Terwijl drones de wereld stormenderhand blijven veroveren, heb je je op een gegeven moment misschien afgevraagd hoe deze miniatuurvliegmachines worden gemaakt. Er is geen genie voor nodig om te weten dat drones worden ontworpen door ingenieurs, maar de echte vraag is wat voor soort ingenieurs drones maken.
Ingenieurs die betrokken zijn bij het maken van drones zijn onder meer mechanische, luchtvaart-, software-, besturings-, computer- en elektrotechnici. Drones bevatten geavanceerde technologieën en de productie ervan overschrijdt verschillende technische disciplines.
Het is gemakkelijk om te denken dat drones worden vervaardigd door ingenieurs in één enkele discipline. Maar als je nadenkt over de verschillende onderling verbonden systemen van drones die samenwerken om te communiceren en te functioneren zoals ontworpen, dan begin je de complexiteit te zien die bij de fabricage van drones komt kijken.
In dit artikel bespreek ik de verschillende soorten engineering die betrokken zijn bij het ontwerp en de fabricage van drones. Veel soorten ingenieurs zijn cruciaal voor de productie van deze vliegmachines waar de wereld geen genoeg van kan krijgen.
Mechanische ingenieurs
Mechanische ingenieurs spelen een cruciale rol bij de productie van drones, aangezien dit veld van fundamenteel belang is voor het ontwerp, de constructie en het gebruik van drones. Een mechanische ingenieur van een drone heeft een diepgaand begrip nodig van de principes van de natuurkunde en moet concepten als vluchtdynamiek, voortstuwing en productiemethoden begrijpen.
Het zijn werktuigbouwkundigen die de verschillende systemen en subsystemen van de drones bouwen en testen. Mechanische ingenieurs ontwerpen het prototype van drones en spelen een cruciale rol bij het op de markt brengen van het prototype.
Voordat een prototype op de markt kan komen, moet het verschillende testrondes en relevante upgrades hebben ondergaan om ervoor te zorgen dat het model super betrouwbaar is en gebruikers een bevredigende ervaring kan bieden. Dat is het veeleisende en leuke werk dat mechanische ingenieurs doen om u te voorzien van betrouwbare drones.
Aangezien er veel regelgeving is over het ontwerp van drones, is het de taak van werktuigbouwkundigen om deze richtlijnen te verwerken in het ontwerp van hun drones. Ze moeten ook een breed begrip hebben van materialen en hoe deze materialen zich in verschillende omgevingen gedragen.
Het doel van mechanische ingenieurs bij het ontwerpen van drones is om een product te bedenken waarvan de geometrie maximale sterkte biedt en toch lichtgewicht is voor efficiëntie. Dit heeft ertoe geleid dat het quadcopter-ontwerp het meest populair is op de markt, omdat het mechanisch gezien het eenvoudigste en meest robuuste drone-ontwerp is.
Elektrische ingenieurs
Zoals je misschien al weet, heeft elektrotechniek te maken met alles wat met elektriciteit, elektronica en elektromagnetisme te maken heeft. Het veld omvat energie, telecommunicatie, besturingssystemen en signaalverwerking, die allemaal worden gebruikt bij het ontwerpen van drones. En het zijn de elektrotechnici die deze kennis inbrengen wanneer drones worden ontworpen en vervaardigd.
Elektrische ingenieurs gebruiken hun expertise ook om nieuwe elektrische componenten te ontwikkelen, problemen van bestaande op te lossen of apparatuur te testen.
Consumentendrones werken op elektriciteit. Zonder elektriciteit kunnen uw drones niet van de grond komen en vooruitgang op het gebied van elektrotechniek is een van de belangrijkste redenen waarom we tegenwoordig drones hebben.
Tot voor kort waren elektromotoren en batterijen niet in staat om hun eigen gewicht op te tillen. In het verleden gebruikten hobbyisten kleine benzinemotoren om RC-vliegtuigen aan te drijven. De opkomst van lithium-polymeerbatterijen heeft ertoe geleid dat drones een betrouwbare stroombron kunnen hebben dankzij het vermogen en de dichtheid van dit type batterij.
Het werk van elektrotechnici is ook zichtbaar in de motoren van drones, een essentieel onderdeel voor vliegen. De meeste drones gebruiken nu brushless motoren in plaats van conventionele brushed motoren. Geborstelde motoren zijn ontworpen om fysieke metalen kussens te gebruiken om langs de motoras te bewegen of te schuiven, wat minder efficiënt is.
Borstelloze motoren zijn efficiënter dan geborstelde motoren omdat ze geen fysieke metalen kussens gebruiken om langs de motoras te schuiven. In plaats daarvan roteren ze door selectief offsetspoelen te activeren. Ze kunnen tot 90% efficiënt zijn, in tegenstelling tot de typische 80% efficiëntie van borstelmotoren.
Elektrotechnici werken ook aan het besturingsaspect van drones, omdat ze betrokken zijn bij de besturingssystemen en signaalverwerking van drones.
Computeringenieurs
Drones zijn in zekere zin vliegende computers en vereisen dus de expertise van computeringenieurs in ontwerp en fabricage. Componenten zoals microcontrollers, sensoren en vermogenstransistors zijn ingebouwd in de drone en zijn essentieel voor de prestaties, en deze zijn ontworpen door computeringenieurs.
Met alle bovenstaande componenten en de expertise van een computeringenieur, kunnen alle componenten van de drones met elkaar communiceren en de besturingsalgoritmen verwerken, waardoor een drone ontstaat die kan worden bestuurd via een afstandsbediening.
De gebruiker geeft opdrachten aan de drone om via een radio-ontvanger bij de microcontroller te komen. De commando's worden vervolgens verwerkt en uitgangssignalen worden naar de motoren gestuurd om ze uit te voeren.
Besturingsingenieurs
Heb je ooit een drone met sportmodus gebruikt? De Sports-modus biedt veel plezier en adrenaline omdat je snel en precies kunt vliegen en gekke stunts en manoeuvres kunt uitvoeren. En hoe is dit mogelijk? Het is omdat de drone in staat is om soepele en snelle reacties te maken terwijl je hem bestuurt. Dit niveau van precisie en snelheid zou niet mogelijk zijn zonder de inspanningen van de controletechnici die betrokken zijn bij de productie van drones.
Een besturingstechnicus heeft een scherp begrip van systeemdynamiek nodig om algoritmen te kunnen maken die gebruikerscommando's zullen opnemen en deze kunnen verwerken en opnieuw verwerken terwijl de uitvoer wordt aangepast.
Drones zouden bijna onmogelijk zijn om te vliegen zonder een computergestuurd besturingssysteem. Terwijl op drones meestal verschillende sensoren worden gemonteerd, zijn de belangrijkste sensoren als het gaat om de besturingsfunctie de gyro en accelerometer. Samen worden deze sensoren IMU genoemd. De IMU herkent nauwkeurig de beweging van drones en dankzij deze herkenning kunnen drones in de lucht zweven en verschillende manoeuvres uitvoeren.
Software-ingenieur
Drones zijn niet compleet zonder software, wat in feite de instructies betekent die drones vertellen wat ze moeten doen. De reden dat je commando's kunt invoeren en de drone kunt laten doen wat je wilt, is vanwege de software die het computersysteem van de drone instrueert hoe te handelen.
Software-ingenieurs hebben een uitgebreide kennis van computerbesturingssystemen, programmeertalen en softwareontwikkeling. Deze ingenieurs werken samen met de andere ingenieurs tijdens het ontwerp en de fabricage van drones en komen met creatieve oplossingen om aan de behoeften van de gebruikers te voldoen.
Luchtvaartingenieurs
Luchtvaartingenieurs ontwerpen en vervaardigen drones, vliegtuigen, helikopters en alles wat kan vliegen. De expertise van een luchtvaartingenieur is nodig tijdens het ontwerpen en ontwikkelen van drones, omdat hij / zij is getraind in het ontwerpen, bouwen, analyseren en testen van machines die kunnen vliegen, inclusief drones.
Luchtvaartingenieurs kunnen adviseren over een optimale lichaamsvorm en ontwerp om de meest efficiënte vlucht mogelijk te maken. Zij zijn degenen die ervoor zorgen dat de drone in de lucht kan blijven en de gewenste manoeuvres kan uitvoeren.