ඩ්රෝන එන්ජින් ක්රියා කරන ආකාරය සහ ඒවායේ යෙදුම්
ඩ්රෝන යානා—හෝ මිනිසුන් රහිත ගුවන් වාහන (UAV)—විනෝදාංශ ඡායාරූපකරණයේ සිට මහා පරිමාණ කෘෂිකාර්මික නිරීක්ෂණ දක්වා වැඩි වැඩියෙන් සුලභ වෙමින් පවතී. සාපේක්ෂව සංයුක්ත ස්වරූපය තිබියදීත්, ඩ්රෝන යානා යනු ස්ථාවර පියාසැරියක් ලබා ගැනීමට, විධානවලට ප්රතිචාර දැක්වීමට සහ නිශ්චිත මෙහෙයුම් සිදු කිරීමට එකමුතුව ක්රියා කරන යාන්ත්රික, ඉලෙක්ට්රොනික සහ මෘදුකාංග පද්ධතිවල එකතුවකි. මෙම ලිපියෙන් ඩ්රෝන යානාවල "එන්ජින්" (ප්රචාලනය සහ පියාසැරි පාලන පද්ධති අනුව) ක්රියා කරන ආකාරය සහ විවිධ අංශවල ඒවායේ ප්රාථමික යෙදුම් සාකච්ඡා කෙරේ.
1. ඩ්රෝන යානයක් පියාසර කිරීමට හේතු වන ප්රධාන සංරචක
ඩ්රෝන යානයක් පියාසර කිරීම සඳහා, අවම වශයෙන් එකිනෙකට සම්බන්ධ වූ ප්රධාන සංරචක කිහිපයක් තිබේ:
1. රාමුව
සියලුම සංරචක සඳහා සහාය වන ප්රධාන ව්යුහය. ද්රව්යය සාමාන්යයෙන් සංයුක්ත ප්ලාස්ටික්, කාබන් තන්තු හෝ සැහැල්ලු ඇලුමිනියම් වේ. රාමු සැලසුම වායුගතික විද්යාව, කල්පැවැත්ම සහ බර පැටවීමේ ධාරිතාවයට බලපායි.
2. මෝටරය
බොහෝ බහු රෝටර් ඩ්රෝන යානා බුරුසු රහිත මෝටර භාවිතා කරන්නේ ඒවා කාර්යක්ෂම, බලවත් සහ සාපේක්ෂව අඩු නඩත්තුවක් ඇති බැවිනි. මෙම මෝටර මඟින් ප්රචාලක එසවුම් ජනනය කිරීමට හරවයි.
3. ප්රචාලකය
ප්රචාලකය මෝටරයේ භ්රමණය පහළට වායු ප්රවාහයක් බවට පරිවර්තනය කර සෝපානයක් නිර්මාණය කරයි. ප්රචාලකයේ ප්රමාණය සහ තාරතාව කාර්යක්ෂමතාව, තෙරපුම සහ බලශක්ති පරිභෝජනයට බලපායි.
4. ESC (ඉලෙක්ට්රොනික වේග පාලකය)
ESC යනු මෝටරය සඳහා "ත්රොටල් නියාමකය" වේ. පියාසැරි පාලකය ESC වෙත සංඥාවක් යවන අතර, එය මෝටරයට විදුලි ධාරාව නියාමනය කරයි, එහි පුනරාවර්තන නිශ්චිතවම වැඩි කිරීම හෝ අඩු කිරීම සිදු කරයි.
5. බැටරි
LiPo (ලිතියම් පොලිමර්) බැටරි සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරනුයේ ඒවාට ඉහළ ධාරා සැපයිය හැකි බැවිනි. ධාරිතාව (mAh), වෝල්ටීයතාවය (උදා: 3S/4S/6S) සහ C ශ්රේණිගත කිරීම පියාසැරි කාලය සහ කාර්ය සාධනය තීරණය කරයි.
6. පියාසැරි පාලකය (FC)
මෙය ඩ්රෝන යානයේ "මොළයයි." FC සංවේදක දත්ත (ගයිරොස්කෝප්, ත්වරණමාන, බැරෝමීටරය, චුම්භකමානය) ලබා ගනී, එය සකසයි, පසුව ඩ්රෝනය ස්ථාවර කිරීමට සහ ආදානයට අනුව චලනය කිරීමට ESC/මෝටර වෙත විධාන නිකුත් කරයි.
7. සංචාලන සහ ස්ථාන සංවේදක
– IMU (අවස්ථිති මිනුම් ඒකකය): චලනය සහ ඇලවීම කියවීම සඳහා ගයිරොස්කෝප් සහ ත්වරණමාන සංයෝජනයකි.
– GPS/GLONASS/Galileo: පිහිටීම තීරණය කරන අතර නිවසට ආපසු යාම වැනි ස්වයංක්රීය පියාසැරි ක්රම සඳහා සහාය වේ.
- බැරෝමීටරය: උන්නතාංශය පවත්වා ගැනීමට උපකාරී වේ.
- මාලිමා යන්ත්රය (චුම්බකමානය): දිශා දිශානතියට උපකාරී වේ.
8. සන්නිවේදන පද්ධතිය
- දුරස්ථ පාලකය (RC සබැඳිය): නියමු විධාන යවන්න.
– වීඩියෝ සම්ප්රේෂකය / ඩිජිටල් සබැඳිය: FPV සඳහා (පළමු පුද්ගල දසුන).
- දුරමිතිය: බැටරිය, උන්නතාංශය, වේගය සහ පිහිටීම වැනි දත්ත යවයි.
9. බර පැටවීම
එය කැමරාවක්, ගිම්බල්, බහු වර්ණාවලි සංවේදකයක්, ලයිඩාර්, ස්පීකරයක් හෝ ඉසින/ඩ්රොපර් යාන්ත්රණයක් විය හැකිය.
2. බහු රෝටර් ඩ්රෝන යානයක් පියාසර කිරීමේ මූලික මූලධර්ම
බහු රොටර් ඩ්රෝන යානා (ක්වාඩ්, හෙක්සා, ඔක්ටෝ) එක් එක් මෝටරයේ භ්රමණ වේගය පාලනය කිරීමෙන් පියාසර කරයි. පියාසර කිරීමේදී එසවීම ජනනය කිරීම සඳහා පියාපත් මත රඳා පවතින ස්ථාවර පියාපත් සහිත ගුවන් යානා මෙන් නොව, බහු රොටර් යානා සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ ප්රචාලක තෙරපුමෙන් එසවීම ජනනය කරයි.
ඩ්රෝන යානයේ ප්රධාන චලනයන් හතර මෝටර් භ්රමණයේ වෙනස්කම් මගින් පැහැදිලි කෙරේ:
– ගුවන්ගත වීම/නැගීම: සියලුම මෝටර වේගවත් කර ඇති බැවින් මුළු එසවුම් බලය > ඩ්රෝන බර.
– පහළට: ඩ්රෝනයේ බර එසවීමේ බලය ලබා දෙන පරිදි මෝටර මන්දගාමී කර ඇත. - තාරතාව (ඉදිරියට/පසුපසට): ඉදිරිපස සහ පසුපස මෝටර විවිධ වේගයන්ට සකසා ඇති බැවින්, ඩ්රෝනය ඉදිරියට හෝ පසුපසට නැඹුරු වී ගමන් කරයි. - රෝල් (වමේ/දකුණ): ඩ්රෝනය යම් පැත්තකට ඇලවීමට සලස්වන පරිදි වම් සහ දකුණු මෝටර විවිධ වේගයන්ට සකසා ඇත. - යා (ස්ථානයේ භ්රමණය වීම): දක්ෂිණාවර්තව සහ වාමාවර්තව මෝටර් යුගල විවිධ තෙරපුම් ඇති කිරීමට සකසා ඇති අතර, ඩ්රෝනය භ්රමණය වන පරිදි ව්යවර්ථ මොහොතක් ඇති කරයි. ඩ්රෝන ස්ථායිතාවයේ යතුර ඉතා වේගවත් පාලනයයි. පියාසැරි පාලකය තත්පරයට දස දහස් ගණනක් සිට සිය ගණනක් වාරයක් දක්වා නිවැරදි කිරීම් සිදු කරයි (PID වැනි පාලන ලූප මත පදනම්ව), සුළඟට නිරාවරණය වන විට හෝ බරෙහි වෙනස්කම් ඇති විට පවා ඩ්රෝනය සමතුලිතව පවතින බව සහතික කරයි. 3. ඩ්රෝන "එන්ජිම" ක්රියා කරන ආකාරය: විධානයේ සිට මෝටර් චලනය දක්වා ඩ්රෝන යානා වල "එන්ජිම" යන පදය බොහෝ විට ප්රචාලන පද්ධතිය (මෝටර් + ප්රචාලක + ESC) සහ එය නියාමනය කරන පාලන පද්ධතියට යොමු වේ. වැඩ ප්රවාහය දළ වශයෙන් පහත පරිදි වේ: 1. නියමු හෝ ස්වයංක්රීය මෙහෙයුම විධානයක් ලබා දෙයි. විධානය දුරස්ථ සැරයටිය (අතින්), මාර්ග ලක්ෂ්යය (ස්වයංක්රීය) හෝ මෙහෙයුම් මෘදුකාංගයෙන් (උදා: සිතියම්ගත කිරීම) පැමිණිය හැකිය. 2. පියාසැරි පාලකය FC සංවේදක කියවන අතර සෑම විටම වත්මන් ඩ්රෝන තත්වයන් (ඇලවීමේ කෝණය, ත්වරණය, ශීර්ෂය, උන්නතාංශය, GPS ස්ථානය) අපේක්ෂිත ඉලක්කය සමඟ සංසන්දනය කරයි. 3. ස්ථායීකරණ ඇල්ගොරිතම නිවැරදි කිරීම් ගණනය කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, සුළං සුළං හේතුවෙන් ඩ්රෝනය දකුණට ඇල වුවහොත්, ස්ථාවරත්වය යථා තත්ත්වයට පත් කිරීම සඳහා එම පැත්තේ තෙරපුම වැඩි කිරීම සඳහා FC නිවැරදි කිරීම් ගණනය කරයි.
4. FC එක ESC වෙත සංඥාවක් යවයි. සංඥාව PWM, OneShot, DShot හෝ වෙනත් ප්රොටෝකෝලයක් විය හැකිය. මෙම විධානය මඟින් මෝටරය කෙතරම් වේගයෙන් භ්රමණය විය යුතුද යන්න තීරණය කරයි. 5. ESC මඟින් බුරුසු රහිත මෝටරයට විද්යුත් ධාරාව නියාමනය කරයි. බුරුසු රහිත මෝටර ඉලෙක්ට්රොනිකව “භ්රමණය වූ” චුම්භක ක්ෂේත්ර සමඟ ක්රියා කරයි. ESC මඟින් රොටර් සුමටව හා නිවැරදිව භ්රමණය කිරීම සඳහා නිශ්චිත රටාවකින් ධාරාව ලබා දෙයි. 6. ප්රචාලකය තෙරපුම ජනනය කරයි. මෝටරයේ භ්රමණය ප්රචාලකය ධාවනය කරයි, වාතය පහළට තල්ලු කරයි, සෝපානය ජනනය කරයි සහ අවශ්ය පරිදි උපාමාරු දමයි. මෙම සියලු ක්රියාවලිය ඉතා කෙටි කාලයක් තුළ පුනරාවර්තනය වේ, එබැවින් ඩ්රෝනය නිරන්තරයෙන් ක්ෂුද්ර නිවැරදි කිරීම් සිදු කරන විට “ස්ථාවරව සැරිසරන” බව පෙනේ. 4. බල කළමනාකරණය සහ පියාසැරි කාලයට බලපාන සාධක. ඩ්රෝන යානා සඳහා බලය ප්රධාන සීමාකාරී සාධකය වේ. පියාසැරි කාලය බලපාන්නේ: - බැටරි ධාරිතාව සහ මෝටර්-ප්රචාලක කාර්යක්ෂමතාව. නිවැරදි ප්රචාලකයට සැලකිය යුතු ශක්තියක් ඉතිරි කර ගත හැකිය. - මුළු බර. මෝටරය බරින් වැඩි වන තරමට (උදාහරණයක් ලෙස, විශාල කැමරාවක් රැගෙන යාම), වැඩි තෙරපුම අවශ්ය වන තරමට එය නාස්ති වේ. - සුළඟ සහ පියාසැරි විලාසය. බොහෝ ත්වරණයකින් හෝ සුළඟට එරෙහිව ආක්රමණශීලීව පියාසර කිරීම බැටරිය ඉක්මනින් බැස යයි. - උෂ්ණත්වය. LiPo බැටරි අඩු උෂ්ණත්වවලදී දුර්වල ලෙස ක්රියා කරයි. වෘත්තීය ඩ්රෝන යානා බොහෝ විට බැටරි අධීක්ෂණ පද්ධති සහ ඉතිරි පියාසැරි කාලය ඇස්තමේන්තු කිරීම සඳහා ගණනය කිරීම් ඇතුළත් වන අතර එමඟින් නියමුවන්ට තීරණාත්මක බලයට පෙර නිවසට ආපසු යා හැකිය. 5. පියාසැරි ක්රම සහ ස්වයංක්රීයකරණය නවීන ඩ්රෝන යානා විවිධ පියාසැරි ක්රම ඇත, උදාහරණයක් ලෙස: - ස්ථාවර කිරීම/කෝණ මාදිලිය: ඩ්රෝනය ආරම්භකයින් සඳහා සුදුසු ස්වයංක්රීය ඇලවීමක් පවත්වා ගනී. - උන්නතාංශ රඳවා තබා ගැනීම: බැරෝමීටරයක් භාවිතයෙන් උන්නතාංශය පවත්වා ගනී. - ස්ථාන රඳවා තබා ගැනීම (GPS): නිශ්චිත ස්ථානයක ස්ථානයක් පවත්වා ගනී. - නිවසට ආපසු යාම (RTH): සංඥාව නැති වූ විට හෝ බැටරිය අඩු වූ විට ගුවන්ගත වීමේ ස්ථානයට නැවත පැමිණේ. - මාර්ග ලක්ෂ්ය මෙහෙයුම: ඛණ්ඩාංක ලක්ෂ්ය මාර්ගයක් ඔස්සේ පියාසර කරයි. මෙම ස්වයංක්රීයකරණය ඩ්රෝන යානා සෙල්ලම් බඩුවක් පමණක් නොව වැඩ මෙවලමක් බවට පත් කරයි. 6. විවිධ ක්ෂේත්රවල ඩ්රෝන යෙදුම් 1) ඡායාරූපකරණය සහ වීඩියෝකරණය ඩ්රෝන යානා වාතයෙන් ස්ථාවර රූප නිපදවීම සඳහා ගිම්බල් සහිත කැමරා රැගෙන යයි. චිත්රපට, වෙළඳ දැන්වීම්, සිදුවීම් ලේඛනගත කිරීම සහ සමාජ මාධ්ය අන්තර්ගතයන් සඳහා භාවිතා වේ. වාසිය නම්, එය කලින් සාක්ෂාත් කර ගැනීමට අපහසු/මිල අධික කෝණ ලබා ගත හැකි වීමයි. 2) සිතියම්ගත කිරීම සහ සමීක්ෂණය අධි-විභේදන කැමරා හෝ විශේෂ සංවේදක සමඟින්, ඩ්රෝන යානාවලට ඕතොමොසයික්, ත්රිමාණ ආකෘති සහ සමෝච්ඡ සිතියම් නිර්මාණය කළ හැකිය. යෙදුම්වලට ඇතුළත් වන්නේ: - භූමි සහ භූලක්ෂණාත්මක සමීක්ෂණ, - පතල් තොග පරිමාවන් මැනීම, - ඉදිකිරීම් සැලසුම් කිරීම.
3) නිරවද්ය කෘෂිකර්මය ඩ්රෝන යානාවලට බහු වර්ණාවලි කැමරා (උදා: NDVI) භාවිතයෙන් බෝග සෞඛ්යය නිරීක්ෂණය කළ හැකිය, ජල හිඟය, පළිබෝධ උවදුර හෝ පෝෂක ඌනතාවයන් හඳුනා ගැනීම. පළිබෝධනාශක/පොහොර වඩාත් ඉලක්කගතව බෙදා හැරීමට උපකාරී වන ඉසින ඩ්රෝන යානා ද ඇත. 4) යටිතල පහසුකම් පරීක්ෂාව ඩ්රෝන යානා පරීක්ෂා කිරීමට භාවිතා කරයි: - විදුලි සංදේශ කුළුණු, - විදුලි රැහැන්, - පාලම්, - ගොඩනැගිලි වහල, - සුළං ටර්බයින. මෙය සේවකයින්ට අවදානම අඩු කරන අතර පරීක්ෂණ ක්රියාවලිය වේගවත් කරයි. 5) සෙවීම සහ ගලවා ගැනීම (SAR) සහ ආපදා අවම කිරීම තාප කැමරා සහිත ඩ්රෝන යානා රාත්රියේ හෝ දුම් සහිත තත්වයන් ඇතුළුව විශාල ප්රදේශවල වින්දිතයින් සෙවිය හැකිය. ගංවතුර/නායයෑම් වලදී, ඩ්රෝන යානා වේගවත් සිතියම්ගත කිරීම සහ හානි තක්සේරු කිරීම සඳහා උපකාරී වේ. 6) ආරක්ෂාව සහ අධීක්ෂණය කාර්මික ප්රදේශ, වතු හෝ දේශසීමා මුර සංචාරය සඳහා, ඩ්රෝන යානාවලට නිතිපතා නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, පෞද්ගලිකත්වය සහ නියාමන අංශ සලකා බැලිය යුතුය. 7) සැපයුම් සහ බෙදා හැරීම රටවල් කිහිපයක, සැහැල්ලු භාණ්ඩ (ඖෂධ, රසායනාගාර සාම්පල, කුඩා පැකේජ) බෙදා හැරීම සඳහා ඩ්රෝන යානා පරීක්ෂා කිරීමට පටන් ගෙන තිබේ. අභියෝග අතර ආරක්ෂාව, ගුවන් මාර්ග, කාලගුණය සහ බලපත්ර ඇතුළත් වේ. 7. අභියෝග සහ ආරක්ෂක අංශ ප්රයෝජනවත් වුවද, ඩ්රෝන යානාවලට අභියෝග තිබේ: - පියාසැරි රෙගුලාසි: උන්නතාංශ සීමාවන්, තහනම් කලාප, මෙහෙයුම් බලපත්ර සහ නියමු අවශ්යතා. - ආරක්ෂාව: ගැටුම් අවදානම, බැටරි ක්රියා විරහිත වීම හෝ සංඥා බාධා හේතුවෙන් සිදුවන අනතුරු. - කාලගුණය: තද සුළං සහ වර්ෂාව ස්ථාවරත්වයට සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. - පෞද්ගලිකත්වය සහ ආචාර ධර්ම: වගකිවයුතු කැමරා භාවිතය අත්යවශ්ය වේ. අසාර්ථක-ආරක්ෂිත විශේෂාංග භාවිතය, සාමාන්ය ප්රචාලක/මෝටර් නඩත්තුව, සංවේදක ක්රමාංකනය සහ පෙර-පියාසර පරීක්ෂණ ක්රියා පටිපාටි සිදුවීම් වැළැක්වීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. නිගමනය ඩ්රෝන එන්ජිමක් ක්රියා කරන ආකාරය ඇත්ත වශයෙන්ම බුරුසු රහිත මෝටරයක්, ප්රචාලකයක්, ESC, බැටරියක් සහ පියාසැරි පාලකයක් අතර වාද්ය වෘන්දයක් වන අතර එය ස්ථාවරත්වය පවත්වා ගැනීම සඳහා සංවේදක දත්ත අඛණ්ඩව සකසයි. GPS, බැරෝමීටරය සහ පාලන ඇල්ගොරිතමවල සහාය ඇතිව, ඩ්රෝන යානාවලට අතින් හෝ ස්වයංක්රීයව පියාසර කළ හැකි අතර විවිධ මෙහෙයුම් සිදු කළ හැකිය. ඔවුන්ගේ යෙදුම් දැන් නිර්මාණාත්මක ලෝකයේ සිට කර්මාන්තය දක්වා විහිදේ - සිතියම්ගත කිරීම, නිරවද්ය කෘෂිකර්මාන්තය, යටිතල පහසුකම් පරීක්ෂාව, සෙවීම සහ ගලවා ගැනීම, ආරක්ෂාව සහ සැපයුම්. අනාගතයේදී, බැටරි කාර්යක්ෂමතාව වැඩි වන විට, කෘතිම බුද්ධිය සහ රෙගුලාසි පරිණත වන විට, ඩ්රෝන යානා එදිනෙදා වැඩ වලදී වඩ වඩාත් වැදගත් මෙවලම් බවට පත්වනු ඇත. ඔබ කැමති නම්, මට මෙම ලිපිය වඩාත් විද්යාත්මක ශෛලියකට (PID, DShot, BLDC commutation වැනි තාක්ෂණික උප වගන්ති සමඟ) හෝ සාමාන්ය පාඨකයින් සඳහා වඩාත් ජනප්රිය ශෛලියකට අනුවර්තනය කළ හැකිය.
