كيف يعمل الـ RC transmitter

Greeting
بسم الله الرحمن الرحيم , و الصلاة و السلام على أشرف الأنبياء و المرسلين نبينا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين اللهم لا سهل إلا ماجعلته سهلاً وأنت تجعل الحزن إذا شئت سهلاً


اليوم سنتكلم في موضوع الـ RC transmitter و سنتطرق لشرح أهم ميزاته و لكن قبل الدخول في صلب موضوعنا يتوجب علينا فهم آلية عمل الطائرات

1- المبدأ الأساسي للطيران

جميع الطائرات تدور حول ثلاث محاور متعامدة على بعضها البعض ومتقاطعة عند نقطة مركز الثقالة  للطائرة (Center of Gravity CG). عند التحكم بالموقع والوجهة يجب على الطيار أن يكون قادرا على الدوران بالطائرة حول كل محورمن تلك المحاور .

المحور العمودي Yaw

يمر المحور العموديvertical axis  خلال الطائرة من الأعلى للأسفل. والدوران حول ذلك المحور يسمى الانعراج YAW.فعندما يغير الانعراج الاتجاه فإن مقدمة الطائرة تتحرك يمينا أو يسارا. وسطح التوجيه الرئيسي لذلك الانعراج هو الدفة. RUDDER ويعطي الجنيح تأثير ثانوي على الانعراج.

المحور الطولي Roll

يمر المحور الطولي longitudinal axis حول الطائرة من المقدمة إلى المؤخرة. والدوران حول ذلك المحور يسمى التفاف أو التقلب  ROLL أو تمايل الطائرة الجانبي  BANK. التمايل يغير اتجاه أجنحة الطائرة مع الأخذ بالاعتبار قوة الجذب. لعمل التمايل الجانبي وذلك بواسطة زيادة الرفع لجناح وخفضه للجناح الآخر، فالفرق بالرفع يسبب التمايل للطائرة حول المحور الطولي. سطح التوجيه الرئيسي للتمايل الجانبي هو الجنيح AILERON . الدفة لها تأثير ثانوي على التمايل الجانبي.

المحور الأفقي Pitch

يمر المحور الأفقي أو الجانبي  lateral axis خلال باع الجناح والدوران حول هذا المحور يسمى الانحدار PITCH. الانحدار يغير من اتجاه مقدمة الطائرة العمودي (أسفل أو أعلى). سطح التوجيه الرئيسي لذلك الانحدار هو الرافع .ELEVATOR من المهم الإشارة بأن تلك المحاور تتأثر بتغير حركة الطائرة وأيضا بالنسبة لسطح الأرض، أي بمعنى لو أن الجناح الأيسر يكون متجها نحو سطح الأرض فإن المحور العمودي يكون موازيا لسطح للأرض بينما المحور الأفقي يكون عموديا عليها.

دواسة الوقود Throttle

وهي تعمل كدواسة الوقود فعند زيادة الضغط عليها باتجاه الأمام سترتفع الطائرة عن الأرض و كلما قمت بزيادة الضغط عليها كلما ارتفعت الطائرة أكثر  و العكس صحيح .

2- جهاز التحكم

مما سبق أظن أن أنك عرفت وظائف العصي و إن لم تتضح الفكرة لديك بعد فانظر جيدا في الصورة التالية و ركز على موضع الطائرة بجانب كل عصا


 وظيفة Trim

جميع عصي التحكم Joystick تتكون من two potentiometers على كل من المحورين XY و لكل محور حد علوي و أخر سفلي و نقطة وسط بينهم و مهما كانت جودة الـ Joystick عالية فإنه من النادر أن تتوافق قيم الحد الأدنا و الأعلى لأي منهم مع Joystick اخرى بسبب نسبة الخطاء الموجودة في الـ potentiometer و حدود الحركة الميكانيكية و بتالي ستأثر على نقطة الوسط الخاصة بكل محور . و أضف أيضا استخدام محركات الـ Servo للتحكم بالمحاور الثلاثة YAW, PITCH, ROLL في الطائرات ذات الأجنحة wing aircraft و جميع محركات الـ Servo تحتوي ايضا على potentiometers و بالتالي لها نسبة خطاء قليلة و عند تركيبها نستخدم اسلاك فولاذية رفيعة لربط ذراح محرك الـ Servo مع سطح التحكم و مهما كنت دقيق في تركيبه لن تحصل على الزاوية 0 بين سطح التحكم (الجنيح) و الجناح .
الحل يأتي بإستخدام وظيفة Trim و التي تعمل على تصحيح جميع هذه الأخطاء انظر الصورة التالية :

لاحظ الخطاء الموجود في الجانب الأيمن
تم تصحيح الخطاء بإضافة قيمة Trim لعمل إزاحة إلى اليسار

وظائف متقدمة

في الإعدادات الإفتراضية لأجهزة التحكم تكون المنحنيات لكل من المحور الثلاثة Roll, Pitch and Yaw خطية أنظر إلى الصورة التالية و لاحظ الخط الأسود المتقطع
وهو يمثل كامل مجال العصي و يفترض أن يكون التقاطع مع الخطين المنقطين هو نقطة الوسط لعصي التحكم لكن هذا لن يحدث أبدا و للسبب المذكور في وظيفة Trim فإذا كانت عصي المحاور الثلاثة في الوسط فمن المفروض أن تكون الطائرة ثابته في مكانها في حال كانت من الطائرات العامودية مثل Quadcopter لكن بسبب وجود نسبة الخطاء في المقاومات وعدم الدقة التامة في الحركة الميكانيكية للمقاومة المتغيرة potentiometer ستجد الطائرة تتحرك بشكل بطيء على أحد المحاور الثلاثة و ربما جميعهم بنفس الوقت لحل هذه المشكلة تستخدم الوظيفة Expo function

 وظيفة Expo

في الشكل التالية تبدو القيمة الخطية باللون الأسود بالمقارنة مع الدوال الأسية ذات القيم المختلفة والتي بدورها تقلل من حساسية العصى عند الوسط والتي تسمى بالنقطة المحايدة وبالتالي تقلل من خفة الحركة عندها وهذا ما يضمن ثبات أكبر للطائرة , لكن سوف تتسبب بإنخفاض الإستجابة في المنطقة المحايدة في حال اردت التحرك ببطء شديد .
عادتً يتم ضبط قيمها مابين 30% إلى 40%
مجال القيم من -100..100
 لاحظ الفرق بين الصورتين التاليتين و ركز على موضع العصى و حركة ذراح الـ Servo

Normal control curve without Expo
-50% Expo

 وظيفة Dual Rate

طرق الطيران مختلفة فمنها الرياضي وهي حصرا للمحترفين في تأدية الحركات البهلوانية و منها الثابت او بمعنى أصح الناعم و هو للمبتدئين ولكل منهم إعداداته الخاصة بجهاز التحكم ومن هذه الإعدادات التعديل المزدوج لحدود عصي التحكم ويطلق عليه Dual Rate وهو يعمل على جعل الطائرة تستجيب للعصي بردود فعل أقل نسبيا من القيم الحقيقية للعصي .

في الشكل التالي يظهر المسار الطبيعي لكل من المحور الثلاثة Roll, Pitch and Yaw الخط المتقطع ذو اللون السوداء يمثل القيمة Dual Rate 100% وهو يعتبر القيمة الإفتراضية ,الخطوط الملونة تمثل قيم مختلفة لـ Dual Rate والإنخفاض في قيمة Dual Rate يعني استجابة أقل و هذا يعني انخفاض في سرعة الحركة للطائرة عند رفع العصى لأقصى قيمة و العكس صحيح
Normal control curve without dual rate (and without Expo)
with dual rate 70%

أتمنى من الله عز وجل أن أكون موفقا في شرحي هذا و أي إستفسار مرحب به ضمن التعليقات
و السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
share
شكرا لك ولمرورك