Drone là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Drone

Trong bài viết dưới đây, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về công nghệ đang được chào đón khắp nơi này.

Drone là gì?

Drone hay còn được gọi là unmanned aerial vehicle (UAV) là những thiết bị bay không người lái có thể điều khiển từ xa hoặc/và lập trình trước.

Mục đích ra đời của Drone

Ban đầu, để đáp ứng nhu cầu cho mục đích quân sự, như bay trinh sát với khả năng chụp không ảnh, truyền hình ảnh về căn cứ chỉ huy, hay tìm diệt những mục tiêu khó tiếp cận bằng vũ khí mang theo, người ta đã sáng tạo ra công nghệ drone. Dần dần, theo sự phát triển của khoa học và công nghệ cũng như nhu cầu của con người, drone ngày càng được sử dụng sâu rộng cho mục đích dân sự. Từ thú chơi tiêu khiển của người dùng, cho đến giao hàng hóa, rải phân, tưới cây chăm sóc mùa màng, theo dõi đàn gia súc, giám sát rừng, vườn thú hoang dã, quay phim, chụp ảnh từ trên cao, cứu hộ cứu nạn những nơi hiểm trở,... drone có thể đáp ứng tất cả.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Drone

Drone là thiết bị có cấu tạo gồm các phần: bộ động cơ, vi xử lý trung tâm, cánh quạt, giá đỡ, nguồn cấp năng lượng (pin). Người dùng có thể điều khiển bay bằng bộ điều khiển từ xa hoặc/và lập trình sẵn theo lộ trình, tọa độ dựa trên GPS. Nhiều drone hiện nay đã được tích hợp GPS nên luôn định vị được đang bay ở đâu.

Bộ điều khiển drone có hình thức không khác mấy so với những bộ điều khiển từ xa của máy bay mô hình truyền thống, gồm hai nút bấm và ăng-ten có thể gấp gọn. Chúng thường sử dụng sóng radio tần số 2,4GHz, tuy nhiên, cũng có một số bộ điều khiển có sự kết hợp cả tín hiệu 2,4GHz và Wi-Fi, trông giống tay cầm điều khiển máy chơi game hoặc chúng có thể dựa trên ứng dụng điều khiển chạy trên smartphone hay máy tính bảng.

Những drone thông thường bay được là nhờ những cánh quạt quay, năng lượng do pin cung cấp. Tuy nhiên, những mẫu cao cấp đắt tiền có thể dùng động cơ phản lực, chúng có thể bay xa tới 800 km, và cao tới 15 km. Một số drone hoạt động nhờ được lập trình trước, số khác hoạt động dưới sự điều khiển từ xa của con người. Không như máy bay mô hình bay lượn cho vui, drone nói chung bay có đích đến, dù chúng được sử dụng cho mục đích quân sự hay dân dụng.

Drone có thiết kế nhẹ, đây cũng chính là lý do giúp nó có thể bay lâu trên không. Ngoài ra, drone còn có những đặc tính nổi bật như: tiện dụng, tính cơ động cao, hoạt động hiệu quả, thiết thực. Những bộ vi xử lý ngày càng nhỏ và mạnh, phương thức liên lạc không dây được cải tiến không ngừng, cùng các loại cảm biến đa dạng đã mở ra cơ hội cho drone phát triển mạnh với nhiều ứng dụng hữu ích hơn.

Phân loại drone

Drone có thể phân thành hai loại chủ yếu, cánh cố định và cánh quạt. Mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng

• Drone cánh cố định có thể cần đường băng để chạy lấy đà cất cánh, hoặc thậm chí phải dùng máy phóng, gây ấn tượng với ưu điểm là bay nhanh và lâu hơn loại cánh quạt.

• Drone cánh quạt phổ biến hơn do một phần dễ điều khiển, bay ổn định thích hợp cho nhiều hoạt động như chụp ảnh chẳng hạn. Đây là một nhu cầu rất lớn của người dùng khắp nơi chứ không riêng gì giới nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp.

Drone khác gì so với máy bay mô hình truyền thống điều khiển từ xa qua sóng radio?

Cùng là thiết bị bay không người lái song giữa chúng lại tồn tại những điểm khác biệt.

• Thứ nhất, máy bay mô hình chủ yếu là để bay chơi, trong tầm quan sát của người điều khiển và đòi hỏi sự chú ý liên tục. Còn với Drone, nhờ khả năng tự động hóa cao, được trang bị những tính năng kỹ thuật số tiên tiến nên chẳng những không đòi hỏi sự chú ý liên tục mà còn có thể thực hiện được nhiều chức năng đáng kinh ngạc. Một ví dụ cụ thể như nếu lập trình định vị sẵn một vị trí GPS, drone có thể tự bay tới và "quẩn quanh" ở đó, tự bay trở về không cần điều khiển, đây là điều mà máy bay mô hình không làm được.

• Máy bay mô hình chỉ có một cánh quạt, nhưng drone dân dụng loại cánh quạt thường trang bị từ 3 – 8 cánh quạt. Drone cần nhiều cánh quạt để bay ổn định với sức nặng tổng cộng bao gồm cả những thứ mà nó phải mang theo để thực hiện nhiệm vụ được giao.

Trở ngại của Drone

Với những ưu điểm tuyệt vời kể trên, Drone được chào đón tại khắp mọi nơi là điều vô cùng dễ hiểu. Tuy nhiên, một trở ngại đối với Drone hiện nay chính là vấn đề năng lượng pin. Drone cần pin cấp nguồn cho động cơ. Cân bằng giữa công suất và trọng lượng của pin là một bài toán nan giải. Pin nhẹ thì thời lượng sử dụng ngắn mà tăng thời lượng pin sẽ tăng trọng lượng đồng nghĩa với tiêu tốn năng lượng khi bay.

Giá thành của Drone trên thị trường

Drone dân dụng trở nên phổ biến nhờ những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ và giá thành giảm nhanh, dễ sử dụng. Hiện tại, bạn chỉ cần bỏ ra vài trăm ngàn cho đến vài triệu đồng là đã có thể sở hữu một chiếc drone loại nhỏ với tay cầm điều khiển, thỏa mãn thú vui chinh phục bầu trời của mình. Drone dùng trong hoạt động kinh doanh, sản xuất cao cấp hơn, giá bán dĩ nhiên cũng cao hơn nhiều, nhưng tỏ ra hứa hẹn đem lại hiệu quả cao trong sử dụng.Theo dự báo của ABI Research, thị trường drone thương mại cỡ nhỏ có quy mô khoảng 652 triệu USD trong năm 2014 sẽ tăng lên tới hơn 5,1 tỷ USD vào năm 2019, ước tính gấp đôi thị trường quốc phòng. 

Có thể nói, hiện nay drone đã và đang trở thành một phần quan trọng trong thế giới ngày nay. Và trong tương lai, chúng tôi tin chắc rằng drone sẽ còn tiếp tục đem đến nhiều kinh ngạc và bất ngờ hơn thế nữa.