Dronele sunt folosite de mai mulți ani în scopuri diferite și pot fi de mare ajutor în multe domenii. Au devenit mult mai populare în ultimii ani, iar aplicabilitatea lor a crescut rapid în diverse domenii, de la cel militar, topografie, medicină până la pasionații de video și fotografie. Dacă nu ești o persoană tehnică și îți dorești o dronă poți achiziționa un model gata asamblat, însă dacă ești pasionat de robotică, atunci ai motive imense de bucurie deoarece îți poți construi singur o dronă. 

Fără îndoială, dronele sunt printre cele mai avansate dispozitive în domeniul aeronauticii, electronicii și roboticii din prezent. Din acest articol vei afla mai multe despre tipurile de drone, care sunt principalele lor caracteristici, aplicațiile lor într-o varietate de domenii.

Ce este o dronă și cum funcționează?

Cuvântul „dronă” are mai multe semnificații diferite și provine de la cuvântul englez vechi ”drān”, ”drǣn”, care înseamnă „bondar”. Când vorbim despre o dronă ca dispozitiv electric, ne gândim la o mini aeronavă fără pilot pilotată prin intermediul unei telecomenzi.

Dronele sau vehiculele aeriene fără pilot (UAV) sunt fabricate din diferite materiale compozite ușoare pentru a crește manevrabilitatea în timp ce zboară. Pot fi echipate cu o varietate de echipamente suplimentare, inclusiv camere de filmat, rachete ghidate GPS, sisteme de poziționare globală (GPS), sisteme de navigație, alături de senzori, diverse programe și sisteme hardware pentru drone.

Dronele pot veni într-o gamă largă de forme, dimensiuni și cu diferite funcții. Marea majoritate a modelelor de astăzi pot fi lansate manual, și pot fi operate cu o telecomandă de la sol. Modelele comerciale au dimensiuni mici și au o construcție simplificată. Aceste drone sunt potrivite chiar și pentru copii, deoarece sunt foarte ușor de controlat și funcționează ca niște mici elicoptere. 

Tipuri de drone: alege modelul care ți se potrivește

Clasificarea dronelor poate părea imposibilă, datorită faptului că există o mulțime de modele diferite, cu diferite caracteristici, dimensiuni și prețuri. Există modele de drone care variază în funcție de mărime, modul de proiectare, dar componentele esențiale pe care fiecare fiecare dronă trebuie să le aibă sunt un cadru pentru motor rezistent la apă, controloare de zbor, senzori, transmițător și receptor, elice și o baterie sau orice altă sursă de energie. 

Cel mai popular mod de a le clasifica este după mărime. Astfel, există nano-dronele, care sunt cele mai mici și de obicei au aceleași dimensiuni ca și insectele. Pe de altă parte, mini dronele pot atinge o lungime de până la 50 cm și au motoare electrice mai puternice și caracteristici mai avansate decât nano-dronele. Ele sunt folosite în general de către militari, în spionaj și sarcini unde este nevoie de să se ajungă în locații îndepărtate sau spații foarte mici, unde omul nu poate ajunge. Au o rază foarte mică, între 1 și 3 km și nu pot zbura mai mult de 10-20 de minute.

Există drone mici cu dimensiuni cuprinse între 50 cm și 2 m, sunt tipurile de drone comerciale, cele mai cunoscute. Nu au motoare puternice, așa că trebuie propulsate în aer pentru a începe să zboare. Aceste produse sunt, de asemenea, foarte populare pe piață, deoarece au caracteristici excelente și sunt mai accesibile decât dronele mai mari. Toate au o rază de 5 km și pot zbura între 20 și 40 de minute. 

Orice dronă care are o lungime de aripă între 5 și 10 m intră în categoria medie. Aceste drone medii au motoare puternice și pot transporta până la 200 kg greutate. În plus, o singură persoană nu poate transporta o dronă din această categorie. Aceste drone sunt de obicei utilizate pentru transportul mărfurilor, în locații îndepărtate și de către armată. Pot zbura până la 50 km, iar timpul lor de zbor poate fi de până la 6 ore.

Dronele mari fac parte din grupuri speciale și au dimensiuni mai mare de 10 m. În general, aceste drone au aceleași dimensiuni ca și aeronavele mici și sunt utilizate în primul rând de armată. Un civil nu poate cumpăra acest tip de dronă, din cauza faptului că intră în categoria aeronavelor. Cele mai multe drone sunt echipate cu arme și rachete, astfel încât sunt utilizate în atacuri tactice sau când trimiterea de piloți umani prezintă un risc ridicat. În viitorul apropiat, se crede că dronele mari vor înlocui complet aeronavele care necesită un pilot.

De asemenea, există tipuri de drone după conținut sau asamblare: 

• Drone RDF (Ready to fly)- aceste tipuri de drone sunt complet funcționale, pot fi folosite imediat ce le scoți din cutie, eventual după ce introduci bateria încărcată. Sunt în general drone simple, comerciale, folosite în scopuri de distracție. Există bineînțeles și excepții, adică acele modele extrem de performante realizate de producători specializați în drone profesionale și aparatură de zbor. 
• Drone BNF (Bind and Fly) –  aceste drone sunt aproximativ gata de zbor, adică nu mai au nevoie decât de câteva accesorii care se montează ulterior sau de un controller care se poate cumpăra separat. Avantajul acestui tip de dronă este acela că o poți personaliza sau poți opta pentru o telecomandă cu mai multe opțiuni de control în timpul zborului. 
• Drone ARF (Almost Ready to Fly) – începătorii în electronică și robotică și pasionați de kituri Do It yourself vor fi încântați de acest tip de dronă configurabilă, care vine în pachet pe componente ce trebuie asamblate. 
• Drone DIY. Pasionații de robotică vor alege în mod cert să-și proiecteze singuri drona, să-și aleagă singuri componentele, pentru a corespunde cerințelor personale. Există proiecte de drone pe care le poți face folosind placa de circuite Arduino.

Proiect Dronă cu Arduino: componente de bază pentru a-ți face propria dronă 

Plăcile Arduino reprezintă unul dintre cele mai bune instrumente de învățare a electronicii. În primul rând, sunt foarte accesibile ca preț, în plus comunitatea Arduino este în plină expansiune cu proiecte de electronică și robotică pentru toate nivelurile de experiență.  Așa că, era de așteptat să apară doritori care vor propriile drone realizate de ei înșiși. 

Proiectele cu Arduino sunt o experiență minunată de învățare, mai ales pentru cei la început de drum în robotică. Iată componentele de bază de care ai nevoie pentru a-ți face singur drona:  

Cadru / sașiu – este practic „coloana vertebrală” a dronei. Cadrul este ceea ce ține toate părțile dronei. Trebuie să fie robust, dar, pe de altă parte, trebuie să fie ușor, astfel încât motoarele și bateriile să nu se chinuie să-l țină în aer.

Motoare – Pentru ca drona să fie ridicată de la sol și menținută în aer are nevoie de motoare DC. Fiecare dintre ele este controlat separat de un controler electronic de viteză sau ESC.

ESC – Electronic Speed ​​Controller este ca un nerv uman care oferă informațiile de mișcare de la creier (controllerul de zbor) la braț sau mușchii picioarelor (motoare). Reglează câtă putere obțin motoarele, ceea ce determină schimbările de viteză și direcție.

Elice – În funcție de tipul dronei pe care îl construiești, poți folosi elice diferite, de exemplu elicele mai mici au mai multă viteză, dar mai puțină forță pentru a duce obiecte grele.

Baterie – În funcție de nivelul de tensiune maxim configurat, puteți alege dintre bateriile 2S, 3S, 4S sau chiar 5S. Dar, pentru o dronă standard cum sunt cele folosite pentru filmări aeriene sau fotografie de exemplu, vei avea nevoie de o baterie de 11,4 V 3S. 

Placă Arduino – Alegerea modelului specific depinde de tipul dronei pe care vrei să o construiești. Poți alege Arduino UNO de exemplu care este un microcontroler de uz general, una dintre cele mai fiabile și robuste platforme care îți permite să te joci literalalmente cu ea într-o mulțime de moduri. Cel mai bun lucru la această placă este că îți permite să testezi foarte mult fără să îți fie teamă că o vei distruge. Cel mai rău lucru pe care îl poți face este să arzi cipul, care din fericire poate fi înlocuit foarte ușor. Arduino este o placă de circuite programabilă, așa că dacă îți făceai probleme pentru programarea dronei, există MultiWii – un software de control de zbor foarte popular pentru multi-rotori DIY, cu o comunitate numeroasă.

IMU – Este un dispozitiv electronic care măsoară și raportează forța specifică a corpului, ritmul unghiular și uneori orientarea corpului, folosind o combinație de senzori (accelerometru, giroscop și magnetometru).

Controler RC – Alegerea emițătorului depinde de alegerea protocolului pe care îl vei folosi și de receptorul de semnal care se află la bordul dronei.

Domenii în care se folosesc drone și viitorul dronelor

Dronele sunt utilizate în domenii variate, cu o multitudine de aplicații, nu există sfârșit când vine vorba de posibilitățile lor de folosire. Prin urmare, domeniile de aplicabilitate sunt numeroase în prezent și există o utilizare tot mai mare a dronei din întreaga lume. Tehnologia continuă să avanseze și este un pariu sigur că utilizarea drone va continua să crească.

Micro dronele sunt utilizate pe scară largă în aceste zile datorită dimensiunilor mici, astfel sunt foarte utile în operațiunile de salvare și căutare. De exemplu, acestea sunt utilizate la stingerea incendiilor pentru a determina cantitatea de gaze naturale din aer (CO, CO2 etc) folosind echipamentul special de măsurare. Dronele pot intra în siguranță într-un spațiu în care oamenii nu ar putea.

Multe sisteme precum linii electrice, turbine eoliene și conducte pot fi verificate cu ajutorul dronelor, mai ales acolo unde presupune un risc pentru oameni. O dronă permite înregistrarea și monitorizarea de pe cer și, prin urmare, sunt potrivite pentru a monitoriza evenimente publice, proteste sau orice întâmplări suspecte fără a fi auzite și văzute. 

Dronele pot oamenii de știință mult în lucrările de cercetare și observare. De exemplu, dronele sunt folosite pentru a verifica săpăturile arheologice, în accidente nucleare (măsurarea contaminării), în supravegherea ghețarilor, pentru a observa o erupție vulcanică și multe altele.

Bineînțeles că nu avem cum să nu menționăm faptul că o dronă echipată cu o cameră HD te poate ajuta să faci fotografii fascinante și imagini de înaltă calitate, de la înălțimi foarte mari. 

Pe lângă aceste domenii principale de aplicare, dronele sunt de asemenea utilizate în inginerie, construcții, aviație, marketing, imobiliare (atât rezidențiale cât și comerciale), asigurări, utilități, minerit, meteorologie, educație și multe altele. 

Reglementări cu privire la utilizarea dronelor pe teritoriul României

Un aspect important când vine vorba de alegerea dronelor nu este doar modelul, ci și reglementările legislative. În prezent, toate dronele sunt încadrate în categoria aeronavelor civile fără pilot, ceea ce înseamnă că pentru a folosi o dronă ai nevoie de autorizație. În primul rând, trebuie să înregistrezi drona la Autoritatea Aeronautică Civilă Română și să obții un permis de zbor național dacă drona are o greutate la decolare mai mare de 15 kilograme. 

Dacă depășește 20 de kilograme este necesar să o asiguri pentru daune provocate terților.  Pe lângă această autorizație, ai nevoie la fiecare zbor în spațiul aerian român de o aprobare (nu și pentru zborurile efectuate în interiorul clădirilor).