Tethered Drone چیست؟ (مبتدی)
یک Tethered Drone (پهپاد مهار شده) به جای باتری، برق خود را از طریق یک کابل بلند از زمین دریافت می‌کند. این حل مشکل اصلی پهپادها یعنی محدودیت زمان پرواز را. یک پهپاد Tethered می‌تواند ساعت‌ها یا روزها بدون فرود در یک ارتفاع ثابت بماند.
برق معمولاً از ۲۲۰V شبکه به ولتاژ بالا (مثل ۴۸V یا ۱۰۰V DC) تبدیل می‌شود تا افت ولتاژ در کابل کم شود، سپس روی پهپاد به ولتاژ مناسب موتورها (مثلاً ۲۴V) کاهش می‌یابد. کابل معمولاً یک کابل کواکسیال یا کابل نازک برق است که مقاومت کمی دارد.
محصولی که می‌سازید
یک سیستم Tethered برای پهپاد موجود تا ۳kg با کابل ۵۰ متری و مبدل 220V به 24V 10A.
- ارتفاع پرواز: تا ۵۰ متر
- زمان پرواز: نامحدود
- هزینه افزوده: ۲ تا ۵ میلیون تومان
محاسبه افت ولتاژ در کابل
// پهپاد 3kg با 4 موتور: مصرف ≈ 150W در hover
// ولتاژ انتقال: 48V (بهتر از 24V)
// جریان: P/V = 150/48 = 3.1A
// مقاومت کابل 2×50m با سیم 0.5mm²:
// ρ(مس) = 0.0175 Ω·mm²/m
// R = ρ × L / A = 0.0175 × 50 / 0.5 = 1.75Ω هر هادی
// R_total = 2 × 1.75 = 3.5Ω
// افت ولتاژ: ΔV = I × R = 3.1 × 3.5 = 10.8V
// ولتاژ رسیده: 48 - 10.8 = 37.2V → مبدل روی پهپاد: 37V → 24V
// راه‌حل بهتر: کابل 1mm² یا ولتاژ 100V
// با 100V و 1.5A: ΔV = 1.5 × 3.5 = 5.25V → 94.75V → 24V ✓
قطعات سیستم Tethered
| قطعه | مشخصات |
|---|---|
| منبع تغذیه 48V/10A | 480W — تبدیل 220V AC |
| مبدل BUCK روی پهپاد | LM2596 / XL4016: 48V → 24V |
| کابل ۲×۰.۷۵mm² × ۵۰m | سبک، انعطاف‌پذیر |
| قرقره کابل پیچ | برای جمع کردن خودکار |
| فیوز 15A در منبع | ایمنی |
تنظیمات ArduPilot برای Tethered
// پهپاد Tethered باید همیشه در یک ارتفاع ثابت بماند
// ArduCopter Loiter Mode + محدودیت ارتفاع:
FENCE_ENABLE = 1 // فعال کردن حصار ارتفاعی
FENCE_TYPE = 1 // Max Altitude fence
FENCE_ALT_MAX = 50 // حداکثر ۵۰ متر (طول کابل)
FENCE_ACTION = 1 // RTL در صورت نقض حصار
// محدودیت شعاع افقی (اختیاری):
FENCE_TYPE = 5 // Altitude + Circle
FENCE_RADIUS = 10 // حداکثر ۱۰ متر افقی