 하나에 대해 자세히 설명합니다.

쿼드 콥터는 무엇입니까?

쿼드 콥터는 4로 구동되는 UAV의 유형입니다. 로터 여기서 각 로터에는 모터 및 프로펠러가 있습니다. 쿼드 콥터 드론은 리프트 및 추진에 4 개의 로터를 사용하므로 수직으로 착륙하고 드리프트 할 수 있습니다. 따라서이 드론의 두 로터는 시계 방향으로 회전하는 반면, 다른 두 로터는 시계 반대 방향으로 회전하여 토크를 취소하고 일정한 비행 제어를 제공합니다. 이것은 수동으로 또는 독립적으로 제어 될 수 있으므로 단순성, 안정성 및 기동성으로 인해 가장 인기있는 드론 유형 중 하나입니다.

쿼드 콥터는 고급 공기 역학, 역학 및 전자 제품을 제어하기 위해 4 개의 로터 설계에 의해 차별화됩니다. 독점 디자인은 일반적인 단일 로터 헬리콥터보다 기동성과 우수한 안정성을 제공합니다.

쿼드 콥터 역사 :

쿼드 콥터는 초기 디자인에서 광범위하게 진화 한 다중 로터 드론 유형입니다. 따라서 쿼드 콥터의 단계별 기록은 아래에서 설명합니다.

• 1907 년 Jacques & Louis Bréguet는 Gyroplane No. 1을 개발하고 테스트했습니다. 초기 쿼드 콥터 아이디어로 이륙을 달성하지만 크로스 블레이드 항공 우주 시스템을 기반으로 불안정성을 향한 불안정성에 직면했습니다.
• Etienne Oehmichen은 1920 년에 Oehmichen과 같은 또 다른 초기 쿼드 콥터를 만들었습니다.
• 미국 해군에서 1930 년에는 무선 제어 항공기를 실험하여 커티스 N2C-2 드론 개발로 이어졌습니다.
• 1990 년 Bell Boeing Quad Tiltrotor는 군사 운송 응용 프로그램을 위해 고정 윙 및 쿼드 콥터 설계를 모두 결합했습니다.
• Amazon은 2013 년 배송 시스템에 상업용 드론 기술을 제안했습니다.
• Airbus는 2018 년에 도시 항공 택시가 어느 시점에서 자율적 인 운영을 목표로 한 배터리 구동 쿼드 콥터를 개발했습니다.
• 현재이 드론은 레크리에이션 비행, 항공 사진, 전달, 감시 등과 같은 다양한 목적으로 광범위하게 사용됩니다.

쿼드 콥터의 구성 요소

쿼드 콥터는 여러 키로 설계되었습니다 구성 요소 아래에 설명되어 있습니다.

액자

Quadcopter 프레임에는 모터, 배터리, 비행 컨트롤러 등을 보유하는 암이 있습니다.

모터

쿼드 콥터에는 4 개의 모터가 포함되어 있으며,이 모터를 들어 올리는 데 사용됩니다. 그러나 시장에는 다양한 종류의 모터가 있습니다.

ESC

쿼드 콥터 이후 모터 일반적으로 3 단계 공급이 필요하므로 직접 공급으로 사용할 수 없습니다. 따라서 ESC가 컨트롤러 신호를 변경하여 속도를 제어하기 위해 모터로 보내야합니다.

프로펠러

프로펠러는 드론의 중요한 구성 요소입니다. 이들은 무인 항공기의 날개처럼 작동하는 회전하는 블레이드이며 공기 흐름을 만들어 드론을 공중으로 들어 올립니다.

비행 컨트롤러

비행 컨트롤러의 주요 기능은 입력에 대한 응답으로 각 모터의 RPM을 지시하는 것입니다. 따라서 쿼드 커터의 파일럿 명령은 전진하는 데 도움이되고 비행 컨트롤러로 공급되어 모터를 제어하는 ​​방법을 결정합니다.

RC 송신기 및 수신기

무선 송신기 및 수신기 제어 전기 공간이나 대기를 통해 유용한 데이터 전송이 발생합니다. 무선 신호를 사용하여 무선 수신기 위의 정해진 무선 주파수를 통해 명령을 무선으로 보냅니다. 따라서 원격으로 제어되는 Quadcopter의 비행 컨트롤러에 연결되어 있습니다.

배터리

Quadcopter는 배터리 전원을 사용하여 드론의 모든 시스템을 비행 할 수 있도록하여 드론의 모든 시스템을 구동합니다. 마침내 쿼드 콥터에 전원을 공급하기 위해 리튬 폴리머 (LIPO) 배터리가 필요하므로 쿼드 콥터의 비행 시간은 주로 배터리 용량에 따라 다릅니다. 배터리 선택은 주로 크기, 전압, C 등급, 용량 등에 따라 다릅니다.

여러 가지 잡다한

기타에는 다양한 점퍼 케이블 및 총알 커넥터와 같은 작은 액세서리가 포함되어있어 쿼드 콥터가 완벽하고 안정적입니다.

쿼드 콥터는 어떻게 작동합니까?

쿼드 콥터는 4 개의 로터로 날아갈 수 있으며, 여기에는 모터와 프로펠러가 포함되어있어 공기 내에서 리프트 및 이동 제어를 생성합니다. 이 드론은 각 로터의 속도를 변경하여 비행을 달성 할 수 있으므로 모든 방향으로 제어 된 움직임을 허용함으로써 생성 된 리프트 및 추력의 양에 영향을 미칩니다.
쿼드 콥터의 비행은 4 개의 로터 스러스트 및 정확한 제어 원리에 의존합니다. 따라서 다음은 작업의 고장이 있습니다.

• 4 개의 로터가 모두 회전하면 공기 흐름을 아래쪽으로 생성하고 위쪽으로 밀어 넣습니다. 로터에 의해 생성 된 총계가 쿼드 커터의 무게를 초과 할 때마다 이륙합니다.
• 비행 컨트롤러는 제자리에 표류하기 위해 4 개의 로터 속도를 모두 변경하여 중력을 상쇄하기에 충분한 추력을 생성합니다.
• 4 개의 로터 속도는 무게에 비해 더 많은 추력을 생성하기 위해 똑같이 증가합니다. 따라서 속도가 하강하도록 감소 할 것입니다.
• 후면 로터는 전면 로터보다 더 쉽게 회전하고 앞으로 나아가고 쿼드 콥터를 전진하면 스러스트를 생성합니다. 전면 로터의 후진 이동 속도는 증가함으로써 달성 될 수 있습니다.
• 이 드론의 오른쪽 로터는 왼쪽 로터보다 왼쪽으로 이동하기 위해 더 빨리 회전하고 쿼드 콥터 드론을 왼쪽으로 기울입니다. 여기서 왼쪽 로터 속도를 높이면 오른쪽 이동을 달성 할 수 있습니다.
• Yaw를 시계 방향으로 회전 시키려면 대각선 반대쪽으로 된 2 개의 로터가 더 빠르게 회전하는 반면, 다른 두 로터는 느리게 회전하여 회전력을 만듭니다. 이것을 반전시킴으로써 시계 반대 방향으로 회전 할 수 있습니다.
• 센서 데이터는 비행 컨트롤러에 의해 지속적으로 모니터링 될 수 있습니다. 따라서 각 모터의 속도를 미세 조정하여 안정성을 유지하고 파일럿의 명령을 수행합니다.

쿼드 콥터의 유형

시장에는 프레임 및 의도 된 용도의 모양을 기반으로 다양한 유형의 쿼드 콥터가 있으며 아래에 설명되어 있습니다.

X 쿼드 콥터 또는 X- 구성 :

이 유형의 Quadcopter는 우수한 안정성 균형 및 기동성을 제공하는 가장 인기있는 디자인을 가지고 있습니다. 비디오 그래피, 레이싱, 항공 사진, 곡예 비행, FPV 레이싱,와 같은 다양한 응용 프로그램에 사용됩니다.

H 쿼드 콥터 또는 H- 구성 :

H 쿼드 콥터에는 H 자형 프레임이있어 더 나은 안정성을 제공합니다. 따라서이 드론은 Devopedia를 기반으로 한 항공 사진에 사용할 수 있습니다.

+ 쿼드 콥터 또는 + 구성 :

이 쿼드 콥터는 공기 역학적으로 효율적인 프로펠러 위치를 포함하여 곡예 비행 내에서 자주 사용되는 직선 비행 차선 내에서 뛰어납니다. 특정 응용 프로그램의 간단한 제어 체계에 사용됩니다.

Y4 Quadcopter 또는 Y4 구성 :

이 드론은 3 개의 팔이있는 트리코퍼와 유사하지만 후면 팔에는 더 나은 요 제어 및 리프팅 파워를 위해 동축성으로 장착 된 2 개의 모터가 포함되어 있습니다.

A- 테일 또는 v- 테일 쿼드 콥터 :

이 드론은 Y4quadcopter와 유사하지만 A 또는 V 모양의 각도에 위치한 후면 모터를 제외하고는 더 많은 요 제어를 제공합니다.

Arduino를 사용한 쿼드 콥터

비행 컨트롤러는 쿼드 콥터의 뇌입니다. 일반적으로 시장에는 비용이 적은 비용으로 사전 플래시 비행 컨트롤러가 많이 있습니다. 따라서 쿼드 콥터 용 Arduino로 설계된 비행 컨트롤러는 다음과 같습니다. Multiwii는 DIY 쿼드 콥터에 사용되는 유명한 비행 컨트롤러 소프트웨어입니다.

아래와 같이 Arduino와 함께 쿼드 콥터를 설계해 봅시다. 쿼드 콥터 일뿐 만 아니라 오픈 소스 기계이기도합니다. Arduino를 사용 하여이 쿼드 콥터를 만드는 데 필요한 구성 요소에는 다음이 포함됩니다. ESC, 블루투스 , MPU-6050, 330-OHM 저항, 주도의 표시기, 수신기 Arduino Nano R3 및 연결 전선.

사이:

이 인터페이스의 연결은 다음과 같이 따릅니다.

• Arduino Nano의 D3 핀을 ESC 1 신호 핀에 연결하십시오.
• Arduino Nano의 D9 핀을 ESC 3 신호 핀에 연결하십시오.
• Arduino Nano의 D10 핀을 ESC 2 신호 핀에 연결하십시오.
• Arduino Nano의 D11 핀을 ESC 4 신호 핀에 연결하십시오.
• Bluetooth 모듈의 TX 핀을 Arduino의 RX 핀에 연결하십시오.
• Bluetooth 모듈의 RX 핀을 Arduino의 TX 핀에 연결하십시오.
• Arduino의 A4 핀은 MPU-6050의 SDA 핀에 연결되어 있습니다.
• Arduino의 A5 핀은 MPU-6050의 SCL 핀에 연결되어 있습니다.
• LED의 한 터미널을 Arduino의 D8 핀에 연결하고 다른 터미널을 저항을 통해 전원 공급 장치에 연결하십시오.
• Arduino의 D2 핀은 수신기의 스로틀 핀에 연결되어 있습니다.
• Arduino의 D4 핀을 Eleron의 수신기 핀에 연결하십시오.
• Arduino의 D5 핀은 수신기의 Ailerons 핀에 연결되어 있습니다.
• Arduino의 D6 핀은 수신기의 방향타 핀에 연결되어 있습니다.
• Arduino의 D7 핀은 수신기의 AUX 1 핀에 연결되어 있습니다.

일하고 있는

이제 모든 근거를 Arduino의 지상 터미널과 연결하십시오. 따라서 모든 수신기 근거, Bluetooth 모듈, ESC 근거 및 MPU 접지가 포함됩니다. 그런 다음 배터리의 GND를 모든 구성 요소의 GND에 연결하여 5V 전원 연결을 제공하십시오. 빨간색 와이어는 Arduino, 5V 핀, Bluetooth 모듈 및 MPU에 연결됩니다.

이제 보드를 공급하고 Arduino는 컴퓨터를 통해 코드를 추가 할 준비가되었습니다. 일반적으로 Arduino Flight Controller는 일부 컴퓨터 프로그래밍과 함께 작동합니다. 이를 위해 먼저 Multiwii 2.4를 다운로드해야하며 코드를 직접 다운로드 할 수 있습니다.

대규모 커뮤니티를 통해 다중 로터에 사용되는 매우 인기있는 FC 소프트웨어입니다. 이 소프트웨어는 스마트 폰, 기압계, OLED 디스플레이, GPS 포지션 홀드 및 집으로 돌아 가기, 자석계, LED 스트립 등으로 Bluetooth Control과 같은 우수한 기능을 갖춘 다양한 멀티 콥터를 지원하기 때문에.

비행 컨트롤러를 즉시 이동하는 방법을 알 수 있습니다. 가속도계 및 자이로 스코프 데이터 값은 화면에서 알 수 있습니다. 따라서 FC 방향은 바닥에서 볼 수 있습니다. 이 인터페이스에서는 신호 PID 값을 변경하고 개인 선호도와 동일하도록 쿼드 콥터를 조정할 수 있습니다. 이 인터페이스에서는 비행 모드를 특정 보조 스위치 위치에 할당 할 수도 있습니다. 이제, 당신이해야 할 일은 하늘을 때릴 프레임에서 Arduino 비행 컨트롤러의 위치를 ​​찾기 만하면됩니다.

Arduino Quadcopter는 필요한 모든 구성 요소와 함께 비행 및 기동성을 허용하여 추력을 만듭니다. 따라서 Arduino 마이크로 컨트롤러는 입력을 얻고 ESC에 신호를 보내는 비행 컨트롤러로 작동하여 상승, 호버링, 회전 및 떨어지는 것과 같은 원하는 움직임을 얻습니다.
기본적으로 Arduino Quadcopter는 하드웨어를 소프트웨어와 병합하여 비행 기계를 만들어냅니다. 따라서 사용자 입력 및 피드백에 따라 다양한 기동을 수행합니다.

차이 B/W 쿼드 콥터 대 드론

쿼드 콥터와 드론의 차이에는 다음이 포함됩니다.

장점 및 단점

그만큼 쿼드 콥터 장점 다음을 포함하십시오.

• 고유 한 디자인 및 기능으로 인해 많은 이점이 있습니다.
• 쿼드 콥터는 안정적인 성능을 가지고 있습니다.
• 이들은 다재다능하고 사용하기 간단합니다.
• 그들은 기동성과 접근성을 가지고 있습니다.
• 그들은 안정적인 비행을 마우고 달성 할 수 있습니다.

그만큼 Quadcopter의 단점 다음을 포함하십시오.

• 비행 시간과 속도가 제한되어 있습니다.
• 이들은 다양한 부품이 손상에 취약한 복잡한 디자인을 가지고 있습니다.
• 주로 안정화를위한 특정 스로틀 변화가 필요하기 때문에 전기 모터에 의존합니다.
• 고정 윙 드론에 비해 효율적이지 않습니다.
• 이들은 기상 조건의 영향을받을 수 있습니다.
• 안전 고려 사항 :
• 쿼드 콥터는 다중 로터 디자인으로 인해 불안정해질 수 있으며, 이는 잠재적으로 충돌이나 불규칙한 비행으로 이어질 수 있습니다.
• 데이터 전송 속도는 매우 느립니다.

응용 프로그램

그만큼 Quadcopter 응용 프로그램 다음을 포함하십시오.

• 쿼드 콥터는 다양한 산업 및 활동에 걸친 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.
• 이들은 항공 사진, 검색 및 구조, 감시, 전달 및 레저 활동뿐만 아니라 곡예 및 경주에 사용될 수 있습니다.
• 이들은 또한 농업, 인프라 검사, 환경 모니터링 등에 사용될 수 있습니다.
• 쿼드 콥터는 공중 사진, 비디오, 정밀 농업, 보안, 감시, 배달 서비스, 정밀 농업, 인프라 검사, 환경 모니터링 등을 포함한 산업 및 상업용 응용 분야에서 사용됩니다.
• 이들은 공공 안전, 수색 및 구조, 법 집행, 재난 관리 등과 같은 공공 부문 응용 프로그램에 사용됩니다.

따라서 이것은입니다 쿼드 콥터의 개요 , 작동 및 응용 프로그램. 비디오 촬영, 레크리에이션 비행, 항공 사진 등과 같은 다양한 응용 프로그램을 갖춘 다목적 UAV (무인 항공 차량)입니다.이 드론은 측량, 검색, 구조 작업, 매핑 등과 같은 다양한 분야에서 중요한 역할을하므로 쿼드 콥터는 드론 기술 내에서 중요한 발전을 나타내며, 적용 능력 및 적용 성의 조화를 제공합니다. 여기에 질문이 있습니다 : UAV는 무엇입니까?