0
logo

آموزش ربات‌های پرنده – جلسه هشتم | فلایت کنترل

ربات‌های پرنده, رباتیک

۱۳۹۸/۰۲/۲۱

توسط : محمدحسین امامی مهرگانی

88 بازدید

در این جلسه در مورد فلایت کنترل‌ها خواهیم گفت. فلایت کنترل یعنی مغز پرنده؛ و پرواز یک پرنده بدون مغز تغریبا غیر ممکن است.  فلایت کنترل یک قسمت جدانشدنی از پرنده­‌ها می­‌باشد به عبارتی می‌توان گفت که زمانی پهپادها رونق پیدا کرد که فلایت کنترلرها رونق پیدا کردند.

پرنده های بدون سرنشین از زمانی رشد کردند که الکترونیک دیجیتال رشد کرد. می‌توان گفت که از زمانی که فلایت کنترل‌­ها، سیستم­‌های کنترل پرواز دقیق‌تری درست شد پرنده‌­های بدون سرنشین نیز رشد کردند. هیچ ذهن انسانی توانایی کنترل دورهای موتور در سرعت های بسیار بالا در حدود ۱۰۰ کیلو وات و یا بیشتر را ندارد و این اتفاق فقط و فقط توسط سنسورها کنترل می‌شود. مجموعه­‌ای از این سنسورها در فلایت کنترلر جمع‌آوری شده است. قطعاً در تمام مقالات و یا سایت‌­ها شما خواند‌‌ه‌­ا­ید که از فلایت کنترلر به عنوان مغز پرنده، نام می‌­برند و این یک اصطلاح کاملاً صحیح می­‌باشد. ما اگر بخواهیم بدون فلایت کنترلر یک پرنده را هدایت کنیم، فقط می‌توانیم بر روی یک موتور یا نهایتاً دو موتور تسلط کافی داشته باشیم. اما با وجود فلایت کنترلرها ما می‌توانیم به چندین موتور یا به عبارت بهتر چند ده موتور کنترل داشته باشیم حتی بیشتر.

ما اگر بخواهیم بدون استفاده از فلایت کنترلر به یک پرنده دستور بدهیم فقط می‌توانیم دستور کم و یا زیاد کردن دور موتور را به پرنده اعمال کنیم. درست است که فلایت کنترلر هم نیز چنین کاری انجام می دهد اما فلایت کنترلر با توجه به محاسباتی که انجام می دهد دور موتور را تنظیم می­کند نه اینکه صرفاً به دستور تغیر جهت از طرف ما، دور موتور را تغیر دهد.

انواع فلایت کنترل | رزدینو

ما فقط می­توانیم چیزی را که می­‌بینیم اعمال کنیم. مثلاً احساس می‌کنیم که سمت چپ پرنده­ی ما کمی پایین‌­تر است یا سمت راست. ما می­‌خواهیم که این اختلاف را در دور موتور جبران کنیم. مسلم است که رسیدن به یک تعادل دقیق نیازمند یک سری محاسبات دقیق ژیروسکوپی می‌­باشد و با توجه به اینکه ما با نگاه کردن، تصمیم به اعمال تغیرات را می­‌گیریم، این دستورات قطعاً نقص­‌های فراوان دارد.

فلایت کنترلر چگونه این کارها را انجام می‌دهد؟

ولتاژ مورد نیاز و جریان مورد نیاز تک تک موتورها به دستور مستقیم فلایت کنترلر به اسپید کنترلر، فراهم می‌­شود. در یک فلایت کنترلر تعدادی سنسور ژیروسکوپ و شتاب سنج، ارتفاع سنج و GPS و… وجود دارد. متناسب با فلایت کنترل انتخابی قدرت تک تک سنسورها تغیر می‌­کند. به عنوان مثال در فلایت کنترلرهای حرفه‌­ای، به­‌روزترین ژیروسکوپ‌های استفاده شده که شش محور می‌­باشند و تغییرات در تمام جهت‌ها را اندازه گیری می‌کنند، در حالی که در فلایت کنترلر­های استفاده شده در کوادهای اسباب بازی ژیروسکوپ‌­ها از پایین‌ترین کیفیت برخوردارند. در اینجا قصد توضیح دادن ژیروسکوپ­‌ها را ندارم اما در همین حد می‌گویم که ژیروسکوپ می‌تواند جهت حرکت را تشخیص دهد به عنوان مثال شما یک گوی را در درون یک بشقاب تصور کنید با تغییر جهت بشقاب و یا تغییر تعادل بشقاب، گوی درون بشقاب نیز تغییر جهت می‌دهد. ژیروسکوپ‌­ها نیز چنین مکانیسمی دارند. در ژیروسکوپ­‌های پیشرفته به صورت تمام الکترونیکی توسط سنسورهای فوق حرفه‌­ای می­‌توان به راحتی کوچک‌ترین تغییر و حرکت را تشخیص داد. تشخیص تغییر جهت توسط ژیروسکوپ‌­ها و گزارش تغیرات به فلایت کنترل، باعث بهبود عملکرد پرواز می‌­شود.

فلایت کنترلر | رزدینو

حال اگر فلایت کنترلر بر روی سطح صاف پرنده نصب شود و ژیروسکوپ آن تنظیم شود، به محض تغییر حتی به اندازه یک سانتی متر به یک جهت، ژیروسکوپ این تغییر را احساس می­کند. اینجاست که فلایت کنترلر به راحتی می‌­تواند این تغییر را احساس کرده و به موتور مربوطه دستور مورد نیاز را اعمال کند. مسلم است که در دید انسانی تغییرات یک سانتی­ متری به چشم نمی‌آید اما این تغییرات در فلایت کنترلر به راحتی محاسبه می‌شود. در دو جلسه قبل راجع به بالانسر پرنده صحبت کردم که برای اینکه فرمان پذیری پرنده راحت­‌تر باشد بالانس بودن پرنده خیلی تاثیر گذار است. در فلایت کنترلر­های حرفه ای این امکان را برای ما فراهم می‌­کند که اگر یکی از بازوهای ما سنگین‌تر از بازوهای دیگر باشد، می­‌تواند با بالا بردن دور موتور آن بازو این عدم تعادل وزن را جبران کند. اما این بدین معنا نیست که تعادل در پرنده برای ما مهم نباشد، چرا که این عدم تعادل باعث فشار بر موتورها می‌شود. همانطور که در جلسات مربوط به ملخ ذکر شد، اگر حتی یکی از ملخ­‌های ما شکستگی کوچکی داشته باشد، اینجاست که فلایت کنترل به کمک ما می­‌آید و این اختلاف را جبران می­‌کند. اما شکستگی ملخ منجر به صدمه زدن به موتور می‌­شود. ولی به هر جهت این یکی از توانایی‌های بزرگ فلایت کنترلر است. در جلسات آینده و در فیلم­­‌های آتی این توانایی فلایت کنترل را حتما نشان خواهم داد.

اجزای ربات پرنده | رزدینو

وجود یک فلایت کنترلر بر روی یک پرنده باعث می‌­شود که به ما توانایی کنترل عملیاتی پرنده را بدهد یعنی ما دستور مربوطه را اعمال می­کنیم؛ پرنده به راست برود، به چپ برود، مستقیم برود، فرود بیاید و یا تیک‌آف کند و یا هر دستور دیگر. یعنی ما به هیچ کدام از موتورها به صورت مستقیم دستور نمی‌­دهیم و این یعنی یک کنترل عملیاتی(فقط بر روی عملیات کنترل داریم) ما فقط از پرنده هدف نهایی را می­‌خواهیم و کاری به فرآیند انجام آن دستورات نداریم.

فلایت کنترلرها به دسته‌های مبتدی، نیمه حرفه­‎ای و حرفه­‌ای تقسیم می­‌شوند. فلایت کنترلرهای مبتدی همان فلایت کنترلرهای نصب شده بر روی کوادهای اسباب بازی ارزان قیمت هستند. این فلایت کنترلرها یکبار مصرف نمی­‌باشند ولی تقریبا می‌توان گفت که غیر قابل تعمیر هستند. فلایت کنترلرهای نیمه حرفه­‌ای به مانند فلایت کنترلرهای حرفه­‌ای سنسور­های مورد نیاز را دارند اما در فلایت کنترلرهای حرفه­‌ای از سنسورهای به مراتب قدرتمند ­تری استفاده شده است. همچنین فلایت کنترلرهای حرفه­‌ای دارای سنسور GPS نیز می‌­باشند. کار کردن با فلایت کنترلرهای حرفه‌­ای بسیار آسان است. منظور از آسان بودن یعنی عملیات را آسان می‌کند و نه فرآیند انجام عملیات را. به عنوان مثال در این فلایت کنترلرها شما می­‌توانید پرنده را طوری برنامه ریزی کنید که اگر از محدوده رنج پروازی خارج شد پرنده به صورت خودکار به مکان پرواز بازگردد. در صورتیکه این امکان و یا این آپشن در فلایت کنترلرهای نیمه حرفه‌­ای وجود ندارد. از طرفی می­ت‌وان این فلایت کنترلرها  را طوری برنامه‌ریزی کرد که وارد محدوده‌های ممنوعه پروازی نشوند.

موتور براشلس سیمی | رزدینو

 

 

همچنین در مورد کوادهای ریس، فلایت کنترلرها به دو دسته تقسیم می‌شوند؛ فلایت کنترلر‌های نیمه حرفه‌ای و فلایت ­کنترلرهای تمام حرفه­‌ای. برای آغاز پروازهای ریس می‌توان از فلایت کنترلرهای نیمه حرفه‌ای استفاده کرد اما برای مسابقات سطح بالا الزاماً باید از فلایت کنترلرهای تمام حرفه­‌ای استفاده کرد چرا که اگر سطح فلایت کنترلر پایین باشد پرنده در مسابقات به راحتی کم می آورد.
برای مصارف فیلم برداری و یا نقشه برداری وجود فلایت کنترل­‌های حرفه­‌ای الزامی است؛ چرا که باعث ثبات پرنده می­‌شود. از معروف‌ترین کمپانی‌هایی که در این زمینه بسیار حرفه‌ای هستند می‌توان به DJI اشاره کرد که مدل فلایت کنترل ما نیز از همین کمپانی است.

آموزش ساخت ربات پرنده | رزدینو

جمع بندی

فلایت کنترل یا مغز یک پرنده یک قسمت جدا نشدنی از پرنده­‌ها می­‌باشد؛ طوری که رونق فلایت کنترلرها باعث رونق پهپادها گردید. تا آن زمان هیچ کس فکر نمی‌کرد که روزی می­‌توان برای تصویربرداری هوایی به جای استفاده از هلی­کوپتر با آن هزینه­‌های گزاف، از پرنده­‌هایی استفاده کرد که هزینه‌­های آن در برابر یک پرواز هلی­کوپتر تقریبا هیچ است. مباحث تخصصی و فنی حول فلایت کنترلر ها بسیار زیاد است چرا که از به روزترین مباحث دنیاست چه در زمینه نظامی و چه در زمینه غیرنظامی.
امیدوارم مطلب امروز مورد قبول دوستان عزیز واقع شده باشد.

 

با سایر مطالب ما همراه باشید.

محمدحسین امامی مهرگانی

تاریخ عضویت : ۰۲ اردیبهشت ۱۳۹۸

راه آسان‌تری برای ارتباط با کاربران‌مان پیدا کرده‌ایم :) عضویت در کانال

چنانچه دیدگاهی توهین آمیز باشد و متوجه اشخاص مدیر، نویسندگان و سایر کاربران باشد تایید نخواهد شد.

چنانچه دیدگاه شما جنبه ی تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.

چنانچه از لینک سایر وبسایت ها و یا وبسایت خود در دیدگاه استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.

چنانچه در دیدگاه خود از شماره تماس، ایمیل و آیدی تلگرام استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.

چنانچه دیدگاهی بی ارتباط با موضوع آموزش مطرح شود تایید نخواهد شد.