Come rendere il tuo quadrirotore più stabile (normalmente e nel vento)


Se possiedi un quadrirotore, sai quanto possono essere instabili questi droni. Ci sono molte cose che le persone cercano quando acquistano un drone e la stabilità è una di queste. Se sei come me, però, hai acquistato un quadrirotore solo per scoprire che è difficile renderli stabili. 

Nessuno vuole un drone instabile e io non faccio eccezione. Questo mi ha fatto chiedere quante altre persone hanno avuto questa stessa domanda. Quindi ecco la risposta che, si spera, ti aiuterà con lo stesso problema che sto riscontrando. 

Per rendere il tuo quadrirotore più stabile, dovresti sintonizzare il tuo controller, avere buone eliche, avere un buon telaio e utilizzare un'impostazione P e D bassa. In questo modo il tuo quadrirotore avrà un'oscillazione più lenta delle eliche, il che renderà più facile il volo e la stabilità. 

Ci sono molte altre cose che puoi provare che ho usato prima o poi, e le esaminerò nel resto di questo articolo. Se stai cercando un ottimo quadricottero stabile, puoi trovarlo da cliccando qui

Rendi il tuo quadrirotore più stabile

La perfetta messa a punto del controller PID renderà il tuo quadrirotore stabile in una certa misura. Ci sono altri aspetti di cui devi occuparti per rendere stabile il tuo quadrirotore.

  • Bilanciare il carico utile.
  • Selezione corretta delle eliche in base al carico utile: una scelta dispari di eliche aumenterà l'agilità del quadricottero, che a sua volta riduce la stabilità.
  • I motori dovrebbero essere scelti secondo l'equazione di Abbott.
  • Il telaio del quadrirotore dovrebbe essere costituito da un materiale altamente stabile come la fibra di vetro.
  • Se hai bisogno di installare telecamere sul tuo quadrirotore, dovresti optare per gimbal ammortizzanti per rendere il tuo quadrirotore più stabile durante il volo.

Migliorare la stabilità di un quadrirotore in altri modi. 

Per un quadrirotore essere stabile nell'aria non è banale. L'equilibrio di un quadrirotore si basa sul funzionamento armonioso di tutte le sue parti. Ecco i fattori che contribuiscono alla stabilità di un quadrirotore:

  • vibrazione 

Le vibrazioni sovraccaricano il sensore e forniscono letture imprecise. Quando si bilanciano le eliche, riducono significativamente le vibrazioni, il che, in cambio, migliora la stabilità. L'isolamento della scheda IMU dalle vibrazioni migliorerà in modo più significativo la stabilità.

  • Scelta dell'elica

YÈ possibile migliorare la stabilità dell'aeromobile scegliendo un'elica con un passo più basso. Un'elica a passo più alto sposta una quantità d'aria più significativa, creando turbolenza e facendo oscillare l'aereo durante il volo stazionario. La scelta di un'elica più bassa ridurrà la quantità di confusione.          

  • Impostazioni PID

L'uso di impostazioni P e D basse ridurrà l'oscillazione ma genererà anche un aereo letargico. Usando il codice ArduPirates o ArduCopter, una sorpresa D controlla la tolleranza della velocità di livellamento dell'aereo. Un'impostazione più bassa consentirà un beccheggio o rollio più eccellente prima che l'aereo tenti di riprendersi. Un buon test per trovare un'impostazione D ottimale consiste nel librare l'aereo a 8-10 pollici da terra e quindi abbassare l'acceleratore al 25%.

Se l'imbarcazione inizia a compensare eccessivamente, l'impostazione D è troppo alta. Abbassare l'ambiente finché l'aereo non compensa. L'altra impostazione che cambieresti è l'impostazione P. L'impostazione P è la quantità di potenza allocata per mantenere il livello del velivolo. Un ambiente più elevato farà oscillare l'aereo. Le impostazioni più basse non saranno sufficienti per mantenere il livello del velivolo. Questa impostazione è particolarmente importante se prevedi di prendere l'aereo all'esterno.

Un'impostazione più bassa sarà perfetta per il volo indoor, ma se dovessi portare l'aereo all'esterno, scopriresti presto che il vento trasformerà il tuo aereo in un aquilone. Un'impostazione p più alta sarà necessaria per il volo libero.   

Come rendere il tuo quadrirotore più stabile al vento

In Giappone, i ricercatori hanno rivelato che la stabilità dei veicoli aerei senza pilota in presenza di forti venti può essere migliore inclinando i rotori dei droni di 20 gradi verso l'esterno. Gli scienziati giapponesi hanno scoperto che i quadricotteri volano in modo più stabile quando le loro pale del rotore sono inclinate di 20 gradi verso l'esterno.

I quadricotteri multirotore sono diventati molto più piccoli dall'inizio del secolo e hanno diversi usi, tra cui ispezione, sorveglianza e logistica. Una configurazione multi-rotore consente sia il decollo verticale che il volo stazionario in situazioni di calma, ma sono instabili con il vento.

In circostanze ventose, i rotori sbattono e il drone si inclina verso l'alto con vento contrario. Il beccheggio può verificarsi a causa di tre fattori: la resistenza del corpo, la distribuzione del flusso indotta dall'asimmetria sui rotori nel vento e la differenza di spinta tra il rotore anteriore e quello posteriore.

Nel presente studio, la Tohoku University ha deciso di valutare se l'angolazione separata delle pale del rotore supererebbe il controllo dei droni a quattro rotori nei venti. Il team ha prima approssimato il modo in cui i rotori anteriori adoravano il flusso d'aria sui rotori posteriori. Hanno rivelato che inclinando il drone a 75 gradi in volo, il flusso d'aria su ciascuna pala del rotore è rimasto isolato. Tuttavia, l'aumento dell'angolo a 90 gradi o superiore significava che il flusso d'aria sui rotori anteriori influiva su quello dei rotori posteriori.

Hanno quindi testato vari angoli di attacco dei rotori e l'effetto sul beccheggio quad. Lo scienziato ha utilizzato un quad posizionato all'interno di una galleria del vento, misurando l'impatto dell'inclinazione verso l'esterno e verso l'interno delle pale del rotore per cinque diverse angolazioni. Si sono resi conto che inclinando tutti e quattro i rotori di 20 gradi verso l'esterno, il beccheggio del drone è stato ridotto del 26 percento!

L'autore ha concluso che l'inclinazione dei rotori verso l'esterno riduce al minimo il tempo di beccheggio dei droni a quattro rotori nei venti. Il loro lavoro potrebbe avere suggerimenti sia per gli appassionati che per gli esperti che desiderano utilizzare veicoli senza pilota multirotore per esaminare le turbine eoliche e i siti di disastri o per attività di soccorso.

Come riparare un quadrirotore che non è stabile in bilico

Non avrai difficoltà a mantenere il tuo quadrirotore, un'elevazione stabile e una posizione mentre sei in bilico in aria. Se noti che il tuo quadrirotore è inclinato in una direzione o nell'altra, o ha difficoltà a mantenere un'altezza stabile in volo stazionario, che un segnale per avvisarti che qualcosa non va bene con il quadrirotore. Di seguito sono riportati i passaggi per risolvere il problema

  • Prova a sostituire le eliche, acquistandole nuove o spostandole su un altro rotore. Molto probabilmente, una o due delle tue eliche sono danneggiate e non sono in grado di fornire la stessa portanza ai tuoi accessori è danneggiata e non è in grado di fornire la stessa portanza al tuo quadrirotore come le altre due o tre. In un caso del genere, uno o due dei tuoi motori dovranno lavorare più duramente di altri, il che può causare problemi con l'hovering stabile e problemi con la salute generale del tuo quadrirotore.  
  • Ti consigliamo di controllare il manuale del quadricottero per verificare come eseguire la calibrazione dell'acceleratore e del controllo elettronico della velocità. Queste calibrazioni ti permetteranno di impostare il modo in cui funzioneranno i tuoi motori. Se qualcosa va storto, potrebbe semplicemente essere un segno che le tue calibrazioni sono fuori controllo.
  • A volte, il motore di un quadrirotore necessita di un'adeguata lubrificazione e lubrificazione. Dovresti controllare i suggerimenti del manuale del proprietario su come smontare il tuo quad, lubrificare il motore o cercare per vedere se esiste una guida su come farlo per il tuo modello specifico.

Matt Robb

Amo passare il tempo con mia moglie e 3 bambini. Non c'è modo migliore per alzarli dal divano e portarli fuori che prendere le auto RC o la barca e goderci il sole!

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