LCJH G8 四軸飛行器 游本孚

LCJH G8 四軸飛行器 游本孚

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LCJH  G8 生活科技 四軸飛行器學思達講義

游本孚老師                    班級 座號:      姓名:

主題 : 四軸飛行器的科技系統工作原理

教學目標 : 了解科技系統中, 輸入/ 輸出/ 回饋 的工作模式

一  飛行器的基本原理

1. <想想看> 一般的直升機是______軸的. 只有一軸的話, 會有甚麼現象?

2. <想想看> 無人機靠四軸產生往____的升力 ( 風是往______吹的)

3. <討論看看>: 四軸分別是如何旋轉的? 用箭頭標示旋轉方向

   

   
   
   
   

   

   
   

4. <自學> 運動原理: 資料1:   https://reurl.cc/Gba84G

無人機只是飛行的載具, 而更重要的是. 要彰顯飛行的_________________

5. < 思考 > 將下列運動的旋翼方向畫出來:(轉速低的用單箭頭表示,轉速高的用雙箭頭)

向前運動       向後運動         向左運動          向右運動         逆時針旋轉      逆時針旋轉

https://lh6.googleusercontent.com/ZNbmUy-c1UDwlfFilSpZmvmX9Mmtx4Uux0vK9OlP1WTF9_mvtcgdcmTU7vpjsVvT2kUPRQRh1hBhoUD6Kwcz_mlICZHDJH4Mue9bUw2x3gOsLgFkVMc63h0FWPsLS5Znoh4J4AkWMfRxXFa-85EytQ

https://lh6.googleusercontent.com/ZNbmUy-c1UDwlfFilSpZmvmX9Mmtx4Uux0vK9OlP1WTF9_mvtcgdcmTU7vpjsVvT2kUPRQRh1hBhoUD6Kwcz_mlICZHDJH4Mue9bUw2x3gOsLgFkVMc63h0FWPsLS5Znoh4J4AkWMfRxXFa-85EytQ

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https://lh6.googleusercontent.com/ZNbmUy-c1UDwlfFilSpZmvmX9Mmtx4Uux0vK9OlP1WTF9_mvtcgdcmTU7vpjsVvT2kUPRQRh1hBhoUD6Kwcz_mlICZHDJH4Mue9bUw2x3gOsLgFkVMc63h0FWPsLS5Znoh4J4AkWMfRxXFa-85EytQ

https://lh6.googleusercontent.com/ZNbmUy-c1UDwlfFilSpZmvmX9Mmtx4Uux0vK9OlP1WTF9_mvtcgdcmTU7vpjsVvT2kUPRQRh1hBhoUD6Kwcz_mlICZHDJH4Mue9bUw2x3gOsLgFkVMc63h0FWPsLS5Znoh4J4AkWMfRxXFa-85EytQ

https://hom-wang.gitbooks.io/quadcopter/content/02_Principles.html

https://lh5.googleusercontent.com/djAQ2B_8m7dKFtjFUgOUTG9wk9nRVHk0jB3TBADMuZq1QGyCnLsHuLJZKMej53OnyX9JwQuvHBL6VngZv7nsO9FZCYCCIwC1x5RPW0o4FDVreZaFgVfzVIKBglHiqJ7jP1adWSfs6Pus0K_EDhIh5Q

https://lh6.googleusercontent.com/DQTMC1MUygGsRTqKZJF3KgnmSNJJCteyeY94TT3qy8KAcfwEpb-o2fFri4V5_I9DO9hn006RHMu7oXCUuKOLAfvlOPok1vMT3nMk9lIZmhivkzZYBh_weoIF1SO3tA3LbWhWGHpxzxsm8zsHTvwt-Q

6. < 想想看 > 舉出三個無人機的應用 :

(1)

(2)

(3)

將應用分享在Slido

https://lh3.googleusercontent.com/9l-FK0YnmaRZcut53bNNvLYhGIg4TvOpmL9DQiuqvWMrfA-bLZEkaRUFzO55I1b7z5wnnv9QdRF4k-RbVJoiH0Q6P9dJO_OiWJGsUFS1Lw2m64TcC79H801Alhy00N-5UI7tlLVovh1T1uu1ti9uDQ

https://lh5.googleusercontent.com/fDMV7itxCtnsdMHvwaE4oMc4HXxhhz_gLQ6CkSau65ebMackWML_r14_pDORheyh78bkLoMnEyIchx5oIiw-TcjRsh-Z7BTQ9hPXya7RgPUYwnJk8obSEEHswaBgJ_JO96eaQanmq6MNKcatJv9cZQ

二 飛行器的結構組成:

1. 四軸飛行器的基本組成 : 參考這二個網頁

< 自學> 參考這二個網頁:https://reurl.cc/n5pa2v

https://hom-wang.gitbooks.io/quadcopter/content/03_Structure.html ****並回答填空      ****

1. ____________ : 向飛控發出訊號

2. __________: 是飛行器的大腦，保持自身穩定飛行；接收遙控器訊號，並將訊號傳輸給電調告訴它如何飛行

3. 電調( 電子調速器) ：_______________________________________________________

4. 電機 ( 馬達 ) ：__________

5. ______________ : 透過旋轉產生推力

6. 機身

   

   
   

7. ______________ : 提供控制板和馬達的電源

8. <想想看> 描述這三種運動, 是如何做到的 :

a.垂直運動 :

b.俯仰運動:

c.滾轉運動:

3.  <思考> 輸入與輸出 :  填上空格並區分輸入與輸出

4. 主機版內感應器:  < 自學> 閱讀QR code 文章. 簡單描述下列四項感應器的功能或作用

( 文章中數學的部分可跳過)

https://lh4.googleusercontent.com/2oQbJjeaosrhmKh7jzALVPbGbjhM_bbzj2_BfSc1OdmlJn9sTE1FAasf_e-dO66ckjlqbG1e0E_D1YqdwNRaRaSXy07Kc3diWj5LiEZKwm0omE8ki-Y4bjo2zb_PDLFlPC0mAAJinIfhULa6XMYJeQ

https://hom-wang.gitbooks.io/quadcopter/content/04_Sensor.html

陀螺儀（Gyroscope or Gyro）

加速度計（Accelerometer or G-Sensor）

磁力計（Magnetometer or Compass）

氣壓計（Barometer）

三 < 自學與思考> 閱讀產品說明書: https://reurl.cc/Ok6ZkR ,   列出你在購買時, 每項最在意的兩個規格:

• 飛行器

• 雲台

• 相機

• 遙控及圖傳

• 充電器

• 智能飛行電池

  https://lh4.googleusercontent.com/etiaj5lhGFQPsHhjioJbN5YVHkrj7jZ-LdzjRjmexgoAm5xMtsyBnRXeEZnm5tLHWK9jzWIitkXmC1nV5iYB6Em6dM1ch73z2w-nl7QxhzPgLF3Q4XCGaZg9bwIS_qqqQOsjSL8S6udTS02vT8wIdg

四 飛行器的功能與操作:

1. < 自學與思考> 列出影片 https://youtu.be/nMWlE0rw5XY 中有提到的10種操作或功能 :

https://lh3.googleusercontent.com/p7apRxsevenMkb0ZGr4sYLvOzgWNcDA56PZaGpM0L4n81c4ngAvPiQQVAS2OsMkbDSCLNaArPj2aMjAaGPnegMSWkyv275PUrGZ3rStJAzscVXQ1OnyA_5JCSZlcDqSTMeET1oaqK4lsNkjX3Ud_CA

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2.< 思考>影片中提到, 智能自動返航在何種情況下會執行?

五 自動返航概念:

1. 宣佑 從蘭州國中的大操場, 用四軸飛行器執行空拍的任務 , 他所計畫的任務: 任務A是校園中庭的木棉花, 任務B是保安宮 , 任務C是101大樓

他所用的飛行器是 DJI Mini 2   規格 : https://www.dji.com/tw/mini-2/specs

Untitled

< 自學與思考> https://reurl.cc/95Wevd

2.  影片中, 何種狀況會觸發失控返航 :

3. 影片中, 當啟動智能返航功能時, 無人機需要依靠哪些訊息來返回出發點 ( 含避障) ?

4. 返航原理 : 啟動 (DJI Mavic) 返航, 不同狀況時的返航原理 : 影片 https://youtu.be/ej3RWHM2mss

https://lh6.googleusercontent.com/3r381gLFu2kHPv4c1MAQ1P5oejGpPLSrX1TKP4_GJRMbDs-vqmYenEkKF61pNjiTM2cpxNl0EK9vzIKfab1qPsoahgOGCnjOfnh-E3NBYUoh21oYK0yDMOxvtBBz3Ib8kOtz-LFT-5Q3Hje2WWgW9Q

https://lh6.googleusercontent.com/gD1Ql2BfFFKKXwrFn7ZfPaegZn_BTi-TSwkc3P_oJz3I10dUG3PKd2ACfr3zVMTnYk9KvYrrIIk-IcuY1c8WPYW-arlkn98Z-OWZl507jnR49cKEdvt6QbEYPePvfxldhZHVeG2eMpwo1KuDnf1UlA

1. 最主要考慮哪三個距離或高度 :

2. 避障的基本方式為 ? 為什麼要預設返航高度 ?

3. 為何要區分為五種情況?

4. 請描述 ”情況5” 的導航原理 ?

5. < 思考> 智能自動返航情況五的輸入/ 輸出/ 回饋 ( 以畫圖表示 參考補充資料)

六  空拍機功能與操作 (以DJI mini 2 為例 ) : 閱讀網頁

https://reurl.cc/WXb6Ek

並找出下列規格的答案 :

https://lh3.googleusercontent.com/tdx5-OmDDNcqzuKwUSPUIdv8QTyhy-VZ2PuXgLnPc5Gwl9bzTEdhMjSS_qUlVg1JR6rdS0kwJRyG3bKF49Nu1P6lkkfLidE1t6GW7yc79wD8FKBtnU7RAQfVTn-dTobZ2t6M_1lItyxEcL0sCkH-JQ

1. 續航時間:

2. 抗風等級:

2.1  空拍機如何做到抗風 ?

1. 最大起飛海拔高度

2. 圖傳距離:

3. 五種一鍵短片 ( 自動拍攝短片模式) :😉😃😧

5.1  要拍攝101大樓 , 你會選擇哪一種?

https://lh6.googleusercontent.com/G353Z-TaSe2Fdb_izUTahvgRU-osRK0etO6RlOnvI7HRGqJ2XFvmQfreIwSulOuSboiGOow36aNxDE4uz9tQNBwqou2GpR9ogUhb7C9tiiPo7ogDULJO9_B04HpVjJvQNjPamt5hAzj1QZmlaHh7FQ

七 觀賞一鍵短片教學短片 https://youtu.be/qawObdCk91o  特別注意"環繞"

< 情境 > 利用空拍機的一鍵短片 "環繞", 來拍站在操場上的同學

< 提問 > 我們想知道空拍機繞一圈要多少時間?

< 思考 > 需要先知道哪些空拍機透過感應器或系統會預設的已知條件?  那些是需計算的未知條件 ? (連連看）

• 繞一圈要多少時間 ( s )

• 高度 (m) 😧 未知條件

• 前進速度　（m/s )

• 側飛速度 ( m/s ) 😉 已知條件

• 自旋轉速度（度／s）

• 機器和目標物距離

< 查詢或假設 > 將已知條件 假設一個值

<畫示意圖與求解 > ( 提示 : 必要時, 可利用畢氏定理 )

< 延伸提問 > 1. 空拍機旋轉速度為多少? ( 度/S)

https://lh6.googleusercontent.com/ZNbmUy-c1UDwlfFilSpZmvmX9Mmtx4Uux0vK9OlP1WTF9_mvtcgdcmTU7vpjsVvT2kUPRQRh1hBhoUD6Kwcz_mlICZHDJH4Mue9bUw2x3gOsLgFkVMc63h0FWPsLS5Znoh4J4AkWMfRxXFa-85EytQ

2. 在順時針環繞時, 四個螺旋轉由快到慢排序

< 延伸思考 > 空拍機若遇到有風的情況下, 會如何處理和校正?

八  台灣的飛行管制

1. 閱讀網頁 : https://technews.tw/2020/03/31/caa-drone-use-regulations-to-come-into-force-today/

https://lh4.googleusercontent.com/5CYMuvSGNCIKL6B48MP0V0p_h-mkFzDjBbsXtFFEiahM5CohJLly9Hr3su044UE4YjgftIAgfI1UwfNmdSLzRAE4CBZjeBRA7K5QG7NhfuYOfGJy5OC8hTywsdCiR3UzNAD5dNbFh8j_GWB82j38cA

空域圖資「紅黃綠」三色所代表的意義:

紅 :

黃 :

綠 :

2. 利用下列網頁查詢蘭州國中屬於_____區, 新北坪林國中屬於________區

https://lh3.googleusercontent.com/dcaTYLOVF0lNTXmT5KrZfuvqGjlRMYBd5wXFSZCDNUcwKnuoQFYeY8qEhbc73u98el_XKtXSO8ZJEVfR_C7by5me9tUf96VGm9MKVG30iemOZwWN3SQv8JKmQOGCDAd66hXAaFaezTEwZ4vfBULExA

交通部民用航空局 : https://drone.caa.gov.tw/

3. 無人機是否需註冊 (google 搜尋 ) ?

https://lh6.googleusercontent.com/OfDhc9R0IRhmRMg1nd4tmnvlm-2E81L4xNff8YiViFfOpGs0kEn-KYIgs_Cou3zRTY0LjxLdbRF4_E4FPbHNz0s1rLQBPr6zS_RaXvR6hO7_DuS-Lu-AC9tjnZfMggiZQrOBqd144LNIm90W5dQCcw

條件為 :

八 補充資料

1. 遙控器 :

https://lh5.googleusercontent.com/OQak3VHeCKEKsTdYLxXvkG9EaXk2aeWdhVGzJsQtPfIqMXIVDcjzV8fYwxagnTD6bkaEza38sXWJFO_bVNvttdNObcJUtavyYsCgQ1Dv08jlmIcVRReDFeucEafU7nlJcpZCW27vbc5hL06uZuidSw

2. 避障的輸入輸出圖:

https://lh3.googleusercontent.com/OIhOzgW-px-IXhtWhBSuaWA7TA7gZuKfcSmDbsWFvKVYWYiu1VmqD81jXY7mt81bqJz6GYhZBW0x2kH-ojEnvfkbTGNWlb1WoJZIC0wi7O34pJfEtaB1nCIyWpsYiWQmXiRIueNzfkkCaUZNDejNLw