برای ساخت پهپاد به چه قطعاتی نیاز داریم؟

آموزش ساخت پهپاد یا کوادکوپتر: برای ساخت پهپاد به چه لوازمی نیاز داریم

با وجود اینکه فناوری ساخت پهپاد بسیار پیچیده می باشد اما کاربران می توانند به صورت انفرادی و در خانه خود اقدام به ساخت پهپاد کنند. در این مطلب پهپادها یا هواپیماهای بدون سرنشین نظامی خارج از این بحث می باشند چرا که ساخت آنها در داخل کار هر کسی نبوده و به دور از تصور می باشد. ما در این مطلب لیست قطعات مورد نیاز برای ساخت کوادکوپتر را ذکر کرده ایم و به آنها نکات لازم برای ساخت پهپاد را خواهیم گفت. شاید شما هم بتوانید یک پهپاد بسازید که پرواز کند اما کیفیت عملکرد آن نشانه موفقیت شماست. به عنوان مثال ساخت پرنده هایی همانند یک پهپاد DJI که بسیار پیشرفته می باشند تا حدودی غیر ممکن به نظر می رسد. چرا که قطعات پهپادهای دی جی آی بسیار گران قیمت و به هیچ وجه تولید آن در داخل به صرفه نیست. برای مثال دی جی آی از موتورهای ژاپنی برای ساخت هلی شات بهره می برد. که به راحتی در بازار یافت نمی شود.

اگر می خواهید کوادکوپتر یا پهپاد مورد دلخواه خود را بسازید پس تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

برای ساخت کوادکوپتر یا همان پهپاد ابتدا باید بدانید که چه نوع کوادکوپتری میخواهی بسازید؟ آیا کوادکوپتر اسباب بازی مدنظر شما هست؟ یا کوادکوپتر دوربین دار، یا کوادکوپتر حرفه ای؟

ابتدا نگاهی بندازید به لیست کوادکوپتر حرفه ای و کوادکوپتر دوربین دار در سایت دامزیک. قیمت آنها را مشاهده کنید. پهپاد های حرفه ای که قیمت آنها بالای 100 میلیون هست. به نظر شما ارزش دارد که برای ساخت کوادکوپتر حرفه ای 150 میلیون هزینه خرید قطعات کنید و در آخر آن چیزی که میخواهید هم درست نشود. تازه به فرض اینکه شما همه قطعات لازم را برای ساخت کوادکوپتر حرفه ای در اختیار داشته باشید. آیا نرم افزار و کدهای لازم برای چنین پهپادی را در اختیار دارید؟

یا اگر هدف شما ساخت یک کوادکوپتر دوربین دار معمولی و ارزان قیمت در حد مویک مینی هست. یا در حد هلی شات مویک 2 پرو یا پرچمدار جدید DJI یعنی مویک ایر 2 هست. نگاهی به این محصولات و قیمت آنها بندازید. این محصولات توسط یک نفر ساخته نشدن بلکه توسط یک کمپانی بزرگ با تیم حرفه ای و سالها تجربه ساخته شده اند. هر قطعه ای از این کوادکوپتر ها توسط یک تیم چند نفره ساخته شده اند. و خروجی آن شده یک کوادکوپتر دوربین دار مثل فانتوم 4

خوب با این توضیحات باید شما به این حقیقت درک پیدا کرده باشید که ساختن کوادکوپتر حرفه ای یا معمولی کار یک نفر نیست. و کار تیمی نیاز دارد. از برنامه نویس تا چندین متخصص دیگر.

حتی اگر بخواهی یک کوادکوپتر ارزان قیمت مثلا یک میلیونی هم بسازید باز به کار تیمی نیاز دارید. یا فرد فوق العاده ای باشید که تمام تخصص های لازم را جهت ساخت یک هلی شات داشته باشید. مگر اینکه فقط قطعات سرهم بذارید و اسمش را بگذارید ساخت کوادکوپتر یا ساخت پهپاد.

آن چیزی که معمولا در کشور ما رایج هست افراد زیادی هستند که قطعات کوادکوپتر از بازار تهیه می کنند و طبق فیلم آموزشی آنها را سرهم می کنند و در نهایت می گویند که ما یک پهپاد یا کوادکوپتر ساخته ایم. اگر واق بین این به معنی ساختن پهپاد نیست. حتی اگر پهپاد اسباب بازی باشه نیاز به طراحی خاص شما، ساخت قطعات طبق طراحی شما، کدنویسی طبق طرح ذهنی و سایر چیزهای که برای ساخت یک پهپاد نیاز هست.

هر چند علاقمندان به ساخت کوادکوپتر در کشور ما مشکلات زیادی دارند. ما در چین یا تایوان زندگی نمی کنیم که هر قطعه ای مد نظرمان بود طراحی کنیم و بدهیم به شرکت های فعال در این زمینه برای ما تولید کنند. اینجا محدودیت منابع و امکانات داریم. ما از شما انتظار نداریم که هلی شات در حد DJI یا محصولات اسباب بازی سایما تولید کنید.

اما می توانید از حداقل امکانات و ابزار موجود در کشور استفاده کنید تا مطابق طرح ذهنی دلخواه یک پهپاد کوچک بسازید. ساخت پهپاد بدون آموزش امکان پذیر نیست. چیزی نیست که در دانشگاه های ما آموزش داده شود. باید از فیلم های آموزشی و سایت های خارجی کمک بگیرید.

فیلم زیر نحوه ساخت یک کوادکوپتر سرعتی را به شما آموزش می دهد!

برای ساخت کوادکوپتر یا پهپاد به چه قطعاتی نیاز داریم؟

قطعات ساخت کوادکوپتر برای کاردستی و اسباب بازی در بازار ایران به راحتی یافت می شود. اما باید بیش از سه میلیون هزیینه کنید. یا اینکه از قطعات کوادکوپترهای خراب شده استفاده کنید. آنها را از مراکز تعمیر خریداری کنید. چنانچه فیلم بالا را به صورت کامل مشاهده کرده باشید. حتما با قطعات ساخت پهپاد آشنایی لازم را کسب کرده اید.

لیست قطعات مورد نیاز برای ساخت پهپاد و کوادکوپتر:

– فریم یا قاب
– موتور 4 عدد
– کنترل سرعت الکترونیکی (ESC) 4 عدد
– فلایت کنترل پرواز
– فرستنده و گیرنده رادیویی
– ملخ 4 عدد (2 جفت چپگرد و 2 جفت راستگرد)
– باتری و شارژر باتری

یک کوادکوپتر خانگی یا دست ساز به محصولی می گویند که علاقمندان می توانند درون خانه با استفاده از قطعات مورد نیاز بسازند. اما برای ساخت پهپاد مطمئنا به تمامی قطعات آن و ابزارهایی برای نصب آنها نیاز پیدا می کنید که در نگاه اول انتخاب آنها تا حدودی دشوار می باشد بخصوص برای افرادی که از دنیای هواپیماهای بدون سرنشین اطلاعات کافی نداشته باشد. اما یک تجربه باعث می شود تا شما خیلی راحت تمامی این قطعات را تهیه کرده و به راحتی آنها را در کنار هم به کار ببرید. فروشگاه دامزیک به عنوان نمایندگی کوادکوپتر دی جی آی در ادامه به این قطعات و نحوه ساخت یک پهپاد اشاره خواهد کرد. اما این نکته را بگویم که هدف اصلی از انتشار این پست ارائه یک نمای کلی از قطعات مورد نیاز برای ساخت یک کوادکوپتر می باشد. علاوه بر موارد بالا که برای یک کوادکوپتر ضروری می باشند شما برای راحتی کار خود باید از ابزارهای کمکی دیگری نظیر دستگاه لحیم کاری، فن لحیم کاری، سیم چین، انبر دست، پیچ گوشتی و غیره استفاده کنید. شاید ساخت یک پهپاد هیجان خاص خودش را داشته باشد اما از نظر ما که یک نمایندگی هستیم خرید کوادکوپتر بسیار به صرفه تر از ساخت کواد کوپتر می باشد.

بدنه یا فریم

یکی از بخش های مهم یک مولتی روتور یا پهپاد بدنه آن می باشد که در زبان خارجی به آن Frame یا فریم ایر (بدنه هواپیما) گفته می شود. هر پهپاد با توجه به تعدا روتورهای خود به یک فریم مخصوص نیاز دارد تا بتوانید تمامی قطعات ذکر شده را بر روی آن نصب کنید. به عنوان مثال بدنه ای که در تصویر پایین مشاهده می کنید مخصوص یک کوادکوپتر یا پهپاد 4 موتوره می باشد که بر روی هر کدام از بازوهای آن یک روتور نصب میشود. از مهمترین ویژگی های یک فریم خوب باید تا حد امکان سبک بوده و علاوه بر این استحکام لازم برای تحمل وزن مولتی روتور را داشته باشد. شما باید با دقت بالا فلایت کنترل، موتورها و لوازم دیگر را بر روی این فریم نصب کنید.

موتورهای براشلس

برای ساخت پهپاد هنگام خرید موتور باید خیلی دقت کنید که آن موتور با قطعات دیگر نظیر فلایت کنترل و غیره سازگار می باشد یا خیر؛ به همین دلیل یک ابزار با نام eCalc وجود دارد که به صورت آنلاین تمامی محدودیت ها نظیر میزان سرعت، زمان پرواز و قابلیت حمل را در اختیار سازنده قرار می دهد. بنابراین قبل از شروع کار می توانید بگویید که این قطعات در کنار هم کار می کنند. موتورها را باید به کنترل کننده های الکترونیکی سرعت متصل کنید که برای این کار به چند عدد سیم با اندازه برابر نیاز دارید. با استفاده از دستگاه لحیم کاری اتصالات آنها را به هم وصل کنید سپس با استفاده از بست کمری آنها را بر روی بازوهای کوادکوپتر محکم کنید تا هنگام پرواز ایمنی لازم را داشته باشند. برای چینش موتورها باید به صورتی عمل کنید که دو موتور چپگرد یا راستگرد کنار هم قرار نگیرند. یعنی موتور جلو سمت چپ و عقب سمت راست جهت عقربه های ساعت می چرخند و موتورهای جلو سمت راست و عقب سمت چپ خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخند تا بلکه بتوانند نیروی کششی همدیگر ار خنثی کنند و تعادلی مناسب برای پرنده به ارمغان بیاورند.

کنترل کننده سرعت الکترونیکی (ESC)

یکی دیگر از قطعاتی که نقش اساسی در کوادکوپتر دارد کنترلر الکترونیکی موتورها می باشند که هنگام پرواز سرعت و مقدار جریانی که به طور مداوم می تواند برای موتورها تامین کند را با واحد Amps کنترل می کند. این کنترل کننده های سرعت مولتی روتور با نظارت بر راندمان موتورها و گشتاور تولیدی آنها از بروز هرگونه آسیب برای موتورها جلوگیری می کنند. در واقع این این کنترلر های الکترونیکی پیوندی میان برد مرکزی و موتورها میباشند که با لحیم کاری به هم متصل می شوند.

ملخ ها یا پروانه ها

ملخ ها یا در زبان لاتین (propellers) یکی دیگر از قطعاتی مورد نیاز برای ساخت پهپاد هستند که نقش اساسی برای ارائه یک پرواز کنترل شده را دارند. هنگام خرید ملخ کوادکوپتر توجه داشته باشید که مدل خریداری شده سازگار با موتور مورد نظر می باشد چرا که در دیتاشیب یا ورق مشخصات موتورها سایز و نوع پروانه های سازگار با آن ذکر می شود. برای افزایش کارایی این پروانه ها کاربر دو گزینه را پیش روی خود می بیند. اول می تواند از ملخ هایی با تیغه های بیشتر استفاده کند یا طول تیغه ها را افزایش دهد که در بسیاری از مواقع افزایش طول تیغه ها باعث به هم ریختن چارچوب مولتی روتور و بروز یک بی نظمی خاص میشود. بنابراین برای افزایش کارایی و گشتاور تولیدی می تونید از ملخ های سه پره استفاده کنید. برای نصب ملخ ها دقت کنید که به طور محکم در جایگاه خود نصب شده اند و هیچگونه خطری برای آنها وجود ندارد. برای افزایش ایمنی آنها و عدم آسیب به خلبان و سایر لوازم اطراف توصیه می شود از گاردهای محافظ ملخ استفاده کنید.

باتری پرواز

باتری یکی از اجزای مورد نیاز دیگر برای ساخت کوادکوپتر می باشد و هنگام خرید باتری پهپاد باید میزان مصرف تمامی موتورها و ال ای دی ها را محاسبه کنید تا بتوانید یک باتری با ولتاژ و جریان سازگار خریداری کنید. منبع تغذیه موتورها و تمامی قطعات الکتریکی یک پهپاد باتری های لیتیومی می باشند که قابلیت شارژ مجدد را دارند و چرخه عمر آنها بسیار بوده تا بتوانند بعد از یک بار شارژ زمان مناسبی پرنده را به صورت معلق یا در حال حرکت در آسمان حفظ کنند. باتری کوادکوپتر از یک یا چند سلول لیتیوم یونی ساخته می شود که با تولید ولتاژ مورد نیاز باعث حرکت پروانه ها و در نتیجه از زمین کندن هواپیما می شوند. برای افزایش مداومت پروازی باید از باتری های بیشتر یا باتری هایی با ظرفیت بالا در نظر بگیرید که با این حال باز هم باعث افزایش وزن تیکاف پرنده و در نتیجه این افزایش وزن تاثیر خود را بر روی مداومت زمانی پرواز خواهد گذاشت. هنگام خرید باتری پهپاد باید به ولتاژ ، جریان و سایر جزئیات آن توجه داشته باشید. از بست های مناسب برای محکم کردن باتری بر روی بدنه مولتی روتور استفاده کنید. برای شارژ باتری از شارژر مخصوص آن با ولتاژ و جریان مناسب استفاده کنید و همیشه نکات لازم برای شارژ و سلامت باتری را رعایت کنید.

فرستنده رادیویی کوادکوپتر

فرستنده یا ریموت کنترل در واقع مهمترین بخش یک سیستم کنترل پرنده می باشد که از طریق فرکانس های 2.4 و 5.8 گیگاهرتز دستورالعمل های لازم را انتقال می دهد. این کنترل از راه دور در واقع دستورات شما را بر روی گیرنده ای که در داخل کوادکوپتر نصب میکنید انتقال می دهد و در آنجا پس از پردازش فرمان شما پرنده تغیر مسیر پیدا میکند. استیک های جهت و سرعت دو اهرم اساسی بر روی ریموت می باشند که با کوچکترین اشاره به آنها شاهد تغیر موقعیت پرنده خواهید بود. یک فرستنده معمولی دارای 4 کانال می باشد که از طریق آنها می توان چهار محور اساسی را کنترل کرد. اما استفاده از کانال های بیشتر می تواند کارایی یک فرستنده را افزایش دهد. البته این را بدانید که هر چه تعداد کانال های یک کنترل از راه دور بیشتر باشد بر قیمت آن می افزاید.

گیرنده رادیویی کوادکوپتر

یکی دیگر از قطعات مورد نیاز برای ساخت پهپاد گیرنده رادیویی یا رسیور آن می باشد که در نقش مکمل کنترلر ظاهر می شود و تمامی دستورالعمل های ارسالی را پردازش و عملی می کند. شما هنگام انتخاب ریموت میتوانید همراه آن گیرنده را تهیه کنید اما برخی از گیرنده ها به صورت جداگانه عرضه می شوند. هنگام خرید به تعداد کانال ها توجه کنید. گیرنده SBUS یکی از بهترین ها می باشد که قابل سوئیچ بر روی نسخه PWM می باشد. هنگام پرواز صبر کنید تا سیستم فرستنده ارتباط خود را با گیرنده برقرار کند و ارتباط دقیقی برقرار کند. در تصویر پایین چند نسخه از رسیورهای رادیویی مخصوص کوادکوپتر را مشاهده میکنید.

شارژر باتری

برای خرید شارژر باتری پهپاد توجه داشته باشید که یک شارژر با ورودی و خروجی سازگار با باتری تهیه کنید که هنگام شارژ از باتری در برابر ولتاژ های خطرناک محافظت کند. قبل از شروع پرواز باتری را به حالت فول شارژ تبدیل کنید تا هنگام پرواز مجبور به فرود غیرمنتظره نباشید.

رگولاتور ولتاژ

دقیقا برای توصیف این قطعه می توان گفت یک دستگاه متعادل سازی برای تمامی قطعات الکتریکی نظیر فلایت کنترل، موتورها و کنترل کنند سرعت موتورها می باشد که از اتصال جریان های شدید جلوگیری می کند. این قطعه هم یکی از قطعات جانبی کوادکوپتر می باشد که همراه قطعات اصلی باید آن را خریداری کرد.

دستگاه لحیم کاری

اما برای نصب قطعاتی نظیر موتورها و کنترل کننده آنها یا پیوند کردن قطعات دیگر نیاز به یک دستگاه لحیم کاری می باشد تا تمامی اتصال آنها را لحیم کاری کرد. مدل Foot switch با توان خروجی 80W و قابل تنظیم می تواند گزینه خوبی برای خرید باشد. زمان گرم شدن این دستگاه حدود 1 دقیقه می باشد.

لیست قطعات اختیاری برای ساخت پهپاد

اما علاوه بر وسایلی که در بالا ذکر کرده ایم، چند مورد دیگر هم وجود دارد که کاربر با توجه به توقعات و توان خود می تواند آنها را خریداری کند. در واقع برای افزایش کارایی یک پهپاد شما می توانید قطعاتی دیگر را بر روی آن نصب کنید.

دوربین

با نصب یک دوربین شما می توانید در واقع یک هلی شات بسازید. شاید این سوال برایتان پیش بیاید که هلیشات چیست؟ به پهپادی که دارای دوربین بوده یا قابلیت فیلم برداری و تصویر برداری را دارد هلی شات می گویند. اما هنگام خرید دوربین باید اول ببینید که کوادکوپتر شما توانایی حمل آن دوربین را دارد یا خیر. برای انتخاب دوربین سعی کنید که وزن مناسبی داشته باشد تا تاثیر منفی بر مداومت شارژی باتری نداشته باشد. کاربران همچنین برای مشاهده تصاویر و فیلم ها به صورت زنده می توانند دو قطعه گیرنده و فرستنده بی سیم را خریداری کنند که دارای فرکانس رادیویی 5.8 گیگاهرتز می باشند.

لرزشگیر یا گیمبال پهپاد

در واقع زمانی به این قطعه نیاز دارید که قصد نصب دوربین بر روی پهپاد خود را داشته باشید. این لرزشگیر بین دوربین و کوادکوپتر نصب می شود مانند لرزشگیر اوزمو . تا هنگام پرواز تمامی لرزش های دوربین را خنثی کند و تصاویری شفاف به ثبت برساند. در واقع دوربین بر روی گیمبال نصب می شود.

اکنون این مقاله به پایان رسید و امیدوارم راهنمای مناسبی جهت خرید قطعات مورد نیاز برای ساخت کوادکوپتر باشد. اما علاقمندان می توانند از فروشگاه دامزیک نمایندگی دی جی آی برای خرید کوادکوپتر های فیلم برداری نظیر فانتوم، مویک، اینسپایر و ماتریس اقدام کنند.