خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / آموزش ساخت : هواپیمای مدل RC بسازید

آموزش ساخت : هواپیمای مدل RC بسازید

ساخت هواپیمای مدل کنترلی ساده نیست اما خیلی سخت هم نیست. اگر نوع هواپیمایی که می سازید خیلی پیچیده نباشد و بدنه را هم از متریال های ساده بسازید، کارتان ساده تر میشود. در این ساختنی قصد داریم سخت چنین هواپیمای مدلی را آموزش بدهیم. بدنه هواپیما با پلی استایرن ساخته شده و به همین خاطر وزنش یک کیلو است. تجهیزان الکترونیکی هواپیما هم ساده هستند و اگر تجربه کار با آردوینو را داشته باشید، ساخت شان برایتان ساده خواهد بود. این هواپیما با دو آردوینو UNO کنترل میشود که از طریق فرستنده و گیرنده nrf24l01+ با ریموت ارتباط برقرار میکند.

قبل از اینکه سراغ آموزش ساخت برویم، به چند نکته درباره اصول طراحی هواپیما اشاره می کنیم. با در نظر گرفتن این نکات می توانید طراحی هواپیمای مدل را آنطور که می خواهید تغییر بدهید.

مرکز ثقل

تعیین صحیح مرکز ثقل هواپیما اهمیت زیادی دارد. طراحی این هواپیما طوری است که دو پک باتری در جلو و یک موتور در پشت قرار می گیرند تا وزن قطعات بطور متوازن در بدنه پخش بشود. هواپیما را از دو قسمتی که در تصویر اول می بینید بلند کنید و نقطه مرکزی بدنه را پیدا کنید (نقطه ای که اگر با پایه تماس داشته باشد، هواپیما سقوط نمی کند). تصور کنید هواپیما را روی یک توپ قرار داده اید. اگر هواپیما بیش از حد در یک جهت خم بشود، می افتد. مرکز ثقل هواپیما در حین پرواز دقیقاً چنین وضعیتی دارد. باید مطمئن بشوید که هواپیما در حین پرواز ثابت میماند.

تمامیت ساختاری

یک هواپیمای مدل با این اندازه فشار زیادی را از طریق باد تحمل میکند. طراحی و ساخت هواپیما باید طوری باشد که در اثر این فشار بال های هواپیما از بدنه باز نشود و بتوانند وزن خودشان را تحمل کند. اگر چند نوار آلومینیومی در طول بدنه هواپیما اضافه کنید، بال ها از بدنه جدا نمی شوند و تمامیت ساختاری هواپیما حفظ میشود.

گام اول : وسایل مورد نیاز

وسایل مورد نیاز

  • کارتن
  • ورق های پلی استایرن ضخیم
  • فایبر گلاس نازک
  • اسپوک دورچرخه (برای ساخت دنده فرود)
  • سیم آهنی منعطف (برای اتصال سروو)
  • پیچ و مهره های کوچک (برای اتصال ورق های فایبر گلاس)
  • نوار آلومینیومی (برای پایه ها)
  • دو عدد آردوینو
  • دو عدد فرستنده و گیرنده nrf24l01+
  • موتور بدون جاروبک 1000kv (Outrunner)
  • دو عدد پک باتری 7V 1000mAh 20C 2S
  • کنترلر سرعت 30 آمپر
  • دو جفت کانکتور نر و ماده
  • قاب موتور (اختیاری)
  • دو عدد رگولاتور 5 ولتی
  • 5 عدد سروو موتور 9g

ابزار مورد نیاز

  • هویه
  • قلع
  • چسب حرارتی
  • مولتیمتر
  • انبردست
  • سیم چین
  • کاتر
  • پیچ گوشتی

گام دوم : بدنه را بسازید

بهترین ابزار برای ساخت بدنه هواپیمای کنترلی، دستگاه برش سیمی است که خودتان هم می توانید آن را بسازید. البته هر ابزار دیگری که با آن بتوانید فوم را ببرید و شکل بدهید هم مناسب است. برای صاف بریدن خطوط هم از خط کش شیشه ای استفاده کنید تا زیر سطح برش را هم ببینید. شکل بدنه در تصاویر مشخص است و می توانید طبق آنها پیش بروید.

برش پلی استایرن را از نوک بدنه شروع کنید و سپس سراغ لبه ها بروید. همانطور که در تصاویر می بینید ما لبه های پشتی بال های هواپیما را نبریده ایم چون فوم متریال مقاومی نیست. اگر از متریال مقاوم تری برای ساخت بدنه هواپیما استفاده می کنید، این قسمت را هم ببرید.

در ساختنی بخوانید :  کنترلر شارژ خورشیدی اتوماتیک بسازید

برای چسباندن نوارهای آلومینیومی فقط به دو سر نوار چسب بزنید چون با لرزش بال ها، آلومینیوم فشار را جذب میکند. اگر نوار آلومینیومی کاملاً به بدنه چسبیده باشد، این جذب فشار باعث پاره شدن فوم میشود.

گام سوم : قطعات الکترونیکی اصلی

هنگام خرید و نصب موتور، کنترلر سرعت الکترونیکی و باتری باید مواردی را در نظر بگیرید که در کارایی هواپیما تاثیر زیادی دارند. این موارد را با هم مرور می کنیم تا در خرید قطعات اشتباه نکنید.

موتور

میزان kv موتور تاثیر زیادی روی کارایی آن دارد. هرچه این مقدار بیشتر باشد، سرعت چرخش بیشتر و گشتاور کمتر است. هرچه kv کمتر باشد، سرعت چرخش کمتر و گشتاور بیشتر خواهد بود.
پس اگر می خواهید هواپیما سریع پرواز کند و وزن کمی داشته باشد (یا حمل کند)، باید موتوری بخرید که kv بالا داشته باشد. اما اگر هواپیما قرا است وزن زیادی را تحمل کند، موتوری مناسب است که kv کمتری داشته باشد.

پروانه

اگر گشتاور موتور بالا و سرعت آن پایین تر باشد، باید از پروانه های بزرگتر استفاده کنید. اگر گشتاور موتور پایین و سرعت آن بالا باشد، پروانه های کوچک تر برای شما مناسب است زیرا پروانه های بزرگ موتور را داغ خواهند کرد.

معمولاً روی پروانه های هواپیما یک عدد نوشته میشود (مثل 11×4.5). عدد اول این عبارت سایز پروانه و عدد دوم مقدار حرکت رو به جلوی پروانه به ازای هر چرخش را نشان میدهد.

هرگز از پروانه خراب یا شکسته در ساخت هواپیمای مدل استفاده نکنید چون به موتور آسیب میزند و ممکن است در حین پرواز بشکند.

کنترلر سرعت الکترونیکی

این قطعه میزان انرژی وارد شده به موتور را کنترل میکند. آمپراژ کنترلر سرعت باید بیشتر از آمپراژ موتور بدون جاروبکی باشد که آن را کنترل میکند. مثلاً اگر موتور 20 آمپر باشد، کنترلر سرعت باید 30 آمپر یا بیشتر باشد.

باتری

بهترین نوع باتری برای این هواپیمای مدل باتری لیتیوم پلیری است. اگر موتور 20 آمپر باشد، پک باتری هم باید همین آمپراژ را داشته باشد. در ضمن نباید از باتری های بزرگ استفاده کنید چون موتور را بیش از حد گرم می کنند.

هرچه میزان mAh باتری (نشان دهنده ظرفیت باتری است) بیشتر باشد، عمر باتری بیشتر خواهد بود. 1S/2S/3S تعداد سلول های باتری را مشخص میکند. 20C/30C هم نرخ دشارژ باتری را نشان میدهد.

هیچوقت نگذارید باتری به کمتر از 3.7 ولت برسد چون اگر بخواهید آن را شارژ کنید احتمال انفجارش وجود دارد. باتری را بیشتر از نیاز شارژ نکنید و از ابزارهایی که میزان شارژ باتری را نشان میدهند، استفاده کنید. درضمن اگر باتری باد کرده، از آن استفاده نکنید و به هیچ وجه شارژش نکنید.

گام چهارم : پایه موتور را بسازید

برای نصب موتور می توانید از هر متریال مقاوم و سبکی استفاده کنید و با آن یک پایه بسازید. سپس این پایه را به فریم آلومینیومی پیچ کنید.

فریم آلومینیومی که در تصویر می بینید از یک هلیکوپتر مدل جدا شده و قسمت اصلی پایه موتور است. این فریم را باید به فایبر گلاس ها پیچ کنید.

ورق های فایبرگلاس را هم با پیچ بهم وصل کنید و در همین مرحله نوارهای آلومینومی را در اندازه مناسب ببرید. ورق های فایبرگلاس سبک هستند و وصل کردن آنها به فریم مشکلی ایجاد نمیکند.

در ساختنی بخوانید :  آموزش پخت : سس سیب خانگی با طعمی بسیار دلنشین

در حین ساخت پایه موتور این دو نکته را در نظر داشته باشید :

گام پنجم : موتور را به کنترلر وصل کنید

بیشتر کنترلرهای سرعت الکترونیکی کانکتور فشنگی ندارند؛ درحالیکه بیشتر موتورهای بدون جاروبک به این نوع کانکتور نیاز دارند. به همین خاطر برای اتصال کنترلر سرعت به موتور باید به هر دو سر کانکتور نر و ماده وصل کنید.

کانکتورهای نر و ماده را بردارید و آنها را به سر سیم ها وصل کنید. اگر موتورتان فقط کانکتور نر دارد، فقط از کانکتورهای ماده استفاده کنید. پشت کانکتورها را با قلع داغ پر کنید و بلافاصله سر سیم های کنترلر سرعت را داخل آنها قرار بدهید.

کانکتورها را بچسبانید و دورشان را با چسب برق بپوشانید تا مدار را کوتاه نکنند.

گام ششم : سطوح کنترل

یک تکه کارتن ضخیم بردارید و آن را به فوم بچسبانید. سپس یک سوراخ به اندازه سروو روی کارتن ببرید و آن را با چسب حرارتی به کارتن بچسبانید. دقت کنید که ارتفاع سروو باید کمتر از قسمت جلویی باشد.

قسمت جلویی را هم با چسب نواری به بدنه هواپیما بچسبانید. چون این قسمت با کارتن ساخته میشود به پایه نیاز ندارد.

گام هفتم : ثابت کننده های عمودی

این قسمت بدنه که مانع از انحراف هواپیما میشوند و در حین بلند شدن و نشستن هواپیما را کنترل می کنند. ساخت این ثابت کننده ها بسیار ساده است و مراحل کار در تصاویر مشخص است.

گام هشتم : محفظه محموله را بسازید

اگر می خواهید از هواپیمای مدل برای حمل وسایل مختلف استفاده کنید، باید محفظه ای بسازید که وسایل را داخلش قرار بدهید. فرقی نمی کند از چه وسایلی برای ساخت محفظه استفاده می کنید فقط وزنش نباید خیلی زیاد باشد.

می توانید مثل ما از ورق های آلومینیومی، کارتن و فیبر استفاده کنید.

گام نهم : مدار گیرنده را بسازید

با استفاده از کتابخانه rf24 ارتباط بین گیرنده و فرستنده nrf24l01 را برقرار کنید. استفاده از این کتابخانه بسیار ساده است و پیچیدگی خاصی ندارد. می توانید از برد آداپتور هم استفاده کنید تا کیفیت سیگنال ها و محدوده عملکرد را بهبود ببخشید.

GPS را به Rx و Tx برد آردوینو وصل کنید. وقتی داده های GPS را از طریق فرستنده و گیرنده منتقل می کنید، plane mode را روی حالت send و base station را روی حالت receive قرار بدهید.
وقتی سرووها را وصل می کنید، برای هر کدام شان GND و VCC جداگانه قرار بدهید چون آردوینو انرژی سرووها را تامین نمیکند. GND آردوینو را هم به GND منبع تغذیه خارجی سرووها وصل کنید.

اگر امکان استفاده از برد آداپتور سوکت را ندارید، یک مدار دیگر برای اینکار بسازید. جزییات بیشتر را می توانید در مرحله بعد بخوانید.

سنسور شیب برای ارسال داده ها به آردوینو از سه ورودی آنالوگ استفاده میکند و وضعیت شیب محورهای X، Y و Z را مشخص میکند. این پین ها را به A0، A1 و A2 وصل کنید.

گام دهم : آداپتور سوکت را به NRF24L01 وصل کنید

همانطور که می بینید برد آداپتور سوکت با یک تراشه مجزا به برد اصلی وصل میشود. این دو برد را باید طوری بهم وصل کنید که هیچ تغییری در برد اصلی ایجاد نشود. برای اینکار چند کانکتور نیاز دارید که یک سر آنها به nrf24 و یک سر آنها به آداپتور سوکت وصل بشود.

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت همزن مغناطیسی با قطعات ارزان و بازیافتی

آداپتور سوکت یک رگولاتور 3.3 ولتی و چند خازن دارد و نمی گذارد خروجی منبع تغذیه 5 ولتی بیش از حد بشود. اگرچه آردوینو یک رگولاتور 3.3 ولتی دارد اما بهتر است از خازن بای پس یا رگولاتور استفاده کنید تا خروجی منبع تغذیه ثابت بماند.

اگر می خواهید از منبع 3.3 ولتی داخل آردوینو استفاده کنید، باید از خازن بای پس استفاده کنید. اگر می خواهید از منبع 5 ولتی آردوینو استفاده کنید، از رگولاتور 3.3 ولتی استفاده کنید.

گام یازدهم : ایستگاه پایه را بسازید

برای کنترل هواپیمای مدل می توانید از کامپیوتر یا صفحه نمایش لمسی TFT استفاده کنید. برای ساخت برد ایستگاه پایه نیاز به یک برد مدار چاپی بزرگ دارید. بهتر است یک برد آداپتور سوکت هم داشته باشید که تا بتوانید آن را با کابل جامپر به آردوینو وصل کنید. ال سی دی TFT هم که به آردوینو وصل میشود، داده های سریال را از طریق پورت سریال به آردوینو میفرستد. کتابخانه مورد نیاز برای ال سی دی TFT را هم از این لینک دریافت کنید.

رابط کاربری در فرم ویندوز ساخته میشود. کنترل هواپیمای مدل از طریق کلیدهای کیبورد انجام میشود. کلیدهای کنترل قابل استفاده برای این هواپیما عبارتند از : UP (برای بالا رفتن)، DOWN (برای بلند شدن)، LEFT، RIGHT و W (افزایش سرعت موتور)، S (کاهش سرعت موتور)، X (توقف اضطراری موتور).

از طریق دکمه توقف اضطراری موتور برای این تعبیه شده که اگر موتور با مانع برخورد کند، هواپیما را متوقف کنید و از آسیب دیدن بیشتر آن جلوگیری کنید. متوقف کردن موتور در حال چرخش ایده مناسبی نیست اما آسیب برخورد با مانع خیلی بیشتر است.

گام دوازدهم : باتری را وصل کنید

برای تامین برق از دو باتری استفاده می کنیم؛ باتری 1200 میلی آمپر برای مادر برد و باتری 1000 میلی آمپر برای موتورهاست. همانطور که قبلاً گفتیم مادر برد را ابتدا به یک رگولاتور 5 ولتی DC وصل کنید و سپس باتری های لیتیوم پلیمری را وصل کنید.

پک های باتری را با چسب حرارتی مستقیماً به بچسبانید (صبر کنید تا چسب سرد بشود و سپس باتری ها را بچسبانید). یک لایه چسب نواری هم روی باتری ها بزنید تا مطمئن شوید از جا کنده نمیشوند.

اگر می خواهید هواپیمای مدل در یک مسیر مستقیم حرکت کند، نیاز به GPS ندارید. استفاده از GPS به همراه آردینو نتیجه خیلی خوبی ندارد اما اگر از رزبری پای به عنوان دیتاسرور استفاده کنید، نتیجه بهتر میشود.

هواپیمای مدل کنترلی آماده است

هواپیمای مدل بسازید
هواپیمای مدل بسازید

حالا می توانید اولین پرواز را با هواپیمایی که خودتان ساخته اید، هدایت کنید. این یک هواپیمای ساده است و همه قسمت هایش جای بهبود دارد؛ فرستنده و گیرنده، باتری ها و مقاومت بدنه. اگر این ساختنی نتوانسته به سوالات شما درباره ساخت هواپیمای مدل پاسخ بدهید، آموزش های ساخت دیگ در همین زمینه را ببینید و آنجا دنبال پاسخ سوال هایتان بگردید.

منبع

خلاصه مطلب
آموزش ساخت : هواپیمای مدل RC بسازید
عنوان مطلب
آموزش ساخت : هواپیمای مدل RC بسازید
توضیح کوتاه
یک هواپیمای مدل کنترلی ساده بسازید
نویسنده

بیشتر بخوانید:

ایگلو یا کلبه یخی اسکیمویی بسازید اگر در شهرهایی سردسیر که همیشه برفی هستند، زندگی می کنید احتمالاً دیگر از برف بازی خسته شده اید. در این ساختنی یک پیشنهاد متفاوت برای لذت بردن از هوای...
آموزش ساخت : چراغ قوه ای بسازید که با آب کار می کند!... وقتی برق ها می رود، چراغ برق محله تان ایراد پیدا می کند یا به هر علت دیگری دسترسی به برق ندارید برای روشنایی سراغ چه چیزی می روید؟ احتمالاً جواب شما ه...
با آردوینو ساعت هوشمند کلمه ای بسازید در این ساختنی طرز ساخت یک ساعت هوشمند را یاد می گیرید که زمان را با استفاده از کلمات نشان میدهد. به این نو ساعت، ساعت کلمه ای یا Word Clock می گویند. ...
یک میز پذیرایی عجیب با شومینه و بدون دودکش بسازید!... در این ساختنی طرز ساخت میز پذیرایی را یاد می گیرید که در واقع شومینه هم هست؛ البته یک شومینه بدون دودکش! بهترین چیز برای یک روز سرد این است که آتش درس...
با رزبری پای پرینترهای معمولی را به پرینتر وایرلس تبدیل کنید... چندی پیش در ساختنی طرز ساخت آداپتور بلوتوثی را یاد گرفتید که با آن می توانید موس و کیبورد معمولی را بلوتوثی کنید. امروز هم در ساختنی یک آموزش مشابه دا...
با ماژول ESP8266 دیمر LED هوشمند و متصل به اینترنت بسازید... نوار LED یکی از کاربردی ترین تجهیزات نورپردازی است. از این نوارها می توانید داخل کابینت، زیر تخت یا برای ساخت چراغ تزیینی استفاده کنید. یکی از مهمترین...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

با کمترین هزینه دانخوری اتوماتیک و پدالی بسازید

دانخوری اتوماتیک یکی از وسایلی است که نگه داری پرنده ها را ساده تر می …

پاسخ دهید