وحدة التحكم في الطيران للطائرات متعددة المروحيات

أنواع وحدات تحكم طيران الملتوية

• وحدة تحكم طيران 10DOF (10 درجات من الحرية):

  تحتوي وحدة تحكم طيران 10DOF على مجموعة أكثر تقدمًا من المستشعرات مقارنةً بـ 6DOF. تشير "درجات الحرية" إلى عدد المستشعرات المختلفة التي تستخدمها لقياس اتجاه وتغيرات موضع الطائرة بدون طيار في الهواء. تستخدم هذه وحدة التحكم 10 مستشعرات مختلفة، بما في ذلك نفس المستشعرات الموجودة في 6DOF ولكنها تضيف مقياس مغناطيسي (مستشعر مغناطيسي) وقارن الضغط (مستشعر الارتفاع) ليصل إجمالي عدد المستشعرات إلى عشرة. يمكن لوحدة تحكم طيران 10DOF توفير بيانات أكثر دقة حول اتجاه طيران الطائرة بدون طيار وارتفاعها. هذا يسمح لوحدة تحكم الطيران بالمساعدة في الحفاظ على استقرار الطائرة بدون طيار على الارتفاع الصحيح، باستخدام بوصلة. يمكن لوحدة التحكم التأكد من أن الطائرة بدون طيار تذهب إلى المكان المقصود بالضبط، ومعرفة ارتفاعها أثناء الطيران.

• وحدة تحكم طيران 6DOF (6 درجات من الحرية):

  تُعدّ وحدة تحكم طيران 6DOF جزءًا مهمًا من العديد من الطائرات بدون طيار أو الطائرات الملتوية. يعني مصطلح "6DOF" ست درجات من الحرية. تحتوي هذه وحدة التحكم على مستشعرات مثل مقياس التسارع ومقياس الجيروسكوب الذي يمكنه قياس ما يصل إلى ست حركات مختلفة. وتشمل هذه الحركات الميلان، والدوران، وتغيير المواضع في الهواء. تسمح وحدة تحكم طيران 6DOF بالتحكم في الطائرة بدون طيار بشكل صحيح. يمكن للمستشعرات اكتشاف كيفية تحرك الطائرة بدون طيار وتغيرها في الهواء. يمكن لوحدة التحكم بعد ذلك استخدام هذه المعلومات لضبط المحركات للحفاظ على استقرار الطائرة بدون طيار وجعلها تطير في الاتجاه المطلوب. تُعدّ وحدة تحكم طيران 6DOF مهمة للغاية للتأكد من أن الطائرة بدون طيار لا تسقط وتتمكن من الطيران بأمان.

ميزات ووظائف وحدات تحكم طيران الملتوية

تتميز وحدات تحكم طيران الملتوية بوظائف وميزات متنوعة للمساعدة في تحسين الاستقرار والأمان والتحكم. تشمل بعض هذه الوظائف ما يلي;

• تكامل المستشعر: تتميز وحدات تحكم طيران الملتوية الحديثة بمستشعرات مختلفة مثل مقارن الضغط، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ومستشعرات الموجات فوق الصوتية، والمقاييس المغناطيسية، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك، لتحديد موضع الطائرة الملتوية، وارتفاعها، وسرعتها، واتجاهها. تساعد هذه المستشعرات على تحسين مهام التنقل، والتشغيل الآلي، والاستقرار.
• أنماط طيران مبرمجة مسبقًا: تحتوي العديد من وحدات تحكم طيران الملتوية على أنماط طيران مبرمجة مسبقًا تم تصميمها لتلبية احتياجات التشغيل المحددة. تشمل هذه أنماط الطيران وضع الرأس، ووضع تثبيت الارتفاع، ووضع النقاط المرجعية، ووضع الاستقرار، والوضع اليدوي، ووضع الدوران، وغيرها الكثير.
• معالجة البيانات في الوقت الفعلي: تقوم وحدة تحكم طيران الملتوية بتقييم بيانات المستشعر في الوقت الفعلي للحفاظ على الطيران المستقر. تقدر بيانات المستشعر للموضع، والسرعة، والاتجاه، والارتفاع، وتنفذ خوارزميات تحكم الطيران التي تستقر الطائرة وتسمح لها باتباع مسار الطيران المطلوب.
• الاتصال والتوافق: توفر وحدات تحكم طيران الملتوية العديد من خيارات الاتصال، بما في ذلك منافذ USB والقياس عن بُعد، للتفاعل مع محطات الأرض أو أدوات التكوين. فهي متوافقة مع أجهزة طرفية متنوعة مثل أجهزة الاستقبال، ووحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وأجهزة القياس عن بُعد، مما يعزز وظائفها ويسمح للمستخدمين بتخصيص إعداداتهم لتناسب الاحتياجات المحددة.
• قوة المعالج: تؤثر قوة المعالج على أدائه، مما يؤثر على سرعة معالجة بيانات المستشعر، وتنفيذ خوارزميات تحكم الطيران، وقدرات المهام المتعددة. تحدد قدرة وحدة التحكم على معالجة خوارزميات معقدة للاستقرار، والتنقل، والتشغيل الآلي، مما يوفر تحكمًا سريع الاستجابة وأداءًا موثوقًا به للطيران. يمكن لوحدات التحكم التي تحتوي على معالجات أكثر قوة إدارة ميزات وخوارزميات متقدمة لتحسين الوظائف والأداء.
• تحديثات البرامج الثابتة والدعم: تُعدّ تحديثات البرامج الثابتة لوحدة التحكم في الطيران ضرورية للحفاظ على أداء وحدة التحكم، وتحسين خصائص الطيران، وضمان استقرار النظام. يمكن أن تقدم تحديثات البرامج الثابتة وظائف جديدة، وتحسين إجراءات السلامة، وتحسين تجربة المستخدم بشكل عام. يُعدّ اختيار وحدة تحكم مع دعم عملاء سريع الاستجابة أمرًا مهمًا أيضًا، حيث يوفر مساعدة ودعمًا في الوقت المناسب لأي مشكلات أو استفسارات، مما يضمن قدرة المستخدمين على استخدام وحدة التحكم واستكشاف أخطائها بشكل فعال عند الحاجة.

تطبيقات وحدات تحكم طيران الملتوية

تُعدّ وحدة تحكم طيران الملتوية قطعة أساسية من المعدات التي تحدد سلوك الطيران واستقرار الطائرة بدون طيار. في السنوات الأخيرة، زاد الطلب على وحدات تحكم الطيران بشكل كبير بسبب زيادة استخدام الطائرات بدون طيار عبر أسواق متعددة. فيما يلي بعض تطبيقات وحدات تحكم الطيران:

• تصوير جوي وفيديو

  واحد من أكثر استخدامات الطائرات بدون طيار شيوعًا هو التقاط صور وفيديوهات جوية مذهلة. يمكن للطائرات بدون طيار المجهزة بوحدات تحكم طيران مستقرة الحفاظ على طيران ثابت مع التعويض عن اضطرابات الرياح. هذه القدرة تخلق لقطات سلسة وسينمائية تعرض مناظر خلابة.

• البحث والإنقاذ

  تُعدّ الطائرات بدون طيار أدوات حيوية لفِرَق الاستجابة للطوارئ. يمكن لوحدات تحكم الطيران المجهزة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وميزات التنقل بنقاط مرجعية تنفيذ أنماط بحث دقيقة عبر مناطق واسعة. يمكن لهذا نمط البحث مساعدة البحث عن الأشخاص المفقودين أو تحديد موقع الناجين في الأماكن التي يصعب الوصول إليها في أحداث مثل انهيار المباني والانهيارات الأرضية. يمكن أيضًا نشر الطائرات بدون طيار للبحث عن الأشخاص المفقودين في مناطق المحيطات الشاسعة.

• فحص البنية التحتية

  تُعدّ وحدات تحكم طيران الملتوية قيمة لفحص البنية التحتية المهمة، مثل خطوط الطاقة، وأنابيب الغاز، والجسور، وتوربينات الرياح. تسمح وحدات تحكم الطيران الذكية برحلات فحص آلية على طول مسارات محددة مسبقًا. هذا التحقق من وجود علامات التلف أو البلى في المناطق التي يصعب الوصول إليها عادةً. يمكن للمشغلين استخدام الطائرات بدون طيار الصناعية المجهزة بكاميرات حرارية لاكتشاف تسربات الغاز في خط الأنابيب أو تحديد موقع النقاط الساخنة في المعدات الكهربائية.

• المستشعرات

  يجب مراعاة المستشعرات مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ومقياس الضغط، والمقياس المغناطيسي، ومقياس التسارع، ومقياس الجيروسكوب عند اختيار وحدة تحكم الطيران. يمكن لوحدة تحكم الطيران المجهزة بمستشعرات أساسية الهبوط بأمان في حالة حدوث عطل. على سبيل المثال، إذا كانت إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ضعيفة، ستعتمد وحدة تحكم الطيران على بيانات من مقياس التسارع ومقياس الجيروسكوب لتحديد اتجاه الطائرة بدون طيار وحركاتها.

• التحديد الجغرافي

  يستخدم التحديد الجغرافي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو أنظمة تحديد المواقع الأخرى لإنشاء حدود افتراضية. لذلك، إذا اقتربت الطائرة بدون طيار من المنطقة المحظورة، سيتم تحذير المشغل. يمكن لبعض وحدات تحكم الطيران المجهزة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) العودة تلقائيًا إلى نقطة الإقلاع إذا خرقت الطائرة بدون طيار أسوار التحديد الجغرافي. تمنع هذه التقنية اختراق الطائرات بدون طيار إلى المجال الجوي الحساس أو المقيد، وتحمي المطارات والسجون والمرافق الحكومية.

• خدمات التوصيل

  تُحدث الطائرات بدون طيار ثورة في توصيل المسافة الأخيرة. تمكن وحدات تحكم طيران الملتوية المجهزة بميزات تنقل متقدمة وتجنب العقبات من توصيل الطرود بأمان وفعالية إلى المنازل أو الشركات. يمكن استخدام الطائرات بدون طيار لتوصيل الإمدادات الطبية إلى المناطق النائية. وتشمل الأمثلة استخدام الطائرات بدون طيار لتوصيل الطرود داخل المدينة أو الحصول على إمدادات طبية حيوية للأشخاص في المواقع التي يصعب الوصول إليها بسرعة.

كيفية اختيار وحدة تحكم طيران الملتوية المناسبة

تُعدّ وحدة التحكم في الطيران أساسية لطيران الطائرة الملتوية بنجاح. عند شراء وحدة تحكم الطيران المناسبة للطائرات الملتوية، من المهم مراعاة المعايير التالية.

• المعالج: يُعدّ تقييم قدرة معالج وحدة تحكم طيران الملتوية أمرًا بالغ الأهمية قبل الشراء. تتميز وحدات التحكم في الطيران التي تحتوي على معالجات 32 بت بأداء أفضل وأكثر تقدمًا من تلك التي تحتوي على وحدات تحكم 8 بت و16 بت.
• وضع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS): يُعدّ استخدام وحدات تحكم طيران الملتوية التي تحتوي على وضع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أسهل في الطيران. لديها ميزات تحوم تساعدها على الحفاظ على الدوران، والميل، واللف، والارتفاع باستخدام أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يُعدّ تعلم الطيران باستخدام وحدات تحكم بدون وضع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أكثر صعوبة مقارنةً بتلك التي تحتوي على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
• مقياس الضغط والمقياس المغناطيسي: يساعد مقياس الضغط والمقياس المغناطيسي على تثبيت الطائرة الملتوية. يوفران معلومات دقيقة عن الارتفاع والاتجاه. نتيجة لذلك، يمكن للطائرة الملتوية الطيران بسلاسة وإجراء رحلات طويلة المدى.
• دعم المحرك عديم الفرشاة: تحتوي وحدة تحكم طيران الملتوية على مخارج محرك عديم الفرشاة. يكون خرج تعديل عرض النبضة (PWM) مخصصًا للطائرات العمودية عديمة الدوران والطائرات العمودية RC. يمكن للطائرة الملتوية المجهزة بفرشاة زيادة السرعة والعزم بسبب تقليل الاحتكاك. تعتمد على وحدات تحكم السرعة الإلكترونية (ESCs) للتحكم في الرحلة بدلاً من الاعتماد على السيرفو للتحكم في موضع المحرك.
• الوزن: يُعدّ وزن وحدة تحكم طيران الملتوية عاملًا أساسيًا يجب مراعاته لأنه يؤثر على أداء البناء والطيران. تقلل وحدات التحكم الأخف الوزن من الوزن الكلي وتحسن الكفاءة والرشاقة. ومع ذلك، يجب أن تكون خفيفة الوزن دون المساومة على الميزات والمتانة والجودة.
• إصدار السباق: عند شراء وحدات تحكم الطيران، من الضروري مراعاة ما إذا كانت إصدار سباق أم لا. يرجع ذلك إلى أن وحدات تحكم إصدار السباق لديها زمن انتقال أقل للاستجابة السريعة، مما يؤدي إلى أداء أفضل أثناء السباق والمناورات acrobat.
• سهولة الضبط: لضمان الأداء الأمثل، تسهل وحدة التحكم في الطيران ضبط المعلمات. تعمل ميزات مثل واجهة البرنامج والوثائق الواضحة وملاحظات القياس عن بُعد على تبسيط عملية الضبط. يُنصح باختيار وحدة تحكم مع إعداد سهل الاستخدام وخيارات ضبط كافية لمالكي الطائرات الملتوية لضمان قابلية التكيف.
• الإصدارات: تؤثر ميزات وحدة التحكم في الطيران على أدائها وقدراتها. يجب على مالكي الطائرات الملتوية مراعاة وحدات التحكم التي تحتوي على ميزات محدثة لمواكبة التكنولوجيا. ومع ذلك، بغض النظر عن كون وحدة التحكم جديدة أو قديمة، فإن تأثيرها يعتمد على الاحتياجات المحددة.

أسئلة وأجوبة حول وحدة تحكم طيران الملتوية

س1: ما هو ضبط PID ولماذا هو مهم؟

ج1: يقوم ضبط PID بضبط كيفية استجابة وحدة تحكم الطيران لإدخالات التحكم واستقرار الطائرة. يكيف سلوك الطائرة الملتوية لتناسب الاحتياجات والتفضيلات المحددة. يضمن الضبط الصحيح خصائص طيران سريعة الاستجابة ومستقرة.

س2: هل وحدات تحكم الطيران سهلة التركيب؟

ج2: تتطلب وحدات تحكم الطيران التركيب والاتصال بنظام الطاقة ووحدات تحكم السرعة الإلكترونية - لذلك هناك حاجة لبعض المهارات الفنية للتركيب. ومع ذلك، تحتوي العديد من وحدات التحكم على ميزات سهلة الاستخدام وتعليمات واضحة تبسط العملية.

س3: كيفية اختيار وحدة تحكم الطيران المناسبة للطائرة الملتوية؟

ج3: ضع في الاعتبار عوامل مثل نوع الطائرة الملتوية، ونمط الطيران، ومستوى المهارة. بناءً على هذه التفضيلات، اختر وحدة تحكم مع ميزات مناسبة - مثل وضع الاستقرار، والبرمجة، والتوافق مع المكونات الأخرى.

س4: ما هو دور البرامج الثابتة في وحدات تحكم الطيران؟

ج4: تحتوي البرامج الثابتة على البرنامج الذي يتحكم في وظائف وحدة تحكم الطيران. تحدد أداء وحدة التحكم واستقرارها وميزاتها. يمكن للمستخدمين تحديث البرامج الثابتة لتحسين الوظائف أو إصلاح المشكلات.