Drones | Como eles funcionam?

e os drones evoluíram ao longo dos anos e se tornaram máquinas voadoras perfeitas é porque os drones são projetados do jeito que são hoje porque eles são tão eficiente sem se mover de forma tão ágil Olá Neste vídeo nós aprenderemos sobre os aspectos do Design Mecânico do Drone junto com seu controlador eletrônico sensores algoritmos inteligentes e até mesmo tecnologia de satélite Então vamos começar uma jornada pelo designer começando com um drone permitido e passando para o Drone mais moderno Vamos começar como design do Drone mais simples um design de hélice única os drones de uma

hélice fornecem força de sustentação suficiente para mantê-lo pairando no ar mas não há como controlar este Drone tudo o que ele pode fazer é ficar na vertical e descer é o último problema é que o corpo deste Drone Continuará girando em Oposição a hélice O que é uma consequência da terceira lei do movimento de Newton você pode ver que o estator do motor fornece o torque necessário para parte do rotor de acordo com a terceira lei Isso significa que o rotor deve dar uma quantidade igual de torque de volta no estator como está tu está

fixado ao corpo do Drone esse torque de rotação dará o Drone um giro indesejável bom então porque não usar duas hélices esta é certamente uma possibilidade e uma empresa chamada Zerou Zerou robotics fez uma tentativa séria de desenvolver tal Drone quanto menor o número de hélices menos energia o Drone consumir a e mais tempo poderá permanecer no ar contudo o problema principal é que manipular o Drone para voar em alta velocidade e fazer curvas fechadas e rápidas requer um grau mais alto de precisão e estabilidade de controle Esperamos que com os avanços nos algoritmos de

controle os drones de duas hélices atinjam uma boa estabilidade um dia e você pode ver que as pás dos designers de duas hélices giram na direção oposta dessa forma o torque de reação do motor é cancelado e o indesejável giro do corpo pode ser evitado os designs de três hélices raramente são usados o principal problema com esses tipos de drones é o torque de reação do motor EA precisão giroscópica esses problemas criam complicações desnecessárias no design e nos algoritmos e na próxima variação os drones de quatro hélices ou quadricópteros geralmente têm a forma de H

ou GX e agora vamos ver como os quadricópteros fazem as manobras entendendo as dinâmicas de força interessante deles e agora conseguir pairar o operador precisa apenas se certificar de que o peso do Drone esteja exatamente equilibrado pelo impulso o produzido pelas hélices e você pode ver a Bela Forma do aerofólio que as hélices utilizam para gerar força de sustentação e para alcançar o movimento para frente a velocidade da hélice dianteira é reduzida enquanto as hélices traseira aceleram é isso causará o movimento de arfagem e agora vamos fazer todos os valores de força ficarem iguais fazendo

com que as velocidades das hélices sejam as mesmas aqui Suponha que tem a equilibrado O componente vertical das forças da hélice resultantes com peso do Drone mesmo depois disso a uma força horizontal desequilibrada que fará o Drone se mover para a frente é uma técnica semelhante é usada para forçar o movimento de rolagem de um drone para simplificar esse movimento é executado criando uma força de sustentação desequilibrada nos pares de hélices esquerdo e direito e o movimento de guinada de um quadricóptero é obtido de uma maneira única no início deste vídeo aprendemos sobre o torque

de reação do motor e seu efeito no Drone para evitar esse giro indesejável em drones quadricópteros um par de diagonal é girado em oposição ao outro para esta técnica cancela o torque de reação completamente no entanto se você quiser guinar o Drone ou girá-lo tudo que precisa fazer é se certificarem de que esses toques de reação não sejam cancelados o que você pode conseguir facilmente reduzindo a velocidade de um padre diagonal e o torque de reação é proporcional à velocidade da hélice eventualmente ocorrer a um torque líquido de reação e o Drone pode realizar o

movimento de guinada é obviamente os drones quadricópteros são os mais estáveis com a capacidade de se mover em altas velocidades e fazer curvas fechadas rapidamente eles são usados em quase todos os setores e agora vamos entrar no cérebro do Drone suponhamos que um drone seja atingido por uma rajada de vento repentina o operador deve controlar e ajustar as velocidades de cada hélice e a direção de rotação em menos de um segundo caso contrário o Drone Pode falhar essa situação é difícil para uma pessoa controlar manualmente esse tipo de cenário é um de a parte mais

importante do Drone vem ao Resgate O controlador de voo pode-se pensar no controlador de voo como um piloto minúsculo e inteligente e Sentado lá dentro e navegando Drone em qualquer situação difícil ele permite que o operador uso e controle simples como para cima para frente guinaria etc tornando a operação do Drone tão simples quanto no videogame e para alcançar Este resultado o controlador de voo obviamente precisa de muitos sinais de entrada de vários sensores bem-vindo ao interessante mundo dos sensores dos drones e você pode se surpreender ao saber que o tamanho da maioria dos sensores

em um drone moderno é comparável ao de uma formiga para fabricar esses sensores minúsculos e super precisos a tecnologia MMS entra em Ação eles são máquinas em microescala com partes móveis reais os sensores mais importantes neste grupo são acelerômetros sensores de giroscópio e magnetômetros esses três sensores são colocados juntos na unidade de medição e inercial e Amy e Amy hu é o rei dos sensores de drones ele mede a aceleração EA rotação Olá neste sensor MMS do acelerômetro conforme o Drone em frente a uma força o movimento ocorre entre as placas as duas placas colocadas

lado a lado tem uma capacitância quando a distância entre as placas varia a capacitância também varia a variação da capacitância pode ser facilmente convertida em sinais elétricos e fornecida ao controlador para cálculos para atingir a aceleração em todas as três direções exige iremos um acelerômetro de 3 eixos quando também incluímos giroscópios na unidade junto com os valores de força podemos medir as rotações em diferentes planos e os sensores de bar um método baseado em MS é usado para determinar a altitude do drone e agora o processador ou controlador de voo deve fazer o uso correto

de todos os sinais que esses sensores coletam para tomar decisões corretas no entanto antes de entrar na peça do processador Como podemos ter certeza de que os sinais produzidos pelos sensores são precisos o suficiente o ruído por exemplo pode afetar a precisão de um sensor alguns motivos de ruídos são defeitos interferência pelas vibrações mecânicas das hélices dos drones e interferência magnética os drones modernos usam uma tecnologia chamada a fusão de sensores para superar esse problema por exemplo um sensores GPS junto com o pode fornecer informações básicas sobre a altitude deste Drone no entanto podemos tornar

essa medição super precisas integrarmos a tecnologia de radar também a ela esta é a fusão de sensores diferentes sensores trabalhando juntos para produzir medições Olá princesas é com esses sinais precisos podemos entrar na parte de tomada de decisão do Drone a parte do sistema de controle que inclui a lógica de controle a lógica de controle é o algoritmo que reduz ainda mais o erro e toma decisões um desses algoritmos é o filtro de calma KF o algoritmo KF lê os dados passados e presentes para saber o estado do Drone e utiliza a sua lógica para

navegação com GPS condução de volta para casa e quaisquer outros casos como esses ou neste caso estabilizar o Drone após o efeito desastroso dos Ventos eventualmente o mesmo algoritmo KF alimentado no processador com portas lógicas e transistores etc Toma decisões inteligentes para controlar as velocidades dos motores bldc Sim apenas controlando as velocidades dos quatro motores bldc de uma maneira inteligente o Drone quadricóptero pode em qualquer ambiente desafiador é atualmente uma empresa chamada DJ aí é uma das empresas líderes no mercado de drones de consumo eles usam algoritmos de controle de voo avançados e e mudo

Plus para maior confiabilidade e sistemas de amortecimento de vibração para reduzir erros na saída do sensor os algoritmos sofisticados são uma das chaves para o sucesso por outro lado é em comparação com a DJ e empresas como a pérola hold-out eu e o Nick não tem tanto o mercado em drones O Haver de consumo esses drones não tem o refinamento EA preparação física que você obtém com o Drone da DJ aí e nós já vimos como o controle inteligente dos motores bldc pelo algoritmo do filtro calma garante ao Drone um voo estável e feliz a

energia exigida por esses motores bldc circuitos eletrônicos antenas e sensores é fornecida por uma bateria de íon de lítio e o Drone recebe o sinal de controle do usuário por meio da tecnologia comum de radiofrequência o alcance da comunicação pode ser entre 1 a 2 Km para um drone de consumo e agora é uma pergunta interessante esse o Drone acidentalmente sair deste alcance de comunicação para recuperar o Drone perdido os drones modernos se utilizam de GPS e a tecnologia de internet baseada em torre juntas o operador já definiu a localização Inicial ao iniciar o Drone

com ajuda do GPS desta forma o Drone perdido pode voltar com segurança ao seu local de origem Esperamos que você tenha gostado de decodificar os sistemas completos de drones vejo você no próximo vídeo mas antes de sair não se esqueça de fazer parte da nossa equipe