ட்ரோன் என்ஜின்கள் செயல்படும் விதம் மற்றும் அவற்றின் பயன்பாடுகள்

ட்ரோன் என்ஜின்கள் செயல்படும் விதம் மற்றும் அவற்றின் பயன்பாடுகள்

ட்ரோன்கள்—அல்லது ஆளில்லா வான்வழி வாகனங்கள் (UAVs)—பொழுதுபோக்கு புகைப்படம் எடுப்பது முதல் பெரிய அளவிலான விவசாயக் கண்காணிப்பு வரை பெருகி வருகின்றன. ஒப்பீட்டளவில் சிறிய வடிவம் கொண்டவையாக இருந்தாலும், ட்ரோன்கள் என்பவை இயந்திரவியல், மின்னணுவியல் மற்றும் மென்பொருள் அமைப்புகளின் ஒரு கலவையாகும். இவை நிலையான பறத்தலை அடைவதற்கும், கட்டளைகளுக்குப் பதிலளிப்பதற்கும், மற்றும் குறிப்பிட்ட பணிகளை மேற்கொள்வதற்கும் ஒருங்கிணைந்து செயல்படுகின்றன. இந்தக் கட்டுரை, ட்ரோன்களின் "இயந்திரங்கள்" (உந்துவிசை மற்றும் பறத்தல் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளின் அடிப்படையில்) எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதையும், பல்வேறு துறைகளில் அவற்றின் முதன்மைப் பயன்பாடுகளையும் விவாதிக்கிறது.

1. ஒரு ட்ரோனைப் பறக்க வைக்கும் முக்கிய பாகங்கள்

ஒரு ட்ரோன் பறப்பதற்கு, குறைந்தபட்சம் பல முக்கிய பாகங்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கப்பட்டிருக்க வேண்டும்:

1. சட்டகம்
அனைத்துக் கூறுகளையும் தாங்கும் பிரதான கட்டமைப்பு. இதன் மூலப்பொருள் பொதுவாகக் கலவைப் பிளாஸ்டிக், கார்பன் இழை அல்லது இலகுரக அலுமினியமாக இருக்கும். சட்டகத்தின் வடிவமைப்பு காற்றியக்கவியல், நீடித்துழைக்கும் தன்மை மற்றும் சுமை தாங்கும் திறன் ஆகியவற்றில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

2. மோட்டார்
பெரும்பாலான மல்டிரோட்டர் ட்ரோன்கள் பிரஷ்லெஸ் மோட்டார்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, ஏனெனில் அவை செயல்திறன் மிக்கவை, சக்திவாய்ந்தவை மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த பராமரிப்பு கொண்டவை. இந்த மோட்டார்கள்தான் மேல்நோக்கிய விசையை உருவாக்க புரொப்பல்லர்களைச் சுழற்றுகின்றன.

3. புரொப்பல்லர்
சுழலி, மோட்டாரின் சுழற்சியைக் கீழ்நோக்கிய காற்றோட்டமாக மாற்றி, மேல்நோக்கிய விசையை உருவாக்குகிறது. சுழலியின் அளவும் அதன் சுழற்சிச் சுழலும் திறன், உந்துவிசை மற்றும் ஆற்றல் நுகர்வு ஆகியவற்றைப் பாதிக்கின்றன.

4. ESC (மின்னணு வேகக் கட்டுப்படுத்தி)
ESC என்பது மோட்டாருக்கான 'வேகக் கட்டுப்பாட்டுக் கருவி' ஆகும். விமானக் கட்டுப்பாட்டாளர் ESC-க்கு ஒரு சமிக்ஞையை அனுப்புகிறது, அதன்பிறகு ESC, மோட்டாருக்கான மின்சாரத்தை ஒழுங்குபடுத்தி, அதன் சுழற்சி வேகத்தைத் துல்லியமாக அதிகரிக்கிறது அல்லது குறைக்கிறது.

5. பேட்டரி
LiPo (லித்தியம் பாலிமர்) பேட்டரிகள் அதிக மின்னோட்டத்தை வழங்கக்கூடியவை என்பதால், அவை பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கொள்ளளவு (mAh), மின்னழுத்தம் (எ.கா., 3S/4S/6S) மற்றும் C மதிப்பீடு ஆகியவை பறக்கும் நேரம் மற்றும் செயல்திறனைத் தீர்மானிக்கின்றன.

6. விமானக் கட்டுப்பாட்டாளர் (FC)
இதுதான் ட்ரோனின் "மூளை". FC ஆனது சென்சார் தரவுகளை (கைரோஸ்கோப், முடுக்கமானி, காற்றழுத்தமானி, காந்தமானி) பெற்று, அவற்றைச் செயலாக்கி, பின்னர் ட்ரோனை நிலைப்படுத்தவும் உள்ளீட்டின்படி நகர்த்தவும் ESC/மோட்டார்களுக்குக் கட்டளைகளை வழங்குகிறது.

7. வழிசெலுத்தல் மற்றும் நிலை சென்சார்கள்
– IMU (நிலைம அளவீட்டு அலகு): இயக்கம் மற்றும் சாய்வைக் கணக்கிடுவதற்கான கைரோஸ்கோப் மற்றும் முடுக்கமானியின் ஒரு கூட்டுக்கருவி.
– ஜிபிஎஸ்/குளோனாஸ்/கலிலியோ: இருப்பிடத்தைக் கண்டறிவதுடன், தாயகம் திரும்புதல் போன்ற தானியங்கிப் பறக்கும் முறைகளுக்கும் உதவுகிறது.
– காற்றழுத்தமானி: உயரத்தைப் பராமரிக்க உதவுகிறது.
– திசைகாட்டி (காந்தமானி): திசையை அறிந்துகொள்ள உதவுகிறது.

8. தகவல் தொடர்பு அமைப்பு
– தொலைக்கட்டுப்பாடு (RC இணைப்பு): விமானிக்குக் கட்டளைகளை அனுப்பும்.
– காணொளி செலுத்தி / டிஜிட்டல் இணைப்பு: FPV (முதல் நபர் பார்வை) முறைக்கு.
டெலிமெட்ரி: பேட்டரி, உயரம், வேகம் மற்றும் இருப்பிடம் போன்ற தரவுகளை அனுப்புகிறது.

9. பேலோட்
அது ஒரு கேமரா, கிம்பல், மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார், லிடார், ஸ்பீக்கர் அல்லது ஒரு ஸ்ப்ரே/டிராப்பர் அமைப்பாகக் கூட இருக்கலாம்.

2. மல்டிரோட்டர் ட்ரோனை இயக்குவதற்கான அடிப்படைக் கொள்கைகள்

மல்டிரோட்டர் ட்ரோன்கள் (குவாட், ஹெக்ஸா, ஆக்டோ) ஒவ்வொரு மோட்டாரின் சுழற்சி வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் பறக்கின்றன. பறக்கும்போது மேல்நோக்கிய விசையை உருவாக்க இறக்கைகளைச் சார்ந்திருக்கும் நிலையான இறக்கை விமானங்களைப் போலல்லாமல், மல்டிரோட்டர்கள் ஏறக்குறைய முழுவதுமாக புரொப்பல்லர் உந்துவிசையிலிருந்து மேல்நோக்கிய விசையை உருவாக்குகின்றன.

மோட்டாரின் சுழற்சியில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கொண்டு ட்ரோனின் நான்கு முக்கிய இயக்கங்கள் விளக்கப்படுகின்றன:

– புறப்பாடு/மேலெழுதல்: மொத்த தூக்குவிசை ட்ரோனின் எடையை விட அதிகமாக இருக்கும் வகையில் அனைத்து மோட்டார்களும் முடுக்கப்படுகின்றன.
– கீழ்நோக்கி: மோட்டார்கள் மெதுவாக்கப்படுகின்றன, அதனால் தூக்கு விசை ட்ரோனின் எடையை விடக் குறைவாக இருக்கும். - பிட்ச் (முன்னோக்கி/பின்னோக்கி): முன் மற்றும் பின் மோட்டார்கள் வெவ்வேறு வேகங்களில் அமைக்கப்படுகின்றன, அதனால் ட்ரோன் சாய்ந்து முன்னோக்கி அல்லது பின்னோக்கி நகரும். - ரோல் (இடது/வலது): இடது மற்றும் வலது மோட்டார்கள் வெவ்வேறு வேகங்களில் அமைக்கப்பட்டு, ட்ரோனை ஒரு குறிப்பிட்ட பக்கமாகச் சாய்க்கின்றன. - யா (இடத்திலேயே சுழலுதல்): கடிகார திசை மற்றும் எதிர் கடிகார திசை மோட்டார் ஜோடிகள் வெவ்வேறு உந்துவிசைகளைக் கொண்டிருக்குமாறு அமைக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு முறுக்குத் தருணத்தை உருவாக்குகிறது, அதனால் ட்ரோன் சுழல்கிறது. ட்ரோனின் நிலைத்தன்மைக்கு மிக வேகமான கட்டுப்பாடுதான் முக்கியம். விமானக் கட்டுப்பாட்டாளர் ஒரு வினாடிக்கு பத்து முதல் நூற்றுக்கணக்கான முறை திருத்தங்களைச் செய்கிறார் (PID போன்ற கட்டுப்பாட்டு சுழல்களை அடிப்படையாகக் கொண்டு), காற்று அல்லது சுமை மாற்றங்களுக்கு உள்ளாகும் போதும் ட்ரோன் சமநிலையில் இருப்பதை உறுதி செய்கிறார். 3. ட்ரோன் "இயந்திரம்" எவ்வாறு செயல்படுகிறது: கட்டளையிலிருந்து மோட்டார் இயக்கம் வரை ட்ரோன்களில் "இயந்திரம்" என்ற சொல் பெரும்பாலும் உந்துவிசை அமைப்பு (மோட்டார் + புரொப்பல்லர் + ESC) மற்றும் அதை ஒழுங்குபடுத்தும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பைக் குறிக்கிறது. இதன் பணிப்பாய்வு தோராயமாக பின்வருமாறு: 1. பைலட் அல்லது தானியங்கு பணி ஒரு கட்டளையை வழங்குகிறது. 1. இந்தக் கட்டளை ரிமோட் ஸ்டிக் (கைமுறை), வழிப்புள்ளி (தானியங்கி) அல்லது பணி மென்பொருள் (எ.கா. வரைபடம்) ஆகியவற்றிலிருந்து வரலாம். 2. ஃப்ளைட் கன்ட்ரோலர், FC சென்சார்களைப் படித்து, தற்போதைய ட்ரோன் நிலைகளை (சாய்வுக் கோணம், முடுக்கம், திசை, உயரம், GPS நிலை) விரும்பிய இலக்குடன் எப்போதும் ஒப்பிடுகிறது. 3. நிலைப்படுத்தல் வழிமுறை திருத்தங்களைக் கணக்கிடுகிறது. உதாரணமாக, காற்றின் வேகத்தால் ட்ரோன் வலதுபுறம் சாய்ந்தால், நிலைத்தன்மையை மீட்டெடுக்க அந்தப் பக்கத்தில் உந்துவிசையை அதிகரிக்க FC திருத்தங்களைக் கணக்கிடுகிறது.

4. FC ஆனது ESC-க்கு ஒரு சிக்னலை அனுப்புகிறது. அந்த சிக்னல் PWM, OneShot, DShot அல்லது மற்றொரு புரோட்டோகாலாக இருக்கலாம். இந்தக் கட்டளை, மோட்டார் எவ்வளவு வேகமாகச் சுழல வேண்டும் என்பதைத் தீர்மானிக்கிறது. 5. ESC ஆனது பிரஷ்லெஸ் மோட்டாருக்கான மின்சாரத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது. பிரஷ்லெஸ் மோட்டார்கள் மின்னணு முறையில் "சுழற்றப்பட்ட" காந்தப்புலங்களுடன் செயல்படுகின்றன. ரோட்டரை மென்மையாகவும் துல்லியமாகவும் சுழற்றுவதற்காக, ESC ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவத்தில் மின்னோட்டத்தை வழங்குகிறது. 6. புரொப்பல்லர் உந்துவிசையை உருவாக்குகிறது. மோட்டாரின் சுழற்சி புரொப்பல்லரை இயக்குகிறது, காற்றைக் கீழ்நோக்கித் தள்ளி, மேல்நோக்கிய விசையை உருவாக்கி, தேவைக்கேற்ப திசை திருப்புகிறது. இந்த செயல்முறை அனைத்தும் மிகக் குறுகிய நேரத்தில் மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்கிறது, எனவே ட்ரோன் உண்மையில் தொடர்ந்து சிறிய திருத்தங்களைச் செய்துகொண்டிருந்தாலும், அது "நிலையாக மிதப்பது" போல் தோன்றுகிறது. 4. ஆற்றல் மேலாண்மை மற்றும் பறக்கும் நேரத்தைப் பாதிக்கும் காரணிகள். ட்ரோன்களுக்கு ஆற்றல் ஒரு முக்கிய வரம்புக் காரணியாகும். பறக்கும் நேரம் பின்வருவனவற்றால் பாதிக்கப்படுகிறது: - பேட்டரி திறன் மற்றும் மோட்டார்-புரொப்பல்லர் செயல்திறன். சரியான புரொப்பல்லர் கணிசமான ஆற்றலைச் சேமிக்க முடியும். - மொத்த எடை. மோட்டாரின் எடை அதிகமாக இருந்தால் (உதாரணமாக, ஒரு பெரிய கேமராவைச் சுமக்கும்போது), அதிக உந்துவிசை தேவைப்படும், மேலும் அது அதிக விரயத்தையும் ஏற்படுத்தும். - காற்று மற்றும் பறக்கும் முறை. அதிக வேகத்துடன் அல்லது காற்றுக்கு எதிராக ஆக்ரோஷமாகப் பறப்பது பேட்டரியை விரைவாகத் தீர்த்துவிடும். - வெப்பநிலை. லிபோ பேட்டரிகள் குறைந்த வெப்பநிலையில் மோசமாகச் செயல்படும். தொழில்முறை ட்ரோன்களில் பெரும்பாலும் பேட்டரி கண்காணிப்பு அமைப்புகளும், மீதமுள்ள பறக்கும் நேரத்தைக் கணக்கிடுவதற்கான கணக்கீடுகளும் இருக்கும். இதனால், ஆற்றல் தீர்ந்துபோவதற்குள் விமானிகள் பூமிக்குத் திரும்ப முடியும். 5. பறக்கும் முறைகள் மற்றும் தானியக்கம் நவீன ட்ரோன்களில் பல்வேறு பறக்கும் முறைகள் உள்ளன, உதாரணமாக: - நிலைப்படுத்து/கோண முறை: ட்ரோன் தானாகவே ஒரு சாய்வைப் பராமரிக்கிறது, இது ஆரம்பநிலையாளர்களுக்கு ஏற்றது. - உயரத்தைத் தக்கவைத்தல்: காற்றழுத்தமானியைப் பயன்படுத்தி உயரத்தைப் பராமரிக்கிறது. - நிலையைத் தக்கவைத்தல் (ஜிபிஎஸ்): ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் நிலையைப் பராமரிக்கிறது. - பூமிக்குத் திரும்புதல் (RTH): சிக்னல் துண்டிக்கப்பட்டாலோ அல்லது பேட்டரி குறைவாக இருந்தாலோ புறப்பட்ட இடத்திற்குத் திரும்புகிறது. - வழிப்புள்ளிப் பணி: ஒருங்கிணைப்புப் புள்ளிகளின் பாதையில் பறக்கிறது. இந்தத் தானியக்கம்தான் ட்ரோன்களை வெறும் பொம்மையாக இல்லாமல், ஒரு வேலைக் கருவியாக மாற்றுகிறது. 6. பல்வேறு துறைகளில் ட்ரோன் பயன்பாடுகள் 1) புகைப்படம் எடுத்தல் மற்றும் காணொளி எடுத்தல்: ட்ரோன்கள், ஜிம்பல்களுடன் கூடிய கேமராக்களைக் கொண்டு வானிலிருந்து நிலையான படங்களை உருவாக்குகின்றன. இவை திரைப்படங்கள், விளம்பரங்கள், நிகழ்வு ஆவணப்படுத்தல் மற்றும் சமூக ஊடக உள்ளடக்கத்திற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதன் நன்மை என்னவென்றால், முன்பு அடைவதற்கு கடினமாகவும்/செலவு மிகுந்ததாகவும் இருந்த கோணங்களை இவற்றால் அடைய முடியும். 2) வரைபடமாக்கல் மற்றும் நில அளவீடு: உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட கேமராக்கள் அல்லது சிறப்பு சென்சார்களைக் கொண்டு, ட்ரோன்களால் ஆர்த்தோமொசைக்குகள், 3D மாதிரிகள் மற்றும் சம உயர வரைபடங்களை உருவாக்க முடியும். இதன் பயன்பாடுகளில் அடங்குபவை: - நிலம் மற்றும் நிலவியல் ஆய்வுகள், - சுரங்க இருப்பு அளவுகளை அளவிடுதல், - கட்டுமானத் திட்டமிடல். 3) துல்லியமான விவசாயம்: ட்ரோன்கள், பலநிறமாலை கேமராக்களை (எ.கா., NDVI) பயன்படுத்தி பயிர்களின் ஆரோக்கியத்தைக் கண்காணிக்க முடியும். இதன் மூலம் தண்ணீர் பற்றாக்குறை, பூச்சித் தாக்குதல் அல்லது ஊட்டச்சத்துக் குறைபாடுகள் உள்ள பகுதிகளைக் கண்டறிய முடியும். பூச்சிக்கொல்லிகள்/உரங்களை மிகவும் துல்லியமாகத் தெளிக்க உதவும் தெளிப்பு ட்ரோன்களும் உள்ளன. 4) உள்கட்டமைப்பு ஆய்வு: ட்ரோன்கள் பின்வருவனவற்றை ஆய்வு செய்யப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: - தொலைத்தொடர்பு கோபுரங்கள், - மின் கம்பிகள், - பாலங்கள், - கட்டிடங்களின் கூரைகள், - காற்றாலைகள். இது தொழிலாளர்களுக்கான அபாயத்தைக் குறைத்து, ஆய்வு செயல்முறையை விரைவுபடுத்துகிறது. 5) தேடுதல் மற்றும் மீட்பு (SAR) மற்றும் பேரிடர் தணிப்பு: வெப்பக் கேமராக்கள் பொருத்தப்பட்ட ட்ரோன்கள், இரவு நேரங்களிலோ அல்லது புகை சூழ்ந்த சூழல்களிலோ கூட, பரந்த பகுதிகளில் பாதிக்கப்பட்டவர்களைத் தேட முடியும். வெள்ளம்/நிலச்சரிவுகளின் போது, ​​விரைவான வரைபடமிடல் மற்றும் சேத மதிப்பீட்டிற்கு ட்ரோன்கள் உதவுகின்றன. 6) பாதுகாப்பு மற்றும் கண்காணிப்பு: தொழிற்சாலைப் பகுதிகள், தோட்டங்கள் அல்லது எல்லைகளில் ரோந்து செல்வதற்கு, ட்ரோன்கள் வழக்கமான கண்காணிப்பை மேற்கொள்ள முடியும். இருப்பினும், தனியுரிமை மற்றும் ஒழுங்குமுறை அம்சங்கள் கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும். 7) தளவாடங்கள் மற்றும் விநியோகம்: பல நாடுகளில், இலகுவான பொருட்களை (மருந்துகள், ஆய்வக மாதிரிகள், சிறிய பொட்டலங்கள்) விநியோகிப்பதற்காக ட்ரோன்கள் சோதனைக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. பாதுகாப்பு, வான்வழிப் பாதைகள், வானிலை மற்றும் அனுமதிகள் ஆகியவை இதில் உள்ள சவால்களாகும். 7. சவால்கள் மற்றும் பாதுகாப்பு அம்சங்கள்: பயனுள்ளதாக இருந்தாலும், ட்ரோன்களுக்கு சில சவால்கள் உள்ளன: - விமானப் பயண விதிமுறைகள்: உயர வரம்புகள், தடைசெய்யப்பட்ட பகுதிகள், இயக்க அனுமதிகள் மற்றும் விமானிக்கான தேவைகள். - பாதுகாப்பு: மோதல்கள், பேட்டரி செயலிழப்பு அல்லது சிக்னல் குறுக்கீடு காரணமாக ஏற்படும் விபத்துகளின் அபாயம். - வானிலை: பலத்த காற்று மற்றும் மழை ஆகியவை நிலைத்தன்மையை கணிசமாகப் பாதிக்கின்றன. - தனியுரிமை மற்றும் நெறிமுறைகள்: பொறுப்பான கேமரா பயன்பாடு அவசியம். விபத்துகளைத் தடுக்க, செயலிழப்பு-பாதுகாப்பு அம்சங்களின் பயன்பாடு, வழக்கமான புரொப்பல்லர்/மோட்டார் பராமரிப்பு, சென்சார் அளவுத்திருத்தம் மற்றும் விமானத்திற்கு முந்தைய சோதனை நடைமுறைகள் ஆகியவை முக்கியமானவை. முடிவுரை: ஒரு ட்ரோன் இயந்திரம் செயல்படும் விதம் என்பது, நிலைத்தன்மையைப் பராமரிப்பதற்காக சென்சார் தரவுகளைத் தொடர்ந்து செயலாக்கும் ஒரு பிரஷ்லெஸ் மோட்டார், புரொப்பல்லர், ESC, பேட்டரி மற்றும் விமானக் கட்டுப்படுத்தி ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒரு ஒருங்கிணைப்பாகும். GPS, காற்றழுத்தமானி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகளின் ஆதரவுடன், ட்ரோன்கள் கைமுறையாகவோ அல்லது தானாகவோ பறந்து பல்வேறு பணிகளை மேற்கொள்ள முடியும். அவற்றின் பயன்பாடுகள் இப்போது படைப்புலகத்திலிருந்து வரைபட உருவாக்கம், துல்லியமான விவசாயம், உள்கட்டமைப்பு ஆய்வு, தேடுதல் மற்றும் மீட்பு, பாதுகாப்பு, மற்றும் தளவாடங்கள் போன்ற தொழில்துறை வரை பரந்துள்ளன. எதிர்காலத்தில், மின்கலத் திறன் அதிகரிப்பதாலும், செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் ஒழுங்குமுறைகள் முதிர்ச்சியடைவதாலும், ட்ரோன்கள் அன்றாடப் பணிகளில் மேலும் மேலும் முக்கியமான கருவிகளாக மாறும். நீங்கள் விரும்பினால், இந்தக் கட்டுரையை நான் ஒரு அறிவியல் பாணிக்கு (PID, DShot, BLDC கம்யூட்டேஷன் போன்ற தொழில்நுட்பத் துணைப் பிரிவுகளுடன்) அல்லது பொது வாசகர்களுக்காக மிகவும் பிரபலமான பாணியில் மாற்றியமைக்க முடியும்.