کوادکوپتر یا پهباد کنترلی چیست؟[دوربین دار،هلی شات،ساده]

کوادکوپتر نوعی پهپاد کنترلی (پرنده هدایت پذیر از دور) است که عموما دارای ۴ موتور می باشد و برای امور متفاوتی استفاده می شود. از معروف ترین کاربرد کوادکوپترها، استفاده در تصویر برداری است، که با نام هلی شات شناخته شده اند. در ادامه این مطلب از بازیزا با ما همراه باشید تا به بررسی تخصصی کواد کوپتر و انواع آن بپردازیم.

فهرست مطالب

• کوادکوپتر چیست و چگونه کار می کند؟
• تاریخچه پیدایش کوادکوپتر
• اجزای کواد کوپتر
• معرفی انواع کوادکوپتر
• دلیل محبوبیت و استقبال عموم از پهباد کنترلی
• شاخص ترین کاربردهای کوادکوپتر
• مشخصه اصلی در تعیین قیمت کوادکوپتر
• سخن پایانی
• سوالات متداول

کوادکوپتر چیست و چگونه کار می کند؟

اولین گام در شناخت پهباد کنترلی بررسی عملکرد هلیکوپتر یا بالگرد است. این ابزار بازی و سرگرمی جذابی است که در دسته روتورکرفت قرار می گیرد و برای حرکت از یک موتور قوی استفاده می کند. به این صورت که موتور هلیکوپتر بال های چرخان را به حرکت درآورده و در نتیجه هلیکوپتر پرواز می کند.

کوآدکوپتر هم جزء دسته روتورکرفت ها قرار می گیرد، با این تفاوت که برای به حرکت درآوردن بال های چرخشی و پرواز کردن از 4 موتور بسیار قدرتمند استفاده می کند. هر کدام از موتورها به میزان یک چهارم وزن کوادکوپتر را تحمل کرده و بدنه اصلی را در چهار جهت بالا، پایین، راست و چپ با میزان سرعت دلخواه کنترل می کنند.

به دلیل استفاده از چهار موتور در طراحی این اسباب بازی شگفت انگیز به آن ها کوادروتور نیز گفته می شود. نام گذاری بالگردهایی که مانند پهباد کنترلی به صورت عمودی حرکت می کنند براساس تعداد موتور استفاده شده در آن ها متفاوت بوده و به سه دسته کلی تقسیم می شوند.

1. QUADCOPTER: کوادکوپتر 4 موتور

2. PENTACOPTER: کوادکوپتر 5 موتور

3. HEXACOPTER: کوادکوپتر 6 موتور

پهبادهای کنترلی عمود پرواز برخلاف هواپیماهای مسافربری که روی زمین سرعت گرفته و سپس به حالت شیب دار تیک آف می کنند، به صورت عمودی از روی زمین بالا رفته و سپس در جهات گوناگون حرکت می کنند.

تاریخچه پیدایش کوادکوپتر

ایده ساخت بالگردهای ملخی برای نخستین بار در سال 1907 میلادی توسط دو برادر با نام های جک و لوئیس برگت ریچت مطرح شد. برادران فرانسوی در اولین تجربه خود موفق به ساخت دستگاهی تحت عنوان مولتی روتور شدند که در تست پرواز موفق عمل کرده و از زمین برخاست، اما پروازی ناپایدار و کوتاه مدت داشت.

پس از گذشت مدتی، درست در سال 1920 میلادی اولین مولتی روتور پیشرفته و کارآمد جهان طراحی و تولید شد. بنابراین می توان گفت آن چه امروز تحت عنوان Quadcopter می‌بینید نتیجه سال ها تحقیق و تلاش افراد و کمپانی های مختلف است.

اجزای کواد کوپتر

کوادکوپتر شامل: بدنه، موتور، ملخ، رادیو کنترل، کنترل کننده پرواز، سنسور های GPS، قطب نما، FPV، بارومتر و ژیروسکوپ است، که در ادامه بیشتر با اجزای کوادکوپتر آشنا می شویم:

بدنه

کوادکوپترها عموما شامل قسمت اصلی و بازوها هستند و بدنه آن ها در عین سبک بودن بسیار مقاوم است و اکثرا از جنس آلومینیوم یا پلاستیک مقاوم (ABS یا فیبر کربن) ساخته می شوند.

موتور

موتور روی بازوها قرار می گیرد و به سه نوع تقسیم می شود:

1. براشلس(Brushless): موتورهای براشلس برای کوادکوپترهای حرفه‌ای استفاده می‌شود و پیشرفته‌ترین کوادکوپترها از موتورهای براشلس استفاده می‌کنند، که فاقد برس است.
2. براش(Brushed): موتور براش هسته مرکزی دارد و برس‌هایی برای تغییر قطب های N و S در آن طراحی شده است.
3. کورلس(Coreless): ساده‌ترین نوع موتور پهباد کورلس است که هسته مرکزی ندارد و زیر مجموعه‌ موتورهای براش می‌باشند.

ملخ

ملخ ها بر روی موتورها قرار می گیرند و جهت حرکت در ملخ ها مختلف است. آن ها در دو حالت دمنده (pusher) و مکنده (puller) حرکت می­ کنند.

باتری

انرژی مورد نیاز کوادکوپتر برای پرواز توسط باتری تامین می شود که عموما از نوع لیتیوم پلیمری می باشد.

رادیو کنترل

رادیو کنترل این امکان را به شخص می دهد که کوادکوپتر را از راه دور کنترل کند. فرکانس های رادیویی از طریق فرستنده که کوادکوپتر را هدایت می کند، ارسال شده و از طریق گیرنده ای که در کوادکوپتر قرار دارد دریافت می شود.

کنترل کننده پرواز (Flight Controller)

مغز کوادکوپترها فلایت کنترلر است، برد الکترونیکی کوچکی که شامل ماژول های مختلف است و عملکرد سایر اجزا را مستقیما تحت تاثیر قرار می دهد.

GPS

یک سیستم رادیویی است که در کوادکوپترها امکاناتی مانند برگشت به خانه، خلبان خودکار و … را فراهم می کند.

قطب نما

قطب نما که در اکثر کوادکوپترها وجود دارد، به منظور تعیین جهت کوادکوپتر مورد استفاده قرار می گیرد و اطلاعات لازم را در اختیار کنترل کننده پرواز قرار می دهند.

FPV (تکنولوژی ارسال تصویر)

FPV که خلاصه عبارت First Person View به معنای دید اول شخص است، امکان ارسال لحظه ای تصاویر را فراهم می کند. این تکنولوژی با wifi کار می کند ولی برد خیلی بیشتری از وای فای دارد!

Barometer جهت تنظیم ارتفاع

سنسور بارومتر (فشارسنج) به منظور اندازه گیری ارتفاع پرواز پهباد مورد استفاده قرار می گیرد. این سنسور همان طور که از نام آن مشخص است، با اندازه گیری فشار هوا می تواند ارتفاع از سطح دریا را تخمین بزند.

ژیروسکوپ

تعادل کوادکوپتر مربوط به ژیروسکوپ یا سنسور جایرو می باشد. ژیروسکوپ حتی در معمولی ترین پهبادها نیز یک سنسور حیاتی به حساب می آید و وجود آن بسیار مهم است. این سنسور میزان تغییرات زاویه ای به وجود آمده را در حرکت های چرخشی روی سه محور (x,y,z) اندازه گیری می کند و در نتیجه کوادکوپتر چرخش هایی بدون نقص خواهد داشت.

معرفی انواع کوادکوپتر

پهبادهای کنترلی به دو دسته اصلی ساده و دوربین دار (هلیشات) تقسیم بندی می شوند. که در ادامه به توضیح آن ها خواهیم پرداخت:

• کوادکوپترهای ساده

دسته اول این تقسیم بندی یعنی کوادکوپترهای ساده بیشتر جنبه تفریحی داشته و مجهز به آیتم خاصی نظیر دوربین، هوش مصنوعی و… نمی باشند. این کواد کوپترها معمولا در اسباب بازی فروشی ها موجود هستند و وسیله ای برای بازی کودکان و نوجوانان محسوب می شوند.

• کوادکوپترهای هلی شات یا دوربین دار

اما دسته دوم هلی شات در واقع به کوادکوپترهای مجهز به دوربین گفته می شود که در راستای فیلم برداری و تصویربرداری هوایی مورد استفاده قرار می گیرند. البته لازم است بدانید که هلی شات مفهومی عمومی داشته و در واقع شامل اغلب دستگاه های عمود پروازی است که قابلیت نصب و حمل دوربین دارند.

دلیل محبوبیت و استقبال عموم از پهباد کنترلی

یکی از مهم ترین عوامل موثر در محبوبیت این دستگاه بی نظیر استفاده از دو موتور به حالت ساعت گرد یعنی موافق عقربه های ساعت و دو موتور به شکل پاد ساعت گرد یعنی بر خلاف عقربه های ساعت است که چرخش جناح مختلف دستگاه را ممکن می سازند.

کوادکوپتر به سبب چهار موتوره بودن در هنگام پرواز شرایط پایدارتری داشته و عملکرد آن به نسبت سایر بالگردهای عمود پرواز دیگر ساده تر می باشد، چرا که امکان هدایت آسان و مانور بیشتر را برای فرد استفاده کننده به ارمغان می آورد.

لازم به ذکر است که استفاده از کوآدکوپتر نیازی به آموزش تخصصی نداشته و افراد در هر گروه سنی می توانند از طریق کنترل رادیویی یا RC از پهباد موردنظر به خوبی استفاده کنند. تنها مهارت لازم برای به پرواز درآوردن این ابزار هماهنگی بصری و حرکتی است که پس از تمرین و استفاده متداول از دستگاه به مرور زمان به دست خواهد آمد.

شاخص ترین کاربردهای کوادکوپتر

استفاده از این محصول در مکان های صعب العبور که امکان دسترسی و حرکت وجود ندارد گزینه بسیار مناسبی می باشد، به ویژه این که امکان نصب دوربین بر روی انواع کوادکوپتر به منظور بررسی شرایط و موقعیت و شناسایی مکان مورد نظر وجود دارد.

کاربرد این کالا در فعالیت های تحقیقاتی، نظامی، امداد و نجات و همچنین ارسال مرسوله های پستی نیز قابل توجه می باشد. در راستای عملیات های امدادی از کوادکوپترهای حرفه ای که مجهز به هوش مصنوعی AI بوده و بدون نیاز به کنترل توسط اپراتور انسانی داده ها و اطلاعات منطقه پروازی را پردازش می کند، استفاده می شود.

 مشخصه اصلی در تعیین قیمت کوادکوپتر

قیمت این دسته از بالگردها براساس میزان دقت به کار رفته در ساخت محصول، جنس و البته سیستم و موتور تعبیه شده متفاوت خواهد بود. علاوه بر موارد گفته شده میزان آنتن دهی یکی از مهم ترین مشخصه ها در تعیین قیمت این دسته از بالگردها می باشد که در کوادکوپترهای آماتور تا چند صد متر و در نوع حرفه ای تر آن تا چند کیلومتر خواهد بود.

سخن پایانی

در این مقاله از سایت بازیزا به بررسی جامع کوادکوپتر، انواع و کاربرد آن در مصارف گوناگون پرداختیم. توجه داشته باشید که هنگام خرید پهباد کنترلی مورد نظر به سطح توقعات خود از دستگاه و البته رده سنی درج شده بر روی آن توجه کرده تا بتوانید محصولی کارآمد و متناسب با نیاز خود تهیه کنید.

همراهان گرامی شما می توانید نظرات و تجربیات خود را در زمینه استفاده از این ابزار فوق العاده از طریق بخش کامنت با ما و سایر مخاطبان مجموعه بازیزا به اشتراک بگذارید.

سوالات متداول