Przejdź do treści

Jak sprawić, by Twój quadkopter był bardziej stabilny (normalnie i na wietrze)

Jeśli posiadasz quadkopter, wiesz, jak niestabilne mogą być te drony. Jest wiele rzeczy, których ludzie szukają przy zakupie drona, a jedną z nich jest stabilność. Jeśli jednak jesteś podobny do mnie, kupiłeś quadkopter tylko po to, aby dowiedzieć się, że trudno jest sprawić, by były stabilne. 

Nikt nie chce niestabilnego drona i nie jestem wyjątkiem. To sprawiło, że zacząłem się zastanawiać, ile innych osób zadało to samo pytanie. Oto odpowiedź, która, miejmy nadzieję, pomoże ci z tym samym problemem, który mam. 

Aby twój quadkopter był bardziej stabilny, powinieneś dostroić kontroler, mieć dobre śmigła, dobrą ramę i używać niskich ustawień P i D. Dzięki temu twój quadkopter będzie miał wolniejsze oscylacje śmigieł, co ułatwi latanie i utrzymanie stabilności. 

Jest wiele innych rzeczy, które możesz wypróbować, a których użyłem w tym czy innym momencie, i omówię je w dalszej części tego artykułu. Jeśli szukasz świetnego quadkoptera, który jest stabilny, możesz go znaleźć przez klikając tutaj

Zwiększanie stabilności quadkoptera

Idealne dostrojenie kontrolera PID sprawi, że twój quadkopter będzie w pewnym stopniu stabilny. Istnieją inne aspekty, o które musisz zadbać, aby twój quadkopter był stabilny.

  • Równoważenie ładunku.
  • Właściwy dobór śmigieł w oparciu o ładowność — dziwny wybór śmigieł zwiększy zwinność quadkoptera, co z kolei zmniejszy stabilność.
  • Silniki należy dobierać zgodnie z równaniem Abbotta.
  • Rama quadkoptera powinna być wykonana z bardzo stabilnego materiału, takiego jak włókno szklane.
  • Jeśli musisz rozmieścić kamery na swoim quadkopterze, powinieneś wybrać gimbale amortyzujące, aby quadkopter był bardziej stabilny podczas lotu.

Poprawa stabilności quadkoptera na inne sposoby. 

Nie jest łatwo utrzymać stabilność quadkoptera w powietrzu. Równowaga quadkoptera opiera się na harmonijnej pracy wszystkich jego części. Oto czynniki, które przyczyniają się do stabilności quadkoptera:

  • Wibracja 

Wibracje przeciążą czujnik i zapewnią niedokładne odczyty. Kiedy balansujesz śmigła, znacznie redukują one wibracje, co w zamian poprawia stabilność. Izolowanie płyty IMU od wibracji znacznie poprawi stabilność.

  • Wybór śmigła

YMożesz poprawić stabilność samolotu, wybierając śmigło o niższym skoku. Śmigło o wyższym skoku wypiera większą ilość powietrza, powodując turbulencje i chybotanie się samolotu podczas zawisu. Wybór śmigła o niższym skoku zmniejszy ilość zamieszania.          

  • Ustawienia PID

Użycie niskich ustawień P i D zmniejszy oscylacje, ale także wygeneruje ospały samolot. Używając kodu ArduPirates lub ArduCopter, niespodzianka D kontroluje tolerancję szybkości poziomowania drona. Niższe ustawienie pozwoli uzyskać bardziej doskonały skok lub kołysanie, zanim samolot spróbuje się podnieść. Dobrym testem na znalezienie optymalnego ustawienia D jest zawis drona 8-10 cali nad ziemią, a następnie obniżenie przepustnicy do 25%.

Jeśli statek zaczyna nadmiernie kompensować, oznacza to, że ustawienie D jest zbyt wysokie. Opuść środowisko, aż dron nie zrekompensuje. Innym ustawieniem, które można zmienić, jest ustawienie P. Ustawienie P określa, ile mocy jest przydzielone, aby utrzymać poziom samolotu. Wyższe środowisko spowoduje drgania samolotu. Niższe ustawienia nie będą wystarczające, aby utrzymać drona w poziomie. To ustawienie jest szczególnie ważne, jeśli planujesz wylecieć samolotem na zewnątrz.

Niższe ustawienie będzie idealne do lotów w pomieszczeniach, ale gdybyś wypuścił samolot na zewnątrz, szybko przekonasz się, że wiatr zamieni Twój samolot w latawiec. Do swobodnego lotu konieczne będzie wyższe ustawienie p.   

Jak sprawić, by Twój quadkopter był bardziej stabilny na wietrze?

W Japonii naukowcy wykazali, że stabilność bezzałogowych statków powietrznych przy silnym wietrze można poprawić, odchylając wirniki dronów na zewnątrz o 20 stopni. Japońscy naukowcy odkryli, że quadkoptery latają stabilniej, gdy ich łopaty wirnika są odchylone na zewnątrz o 20 stopni.

Quadkoptery wielowirnikowe stały się znacznie mniejsze od przełomu wieków i mają kilka zastosowań, w tym inspekcję, nadzór i logistykę. Konfiguracja wielowirnikowa pozwala zarówno na pionowy start, jak i zawisanie w spokojnych sytuacjach, ale są one niestabilne na wietrze.

W wietrznych warunkach wirniki trzepoczą, a dron wzbija się w górę pod wiatrem. Kołysanie może wystąpić z powodu trzech czynników: oporu nadwozia, wywołanego asymetrią rozkładu przepływu na wirnikach na wietrze oraz różnicy ciągu między wirnikami przednim i tylnym.

W niniejszym badaniu na Uniwersytecie Tohoku podjęto się oceny, czy oddzielne wędkowanie łopat wirnika przewyższa kontrolę nad dronami czterowirnikowymi podczas wiatru. Zespół najpierw zbliżył się do tego, jak przednie wirniki uwielbiają przepływ powietrza nad tylnymi wirnikami. Ujawnili, że ustawiając drona pod kątem 75 stopni w locie, przepływ powietrza nad każdą łopatą wirnika pozostawał odizolowany. Jednak zwiększenie kąta do 90 stopni lub więcej oznaczało, że przepływ powietrza nad przednimi wirnikami wpłynął na przepływ tylnych wirników.

Następnie przetestowali różne kąty mocowania wirników i wpływ na pochylenie quada. Naukowiec wykorzystał quad umieszczony w tunelu aerodynamicznym, mierząc wpływ zewnętrznego i wewnętrznego pochylenia łopat wirnika dla pięciu różnych kątów. Zdali sobie sprawę, że przechylając wszystkie cztery wirniki o 20 stopni na zewnątrz, pochylenie drona zostało obniżone o 26 procent!

Autor doszedł do wniosku, że przechylanie wirników na zewnątrz minimalizuje czas pochylania dronów czterowirnikowych podczas wiatru. Ich praca może mieć sugestie zarówno dla hobbystów, jak i dla ekspertów, którzy chcą wykorzystać wielowirnikowe bezzałogowe pojazdy do badania turbin wiatrowych i miejsc katastrof lub do działań ratowniczych.

Jak naprawić quadkopter, który nie jest stabilny podczas zawisu?

Nie będziesz miał trudności z utrzymaniem quadkoptera, stabilnego wzniesienia i pozycji podczas unoszenia się w powietrzu. Jeśli zauważysz, że twój quadkopter przechyla się w jednym lub drugim kierunku lub masz trudności z utrzymaniem stabilnej wysokości zawisu, to sygnał powiadamiający o czymś nie jest w porządku z quadkopterem. Poniżej znajdują się kroki, aby rozwiązać problem

  • Spróbuj wymienić śmigła, kupując nowe lub przenosząc je \ na inny wirnik. Najprawdopodobniej jeden lub dwa śmigła są uszkodzone i nie są w stanie zapewnić tak dużego unoszenia akcesoriów, jak i nie są w stanie zapewnić takiego unoszenia quadkopterowi, jak pozostałe dwa lub trzy. W takim przypadku jeden lub dwa silniki będą musiały pracować ciężej niż inne, co może powodować problemy ze stabilnym zawisem i ogólnym stanem zdrowia quadkoptera.  
  • Będziesz chciał sprawdzić instrukcję obsługi quadkoptera, aby sprawdzić, jak przeprowadzić kalibrację akceleratora i elektronicznej kontroli prędkości. Te kalibracje pozwolą Ci ustawić sposób działania silników. Jeśli coś idzie nie tak, może to być tylko znak, że twoje kalibracje nie działają.
  • Czasami silnik quadkoptera wymaga odpowiedniego smarowania i smarowania. Powinieneś zapoznać się ze wskazówkami zawartymi w instrukcji obsługi, jak rozmontować quad, nasmarować silnik lub poszukać, czy istnieje przewodnik, jak to zrobić dla konkretnego modelu.