كيف تصنع طائرة الدرون Drone | مراحل صنع طائرة الدرون الطائرة بدون طيار

 

بعدما أن قومنا في التدوينة الأولى بشرح طائرة الدرون وفائدتها و إستعملتها . حنا الوقت الأن لصنع واحدة خاصة بنا . أولا هناك مكونات أساسية يجيب توفرها ومكونات إختيارية يمكن الإستغناء عنها نبدأ أولا ب.

المحركات الكهربائية Brushless DC motor :

محركات طائرة الدرون ليس بمحركات عادية مثل التي توجد في ألعاب الأطفال . هذا النوع من الطائرات يستخدم نوع خاص من المحركات تدعى Brushless motor وهي مواتير سريعة جداً ولها عزم ضعيف لأن  المروحيات لا تحتاج إلى عزم قوي تحتاج فقط إلى السرعة . وهو يتكون من 3 أسلاك بمعنى أنه يعمل على نظام 3 فاز 3-Phase وستنطرق إلى الدائرة المسؤولة عن تحويل تيار البطاريات المستمر إلى ثلاثة فاز بعد قليل . عندا إختيارك لمحرك طائرة الدرون عليك أخد بعين الإعتبار شيئين أساسياين وهما .

• عدد لفات المحرك في الثانية أو مايعرف ب KV وهي سرعة المحرك القصوى 

• الوزن الذي يستطيع حمله أو قوة الدفع . وهناك ملاحظة مهمة عليك التحقق منها و تسمى Max current 

وهي أقصى تيار يسحبه المحرك كلما كان كبيرا قلت مدة التحليق .

إقرأ أيضآ:

أنواع منظمات الشحن المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية وخصائصها

أنواع ألواح الطاقة الشمسية و طريقة تركيبها على التوالي و التوازي - pano solar 

دورة تعلم برمجة الأردوينو الأول

دورة تعلم برمجة الأردوينو الثاني

دورة تعلم برمجة الأردوينو الثالث

دورة تعلم برمجة الأردوينو الرابع

دورة تعلم برمجة الأردوينو الخامس

دورة تعلم برمجة الأردوينو السادس

دورة تعلم برمجة الأردوينو السابع

دورة تعلم برمجة الأردوينو الثامن 

طريقة إختيار المحرك :

بعدما شرحنا دور المحرك في طائرة الدرون دعونا نمر إلى بعض الحسابات التي من شأنها أن تحدد لنا المحرك المناسب :

أولا علينا تحديد الوزن التقريبي لطائرة .

مثلاً لدينا محرك قوة دفعه هي 1500g جرام وعدد لفاته في الثانية هي 800 لفة وسوف ننشيئ طائراتنا ب أربع محركات ( تراي كوبتر ) إذا :

الوزن الكلي الذي يمكن رفعه بأربعة محركات من هذا النوع هو  :

4×1500= 6000 جرام .

إذا الوزن الكلي الذي يمكن رفعه بهذه المحركات هو 6000 جرام ولكن ذلك يؤذي إلى نفاد البطارية في غضون 20 ثواني بالأكثر لذلك سنقوم بتقسيم الناتج على 2 للحفاظ على البطارية و جعل وقت الطياران أكثر مايمكن . إذا في الأخير نحصل على على 3000 جرام كوزن للطائرة مع حمولتها وهذا وزن كافي و وافي .

و إذا إفترضنا أن وزن الطائرة مع جميع معدتها لن يتجاوز 1500 جرام إذا يتبقي لنا 1.5 كيلوجرام 

كوزن إضافي للطائرة يمكنك إستعمله لحمل معدات التصوير مثلاً أو لنقل البضائع .

كيف تختار البطارية المناسبة لطائرة الدرون :

بعدا أن تقوم بإختيار المحركات المناسبة لطائراتك عليك التفكير بطريقة لتشغيلها . نعم أنا أتحدث عن البطاريات و البطاريات هناك أنواع ( لقد خصصت مقال كاملة عن أنواع البطاريات وطريقة شحنها يمكنك الرجوع إليها بالضغط هنا ) أغلب الطائرات تستخدم بطارية الليثيوم لأنها تكون ذات سعة كبيرة مقارنة مع حجمها . و بطارية أقوى تعني فترة طيران أكثر . وسنستخدم بطارية بسعة 2700 ميلي أمبير و ستدوم حوالي 30 دقيقة من الطيران أو أكثر حسب نوع المحركات ولنشرح قليل ماذا تعني 2700 ميلي أمبير هي أنك إذا سحبت 2،7 أمبير فستدوم البطارية حوالي ساعة ولكن لن نستخدم البطارية حتى تنفد إذا فستدوم حوالي 40 دقيقة للحفاظ على صحة البطارية هذا مقتطف من مقالة شرح البطاريات وطريقة شحنها .

كيف نتحكم في سرعة المحركات و طريقة تحويل التيار المستمر إلى تيار 3 فاز 3-Phase :

ماهي Electronic Speed Control و تختصر ب ESC هي عبارة عن دائرة إلكترونية صممت خصيصاً للتحكم في محركات الBrushless وكل محرك يحتاج إلى واحدة . وأشهرها هي king Hobby وكما ذكرنا سابقاً أن المحركات تعمل بنظام 3 فاز وهذه هي مهمة الدائرة فهي تحول التيار المستمر من البطاريات إلى تيار متردد 3 فاز وهذا يتم بفضل  generator function .ويتم توصيل أطراف المحرك مباشرة مع المتحكم speed controller والأطراف الأخرى مع البطاريات ويتبقى لنا أطراف للتحكم وتستعمل في هذه الحالة إشارة PWM تكون 3 أسلاك السالب و الموجب و مذخل إشارة PWM يمكنك البحث في موقعنا هناك عدة شروحات حول هذه الإشارة وكيفية توليدها وغالبا تكون بتردد حوالي 50 KHz . يجب أن تشتري المتحكم المتاوفق مع المحرك لأن المحركات على الكوادكوبتر يجب أن تدور بسرعة دقيقة ومتساوية لتحقيق التوازن و الإرتفاع المناسب . بالنسبة للإشارة PWM يمكن أخدها من أردينو نانو وهو أفضل بسبب حجمه الصغير و يكون خفيف أيضاً أو متحكم أخر مثل Arduopilot الذي سنشرحه بعد قليل .

كيف أقوم بصناعة هيكل frame مناسب لطائرة الدرون :

لتثبيت أجزاء الطائرة مثل المحركات و البطاريات و المتحكمات تحتاج إلى هيكل خفيف و متين وأنا أنصحك ب مادة الألومنيوم أو مادة البلاستيك هناك من صنعه بالخشب ولكن أنا أفضل الألومنيوم لخفة وزنه وكذلك لمتانته ويمكن التعديل عليه بشكل أفضل من باقي المواد الأخرى .ويجب عليك مراعة الزويا والطول بين الأدرع يجيب أن تكون متساوية ولو ب ميليمترات لأن هذا قد يؤثر على توازن الطائرة وقد لا تحلق بشكل جيد . ويمكنك شراء هيكل أو مايسمى ب frame جاهز بثمن جد مناسب .

كيف أختار المرواح المناسبة لمشروعي :

إذا سألت أي شخص كيف تحلق الطائرة بطبيعة الحال سيكون جوابه هي المرواح لكن  هناك عدة أمور عليك معرفتها بشأن هذه المرواح .

كل زوج من المرواح يكون متطابق أي بمعنى لا يمكنك شراء نوع واحد من المرواح وستعمل الطائرة  لأن المحركات تدور في إتجاهات مختلفة كل إثنين متقبلين يدوران بإتجاه واحد عكس الأخرين . لذلك عليك توخي الحذر من هذه المعلومة وأيضاً الطول المناسب فليس من الجيد تركيب مروحية كبيرة لمحرك صغير والعكس .

وهناك عدة أنواع من المرواح وقد تكون مصنوعة من الخشب أو البلاستك وهناك نوع جيد أفضله شخصيا وهو مادة الألياف الكربونية بحيث تكون خفيفة الوزن سهلة التعامل وتعمل بإنسيابية ممتازة ،

 و عندا تركيب المرواح على المحرك إذا لم تلاحيظ تحليق الطائرة مع أنك قمت بزيارة السرعة فعلم أنك قلبت إتجاه الريشات .

كيف أتحكم في طائرة الدرون Controller :

لاشك أنك تسألت كيف أتحكم في طائرتي بعدا أن أنجزت هذه المراحل هناك متحكمات تأتي جاهزة و أنصحك ب Arduopilot لأنه يأتي جاهز بدون أن تتعب في البرمجة مع أني أفضل أن تعمل كل شيء بنفسك . هذا الأخير كما قلنا يأتي جاهز ليس عليك سوى أن تقوم بتوصيل ESC المرتبط بالمحرك و كذلك البطاريات .  وسنتحدث عن الريموت التي تتحكم به لاحقا . والجيد أنه يمكنك برمجة الطائرة بواسطة Arduopilot وتركيب جهاز GPS بحيث يمكنك أن تقوم بوضع إحدثيات وستنتقل الطائرة إلى هذا المكان . ومن يرد الكود البرمجي فليرسل لي الموديم المستخدم وأرسل له الكود البرمجي المناسب . يمكنك إستعمال  GY-NEO6MV2 . و إذا أردت أن تقوم بكل شيء بنفسك يمكن برمجتها بواسطة الأردوينو نانو أو أونو أو أين كان . حسب رغبتك أنت .

كيف أختار الريموت كنترول RC REMOTE :

الريموت كنترول وهو الجهاز الذي سنتحكم به بطائراتنا .

و نختار الريموت على حسب عدد القنوات Channel

التي يمكن إستقبلها في نفس الوقت أو عدد الموجات الي تستطيع بعثها في الثانية الواحدة .  وعلى الأقل يجيب أن يتوفر في الريموت الخاص بنا أربع 4 قنوات Channel :

واحدة تحرك فوق وتحت Throttle.

وواحدة تحرك يمين وشمال roll.

وواحدة تحرك إلى الأمام و الوراء pitch.

وواحدة تحرك حول  المحور yaw .

ويجب عليك أيضاً معرفة المسافة التي يمكن أن تصل أمواج الإرسال وتترواح من 1 كيلومتر إلى 5 كيلومتر وكلما كانت مسافة الإرسال كبيرة كان ثمنها اغلى مقالتنا لم تنتهي هنا سوف نظيف مزيد من الأدوات إلى طائراتنا مثل تنفيذ مهام كلإقلاع والهبوط في أماكن تحددها وكذلك عندا إنخفاظ البطاريات تعود إلى المكان الأول الذي إنطلقت منه وأكثر طبعا إذا وجدت تفاعل على ما نقدمه ويمكن أيضاً أن أريكم النتيجة الأخيرة التي توصلت إليها .وإليكم المخطط الشبه النهائي.