آموزش ساخت ربات پرنده جلسه 6 معرفی سنسور

آموزش ساخت ربات پرنده جلسه 6 معرفی سنسور

میدانیم که به دو صورت میتوان یک موتور DC را کنترل کرد : 1) کنترل مقدار سرعت موتور و 2) کنترل جهت چرخش موتور
کنترل کوادکوپتر تنها با تغییر سرعت موتورهایش انجام می شود. پس واضح است که منظور از کنترل در اینجا حرکت دادن کواد در جهتهای مختلف است.

در شکل زیر نحوه ی تغییر سرعت موتورها برای حرکات مختلف کودروتور plus(+) گردآوری شده است

برای نمونه حالت e را در نظر بگیرید. برای چرخش کواد در راستای pich(حرکت به جلو و عقب)، باید سرعت موتور جلو و عقب تغییر یابد. مثلا برای حرکت به عقب باید سرعت موتور جلو کم و سرعت موتور عقب زیاد شود و سرعت دو دیگر موتور دیگر تغییر نکند.
 

مختصری درباره الکترونیک ربات پرنده

• مساله حفظ تعادل و پایداری کوادروتورها مهمترین و پیچیده ترین بخش طراحی آنهاست. در این رباتها برای حفظ تعادل از فلایت کنترلرها که خود شامل سنسورهای الکترونیکی متفاوتی نظیر شتاب سنج ها ، ژیروسکوپ ها ، قطب نماها ، فشارسنج ها و … هستند استفاده می شود . ساختار سنسورهای مهم کوادروتور بر پایه ی MEMS ( مخفف Microelectromechanical Systems) است.

معرفی کوتاه سنسورهای مورد نیاز ربات پرنده

• شتابسنج : شتابسنج ها براساس گرانش زمین کار میکنن و میتونن زاویه دقیق سطحی که روش قراردارن رو حتی در حالتی که خاموش هستن اندازه گیری کنن! در نتیجه وقتی اونا رو در حالت بدون تغذیه رو سطحی بذاریم و بعد با اتصال تغذیه به اون روشنش کنیم میتونن زاویه سطح رو برای ما اندازه گیری کنند . خصوصیتی که در ساخت کوادرتورها بسیار مهمه .
  شتابسنجها عموما از نظر تعداد محورهای آزادی ( در راستای کدام محورها می توانند شتاب را بسنجند ) که عموما دو و یا سه محوره هستند تقسیم بندی میشوند و در مدلهای مختلف دارای دقتهای متفاوتی نیز میباشند .

نکته : هر چند شتابسنج سنسوری بسیار کاربردی و مهم است ولی دارای یک سری مشکلات است که استفاده از آن به تنهایی برای کوادروتور تقریبا غیرممکن است.

• ژیروسکوپ : ژیروسکوپ سرعت زاویه ای رو به ما نشون میده که میشه ازش زاویه رو به راحتی استخراج کرد .

نکته : مشکلی که ژیروسکوپ داره اینه که زاویه رو نسبی نشون میده ، یعنی اگه اونو روی هر سطحی بذاریم و روشنش کنیم همون نقطه و زاویه ی اولیه رو مبنا و صفر در نظر میگیره . بخاطر همین زاوایایی که نشون میده کاملا با مقدار واقعیش میتونه متفاوت باشه!
اون از شتابسنج، اینم از ژیروسکوپ!!پس واسه ی برد کنترلی کوادروتور از چه سنسوری استفاده کنیم؟! جواب : شتابسنج و ژیروسکوپ .  وقت یاری کنه و عمری باشه در آینده تکنیکهای استفاده از این سنسورها رو (که برخی از این روشها بسیار بسیار پیچیده هستن) بیان خواهند شد.
ژیروسکوپها هم بر اساس تعداد محورهای آنهاست که به صورت ۱و۲و۳ محوره در بازار یافت میشه .

• قطب نما : از قطب نماها هم که بصورت یک و دو و سه محوره تو بازار یافت میشه در برخی از کوادها برای افزایش دقت استفاده میشه. البته اهمیتش مثل جایرو و شتابسنج نیست .
• فشارسنج : توسط این سنسور نیز میتوان ارتفاع ربات از سطح زمین را اندازه گرفت . با تغییر ارتفاع، فشار نیز تغییر میکند . فشار اندازه گیری شده توسط این سنسور را میتوان توسط فرمولهای فیزیک به ارتفاع تبدیل کرد .
• GPS : توسط آن میتوان از ماهواره ها اطلاعات دریافت کرد . توسط این اطلاعات می توان سرعت و مسیر را محاسبه کرد . این سنسور خصوصا برای کوادروتورهای اتوپایلوت که لازم است موقعیت دقیقشان را بدانند و اینکه از کدام مسیر باید پرواز کنند لازم است .
• آلتراسونیک : توسط این سنسور میتوان ارتفاع از سطح زمین را اندازه گرفت . در صورتی که بخواهید کوادروتور را در فاصله ای معین از سطح زمین قرار دهید لازم است . البته با وجود فشارسنج کمتر از آلتراسونیک برای ارتفاع سنجی استفاده می شود. استفاده ای که من از این سنسور در کوادروتور میبرم اینه که باهاش نمیذارم کواد به در و دیوار برخورد کنه که خیلی کاربردیه.

خب اینم از سنسورهای مهم
حال فرض میکنیم از این سنسورها اطلاعات گرفتیم. این اطلاعات رو چیکار کنیم؟ اطلاعاتی که از این سنسورها بدست میاد توسط یک میکروکنترلر که مغز برد کنترلی یا همان فلایت کنترلر است تجزیه و تحلیل میشن.
اینم از این جلسه
موفق باشید

YOU DON’T HAVE TO GO FAST…

YOU JUST HAVE TO GO