डॉ. सुनील गोरंटीवार

मल्टी रोटर ड्रोन (Multi Roter Drone) हा शेतीतील फवारणीसाठी अधिक उपयुक्त आहे. हा मल्टी रोटर ड्रोन उडविण्यासाठी लागणाऱ्या रोटर (Rotor) किंवा मोटर व पात्याच्या (Propellor) संख्येप्रमाणे त्याचे पुढील प्रकार पडतात.

१. क्वाड्रा कॉप्टर ड्रोन (Qudra Copter drone) : हा ड्रोन उडविण्यासाठी चार रोटर व पाती असतात.

२. हेक्‍झा कॉप्टर ड्रोन (Hexa Copter drone) : यामध्ये सहा रोटर व पाती असतात.

३. ऑक्टा कॉप्टर ड्रोन (Octa Copter drone) : यामध्ये आठ रोटर व पाती असतात.

रोटर व पात्याच्या संख्येनुसार ड्रोनची कार्यक्षमता, किंमत व उपयोग अवलंबून आहे. ड्रोनमध्ये जेवढी रोटर किंवा पात्यांची संख्या अधिक तेवढे ड्रोन जास्त शक्तिमान असतात.

त्यामुळे जास्त वजन घेऊ शकतात, तेवढे वजन घेऊन जास्त उंचीवर व जास्त वेगाने उडू शकतात. तसेच अधिक रोटर व पाती असल्यास ड्रोन उडवायला व उडताना अधिक स्थिर असतात.

हवेत उडताना एखादा रोटर/पाते बिघडल्यास अन्य रोटर/पात्यावर ताण न पडता ड्रोनचे कार्य सुरू राहते. मात्र अधिक रोटर व पाती असल्यास साहजिकच ड्रोनची किंमत जास्त असते.

तसेच ते जुळवणी, खोलणे, साठवणे आणि वाहतुकीसाठी अधिक क्लिष्ट असतात.

अधिक रोटर व पाती असलेले ड्रोन उडवायला जास्त शक्तीची आवश्यकता असते. त्यामुळे उडण्याचा कालावधी हा बॅटरी किंवा ऊर्जा स्रोतांच्या मर्यादेवर अवलंबून असतो.

थोडक्यात, सध्यातरी जास्त कालावधीसाठी उडवणे शक्य होत नाही. अर्थात, चार्जिंग केल्यानंतर पुन्हा उडवता येतो.

उदा. क्वाड कॉप्टर ड्रोनच्या एका जरी रोटर किंवा पात्यामध्ये बिघाड झाल्यास तो ड्रोन लगेच जमिनीवर येतो किंवा आणावा लागतो.

पण हेक्झा कॉप्टरमध्ये एक रोटर/ पाते बिघडल्यास किंवा ऑक्टा कॉप्टरमध्ये दोन रोटर किंवा पाते बिघडले तरी ड्रोन हवेमध्ये व्यवस्थित उडून किंवा स्थिर राहून त्याचे कार्य करू शकतो.

मात्र एकाच वेळी दोन किंवा तीन रोटरमध्ये बिघाड झाल्यास ते जमिनीवर परत आणावे लागतात. ड्रोन व त्यासोबत जोडल्या जाणाऱ्या उपकरणाच्या वजनानुसार रोटर/ पात्यांची संख्या ठरवावी लागते. जास्त वजनाचे ड्रोन उडविण्यासाठी वेगळ्या प्रकारच्या परवानगीची आवश्यकता असते.

प्रत्येक ड्रोनचे काही फायदे व काही मर्यादा आहेत. क्वाडकॉप्टर स्वस्त आणि आकाराने लहान असून, लहान उपकरणे किंवा वजन वाहून नेण्यासाठी योग्य आहेत. मात्र अधिक वजन पेलण्याइतके पुरेसे मजबूत नाही.

हेक्झाकॉप्टर अधिक स्थिरता देणारे, एखादे रोटर बिघडले तरी कार्य करू शकते. हे क्वाडकॉप्टरपेक्षा उंच उडू शकतात आणि जड वस्तू वाहून नेऊ शकतात.

शेवटी, ऑक्टाकॉप्टर हे तिन्हीपैकी सर्वात शक्तिशाली ड्रोन असून, ते जड वस्तू वाहून नेण्यासोबतच अधिक उंचीवरून उडण्यास सक्षम आहे. मात्र, आर्थिकदृष्ट्या सर्वांत महाग ड्रोन आहेत. तसेच त्यांना सतत रिचार्ज करावे लागते.

वजन उचलण्याची, वेग व उंचीवर उडण्याची क्षमता आणि बिघाडाबाबतची शक्यता यासोबतच किंमत अशा अनेक बाबींचा विचार ड्रोन खरेदीमध्ये करावा लागतो. पण शेतीतील कामांच्या स्वरूपानुसार कोणते ड्रोन वापरावेत, हे पाहू.

१) सर्वसाधारण फवारणीसाठी हेक्झा कॉप्टर प्रकारचा ड्रोन दहा लिटर
द्रव्य साठवण्याची क्षमता असलेल्या टाकीसह वापरावा. जर क्वाड कॉप्टर ड्रोन वापरायचा असेल तर टाकीची क्षमता पाच लिटर असावी. ऑक्टा कॉप्टर ड्रोन १५ लिटर क्षमता असलेल्या टाकीसह वापरू शकतो.

२) संशोधन कार्यासाठी नकाशा काढणे, सर्वेक्षण करणे व पिकावरील जैविक अजैविक ताण ओळखणे अशा कामांसाठी अधिक किमतीचे मूल्यवान कॅमेरे ड्रोनवर लावावे लागतात. अशा वेळी जास्त वजन पेलू शकणारे, आवश्यक तिथे स्थिरतेने व जास्त उंचीवरून उडण्याची क्षमता असलेले ऑक्टा कॉप्टर प्रकारच्या ड्रोनचा अवलंब करावा. बिघाड होऊन ड्रोन खाली पडण्याची शक्यता कमी असते. त्यामुळे मूल्यवान कॅमेऱ्याला इजा पोहोचण्याची शक्यता कमी होते.

ड्रोनचे विविध घटक व त्याचे कार्य
१) फ्रेम :
ड्रोनची फ्रेम ही कमी वजनाची आणि मजबूत असते. फ्रेम सर्व इलेक्ट्रॉनिक्स आणि प्रमुख घटकांना एकसंध ठेवून, संरक्षण मिळते.

ड्रोन उडत असताना हवेच्या प्रवाहात स्थिरता देते. फ्रेमचा आकार दोन विरुद्ध बाजूच्या मोटरच्या सर्वांत लांब अंतरावर आधारित असतो.

फ्रेमसाठीचे साहित्य निवडताना दोन मुख्य गुणधर्मांचा विचार केला जातो. एक म्हणजे साहित्याचे वजन आणि दुसरे म्हणजे ताकद.

सध्या या फ्रेमसाठी कार्बन फायबर, ग्लास फायबरला प्राधान्य दिले जाते. ते धातू आणि पॉलिमरच्या तुलनेत शक्तिशाली असून, कमी वजनाचे असतात.

२) पाती :
पाती रोटरच्या साह्याने ठराविक वेगाने फिरतात. त्या वेळी ड्रोनला वरच्या दिशेने जोर (लिफ्ट) निर्माण करण्याचे काम करतात. ड्रोनची गती आणि लोड उचलण्याची क्षमता ही पात्याचा आकार आणि संख्येवर अवलंबून असते.

३) रोटर/मोटर :
ड्रोन उडण्यासाठी वापरलेल्या मोटरला प्रोपेलर जोडलेले असतात. ड्रोन उडण्यासाठी लागणारा लिफ्ट (थ्रस्ट) तयार करण्यासाठी मोटरच्या साहाय्याने पाती फिरवली जातात. त्यासाठी ब्रश्ड डीसी मोटर किंवा ब्रशलेस डीसी मोटर यापैकी एक मोटर वापरली जाते.

त्यातील ब्रश्ड डीसी मोटर कमी खर्चिक आणि लहान आकाराच्या ड्रोनसाठी उपयुक्त आहे. ब्रशलेस डीसी मोटर शक्तिशाली आणि ऊर्जा अत्यंत कार्यक्षम आहेत.

मात्र त्यांचा वेग नियंत्रित करण्यासाठी ‘इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर (ESC)’ची आवश्यकता असते. या ब्रशलेस मोटर्सचा वापर फवारणीसाठीच्या ड्रोनमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

४) इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर (ESC) :
वीज पुरवठ्यासाठी बॅटरीला इलेक्ट्रिक मोटरशी जोडण्यासाठी ESC चा वापर केला जातो. इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर फ्लाइट कंट्रोलरकडून सिग्नल मोटरला देते. त्याप्रमाणे मोटरच्या वेगामध्ये बदल होतो. ड्रोनच्या प्रत्येक मोटरला एक इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर (ESC) जोडलेला असतो. त्याद्वारे ब्रशलेस डीसी मोटरचा वेग नियंत्रित आणि समायोजित केला जातो. त्यामुळे ड्रोन स्थिरपणे उडत राहण्यास मदत होते.

५) उड्डाण नियंत्रक (फ्लाइट कंट्रोलर) :
उड्डाण नियंत्रक हाच ड्रोनचा ब्रेन होय. त्यात एक्सिलरोमीटर, बॅरोमीटर, मॅग्नेटोमीटर, गायरोमीटर आणि जीपीएससाठी सेन्सर्स या युनिटमध्ये असतात.

अशा वेगवेगळ्या उपकरणाद्वारे किंवा त्यांच्या सेन्सरद्वारे मिळालेल्या माहितीचे विश्‍लेषण केले जाते. त्यावर आधारित अनेक जटिल अल्गोरिदम उड्डाण नियंत्रकामध्ये चालवले जातात. त्यांच्या आधारेच उड्डाण नियंत्रक इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलरला अचूक सिग्नल देऊन ड्रोनच्या हालचालींवर नियंत्रण ठेवते.

ड्रोनचे नेमके स्थान सुचवण्याचे काम जागतिक नेव्हिगेशन सॅटेलाइट प्रणाली करते. जीपीएस ही अशा उपग्रह प्रणालींपैकी एक असून, तिचा वापर ड्रोनच्या अचूक स्थान निश्‍चितीसाठी केला जातो.

६) रिसिव्हर आणि ट्रान्समीटर : रिसिव्हर आणि ट्रान्समीटर ही उपकरणे ड्रोनशी संपर्क, समन्वयासाठी वापरली जातात.
सामान्यतः ट्रान्समीटर हा ड्रोनला उड्डाण नियंत्रकाने जोडलेला असतो. रिसिव्हर हा जमिनीवरून ट्रान्समीटरच्या साह्याने उड्डाण नियंत्रकाशी संवाद साधण्यासाठी वापरला जातो.

७) बॅटरी : बॅटरी हे ड्रोनचे पॉवरहाउस आहे. उड्डाणासाठी आणि इतर ऑपरेशन्स करण्यासाठी आवश्यक असलेली सर्व ऊर्जा बॅटरीद्वारे ड्रोनला प्रदान केली जाते. ड्रोनमध्ये सामान्यतः लिथियम पॉलिमर (li-po) बॅटरी वापरली जाते.

या बॅटरीचा आकार सेलची संख्या आणि प्रत्येक सेलच्या क्षमतेनुसार निर्धारित केला जातो. या सेलचे समांतर संयोजनातून जागेनुसार बॅटरीचा आकार वेगवेगळा आणि कमी जास्त करता येतो. बॅटरीमध्ये ३S (३ सेल), ४S (४ सेल) किंवा ६S (६ सेल) असू शकतात.

उदा. ६s १०००० mah असे लिहिलेल्या बॅटरी पॅकमध्ये १० हजार mah क्षमतेचे ६ सेल असतात.

फवारणी प्रणाली
टाकी : ड्रोनच्या आकारानुसार टाकी शक्यतो प्लॅस्टिक असून, साधारणपणे ५ ते १५ लिटर क्षमतेमध्ये येते. फवारणीदरम्यान टाकीतील कीडनाशकाची पातळी अचूकतेने कळण्यासाठी आतमध्ये एक लेव्हल सेन्सर जोडलेला आहे.

नोझल : कीटकनाशकांची १०० ते २०० um आकाराच्या लहान थेंबांसह फवारणी करण्याचे काम नोझल करते. यामुळे झाडाच्या पानांवर कीडनाशकाचा एकसारखा फवारा बसतो. नोझलचेही विविध प्रकार असतात. उदा. फ्लॅट फॅन, सेंट्रिफ्युगल इ.

पंप : टाकीतून द्रावण नोझलद्वारे उच्च दाबाने बाहेर फेकले जाणे आवश्यक असते. तो उच्च दाब निर्मितीचे काम पंप करतो.

पाइप्स आणि कनेक्टर : पाइप्स आणि कनेक्टरच्या साह्याने कीडनाशक टाकीपासून नोझलपर्यंत नेले जाते.