Cosa da sapere su quadricottero, multicottero e dei droni

Non c'è probabilmente un aereo affascinante come un quadricottero. Non molto tempo fa tutto ha avuto un inizio molto piccolo. I primi quadricotteri di volo in modellino sono stati sviluppati da esperti di elettronica e ulteriormente ottimizzati in collaborazione con piloti di modellini esperti.

Dopo che i primi quadricotteri volanti sono stati pubblicati sul mercato, la scena è ufficialmente fiorita. Nel frattempo, per ogni scopo di applicazione e per ogni portafogli c'è il quadricottero adatto. In parte, è davvero sorprendente quali caratteristiche di prestazione sono già offerte nel livello di prezzo base.

• Cos'è un Quadricottero?

• Come funziona un quadricottero?

• Come viene controllato un quadricottero?

• Quali sono i tipi di quadricottero?

• Cosa considerare in caso di acquisto di quadricottero?

• Domande frequenti su quadricottero e multicottero

 

Cos'è un Quadricottero?

Un quadricottero è un modello simile a un elicottero, che può iniziare e atterrare in verticale, proprio come un elicottero. A differenza di un elicottero che possiede una meccanica tecnicamente elaborata, un quadricottero è dotato di quattro eliche disposte orizzontalmente. Queste eliche sono azionate da un proprio motore. In questo modo i componenti meccanici sono ridotti al minimo. L'elettronica è molto più elaborata con i suoi sensori di posizione e accelerazione. Solo grazie a questo intelligente sensore un quadricottero è in grado di galleggiare in modo stabile nell'aria.

I multicotteri più grandi con un'elevata capacità di carico sono dotati in parte di sei o otto eliche. In questo caso, gli apparecchi di volo sono poi chiamati esacotteri o ottocopter. Ma anche drone, quadricottero multicottero o semplicemente multicottero sono le denominazioni più comuni.

 

Come funziona un quadricottero?

Un elicottero necessita di un rotore di coda, in modo che lo scafo non ruoti in direzione opposta alla direzione di rotazione del rotore.

Per far volare un quadricottero, quattro eliche disposte orizzontalmente creano un flusso d'aria orientato verso il basso. Se il flusso d'aria è abbastanza forte, il modello viene sollevato verso l'alto.

Tuttavia, un'elica o un rotore genera anche una coppia sul motore o sull'intero dispositivo di volo. Quando l'elica gira a sinistra, l'aereo gira a destra. Questo è anche il motivo per cui molti elicotteri hanno bisogno di un rotore di coda.

La rotazione del rotore principale (frecce blu) genera una coppia sulla fusoliera (frecce rosse). L'effetto del rotore di coda (freccia verde) compensa la coppia. 

A seconda della potenza di compensazione, è possibile controllare anche la rotazione mirata dell'elicottero tramite il rotore di coda.

Anche con un quadricottero si verifica questo effetto di coppia. Per questo motivo si ottiene un trucco semplice ma geniale:

Dal punto di vista superiore, due eliche girano in senso orario e le altre due eliche girano in senso antiorario. In questo modo le coppie che agiscono sul modello si sollevano l'una dall'altra e il quadricottero non ha bisogno di un braccio con rotore di coda per la stabilizzazione. Inoltre, le eliche sono disposte diagonalmente l'una rispetto all'altra con la stessa direzione di marcia.

L'unico svantaggio: Sono necessarie solo due diverse versioni di elica, in modo che l'aria venga sempre trasportata verso il basso, indipendentemente dalla direzione di rotazione. In particolare durante gli interventi di manutenzione o quando le eliche sono state svitate per il trasporto, durante il montaggio è necessario prestare attenzione al senso di rotazione dei motori o delle eliche.  

A proposito:
La posizione angolare delle singole eliche l'una rispetto all'altra non importa. Infatti, durante il volo, i motori non hanno mai la stessa velocità di rotazione, il che significa che le posizioni angolari cambiano continuamente. Molto più importante è che le eliche siano bilanciate con precisione e ruotino senza vibrazioni.

Sempre due eliche disposte diagonalmente hanno la stessa direzione di marcia.

Se tutte e quattro le eliche vengono accelerate in modo uniforme, il Copter si solleva a una determinata velocità dell'elica. Se il numero di giri viene ridotto leggermente, il quadricottero si sposta a un'altezza costante.

Con ulteriori modifiche del regime di volo in sospensione, il quadricottero sale verso l'alto o riduce l'altezza di volo. I sensori di posizione e accelerazione integrati rilevano le modifiche minime nella posizione di volo e regolano immediatamente il numero di giri dei rispettivi motori. In questo modo il multicottero può sempre mantenere la sua posizione di volo orizzontale e stabile.

Eliche colorate

A causa della struttura simmetrica, spesso non è facile riconoscere correttamente l'orientamento attuale del modello durante il volo.

Soprattutto quando il modello è piccolo e lontano. Per questo motivo i produttori amano utilizzare eliche con diversi colori.

Nell'immagine di esempio mostrata, le eliche anteriori sono rosse e quelle posteriori blu. 

 

Come viene controllato un quadricottero?

Per volare in avanti, ad esempio, dal volo in sospensione, la velocità delle eliche anteriori (A e B) viene ridotta leggermente e la velocità delle eliche posteriori (C e D) aumenta leggermente. In questo modo il Copter si inclina leggermente in avanti. Il flusso d'aria delle eliche è quindi leggermente rivolto all'indietro e spinge il quadricottero in avanti.

Per un volo all'indietro, le variazioni di velocità dell'elica si verificano esattamente in senso opposto. Le velocità delle eliche anteriori (A e B) sono aumentate e le eliche posteriori (C e D) funzionano più lentamente. Il Copter vola indietro.

Il controllo a destra e a sinistra avviene secondo lo stesso schema. Solo che le due coppie di eliche sinistra e destra (A e C) o (B e D) cambiano il numero di giri.  

Per una precisa assegnazione, le eliche sono dotate di un'identificazione.

Per consentire al quadricottero di ruotare in aria sul punto, è sufficiente modificare il numero di giri dell'elica con la stessa direzione di rotazione.

Se il numero di giri dell'elica che gira in senso orario (A e D) aumenta e la velocità dell'elica che gira in senso antiorario (B e C) diminuisce allo stesso modo, la forza di azionamento complessiva rimane la stessa.  Il quadricottero continua a galleggiare a un'altezza costante.

Tuttavia, grazie alle diverse velocità dell'elica, le coppie che agiscono sul quadricottero non sono più bilanciate. Inizia quindi a girare a sinistra. Questo movimento rotatorio intorno all'asse verticale (linea pensata che passa dall'alto verso il basso attraverso il quadricottero) è anche noto come "gate".

Se le variazioni di velocità delle eliche cadono nell'altra direzione, il Copter gira a destra.

Il volo in una determinata direzione, l'altezza di volo desiderata e la rotazione del quadricottero vengono controllati con l'aiuto delle due leve sul telecomando o sul controller. Alcuni Copter offrono anche la possibilità di connettersi allo smartphone tramite WiFi. In questo caso, lo smartphone può essere utilizzato anche per controllare il Copter.    

  

Quali sono i tipi di quadricottero?

I quadricottero vengono distinti in base al loro campo di applicazione. In cui le transizioni tra le singole aree sono fluide.

Quadricottero per principianti

L'ingresso nell'affascinante mondo del quadricottero è già possibile senza grandi spese. Per questo motivo, questi modelli vengono utilizzati come regalo per i bambini. È importante che il telecomando sia progettato per le piccole mani dei bambini e che le eliche siano dotate di staffe di protezione. Inoltre, un adulto deve sorvegliare le operazioni di volo per poter intervenire, se necessario.

Spesso i modelli di classe base dispongono già di una telecamera integrata. In questo modo è possibile fare le prime esperienze con foto e video dall'alto. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, la risoluzione della telecamera non è particolarmente elevata e i video vengono leggermente sfuocati da uno stile di volo disturbato. Tuttavia, il film e la fotografia sono un'ottima aggiunta al divertimento di volare.

E affinché i giovani piloti non si lascino sfuggire il divertimento del volo, molti elicotteri entry-level possono effettuare spettacolari figure è flip. 

Quadricottero per il tempo libero

Nel frattempo, i quadricottero vengono utilizzati anche per scattare foto o video di attività ricreative. I quadricottero offrono una qualità dell'immagine molto buona e sono facili da controllare. Grazie al peso più elevato, hanno un'assetto di volo molto più silenzioso rispetto ai modelli di base più convenienti. I sistemi di stabilizzazione della telecamera (gimbal) garantiscono foto e video senza oscillazioni.

Grazie alla ricezione dei satelliti di navigazione, i dispositivi di volo possono essere orientati nella stanza, anche in caso di vento possono fluttuare autonomamente sul posto ed eseguire manovre di volo autonome.

Particolarmente intelligente: Alcuni esemplari possono essere ripiegati anche in modo compatto e richiedono così poco spazio nel bagaglio o nello zaino.

Droni industriali

Drone industriale con 6 rotori, che può essere utilizzato per la creazione di film e foto e per le attività di ispezione.

Il nome è un po' ingannevole, in quanto questi dispositivi di volo high-end vengono utilizzati con successo anche nell'artigianato, nell'agricoltura e dalle autorità. Ma anche fotografi e reporter amano lavorare con questi sistemi.

L'obiettivo principale di questi droni è quello di portare una telecamera in una posizione difficile o non raggiungibile dal suolo. In questo modo l'ispezione precisa di strutture o camini diventa un gioco da ragazzi. Non è più necessario costruire impalcature o arrampicate pericolose.

I supporti per fotocamera volanti sono Ideal anche per film e foto. La combinazione di diverse modalità di volo e di film crea scatti mozzafiato che altrimenti sarebbero possibili solo con uno sforzo straordinario.

Poiché l'utente di solito si concentra completamente sulle immagini della telecamera, volare è quasi una questione secondaria. Per questo motivo il controllo viene in gran parte utilizzato dall'elettronica nel drone. Per il volo autonomo, oltre a un ricevitore GPS, sono presenti a bordo una bussola e sensori di rilevamento di ostacoli e di posizione.

 

Droni da corsa

I Race Copter o i droni da corsa sono dispositivi di puro divertimento che richiedono molta sensibilità alle dita e forti nervi. Perché questi droni si muovono alla massima velocità su un circuito con porte e piloni. A tale scopo, i droni da corsa sono dotati di telecamere che trasmettono le loro immagini in diretta agli occhiali FPV dei piloti. I piloti del telecomando sperimentano l'esperienza di corsa quasi dal punto di vista della cabina di pilotaggio. Ma anche per gli spettatori che guardano l'evento più o meno dall'esterno, è sempre affascinante quanto siano veloci e maneggevoli questi racer. 

Per iniziare la scena sono disponibili Race Copter già pronti, con i quali è possibile sperimentare un vero e proprio feeling da corsa. I costruttori di modelli esperti costruiscono da soli il loro dispositivo da corsa con la tecnologia più alta per trovare la configurazione migliore per le loro esigenze. Questi Race Copter sono inoltre estremamente stabili, in modo che possano sopportare in modo incredibilmente ridotto le corse e gli incidenti.

 

Cosa considerare in caso di acquisto di un quadricottero?

Qquale modello scegliere dipende in ultima analisi da diversi fattori che abbiamo elencato qui per voi:

Scopo di utilizzo e campo di applicazione

Per le persone che vogliono semplicemente testare il volo con un quadricottero, i modelli di base sono particolarmente adatti. Tuttavia, è necessario assicurarsi che i copter piccoli e leggeri siano adatti solo in parte all'uso esterno, a causa della loro sensibilità al vento.

Con un copter per attività ricreative o anche per uso commerciale, la scelta del modello giusto non è così semplice. È necessario riflettere attentamente su quali funzioni sono necessarie e quale compito deve essere svolto.  Mentre gli escursionisti e gli scalatori preferiscono le copie più compatte, un tetto o un tornante a camino presterà maggiore attenzione alla facilità d'uso e al volo in sospensione preciso. I fotografi e i video filmer, d'altra parte, si concentra sulla qualità dell'immagine e sui lunghi tempi di volo.

Telecamera integrata

Le fotocamere dei copter per principianti spesso lasciano aperte alcune richieste in termini di qualità video o orientamento dell'obiettivo. Chi mette l'accento sulla qualità dovrebbe in ogni caso scegliere un modello con stabilizzazione elettronica dell'immagine. È ancora meglio se la telecamera stessa viene stabilizzata meccanicamente tramite un gimbal. In questo modo eventuali movimenti oscillanti del Copter non vengono trasmessi al supporto della telecamera.

Oltre alla risoluzione della telecamera, anche la memorizzazione di foto e video svolge un ruolo importante. Se la memorizzazione non avviene su una scheda SD in volo, gli errori di trasmissione possono essere notati come disturbi dell'immagine.

Funzione GPS 

La funzione si chiama GPS, ma oltre ai satelliti di navigazione del sistema di posizionamento globale, spesso vengono ricevuti e valutati anche i satelliti di navigazione GLONASS Russi. In questo modo i quadricottero possono mantenere la loro posizione di volo in sospensione anche in caso di vento e, se necessario, eseguire manovre di volo autonome.

I droni senza GPS dispongono anche di un sistema di stabilizzazione, ma si riferisce solo all'allineamento orizzontale in volo. Non è possibile riconoscere se, ad esempio, vengono sfalsati lateralmente per effetto del vento.

Importante:

Il GPS funziona solo in ambienti esterni. In caso di utilizzo indoor, i segnali dei satelliti vengono scherma, in questo modo le funzioni basate su GPS non funzionano o non funzionano più in modo affidabile.

Rilevamento ostacoli

Un buon rilevamento degli ostacoli gioca un ruolo sempre più importante. In particolare quando si utilizzano manovre di volo automatiche, come ad esempio la funzione di inseguimento o la funzione di ritorno automatico.

Ma questa funzione è spesso molto utile anche in voli regolari. Infatti, a partire da una determinata distanza, è molto difficile valutare correttamente la profondità spaziale e quindi la distanza effettiva da un ostacolo.

Durata della batteria ricaricabile

I tempi di volo raggiungibili sono spesso il punto di forza per i modelli principianti. Perché i modelli più piccoli non sono in grado di trasportare batterie grandi e pesanti. Spesso dopo 5 minuti il divertimento di volo è finito e la batteria di volo deve essere ricaricata. Per questo motivo si consiglia di scegliere un modello in cui le batterie possono essere ricaricate anche al di fuori del modello. In questo modo è possibile continuare a volare con una batteria ricaricabile di ricambio, mentre la batteria precedentemente utilizzata viene ricaricata.

I Copter più grandi hanno generalmente tempi di volo più lunghi e in parte sono incluse batterie ricaricabili aggiuntive. In caso contrario, le batterie ricaricabili aggiuntive sono disponibili come accessori opzionali.

Prezzo di acquisto

Un altro criterio di acquisto non da valutare è il prezzo. Tuttavia, ogni utente deve scegliere se rinunciare a determinate caratteristiche a un prezzo più conveniente. In caso di dubbio, è utile contattare un esperto in Conrad e risolvere tutte le domande aperte in modo personale.

  

Altre domande frequenti sul quadricottero

Cos'è un Gimbal?

Un gimbal è un supporto per telecamera stabilizzato. In questo modo i movimenti oscillanti del drone non vengono trasmessi alla telecamera in caso di rapidi cambi di direzione durante il volo. La guida silenziosa della telecamera così generata garantisce quindi video assolutamente privi di sfarfallii.

A cosa devo fare attenzione quando si utilizzano droni?

L'utilizzo dei droni è soggetto a disposizioni legali. Inoltre, deve essere disponibile una copertura assicurativa valida. Se l'impiego di droni non è coperto dall'assicurazione di responsabilità civile esistente, può essere fornita un'assicurazione adeguata tramite l'Associazioni di modellisti.

Cosa significa FPV?

L'acronimo FPV significa "First Person View" e significa tanto quanto "la vista dal cockpit". A tale scopo, nei modelli vengono integrate telecamere rivolte in avanti, che trasmettono i segnali agli occhiali di monitor o FPV. L'utente controlla quindi il suo modello in base alle immagini della telecamera e ha l'impressione di essere seduti anche nella cabina di pilotaggio.

Cosa significa headless?

Quando il quadricottero gira in volo in sospensione, dal punto di vista del pilota del modello le direzioni di movimento cambiano. Ciò è particolarmente evidente quando il copter è rivolto verso il pilota dopo una mezza rotazione con la parte anteriore. In questo momento, se il trasmettitore viene controllato a sinistra, il modello si sposta a destra dal punto di vista del pilota.

In modalità headless, non importa in quale direzione è orientata la parte anteriore del modello. Se il trasmettitore è controllato a sinistra, il quadricottero vola sempre a sinistra dal punto di vista del pilota.