ساخت کواد کوپتر – قطعات مورد نیاز

بسیاری از افرادی که به تازگی با کوادکوپتر ها آشنا شده اند و قصد ساخت کوادکوپتر خود را دارند دقیقا نمی دانند از کجا باید شروع کنند و به چه چیزهایی نیاز دارند، علی الخصوص افرادی که تجربه ای در زمینه ساخت هواپیما های RC یا هلی کوپتر های کنترل از راه دور ندارند و می خواهند اقدام به ساخت کوادکوپتر کوپتر کنند در ابتدا بسیار سردرگم هستند از طرف دیگر این وسیله به قدری مهیج است که تقریبا همه ی افراد دوست دارند در اوقات فراغت خود یک کوادکوپتر بسازند.

ما در این مطلب لیست تمام قطعات ویژه ای که شما برای ساخت کوادکوپتر نیاز دارید را شرح می دهیم و عملکرد هر قطعه را برای شما مشخص می کنیم تا بتوانید با یک دید کلی نسبت به ساخت کوادکوپتر خودتان اقدام کنید.

برای ساخت کوادکوپتر شما به موارد زیر احتیاج خواهید داشت:

1- قاب یا فریم ( Frame )

2- 4 عدد موتور

3- 4 عدد برد کنترل سرعت الکترونیکی ( ESC ) یا اسپید کنترل

4- برد کنترل پرواز Flight Control Board

5- فرستنده گیرنده رادیویی

6- ملخ 4 عدد ( 2 عدد ساعتگرد و 2 عدد پادساعتگرد )

7- باتری و شارژر

***

قاب یا فریم کوادکوپتر

قاب یا فریم چیزی است که تمام کواد کوپترها به آن احتیاج دارند تا بقیه وسایل روی آن سوار شوند. برای تهیه ی یک فریم کواد کوپتر خوب باید به پارامتر هایی مانند وزن ، اندازه ، جنس و استقامت توجه داشت. یک فریم کواد کوپتر خوب باید سبک و محکم باشد و به میزان کافی فضا برای نصب تجهیزات در اختیار سازنده قرار دهد. تناسب ابعاد فریم با قدرت موتور ها حتما باید مورد توجه قرار بگیرد.

***

موتور ها 

کاربرد موتور در کوادکوپتر برای همه مشخص است. موتور ها برای چرخاندن ملخ ها به کار می روند. ده ها نوع موتور در بازار موجود است که شما می توانید برای ساخت کوادکوپترتان از آنها استفاده کنید. شما الزاما نباید ارزان ترین موتور یا گرانترین موتور را خریداری کنید. موتور ها بر اساس پارامتری به نام ثابت سرعت موتور ( Kv ) رده بندی می شوند. هر چه مقدار این عدد بزرگتر باشد به معنی تعداد دور بیشتر در ولتاژ ثابت است ، اما هرچه این عدد بیشتر شود قدرت موتور کاهش می یابد. دقت کنید Kv را با کیلوولت اشتباه نگیرید. این عدد صرفا به معنای ثابت سرعت موتور است. موتور ها پارامتر های دیگری مانند ثابت گشتاور K_T  و ثابت موتور K_M نیز دارند که در حال حاضر مورد استفاده ما قرار نمی گیرند.

Kv به معنای RPM/V است ( تعداد دور در دقیقه بر حسب ولت ) به عنوان مثال اگر بر روی موتوری نوشته شده باشد 4500Kv به این معنی است که به ازای هر 1 ولت که شما به موتور اعمال کنید موتور 4500 دور در دقیقه خواهد زد و اگر موتوری 1000Kv بود یعنی به ازای هر ولت که به موتور اعمال می کنید موتور 1000 دور در دقیقه خواهد زد.

***

اسپید کنترل ( ESC )

اسپید کنترل یا Electronic Speed Controller  یا به اختصار ESC بردی الکترونیکی است که سرعت چرخش موتور براشلس را در هر لحظه کنترل می کند. برای ساخت یک کواد کوپتر شما به 4 عدد اسپید کنترل نیاز دارید یعنی به ازای هر موتور یک اسپید کنترلر. اسپید کنترل مستقیما به باتری وصل می شود. بسیاری از اسپید کنترل ها دارای قسمتی به نام BEC نیز هستند که وظیفه ی تامین برق مورد نیاز برد فلایت کنترل را بر عهده دارد. این به این علت است که ولتاژ برد فلایت کنترل همواره باید ثابت باشد تا بتواند ESC ها را به طور دقیق کنترل کند و به همین منظور نیازی نیست که فلایت کنترل را مستقیما به باتری وصل کنید و می توانید از این سیستم استفاده کنید. در تصویر بالا سیم های باتری با رنگ قرمز و مشکی در طرف چپ تصویر نشان داده شده است. 3 عدد سیم مشکی رنگ طرف راست مربوط به موتور براشلس کوادکوپتر است و 3 سیم نازک که در سمت چپ ملاحظه می کنید مربوط به فلایت کنترل است که 2 سیم آن مربوط به تغذیه فلایت کنترل ( BEC ) است و یک سیم مربوط به سیگنال ارتباطی بین ESC و فلایت کنترل است.

اگر قصد دارید اسپید کنترل تهیه کنید ضمن دقت به متناسب بود اسپید کنترل با موتور براشلس ، به این نکته توجه کنید که اسپید کنترل هایی که دارای فریمور Simon.K هستند تعداد دستورات بیشتری در هر ثانیه می پذیرند و شما توانایی کنترل بیشتری بر روی کوادکوپترتان خواهید داشت. همانطور که در تصویر بالا می بینید اغلب اسپیدکنترلر هایی که از این فریمور استفاده می کنند بر روی پلیت مشخصات این ویژگی را درج کرده اند.

***

فلایت کنترل

فلایت کنترل ، مغز متفکر کوادکوپتر شماست. این برد سنسور های متنوعی مانند مانند ژیروسکوپ و شتاب سنج را روی خود جا داده است و با توجه به دستوراتی که از گیرنده بی سیم دریافت می کند و اطلاعاتی که از سنسور ها میگیرد تصمیم می گیرد که هر یک از موتور های کوادکوپتر با چه سرعتی بچرخد تا ثبات سیستم حفظ و دستورات شما اجرا شود. برد های کنترل پرواز یا فلایتکنترل از نمونه های ساده تا پیشرفته در بازار وجود دارند. فلایت کنترل KK2 که در تصویر بالا مشاهده می کنید یک فلایت کنترل مناسب برای شروع ساخت کوادکوپتر است. این فلایت کنترل با توجه به امکانات متنوع و سادگی راه اندازی قیمت مناسبی دارد.

فلایت کنترلر KK2 را می توانید بعدا برای پروژه های دیگری مانند هگزاکوپتر و تریکوپتر نیز به کار ببرید.

***

گیرنده و فرستنده رادیویی ( رادیو کنترل )

برای کنترل کوادکوپتر از راه دور ما به وسیله ای احتیاج داریم که دستورات ما را از روی زمین به برد فلایت کنترل منتقل کند. این کار را می توان بوسیله ی رادیوکنترل ها انجام داد که شامل یک گیرنده و یک فرسنده هستند. برای راه اندازی کوادکوپتر بوسیله ی فلایت کنترل KK2 به یک رادیوکنترل حداقل 4 کانال نیاز دارید اما از آنجا که رادیو کنترل قیمت و دوام بالایی دارد می توانید از یک رادیو کنترل برای چندین پروژه استفاده کنید و اگر قصد دارید رادیوکنترلی بخرید که در آینده برای ساخت انواع جدید تر نیازی به تعویض آن نداشته باشید خرید یک رادیو کنترل 8 کاناله را به شما توصیه میکنم اما بوسیله ی رادیو کنترل 4 و 6 کانال هم می توانید کوادکوپتر اول خود را بسازید.

ملخ ها

برای ساخت کوادکوپتر به 4 ملخ نیاز دارید که 2 ملخ باید ساعتگرد ( پوشر ) و 2 ملخ دیگر باید پاد ساعتگرد ( پوشر ) باشد. (Puller and Pusher Propellers) ملخ های پوشر را به حرف “R” نیز نشان می دهند. ملخ را باید با توجه به موتور انتخاب کنید اگر موتور شما 1000Kv است می توانید از ملخ 4.5*9 یا 4.5*10 استفاده کنید. قیمت ملخ ها با توجه به جنس آنها متغیر است ، ملخ های فیبرکربن معمولا گرانتر از سایر ملخ ها هستند اما برای شما ضرورتی وجود ندارد که در ابتدا گرانترین قطعات را تهیه کنید.

***

باتری

کوادکوپتر ها معمولا از باتری های LiPo ( لیتیوم پلیمر ) استفاده می کنند که در انواع مختلفی در بازار موجود هستند. در مقطع فعلی می توانید از باتری های LiPo که به صورت 3S1P همبندی شده اند استفاده کنید.3S1P که به صورت 3S نیز نشان داده می شود پیکربندی پک باتری را نشان می دهد و 3S1P به معنی اینست که 3 باتری به صورت سری با هم قرار گرفته اند و ردیف موازی برابر 1 ردیف است. یعنی در مجموع 3 سلول به صورت سری با هم قرار گرفته اند که باعث می شود ولتاژ 3.7 ولتی در 3 ضرب شود و برابر 11.1 ولت شود. S بیانگر تعداد سلول های سری و P بیانگر تعداد سلول های موازی است.

ظرفیت باتری از عوامل مهم و کلیدی در هنگام خرید باتری است. در تصویر بالا مشاهده می کنید که بر روی باتری نوشته شده 2200mAh و به معنی این است که این باتری می تواند به مدت 1 ساعت جریان 2200 میلی آمپری ( 2.2 آمپر ) را به شما تحویل دهد. یعنی اگر شما از این باتری 1.1 آمپر جریان بکشید این باتری 2 ساعت به شما شارژ می دهد و اگر 4.4 آمپر جریان بکشید در مدت نیم ساعت باتری شما خالی می شود.

مقدار دیگری که در هنگام خرید باتری های لیتیوم پلیمر باید به آن توجه کنید پارامتر C است. ضریب C نشان می دهد حداکثر جریانی که به صورت ایمن می توانید از باتری بکشید به چه میزان است. به عنوان مثال بر روی باتری فوق ضریب C بین 20-30 در نظر گرفته شده است. با ضرب کردن ضریب C در ظرفیت باتری بر حسب آمپر ساعت می توان حداکثر جریان ایمن باتری را به دست آورد. به عنوان مثال فرض کنید ضریب C باتری فوق 25 باشد و ظرفیت اسمی نیز برابر 2200 میلی آمپر با ضرب کردن این دو عدد یعنی 2200*25 عدد 55000 بر حسب میلی آمپر به دست می آید که با تقسیم بر 1000 به 55 آمپر تبدیل می شود. یعنی شما می توانید جریانی معادل 55 آمپر از این باتری بکشید بدون اینکه باتری آسیبی ببیند. ممکن است دو باتری با پیکربندی و ظرفیت یکسان ببینید که ضریب C یکی کمتر از دیگری باشد و این به معنی اینست که شما برای استفاده از ظرفیت کل باتری محدودیت بیشتری دارید. پس اگر در انتخاب خود به 2 باتری مشابه از نظر ولتاژ و ظرفیت و … برخورد کردید حتما به پارامتر C باتری ( Battery C Rating ) دقت کنید و موردی را انتخاب کنید که C بالاتری داشته باشد.

***

شارژر باتری کواد کوپتر

شارژ کردن باتری های لیتیوم پلیمر همیشه یک کار پیچیده وسخت است به این دلیل که در داخل باتری معمولا چندین سلول قرار گرفته که باید به صورت یکسانی شارژ و دشارژ شوند تا باتری عملکرد صحیحی داشته باشد. بنابراین شما باید یک بالانس کننده شارژ داشته باشید که بتواند تمام سلول ها را به صورت متوازن شارژ نماید. شارژ های بسیاری در بازار وجود دارند که این کار را انجام می دهند. دقت کنید برای تهیه ی شارژر خوب خسیس نباشید و شارژر های ارزان و بی کیفیت تهیه نکنید. اگر شارژر شما استاندارد نباشد ممکن است باتری های شما منفجر شوند یا باعث آتش سوزی شوند. به صورت عمومی هیچ وقت نباید باتری های لیتیوم پلیمر را زیر شارژ رها کنید و همیشه باید در هنگام شارژ مراقب آنها باشید. بسیاری از افراد هنگام شارژ باتری ها را بیرون از فضای منزل زیر سایه و بر روی یک سح سیمانی یا سرامیکی یا درون کیسه ضد حریق شارژ می کنند تا اگر مشکلی بوجود بیاید خسارت زیادی وارد نکند.
شارژ IMAX B6 که در تصویر بالا می بینید یک شارژر لیتیوم پلیمر مناسب است که کیفیت مطلوب و قیمت مناسبی دارد.

***

خلاصه 

در این مطلب قطعات اصلی که شما برای ساخت کوادکوپتر به آنها احتیاج دارید را معرفی کردم. زمانی که به بازار برای خرید لوازم کوادکوپتر مراجعه می کنید با صدها انتخاب مواجه می شوید که همگی شما را سر در گم می کنند و نمی دانید کدام یک را باید بخرید. در این مطلب سعی شد ضمن توضیح کاربرد هریک از قطعات اصلی ساخت کوادکوپتر ، فاکتور ها و پارامتر های اصلی که باید در هنگام خرید مد نظر داشته باشید بیان شود. در برخی از موارد نیز به شما قطعاتی پیشنهاد شد که انتخاب های شما آسان تر شوند. الان اگر برای خرید لوازم ساخت کوادکوپتر اقدام کنید بی شک می توانید با خواندن اطلاعات روی قطعات بسیاری از قطعات را فیلتر کنید و انتخاب های بسیار بهتر و آسانتری داشته باشید.