Funzionamento di un Drone e Diverse Tipologie

Sempre più persone oggi si avvicinano al mondo dei droni. Dopotutto, cosa c’è meglio che realizzare bellissime immagini di paesaggi visti dall’alto. Di conseguenza, sono comparsi sul mercato numerosi droni, dai mini droni ai droni professionali. Tuttavia, poiché sul mercato sono disponibili diversi modelli, è necessario conoscere il tipo di drone che si sta scegliendo, e magari capirne il funzionamento.

Quindi, se hai intenzione di acquistare un drone, vorrai sapere come funziona. Come principiante, ovviamente, all’inizio non sarà facile volare. Ma dopo aver fatto pratico per almeno un paio di volte, ti ci abituerai. Ma prima vediamo le basi…

Cos’è un Drone e Come Funziona?

Un drone è un termine per riferirsi ai veicoli aerei senza pilota (UAV), che non richiedono che i piloti a bordo siano guidati. Questi velivoli sono controllati a distanza con mezzi elettronici e computazionali, sotto la supervisione dell’uomo. Sono attrezzati per resistere a lavori pesanti e ambienti ostili, ed è per questo che sono diventati molto comuni tra fotografi, militari, aziende di consegna, ecc.

I droni sono generalmente molto leggeri. La maggior parte della composizione è in fibra di carbonio, con alcune strutture in plastica e metallo. Sono guidati da telecomando o automaticamente da computer. I controller possono essere leve, smartphone o tablet e consentono il decollo, il funzionamento e l’atterraggio. Piccoli motori elettrici ruotano le eliche che supportano il dispositivo, un principio molto simile agli elicotteri. I droni hanno una batteria rimovibile che fornisce, in media, 10 minuti di volo Molti produttori vendono batterie extra, consentendo di ottenere fino a 25 minuti di volo. Tuttavia, una batteria più potente significa più peso per il drone.

I controller comunicano con il drone tramite onde radio o tramite Wi-Fi. Nella fusoliera del dispositivo è presente un “cervello” del microcontrollore che contiene i sistemi di navigazione e controllo. In questo circuito di solito è presente un chip GPS, che consente una navigazione precisa e un volo più libero. Utilizzando le posizioni di localizzazione satellitare, è possibile tracciare in anticipo un percorso per il drone Sulla stessa scheda è presente un sensore che riceve le istruzioni di navigazione e le trasmette ai motori, aumentando o diminuendo l’accelerazione dell’elica e l’altitudine. I droni sono programmati per atterrare lentamente, poiché un atterraggio rapido può causare un incidente, proprio come con gli elicotteri.

Rotori e Motori

I rotori sono responsabili del movimento verticale di un drone. Il drone utilizza i rotori, tipicamente costituiti da un’elica collegata a un motore, per librarsi e scattare immagini o qualsiasi cosa tu voglia che faccia ad alta quota. Il drone si libra quando due dei suoi quattro rotori si muovono in senso orario mentre gli altri si muovono in senso antiorario, assicurando l’equilibrio dello slancio laterale del drone.

Come accennato in precedenza, i droni hanno bisogno di motori per funzionare. Senza motori, un drone non può funzionare. I motori alimentano ogni rotore o elica in un drone. Inoltre, i motori forniscono il movimento di rotazione alle eliche, consentendo così loro di lasciare il suolo e dare sollevamento. Le eliche forniscono più portanza man mano che il drone guadagna quota, spingendo così i motori a funzionare ancora più velocemente. Inoltre, i droni in genere sono disponibili con due motori diversi: brushed e brushless. I motori a spazzole sono tradizionali e gettano le basi per la tecnologia dei motori standard. Un motore a spazzole utilizza un rotore centrale circondato da uno statore rivestito da una coppia di magneti. I motori a spazzole, d’altra parte, utilizzano uno statore posizionato centralmente circondato da un rotore rivestito da una serie di magneti. Sono considerati un’alternativa più efficiente.

Altimetro e accelerometro 

Anche l’altimetro e l’accelerometro sono fondamentali per il funzionamento di un drone. Entrambi i componenti lavorano insieme. Mentre l’accelerometro comunica al drone la sua direzione e velocità, l’altimetro fornisce alla macchina le informazioni sulla sua altitudine. Grazie a queste caratteristiche, il drone può atterrare lentamente senza incidenti.

Fotocamere

I droni sono i più popolari per scattare foto aeree. Ad esempio, i droni personali possono essere utilizzati per scattare foto di proprietà. I droni militari scattano anche foto di obiettivi, principalmente per scopi di spionaggio. Entrambi i tipi di droni non possono scattare foto senza le telecamere integrate al loro interno. Le telecamere sono generalmente posizionate sotto i droni, centralmente. Con queste fotocamere, i piloti possono facilmente catturare belle foto. Ad esempio, il DJI Mavic Air 2 cattura impressionanti foto da 48 MP con un sensore CMOS da 1/2 pollice mentre il suo gimbal a 3 assi fornisce video 4K/60 fps. Questo è in aggiunta ai 34 minuti di volo.

Come fa un Drone a volare in Diverse Direzioni?

Non è raro che qualcuno si chieda come volano i droni. Alcuni potrebbero considerarlo un miracolo, ma vorremmo descriverlo come la fisica in azione. Ricorda che abbiamo menzionato in precedenza come i motori e le eliche funzionano insieme. Bene, sono responsabili del volo dei droni. I motori fanno girare le eliche mentre queste ultime spingono contro le molecole d’aria per far muovere il drone. Sei ancora all’oscuro? Ok, immaginati di nuotare. Riesci a vederti prendere le mani a coppa e usarle per spingere contro l’acqua mentre il tuo corpo si muove in avanti? È simile a come volano i droni! Spingendo le molecole d’aria verso il basso con la loro rotazione, le eliche tirano inavvertitamente il drone verso l’alto.

Devi aver notato che menzioniamo i sensori di evitamento degli ostacoli all’inizio di questo articolo. Questi sensori sono esattamente ciò che suggeriscono. Sono integrati nei droni per aiutarli a rilevare gli ostacoli sulla loro traiettoria di volo. Una volta che i sensori di evitamento degli ostacoli di un drone rilevano un ostacolo sulla strada della macchina, avvisano il pilota che dovrebbe cambiare la traiettoria di volo. Se il percorso non viene modificato, il drone si fermerà e si librerà fino a quando il pilota non lo dirigerà lontano dall’ostacolo. I sensori sono caratteristiche comuni nei migliori droni per le ispezioni dei tetti.

Diversi tipi di Droni

L’enorme popolarità dei veicoli aerei senza pilota (UAV) significa che ci sono un sacco di diversi tipi di droni tra cui scegliere. Questa è un’ottima notizia per le persone che desiderano la propria piccola macchina volante, ma dovrai fare un po’ più di ricerca per scoprire il miglior drone per le tue esigenze specifiche.

Oggi abbiamo raccolto quattro diversi tipi di droni in questa guida, quindi dai un’occhiata alle loro caratteristiche uniche per scoprire cosa porta questi UAV alle loro nuove vette di popolarità.

1. Droni multirotore

Se hai visto piccoli droni vicino casa tua, probabilmente sono modelli multirotore. Questi modelli hanno diverse ventole sopra il loro corpo compatto. Le eliche multiple creano una portanza potente e danno al pilota un controllo preciso.

Le loro piccole dimensioni e il controllo eccellente rendono i droni multirotore un’ottima opzione per la fotografia aerea. Possono librarsi facilmente e decollare anche verticalmente, aggiungendo un altro livello di versatilità.

Tuttavia, ci sono aspetti negativi di quadricotteri, esacotteri e ottocotteri. L’aggiunta di più rotori rende un drone più difficile da controllare. Anche tutte quelle parti mobili consumano energia extra, scaricando le batterie più velocemente. Avrai meno di un’ora di volo dalla maggior parte dei droni multirotore. Ciò li rende più adatti per la fotografia e la videografia.

2. Droni ad ala fissa

Come suggerisce il nome, i droni ad ala fissa assomigliano più agli aerei convenzionali, che richiedono una pista o una catapulta per essere lanciati. Non hanno capacità di decollo verticale come quadricotteri e droni a rotore singolo e questo sistema di velivoli senza pilota non può librarsi.

Questi attributi li rendono ideali per coprire lunghe distanze. Non devono nemmeno funzionare a batterie; molti droni ad ala fissa si affidano invece a motori a gas.

Il tempo di volo, la portata e la velocità dei droni ad ala fissa li rendono ideali per gli utenti militari, di sorveglianza e hobbisti che desiderano un’esperienza di volo più pura. Tendono ad essere più costosi e richiedono più esperienza rispetto ad altre scelte sul mercato.

3. Droni stile elicottero a rotore singolo

Questi droni in stile elicottero combinano le migliori caratteristiche di piccoli dispositivi multi-rotore e grandi unità ad ala singola.

La loro dipendenza dai rotori aiuta questi dispositivi a librarsi e lanciarsi verticalmente. Tendono ad essere più grandi delle loro minuscole controparti, adattandosi a trasportare carichi utili più grandi. La mancanza di più motori li rende più efficienti rispetto ai modelli multirotore.

Questi droni tendono ad essere più grandi e complessi di altri tipi di droni, in particolare i modelli multirotore. Ciò aumenta i loro prezzi e li rende in qualche modo più difficili da imparare a operare. Quelle lame più grandi possono anche renderle più pericolose, quindi è una buona idea ottenere un addestramento adeguato prima di mettere da parte i tuoi soldi.

4. Droni VTOL ibridi ad ala fissa

I modelli ibridi ad ala fissa sono la più recente tecnologia di droni sul mercato. Combinano il lungo raggio e il tempo di volo dei droni ad ala fissa con la capacità di decollo verticale di un dispositivo basato su rotore. Questa versatilità rende questo hardware ibrido un’ottima scelta per l’uso commerciale dei droni. Alcune aziende stanno già utilizzando questi modelli per la consegna.

I droni VTOL ibridi sono incredibilmente versatili, il che li rende un’ottima opzione per il volo a lunga distanza. Tendono anche ad essere un po’ costosi rispetto ai loro cugini più comuni. Sono anche una tecnologia relativamente nuova, il che li rende una buona scelta per i primi utenti.