شرح مبدأ عمل الـ RC Remote Control

*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.*

 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 محور من 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 الأن عرفت وظائف العصي في الصورة التالية لذالك لن أتطرق لشرحها

ما هو مفتاح Trim

يعمل على تصحيح نسبة الخطاء في عصى التحكم المسئول عنها . عندما تلاحظ أن الطائرة غير ثابتة في الجو أي أنها تتحرك في احد المحاور الثلاث بشكل بطيء مع أن العصي في الوسط فهذا يدل على انك تحتاج لمعايرة العصى المسئولة عن هذا المحور وهنا يتوجب عليك المعايرة باستخدام مفتاح Trim  للزيادة و النقصان حتى يتم تصحيح الخطاء .

 3- اشارة PPM

في اغلب الأجهزة المتقدمة يكون المرسل مستقل عن الجهاز و يتم تركيبه على جهاز التحكم عبر منفذ خاص كما في الصورة 

تتم تغذية المرسل عن طريق هذه المأخذ إضافة إلى الإشارة PPM والتي تعتمدها أغلب المرسلات والتي تعبر عن قيم القنوات كما في الشكل التالي

تركيبة اشارة PPM

1- الطول الكلي للحزمة كاملة هو 20ms~.

2- نبضة المزامنة و يكون زمنها مساوي 20ms مطروح منها ازمنة النبضات من t1 حتى t8 .

3- زمن النبضة Tn يعبر عن قيمة القناة وهو عادت من 750us حتى 2250us حيث n تعبر عن رقم القناة .

يقوم المرسل بقياس طول النبضات و يرسل ازمنتها لاسلكيا إلى المستقبل و الذي بدوره يقوم بإخراجها على هيئة PWM بتردد 50Hz على مخارجه

4- معلومات 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 السبب أن العصي هم عبارة عن مقامومات متغيرة  Potentiometer وجميعنا يعلم بوجود ما يسمى بنسبة الخطاء في العديد من العناصر الإلكترونية و المقاومات من هذه القطع 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 ستجد الطائرة تتحرك بشكل بطيء على أحد المحاور الثلاث و ربما جميعهم بنفس الوقت لحل هذه المشكلة يستخدم ما يسمى بـ 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

Normal control curve without Expo

-50% Expo

انواع الطيران مختلفة فمنها الرياضية وهي حصرا للمحترفين في تأدية الحركات البهلوانية و منها الثابت و الـ FPV و فيها يكون الطيران ناعم وكل منهم يحتاج ضبط بعض الإعدادات في جهاز التحكم ومن هذه الإعدادات التعديل المزدوج لحدود عصي التحكم ويطلق عليه Dual Rate وهو يعمل على جعل الطائرة تستجيب للعصي بردود فعل اقل نسبيا من القيم الحقيقية للعصي 

 في الشكل التالي يظهر المسار الطبيعي لكل من
المحور الثلاثة Roll, Pitch and Yaw في الخطوط المتقطعة السوداء هذا الخط متوافق مع قيمة 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 خفة الحركة للطائرة 

Normal control curve without dual rate (and without Expo)

with dual rate 70%

اتمنى من الله عز وجل ان أن يكون هذا المقال ببساطته نافعا لكم أخوتي الأعزاء في كروب عشاق الطائرات (egfly)

والسلام عليكم ورحمة الله و بركاته

عبدالله جلول