Come costruire un quadricottero con Arduino

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Al giorno d'oggi, i quadricotteri, o droni, sono oggetti aeromobili che stanno incontrando una rapida diffusione per merito dei loro svariati impieghi. Esistono infatti modelli molto sofisticati per uso militare o civile. Le attività che possono essere svolte sono molteplici, si va dai rilievi e alle riprese video passando per i modelli destinati al trasporto di altri oggetti. In commercio se ne trovano alcuni che sono poco più che giocattoli, ma in realtà possono essere sfruttati anche per usi molto importanti, come per, esempio, il controllo e il soccorso. Ovviamente insieme ai modelli, variano anche i prezzi: per realizzarne uno, anche semplice, si va dalle poche decine di euro per meri giocattolini volanti alle migliaia di euro per quelli più sofisticati. Per un prodotto di media qualità si investono più o meno dai 200 ai 350 euro. Quindi ce ne sono di tutti i tipi e per tute le tasche. Se ne possono acquistare alcuni già pronti all'uso oppure se ne possono comprare altri da costruire. Costruirne uno può essere un’attività che regala molte soddisfazioni, ma non è detto che possa risultare un’impresa semplice. Vediamo ora, come costruire un quadricottero con Arduino.

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Occorrente

  • 2 eliche CW (senso orario)
  • 2 eliche CCW (senso antiorario)
  • 4 motori Brushless
  • 4 ESC (Electronic Spedd Controller)
  • 1 FC (Flight Controller)
  • 1 Frame (Telaio)
  • 1 Batteria di LiPo (Polimeri di litio)
  • 1 radiocomando con ricevitore 4 o più canali
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Il quadricottero

Il quadricottero appartiene alla cosiddetta famiglia dei multi rotori, così chiamati per la presenza di 3 o più motori dotati di eliche. Il quadricottero, in particolare, monta 4 motori corredati di eliche. La presenza di questi quattro motori permette di simulare le manovre base di un elicottero, ossia di salire e scendere di quota oppure di procedere in avanti e indietro.
I 4 motori vengono necessariamente accoppiati due a due, questa premura garantisce un'andatura durante il volo molto più stabile. Inoltre, questi devono essere in grado di procedere rispettivamente in senso orario e antiorario. Nello specifico, il rotore posteriore ha un ruolo essenziale perché garantisce ancora di più degli altri la stabilità dell'apparecchio durante il volo.
Per quanto sopra, è chiaro che i motori con le eliche dovranno essere montati necessariamente in maniera appropriata, poiché se così non fosse, non sarebbero in grado di contrapporsi per annullare le rispettive energie rotatorie.

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La configrazione

Particolare cura e attenzione occorrono durante la fase di progettazione a tavolino della configurazione del quadricottero. Le configurazioni standard sono di due tipi a croce (+) o a ics (x). Comunque, in entrambe le opzioni i motori rappresentano le estremità degli assi del telaio (frame).
Ciò che è effettivamente caratterizza le due configurazioni è la direzione di volo: nel tipo a +, la linea di volo è rappresentata dai motori collocati sulla linea verticale; in quella a x, la direzione di volo è rappresentata dai motori collocati sui due lati.
Con i motori post all’’estremità, l’unico punto in cui possono essere alloggiati il sistema di controllo e la batteria è l’intersezione degli assi. In buona sostanza, saranno posti al centro del quadricottero.

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Il volo

Avviando i motori, questi dovranno procedere alla stessa velocità, se non sono stati compiuti errori nella costruzione del quadricottero. Saremo noi a decidere la velocità dell'apparecchio, tramite apposito telecomando, aumentandola o diminuendola secondo le nostre preferenze.
Per far sì che il quadricottero prenda quota, la velocità di rotazione deve essere maggiore del peso dell'oggetto stesso. Se i pesi sono uguali, e non ci sono elementi esterni a turbare il volo, la velocità dei motori rimane costante.
Per muovere avanti e indietro il quadricottero, bisognerà agire sul becheggio, mentre tramite il rollio si potra spostare l'apparecchio lateralmente. L'ultimo movimento consentito è l'imbardata, ovvero il movimento di rotazione su sè stesso.

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Guarda il video

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Partire con modelli più economici
  • Testare il drone in zone isolate
  • Prendere lezioni di guida se si è neofiti
  • Disarmare il drone alla fine di ogni prova
  • Avere molta pazienza
Alcuni link che potrebbero esserti utili:

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