O que são Drones ?
O drone quadricóptero foi uma evolução na linha de aeromodelos. No início somente existia aviões de combustão pilotados via fio, depois chegou o controle remoto. Depois vieram os helicópteros. E com as modernas baterias permitiram que estes mesmos equipamentos pudessem se tornar elétricos, reduzindo muito o custo geral do equipamento. E com a chegada de sensores e micro-controladores, tornou-se possível construir um equipamento com maior facilidade de pilotagem por possuir estabilização própria e mais de uma hélice principal.
O “drone” bicóptero, tricoptero, quadricóptero, hexacóptero ou octocóptero (2, 3, 4, 6, 8 hélices respectivamente) possuem como cérebro um microcontrolador (tipo um computador em miniatura, com processador, memória, portas de entrada e saída e claro, um software rodando nele). Esse computador lê as informações de vários sensores (giroscópios e acelerômetro) para saber o nível de inclinação que o drone está. De acordo com essa informação, ele acelera (ou desacelera) cada motor individualmente para manter o drone nivelado. Por isso a facilidade de pilotagem, porque você conta com um tipo de piloto automático o tempo todo corrigindo em centenas de vezes por segundo a estabilização do voo.
Os sensores extras como magnetômetro (bússola magnética) e GPS são usados no controle de navegação, já os sensores barômetro (altímetro) e sonar são utilizados para manter a altitude.
Os sensores principais utilizados são os mesmos utilizados em qualquer smartphone moderno.
O que determina a distância de comunicação para controle é o sistema de rádio controle. A maioria dos sistemas de rádio controle profissional (de 2.4Ghz) alcança no mínimo 1km (chegando a 2km ou muito além disso em sistemas LRS – long range system – de 433Mhz), mas você somente consegue enxergar no máximo a uns 300m. Então resumindo o alcance de um rádio controle é muito maior do que você conseguirá enxergar o equipamento. Claro que é possível usar sistemas (chamado FPV) para voar além do campo de visão. Mas este é um setup futuro. Se é iniciante não é recomendável tentar voar longe (mesmo com FPV) por causa da bateria. Ou seja, por mais que você coloque um sistema de rádio muito forte, a autonomia de um drone de asas rotativas sempre será reduzido.
Quanto ao tempo de voo. É difícil responder precisamente, varia do tipo de equipamento, vento, tamanho das baterias, do peso de carga (payload), o modo que você voa (mais rápido ou parado no ar), taxa de que carga das baterias e tempo de uso das mesmas, até a pressão barométrica e a temperatura do ar influencia na autonomia, além de várias outras variáveis. Mas considere em média 10 minutos. Se você é iniciante garanto que está achando pouco. Mas lembre-se que trata de um veículo voador, se voando a 100km/h (por exemplo) você alcança 16,7km de distância. E se tratando de veículo aéreo não tripulado, fica exaustivo para o piloto iniciante pilotar direto mais que 10 minutos. Você usa toda sua atenção, todos seus sentidos estarão focados e você ficará exausto caso tente voar muito direto. O ideal então é fazer voos curtos, tanto para o piloto relaxar quanto para o equipamento esfriar. Mas existem equipamentos com configurações específicas que voam quase 30 minutos.
Algumas Peças para Drone
1. Rádio controle profissional (TX), geralmente de 2.4Ghz, no mínimo 4 canais, ideal acima de 6 canais
2. RX – receiver do rádio controle, que recebe os comandos do piloto e transmite para a placa controladora
3. Placa controladora com diversos sensores: determina os ajustes automáticos de nivelamento e obedece ao piloto, controlando a velocidade de cada motor independentemente, enviando seus os seus sinais para o ESC
4. ESC (Eletronic Speed Controller ou Conntrolador Eletrônico de Velocidade) ajusta a velocidade de cada motor. O ESC é a ponte reguladora de energia entre a bateria e os motores. Cada motor precisa de 1 ESC.
5. Motor: geralmente motores “trifásicos” sem escova, chamados de brushless, convertem a energia elétrica da bateria (vindas pelo ESC) em energia mecânica para as hélices. Possuem ímãs de neodímio, balanceamento perfeito, além de minúsculos rolamentos.
6. Hélices: o que garante sustentação do equipamento em voo. São usados em pares (exceto tricóptero), num quadricóptero por exemplo 2 rodam num sentido e as outras 2 rodam em outro sentido, justamente para eliminar o torque rotacional e o drone não precisar de rotor de cauda como um helicóptero precisa.
7. Bateria de lipo (lithium polymer ou polímetros de lítio): uma bateria das mais modernas que garante alta taxa de descarga (dezenas de ampères) e alta densidade de energia. Geralmente são usadas baterias de 3 células de lipo (3S) até 6S, onde cada célula possui 3.7V de tensão nominal. A capacidade da bateria é medida em mAh, ou seja, a quantidade de amperes que ela consegue fornecer em 1 hora. Quanto maior a bateria, maior tempo de voo, até um certo limite, visto que as baterias são pesadas, e o peso influencia no tempo de voo.
8. Frame: a parte física do equipamento, onde são aparafusados as peças acima. São classificados por tipo (para quadris, hexa, etc), bem como materiais que são fabricados, etc
9. Carregador de bateria de lipo
10. Acessórios, Opcionais diversos ou ferramentas:
a. Voltímetros para apitar avisando que a bateria está acabando
b. Abraçadeiras de velcro para prender a bateria
c. Conectores de alta corrente para baterias do tipo XT60, Dean T Plug, banana ou JST
d. Conectores dos ESC x motores (plug banana)
e. Fios de silicone
f. Abraçadeiras de nylon para fixação dos equipamentos
g. Espumas dupla-face para amortecimento de vibrações
h. Spinner ou adaptador de hélices com o motor.
i. Trem de pouso
j. Rádio link de telemetria para exibição dos sensores a partir de notebook
k. Link de bluetooth para monitorando via sistemas Android
l. Tela de LCD ou OLED para configuração ou ajustes em campo usando o rádio controle
m. Balanceador de hélices para eliminar o jello effect em câmeras, como a GoPro, Mobius ou outras
11. Opcional sistemas de FPV (First Person View - ou visão em primeira pessoa) - fpv
a. Câmera para transmissão ao vivo
b. OSD – On Screen Display – forma um hud, uma sobreposição de texto sobre o vídeo transmitido com informações vitais do voo, como altitude, velocidade, tensão da bateria, satélites gps, etc.
c. Transmissor de vídeo, de 900Mhz, 1.2Ghz, 2.4Ghz ou ainda 5.8Ghz
d. Antenas especiais polarizadas, circular polarizada, clover leaf ou ainda patch direcional
e. Receptor de vídeo de mesma frequência com as devidas antenas
f. Bateria para o receptor de vídeo
g. Tela de LCD, TV, notebook com placa de captura para exibição do vídeo ao vivo transmitido
h. Ou ainda usar óculos de realidade virtual como FatShark, Ocullus, etc
i. Gravador de vídeo DVR com cartão de memória para armazenar o vídeo transmitido
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