أنواع وحدات تحكم الطيران
تُعدّ وحدة تحكم الطيران جزءًا هامًا من طائرة بدون طيار، حيث تساعد المشغل على التحكم بالطائرة واستقرارها في الجو. يوجد العديد من أنواع وحدات تحكم الطيران، ولكل منها خصائص مميزة تؤثر على أداء الطائرة بدون طيار.
- متعددة الدوارات: يحتوي هذا النوع من وحدات تحكم الطيران على أكثر من دوارين. وعادة ما تأتي مع عدد زوجي أو فردي من الدوارات. تشمل الأمثلة الطائرات بدون طيار ذات دوارين (ثنائي)، وثلاثة دوارات (ثلاثي)، وأربعة دوارات (رباعي)، وخمسة دوارات (خماسي)، وستة دوارات (سداسي)، وسبعة دوارات (سباعي)، وثمانية دوارات (ثماني). تعتبر وحدات التحكم ذات الدوارات المتعددة جيدة في التحليق الثابت، والرفع، والاستجابة لتعديلات التحكم الطفيفة. وعادة ما تُستخدم في أعمال التصوير، والمسح، وغيرها من المهام التي تتطلب التحليق الثابت. ومع ذلك، قد تكون وحدات التحكم ذات العديد من الدوارات أثقل وأصعب في التحكم.
- الجناح الثابت: تم تصميم وحدات تحكم طيران الجناح الثابت للتحكم في طائرات بدون طيار على طراز الطائرات التي لديها أجنحة بدلاً من الدوارات. يمكن لهذه الوحدات التحكم بتوجيه الطائرات بدون طيار لأعلى، ولأسفل، وزوايا إضافية على طول مستوى أفقي. يمكنها مساعدة الطائرة بدون طيار على الحفاظ على اتجاهها ومستواها. تعمل وحدات تحكم الطائرات بدون طيار بشكل جيد للطائرات بدون طيار التي تحتاج إلى الطيران لمسافات أطول على خط مستقيم. ومع ذلك، لا يمكنها أداء معظم الحركات التي تقوم بها وحدات التحكم متعددة الدوارات. تتطلب طائرات بدون طيار ذات جناح ثابت مساحة أكبر للإقلاع والهبوط، مما يجعلها أقل فائدة لبعض المهام.
- إقلاع وهبوط رأسي (VTOL): تجمع وحدات تحكم VTOL بين قدرات وحدات التحكم متعددة الدوارات ووحدات تحكم الجناح الثابت. تسمح هذه الوحدات للطائرة بدون طيار بالإقلاع والهبوط رأسيًا مثل طائرة بدون طيار متعددة الدوارات، ولكن يمكنها أيضًا الطيران لمسافات أطول على خط مستقيم مثل طائرة بدون طيار ذات جناح ثابت. تعتبر وحدات تحكم VTOL رائعة للبعثات التي تتطلب الإقلاع والهبوط الرأسي ووقت طيران أطول.
وظائف وميزات وحدات تحكم الطيران
تحدد وحدات تحكم الطائرات بدون طيار كيفية تصرف وحدة تحكم محددة في الهواء. تُعرف وحدة تحكم الطائرة بشكل شائع باسم ضبط PID، مما يعني التناسبية، والتكامل، والمشتقة.
-
التناسبية
تتحكم الدالة التناسبية في قوة التصحيحات لزاوية ميل الطائرة بدون طيار. كلما زادت هذه القيمة، زادت عدوانية تصحيح الطائرة لنفسها عند الميل. يمكن خفض القيمة لجعل التصحيحات أقل قوة وأكثر عدوانية عند زوايا أعلى، لزيادة التصحيحات.
-
التكامل
تتحكم الدالة التكاملية في سرعة تصحيح الخطأ. ستصحح الطائرة بدون طيار نفسها فيما يتعلق بزاوية ميلها، لكنها ستستغرق أيضًا بعض الوقت للتوقف عن الدوران. ستجعل الدالة التكاملية الطائرة بدون طيار تتوقف عن الدوران بشكل أسرع.
-
المشتقة
تُساهم الدالة المشتقة في سلاسة التصحيحات ومنع الطائرة بدون طيار من التذبذب. سيساعد ضبط قيمة المشتقة على منع الطائرة بدون طيار من الاهتزاز أثناء محاولة استقرار نفسها.
يوجد العديد من العوامل، مثل توزيع وزن الطائرة بدون طيار، وحجم المراوح، ووحدة تحكم الطيران نفسها، وتكوين البرامج الثابتة لوحدة تحكم الطيران.
- دمج المستشعرات: دمج البيانات من مستشعرات متعددة للحصول على معلومات دقيقة وموثوقة حول موضع الطائرة بدون طيار، واتجاهها، وحركتها.
- الحفاظ على الارتفاع: ميزة تسمح للطائرة بدون طيار بالحفاظ على ارتفاع ثابت تلقائيًا، إما باستخدام مقياس الضغط الجوي لقياس الارتفاع أو باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للحفاظ على ارتفاع فوق مستوى سطح البحر.
- مستشعر الارتفاع: مكون أساسي لوحدة تحكم طيران الطائرة بدون طيار يُستخدم لقياس الارتفاع والحفاظ على الارتفاع.
- ملاحة نقاط التحكم: ميزة متقدمة تمكن وحدة تحكم طيران الطائرة بدون طيار من اتباع مسار محدد مسبقًا عن طريق تحديد نقاط تحكم محددة للطائرة بدون طيار للتنقل إليها.
- موضع GPS: نظام يستخدم إشارات من الأقمار الصناعية لتحديد موقع الطائرة بدون طيار ويساعد على استقرار رحلتها والتنقل.
- العودة إلى المنزل: ميزة أمان لوحدة تحكم الطيران تسمح للطائرة بدون طيار بالعودة تلقائيًا إلى نقطة منزل محددة إذا فقدت الإشارة، أو نفدت بطاريتها، أو واجهت مشكلات أخرى.
- أنماط الفشل: أوضاع التشغيل المحددة مسبقًا التي ستدخلها وحدة تحكم الطيران في حالة حدوث فشل أو خلل لضمان هبوط الطائرة بدون طيار بأمان وخاضع للتحكم.
- التلقي عن بُعد في الوقت الفعلي: تعمل التلقي عن بُعد في الوقت الفعلي على تحسين وعي الطيارين أو المشغلين بالموقف من خلال تقديم بيانات حيوية لاتخاذ قرارات مستنيرة أثناء عمليات الطائرات بدون طيار.
- أنماط الطيران ووحدات التحكم: الأجهزة التي تسمح للطيارين بالتبديل بين أنماط الطيران المختلفة، ولكل منها مجموعة من الضوابط والخصائص الخاصة به.
تطبيقات وحدات تحكم الطيران
تشمل تطبيقات وحدات تحكم الطيران ؛
- الطائرات متعددة الدوارات والطائرات بدون طيار: أدى تطوير وحدات تحكم الطيران إلى ثورة في استخدام الطائرات بدون طيار وأذن رحلاتها، مما أدى إلى اعتماد الطائرات بدون طيار لأغراض مثل عروض الأضواء للطائرات بدون طيار، والتصوير الجوي، وعمليات البحث والإنقاذ، والعديد من الأغراض الأخرى. جعلت وحدات تحكم الطيران من الممكن للطائرات بدون طيار تنفيذ عمليات طيران مستقرة ومستقلة.
- الطائرات ذات الجناح الثابت: تستفيد نماذج الطائرات ذات الأشكال التقليدية من وحدات تحكم الطيران التي تمكنها من الطيران المستقر. مثال على وحدة تحكم طيران ذات جناح ثابت هو Pixhawk، والذي يُستخدم على نطاق واسع في الطائرات بدون طيار والطائرات بدون طيار. بالنسبة للبعثات المستقلة، تحتوي وحدات تحكم طيران ذات جناح ثابت على ميزات تدعم الطائرات بدون طيار مثل Pixhawk، مثل ملاحة نقاط التحكم، ووظائف الطيار الآلي، وضوابط طيران متعددة الأنماط.
- المروحيات: توفر وحدات تحكم الطيران المصممة للمروحيات RC الاستقرار وتتحكم في تحكم الطيران بتصميم تفاضلي عن تلك التي تم إنشاؤها للطائرات ذات الجناح الثابت أو الطائرات متعددة الدوارات بسبب ديناميكيات الطيران الأكثر تعقيدًا. تُحسن هذه وحدات تحكم الطيران من رشاقة واستقرار المروحيات RC، مما يسمح لها بأداء مناورات بهلوانية.
- تطوير الطائرات بدون طيار: تعتمد المركبات الجوية بدون طيار (UAVs) بشكل كبير على وحدات تحكم طيران قوية لكل شيء، بدءًا من الاستقرار الأساسي إلى تنفيذ المهمة. لقد أثر تقدم تكنولوجيا وحدة تحكم الطيران بشكل كبير على تنوع وإمكانيات الطائرات بدون طيار، من طائرات الاستطلاع العسكرية إلى طائرات التوصيل التجارية.
كيفية اختيار وحدات تحكم الطيران
يُعدّ اختيار وحدة تحكم طيران للبيع تناسب الاحتياجات والتفضيلات المحددة أمرًا مهمًا. يجب مراعاة العديد من العوامل لضمان حصول المستخدم على أفضل تجربة طيران ممكنة. لحسن الحظ، إليك شرح مفصل لبعض العوامل المهمة التي يجب مراعاتها عند اختيار وحدة تحكم طيران ؛
- الميزانية: هذا عامل مهم يجب مراعاته عند اختيار وحدة تحكم طيران. من المهم ملاحظة أن وحدات تحكم الطيران تأتي بأسعار مختلفة. على سبيل المثال، عادة ما تكلف النماذج الأكثر تقدمًا مع ميزات إضافية المزيد. سيساعد تقييم الاحتياجات المحددة وخيارات الميزانية الواسعة على وضع توقعات واقعية.
- الميزات الأساسية: يجب على كل عشاق الطائرات بدون طيار معالجة الميزات الأساسية لوحدة تحكم الطيران. تشمل هذه الميزات بشكل أساسي أشياء مثل أنظمة التوجيه والتسارع والفرامل. يجب أن تحتوي وحدة تحكم طيران جيدة على وظائف تحكم مرنة ودقيقة لضمان تجربة طيران جيدة.
- الميزات المتقدمة: تتمتع وحدات تحكم الطيران الأكثر دقة بميزات أكثر تقدمًا مثل الحفاظ على GPS، والحفاظ على مقياس الارتفاع، أو ملاحظات التلقي عن بُعد. توفر ملاحظات التلقي عن بُعد معلومات في الوقت الفعلي حول حالة طيران الطائرة بدون طيار، مثل الارتفاع والسرعة وفولتية البطارية. قد يُحسّن المستخدمون تجربة الطيران باستخدام المزيد من الميزات أو القدرات المتقدمة، اعتمادًا على التفضيلات أو الاحتياجات.
- توافق المركبة: من المهم ملاحظة أن وحدات تحكم الطيران المختلفة مصممة خصيصًا لتطبيقات متنوعة. على سبيل المثال، هناك وحدات تحكم طيران للبيع مصنوعة لنماذج محددة، مثل طائرات RC، والطائرات بدون طيار، والمروحيات، أو الطائرات متعددة الدوارات. يحتاج المستخدمون إلى التأكد من اختيار وحدة تحكم طيران تناسب مركبتهم.
- قوة معالجة وحدة التحكم الدقيقة (MCU): تؤثر قوة معالجة وحدة تحكم الطيران بشكل كبير على أدائها. يمكن لوحدات التحكم ذات قوة المعالجة الأعلى التعامل مع خوارزميات أكثر تعقيدًا، مما يؤدي إلى تحسين الاستقرار والتحكم، خاصة في ظروف الطيران الصعبة.
- المستشعرات: يمكن لعدد ونوع المستشعرات المدمجة في وحدة تحكم الطيران أن تؤثر بشكل كبير على قدراتها. تشمل المستشعرات الأكثر شيوعًا الموجودة على وحدة تحكم الطيران نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والمغناطيس، ومقياس الضغط الجوي، والعجلة القياسية، والجيرسكوب. تساعد هذه المستشعرات على توفير بيانات دقيقة للتحكم في الطيران والاستقرار.
- الحجم والوزن: هذا عامل حاسم يجب مراعاته. يجب أن يكون حجم ووزن وحدة تحكم الطيران مناسبًا للمركبة دون التأثير على الأداء العام.
- التثبيت والتكوين: عامل مهم آخر يجب مراعاته هو سهولة تثبيت وحدة تحكم الطيران. ينطوي ذلك على النظر في توافق وحدة التحكم مع المكونات الأخرى والعديد من الأشياء الأخرى.
- السمعة والدعم: تُعدّ سمعة العلامة التجارية عندما يتعلق الأمر بوحدات تحكم الطيران أمرًا يستحق النظر فيه. يمكن لاختيار علامة تجارية ذات سمعة طيبة تقديم رؤى حول موثوقية وجودة وحدة تحكم الطيران. أيضًا، ابحث عن العلامات التجارية التي تقدم دعمًا شاملاً للعملاء.
أسئلة وأجوبة حول وحدات تحكم الطيران
س1: ما هو الغرض من جهاز استقبال التلقي عن بُعد على وحدة تحكم الطيران؟
ج1: يحصل جهاز استقبال التلقي عن بُعد على وحدة تحكم الطيران على البيانات من الطائرة بدون طيار. تشمل البيانات مستوى البطارية، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وقوة الإشارة، التي تساعد على معرفة صحة الطائرة بدون طيار بشكل عام. أيضًا، يمكن إرسال البيانات التي تم استلامها من الطائرة بدون طيار إلى وحدة التحكم عن بُعد لاتخاذ قرارات أفضل أثناء قيادة الطائرة بدون طيار.
س2: كيف يمكن للمرء تحديث البرامج على وحدة تحكم الطيران؟
ج2: في معظم الحالات، تأتي وحدات تحكم الطيران مع منفذ USB. من خلال توصيل وحدة التحكم بالكمبيوتر، يمكن للمرء تنزيل برنامج الشركة المصنعة. عادة ما يحتوي البرنامج على تعليمات حول تحديث البرامج الثابتة.
س3: هل تحتوي وحدات تحكم الطيران على منافذ إضافية للاتصال؟
ج3: نعم، تحتوي العديد من وحدات تحكم الطيران على منافذ إضافية لتوصيل وحدات إضافية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والتلقي عن بُعد، والمستشعرات. قد تكون المنافذ UART، I2C، CAN، USB، من بين أمور أخرى.
س4: ما هي فوائد وجود وحدة اتصال لاسلكية على وحدة تحكم الطيران؟
ج4: يُفتح وجود وحدة اتصال لاسلكية على وحدة تحكم الطيران العديد من الاحتمالات. يمكن للمرء تنفيذ ضبط عن بُعد لإعدادات PID للطائرة بدون طيار، وإعدادات التلقي عن بُعد frsky، والبرمجة عن بُعد، والوصول إلى تطبيق التحكم الأرضي عن بُعد، وتغيير أنماط الطيران، من بين أمور أخرى. علاوة على ذلك، يسمح الاتصال اللاسلكي بنقل البيانات في الوقت الفعلي ويزيد من نطاق التشغيل.
س5: هل وحدات تحكم الطيران قابلة للتخصيص؟
ج5: نعم، تقدم العديد من وحدات تحكم الطيران خيارات التخصيص لتعديل إعدادات وخصائص الطائرة بدون طيار لتناسب المتطلبات المحددة. قد يشمل التخصيص ضبط إعدادات PID لوحدة تحكم الطيران، مما يساعد في ضبط استجابة وحدة التحكم لإدخال التحكم لتحسين الاستقرار والأداء.
جاهز للشحن
