طراحی مفهومی یک بدنه ماژولار برای مولتی‌روتور ۴ تا ۶ موتوره با هدف تعمیر آسان، کم هزینه و سریع
طراحی CAD بدنه چند تکه برای سهولت در مونتاژ و دمونتاژ.
تحلیل ارتعاشات بازوها با نرم‌افزارهای FEM مانند ANSYS.
طراحی مکانیزم اتصال سریع بازوها و پایه‌های فرود.
مطالعه و مقایسه سازه‌های یک‌تکه و چندتکه در پهپاد
طراحی و جانمایی خلاقانه و ابداعی ایرفریم یک پهپاد

تحلیل‌های مکانیکی و ساختاری (Structural & Mechanical Analysis)

• ANSYS Mechanical
  تحلیل تنش، تغییرشکل، ارتعاشات، خستگی مواد، تحلیل دینامیکی قطعات بدنه و بازوها.
• SolidWorks Simulation
  تحلیل اولیه تنش، مدلسازی استرس و فلو مکانیکی ساده، تحلیل ارتعاشات.
• ABAQUS
  تحلیل‌های پیشرفته‌تر دینامیک و مکانیک جامدات، مدل‌سازی کامپوزیت‌ها.
• COMSOL Multiphysics
  تحلیل چندفیزیکی (مثل جریان هوا + ساختار مکانیکی)، تحلیل حرارتی.

تحلیل آیرودینامیک (CFD - Computational Fluid Dynamics)

• ANSYS Fluent
  شبیه‌سازی جریان هوا روی بدنه پهپاد، ملخ‌ها و ارزیابی آیرودینامیک.
• OpenFOAM
  نرم‌افزار متن‌باز برای تحلیل‌های CFD، مخصوص جریان‌های پیچیده.
• SolidWorks Flow Simulation
  تحلیل جریان هوا و اثرات آن روی قطعات.

نرم‌افزارهای طراحی و مدل‌سازی CAD

• SolidWorks
  مدل‌سازی سه‌بعدی قطعات و کل بدنه پهپاد.
• Fusion 360
  طراحی مفهومی و مدل‌سازی CAD/CAE.
• CATIA
  طراحی صنعتی پیشرفته و مدل‌سازی هوافضا.

پروژه 1: طراحی و تست ملخ با پروفایل‌های متفاوت برای بیشینه راندمان
طراحی چند نمونه ملخ با پروفایل‌های مختلف و بررسی عملکرد آنها از نظر راندمان، نیروی برآ و مصرف انرژی.
آشنایی با نرم‌افزار CAD (SolidWorks/Fusion 360)، آشنایی مقدماتی با CFD (ANSYS Fluent یا SolidWorks Flow Simulation).

مراحل پروژه:

• جستجوی پروفایل‌های ملخ استاندارد (NACA و غیره).
• طراحی مدل‌های سه‌بعدی ملخ با پروفایل‌های مختلف.
• شبیه‌سازی جریان هوا و محاسبه نیروی برآ و درگ با نرم‌افزار CFD.
• ساخت نمونه اولیه با پرینتر سه‌بعدی (اختیاری).
• مقایسه نتایج شبیه‌سازی برای انتخاب بهترین پروفایل.
• تهیه گزارش شامل نمودارها و تحلیل راندمان.

پروژه 2: انتخاب و تطبیق ESC مناسب با توان موتور و باتری
شناسایی پارامترهای کلیدی ESC و انتخاب مدل مناسب برای یک موتور براشلس خاص به همراه تطبیق آن با باتری.
آشنایی با مبانی موتورهای براشلس و ESC، توان الکتریکی، محاسبات جریان و ولتاژ.

مراحل پروژه:

• بررسی مشخصات فنی موتور براشلس (Kv، جریان، ولتاژ).
• جمع‌آوری داده‌های ESCهای موجود در بازار.
• تعیین پارامترهای کلیدی ESC مانند جریان مداوم، جریان پیک، ولتاژ کاری.
• تطبیق ESC با موتور و باتری با محاسبات الکتریکی و بررسی تطابق.
• ارائه جدول مقایسه ESCها و انتخاب بهترین گزینه با توجیه فنی.
• تهیه گزارش و مستندات پروژه.

پروژه 3: تحلیل انتقال حرارت در ESC و طراحی هیت‌سینک ساده
شبیه‌سازی و تحلیل انتقال حرارت در ESC در شرایط کاری و طراحی هیت‌سینک ساده برای بهبود عملکرد حرارتی.
آشنایی با مبانی انتقال حرارت، نرم‌افزارهای شبیه‌سازی حرارتی (ANSYS Thermal یا COMSOL).

مراحل پروژه:

• جمع‌آوری داده‌های حرارتی ESC (توان مصرفی، اتلاف حرارت).
• مدل‌سازی سه‌بعدی بدنه ESC در نرم‌افزار شبیه‌سازی حرارتی.
• تحلیل دما و شبیه‌سازی انتقال حرارت در شرایط کاری.
• طراحی چند نمونه هیت‌سینک ساده (پرّه‌ای، صفحه‌ای).
• ارزیابی تاثیر هیت‌سینک بر دمای ESC با شبیه‌سازی.
• انتخاب بهترین طراحی و تهیه گزارش پروژه.

پروژه 4: ساخت جدول تطبیقی برای انتخاب موتور-ملخ برای کاربردهای مختلف
تهیه جدول تطبیقی کاربردی برای انتخاب موتور و ملخ مناسب بر اساس نوع کاربرد پهپاد (نظارتی، کشاورزی، حمل بار و غیره).
آشنایی با مشخصات موتور و ملخ، دانش کاربردی از انواع پهپادها و الزامات هر کاربرد.

مراحل پروژه:

• جمع‌آوری داده‌های موتورهای براشلس مختلف (Kv، جریان، توان).
• جمع‌آوری داده‌های ملخ‌های مختلف (قطر، گام، پروفایل).
• مطالعه الزامات کاربردهای مختلف پهپاد (زمان پرواز، حمل بار، سرعت).
• تحلیل و تطبیق موتور-ملخ بر اساس توان، راندمان و کاربرد.
• طراحی جدول تطبیقی با شاخص‌های فنی و کاربردی.
• ارائه گزارش و مستندات.

پروژه 1: پیاده‌سازی الگوریتم پایدارکننده (Stabilization PID) برای پهپاد چند ملخه
هدف: طراحی و شبیه‌سازی کنترلر PID برای پایدارسازی رول، پیچ و یاو پهپاد.
شرح پروژه: مدل‌سازی دینامیک یک پهپاد کوادکوپتر، طراحی کنترلر PID برای حفظ زاویه‌ها و بررسی عملکرد آن نسبت به ورودی پله.

ابزار:

• MATLAB/Simulink یا آردوینو + MPU6050
• Excel یا MATLAB برای تحلیل داده

مراحل اجرا:

• تعریف مدل دینامیکی یا استفاده از مدل موجود
• طراحی کنترلر PID برای Roll، Pitch و Yaw
• اعمال ورودی پله و مشاهده پاسخ
• تنظیم پارامترها برای حداقل Overshoot و خطای حالت ماندگار

خروجی: نمودارهای پاسخ زاویه‌ها، مقایسه تنظیمات مختلف PID، تحلیل خطا
سطح: متوسط تا پیشرفته

پروژه 2: طراحی و شبیه‌سازی سیستم IMU با فیلتر کالمن
هدف: دستیابی به زاویه دقیق با استفاده از فیلتر کالمن بر داده‌های شتاب‌سنج و ژیروسکوپ.
شرح پروژه: مدل‌سازی نویز سنسورها، پیاده‌سازی فیلتر کالمن برای تخمین زوایا، و مقایسه خروجی‌ها با داده خام.

ابزار:

• Python (NumPy, Matplotlib)، یا MATLAB

مراحل اجرا:

• شبیه‌سازی داده سنسور با نویز
• پیاده‌سازی فیلتر کالمن
• تحلیل داده‌های خروجی قبل و بعد از فیلتر
• ترسیم نمودار مقایسه‌ای

خروجی: نمودار زوایا، اسکریپت کد، مستند تفاوت دقت قبل/بعد از فیلتر
سطح: پیشرفته

پروژه 3: طراحی مدار PMU برای فلایت کنترلر
هدف: طراحی یک برد توزیع برق با قابلیت‌های حفاظتی و نویز فیلترینگ.
شرح پروژه: شبیه‌سازی و طراحی یک مدار عملی برای توزیع برق پهپاد با در نظر گرفتن جریان و ولتاژ مصرفی.

ابزار:

• KiCAD یا Altium Designer، مولتی‌متر برای تست نهایی

مراحل اجرا:

• بررسی مشخصات مصرف برق قطعات
• طراحی شماتیک و فیلترهای LC
• حفاظت جریان با فیوز یا ماسفت
• طراحی PCB و تست برد واقعی

خروجی: برد نهایی، فایل PCB و گربر، گزارش تست عملکرد
سطح: متوسط

پروژه 4: تحلیل عملکرد GPS و RTK
هدف: مقایسه دقت GPS معمولی با RTK و تحلیل خطای موقعیت.
شرح پروژه: جمع‌آوری داده GPS و RTK و نمایش مسیر حرکت روی نقشه همراه با محاسبه خطای RMS.

ابزار:

• Python (pandas, matplotlib), Google Earth

مراحل اجرا:

• ثبت مسیر با ماژول GPS و RTK
• استخراج داده و ترسیم مسیرها
• محاسبه دقت موقعیت (RMS)
• تحلیل مزایای RTK

خروجی: فایل مسیر KML، نمودار خطا، گزارش تحلیلی
سطح: متوسط

پروژه 5: طراحی ماژول ارتباطی MAVLink
هدف: برقراری ارتباط دوطرفه بین فلایت کنترلر و اپلیکیشن از طریق پروتکل MAVLink.
شرح پروژه: خواندن داده پروازی از فلایت کنترلر و ارسال فرمان به آن از طریق نرم‌افزار یا اپلیکیشن.

ابزار:

• Python یا C++، Mission Planner یا QGroundControl

مراحل اجرا:

• اتصال به فلایت کنترلر با MAVLink
• دریافت داده‌هایی مانند سرعت، ارتفاع، مود پرواز
• ارسال فرمان ساده (مثل ARM/DISARM)
• نمایش در اپ ساده یا ترمینال

خروجی: کد ارتباط، ویدئو یا تصویر از ارتباط عملی
سطح: متوسط تا پیشرفته

پروژه 6: طراحی شبیه‌ساز فلایت کنترلر
هدف: ساخت یک مدل دینامیکی کامل از کوادکوپتر و پیاده‌سازی سیستم کنترل در محیط شبیه‌سازی.
شرح پروژه: ساخت مدل پروازی ۶-DOF، افزودن کنترلر PID، و مشاهده پرواز شبیه‌سازی‌شده.

ابزار:

• MATLAB/Simulink

مراحل اجرا:

• تعریف معادلات حرکت
• طراحی ساختار کنترل
• شبیه‌سازی پرواز
• بررسی پاسخ‌ها به اغتشاشات یا فرمان‌ها

خروجی: شبیه‌ساز تعاملی، فایل‌های Simulink، گزارش تحلیلی عملکرد
سطح: پیشرفته

پروژه 7: مونتاژ و کالیبراسیون فلایت کنترلر
هدف: راه‌اندازی کامل یک فلایت کنترلر و تنظیم تمامی پارامترهای پایه.
شرح پروژه: نصب فیزیکی، کالیبراسیون ژیرو، کمپاس، بارومتر، GPS و انجام تست‌های زمینی یا پروازی ساده.

ابزار:

• فلایت کنترلر واقعی (Pixhawk، F4)، Mission Planner یا INAV

مراحل اجرا:

• نصب و کابل‌کشی
• کالیبراسیون سنسورها
• انجام تست عملی
• تهیه لاگ و بررسی خطاها

خروجی: گزارش تصویری مراحل + فایل لاگ پرواز + چک‌لیست کالیبراسیون
سطح: مبتدی تا متوسط

پروژه 8: سیستم اخطار کاهش ولتاژ باتری
هدف: پیاده‌سازی سیستم هشداردهنده افت ولتاژ باتری جهت جلوگیری از سقوط.
شرح پروژه: طراحی مدار یا برنامه‌نویسی میکروکنترلر برای بررسی ولتاژ و هشدار در صورت عبور از آستانه خطر.

ابزار:

• Arduino یا STM32، سنسور ولتاژ، LED یا بازر

مراحل اجرا:

• تعریف ولتاژ آستانه
• خواندن ولتاژ با ADC
• طراحی هشدار (صوتی/نوری)
• تست روی باتری واقعی

خروجی: مدار تست‌شده، سورس کد، فیلم یا عکس کارکرد
سطح: مبتدی

پروژه 9: طراحی پنل GUI برای مانیتورینگ پهپاد
هدف: طراحی یک رابط گرافیکی زنده برای نمایش پارامترهای پروازی پهپاد.
شرح پروژه: اتصال سریال یا UDP به فلایت کنترلر، دریافت داده‌ها و نمایش در پنل گرافیکی.

ابزار:

• Python (PyQt/PySide), MAVLink

مراحل اجرا:

• اتصال به فلایت کنترلر
• دریافت پارامترها (ولتاژ، ارتفاع، سرعت، ...)
• طراحی واسط گرافیکی ساده
• تست ارتباط زنده

خروجی: نرم‌افزار قابل اجرا + اسکرین‌شات از عملکرد + کد
سطح: متوسط تا پیشرفته

پروژه 1: طراحی برد توزیع برق (PDB) برای مولتی‌روتور ۴ تا ۶ موتوره
هدف: طراحی یک برد توزیع برق استاندارد برای تأمین جریان موتورها، ESCها، فلایت‌کنترلر و تجهیزات جانبی پهپاد چندملخه.

شرح فعالیت‌ها:

• تعیین جریان مصرفی کل پهپاد (بر اساس موتور و ESC).
• طراحی شماتیک برد با فیوز/پرتکشن داخلی برای هر خط.
• جانمایی خطوط ولتاژ 5V، 12V و 16.8V (در صورت نیاز به تبدیل).
• طراحی PCB دو یا چهار لایه با ضخامت مناسب مسیرها (بر اساس آمپر).
• آماده‌سازی فایل گربر برای ساخت.
• تست اولیه با لود شبیه‌سازی شده یا عملی.

ابزار: KiCad یا Altium Designer، نرم‌افزار تحلیل حرارتی (اختیاری)، دیتاشیت قطعات.
خروجی: فایل طراحی PCB + گربر + لیست قطعات BOM + تحلیل انتقال جریان.

پروژه 2: طراحی سیم‌کشی اصولی برای پهپاد چندملخه با رعایت ایمنی الکتریکی
هدف: ارائه یک چیدمان استاندارد و ایمن برای کابل‌کشی داخلی پهپاد شامل توزیع برق، سیگنال و اتصال به فلایت کنترلر و سایر ماژول‌ها.

شرح فعالیت‌ها:

• تحلیل مسیرهای جریان بالا و نویزپذیر (مثل کابل‌های ESC و GPS).
• تفکیک کابل‌های برق، دیتا و سیگنال از یکدیگر.
• طراحی مسیر کابل‌کشی با رعایت حداقل طول، ایمنی مکانیکی و الکترومغناطیسی.
• استفاده از فیوز، محافظ دیود، روکش حرارتی، اتصال زمین.
• ارائه نقشه نهایی کابل‌کشی همراه با لیست تجهیزات و روش اجرا.
• تست عملی یا تحلیل تئوری ایمنی (مثلاً برای شارتیج و دمای کابل‌ها).

ابزار: AutoCAD Electrical، یا حتی Fritzing، دیتاشیت‌ها، راهنمای سیم‌کشی صنعتی.
خروجی: نقشه کابل‌کشی استاندارد + لیست قطعات و لوازم جانبی + راهنمای مونتاژ.

پروژه 3: طراحی مداری برای حفاظت باتری در برابر تخلیه بیش از حد
هدف: طراحی مدار الکترونیکی که از تخلیه بیش از حد (Undervoltage) باتری لیتیوم جلوگیری کند و جریان را در آستانه خطرناک قطع کند.

شرح فعالیت‌ها:

• تعیین ولتاژ بحرانی برای هر سل باتری (مثلاً ۳.۲ ولت برای Li-Po).
• طراحی مدار مقایسه‌گر ولتاژ با قطع‌کننده (با استفاده از اپ امپ، ماسفت یا رله).
• شبیه‌سازی در نرم‌افزار (Proteus یا LTspice).
• طراحی PCB مدار برای اتصال به خط اصلی باتری.
• تست و کالیبراسیون عملکرد.

ابزار: LTspice، Proteus، KiCAD/Altium، مولتی‌متر، دیتاشیت ماسفت‌ها و رگولاتورها.
خروجی: شماتیک مدار + فایل PCB + گربر + جدول تست ولتاژ-عملکرد

پروژه 4: طراحی اولیه BMS ساده برای باتری لیتیوم‌پلیمر
هدف: طراحی و شبیه‌سازی یک Battery Management System ساده با مانیتورینگ ولتاژ سل‌ها و قطع جریان هنگام over/under voltage.

شرح فعالیت‌ها:

• مطالعه ساختار باتری‌های LiPo و نیازهای BMS.
• طراحی مدار مانیتورینگ سل‌ها با مقایسه‌گر ولتاژ یا ADC.
• طراحی مدار بالانسر ساده برای شارژ یکنواخت سل‌ها.
• طراحی سیستم قطع جریان برای over-discharge یا over-current.
• توسعه یک میکروکنترلر ساده برای مانیتورینگ و هشدار.

ابزار: Proteus یا TINA برای شبیه‌سازی مدار، STM32 یا آردوینو برای مانیتورینگ، نرم‌افزار طراحی PCB.
خروجی: مدار BMS ساده قابل تست + فایل شماتیک و PCB + راهنمای پیاده‌سازی.

پروژه 1: تدوین راهنمای گام‌به‌گام مونتاژ سخت‌افزاری پهپاد
هدف: تهیه‌ی یک دستورالعمل جامع و تصویری برای مونتاژ پهپاد چندملخه، شامل تمام مراحل از باز کردن قطعات تا نصب نهایی و کابل‌کشی ایمن.
شرح پروژه: دانشجو با مطالعه و تجربه عملی، مراحل مونتاژ بدنه، بازوها، موتورها، فلایت کنترلر، GPS، ESC، باتری، گیرنده رادیویی و سایر قطعات را به‌صورت دقیق مستند می‌کند.

خروجی‌ها:

• مستند PDF یا Word همراه با تصاویر و چک‌لیست ابزار موردنیاز
• ویدئو آموزشی یا اسلاید آموزشی
• فایل چک‌لیست ایمنی قبل از روشن کردن پهپاد

سطح: مبتدی تا متوسط

پروژه 2: طراحی میز مونتاژ ماژولار برای تولید سری پهپاد
هدف: طراحی یک میزکار صنعتی ماژولار برای مونتاژ نیمه‌صنعتی یا سری پهپاد با درنظر گرفتن نظم، ایمنی و سرعت تولید.
شرح پروژه: دانشجو باید یک میز مونتاژ را طراحی کند که دارای بخش‌های مشخص برای هر مرحله (الکترونیک، مکانیک، تست)، محفظه ابزار، قفسه قطعات، چراغ کار، زمین ضد الکتریسیته ساکن و کابل‌کشی ایمن باشد.

ابزار:

• SketchUp یا SolidWorks یا AutoCAD برای طراحی میز

خروجی‌ها:

• نقشه CAD یا سه‌بعدی میز
• چک‌لیست تجهیزات و مواد
• طرح جریان کاری (Workflow) روی میز مونتاژ
• پیشنهاد برای بهینه‌سازی فضای کارگاهی

سطح: متوسط تا پیشرفته

پروژه 3: مستندسازی فرآیند کنترل کیفیت (QC) پهپاد پس از مونتاژ
هدف: تدوین و طراحی پروتکل بازرسی کیفیت قطعات و سیستم کلی پهپاد پس از مونتاژ.
شرح پروژه: دانشجو باید فرآیند گام‌به‌گام کنترل کیفیت را تعریف کرده و برای هر بخش چک‌لیست تهیه کند (موتور، فلایت کنترلر، سیم‌کشی، GPS، RTK، عملکرد ESC، ارتباط رادیویی، شارژ و نصب باتری و غیره).

خروجی‌ها:

• چک‌لیست QC در فایل PDF (با تایید یا امضاء اپراتور QC)
• مستند تصویری یا ویدئویی از اجرای بازرسی
• فرم نهایی گزارش QC قابل چاپ
• پیشنهاد طراحی ایستگاه تست قبل از پرواز

سطح: متوسط

پروژه 4: طراحی دستورالعمل تعویض و تعمیر سریع قطعات در پهپادهای ماژولار
هدف: تدوین سند فنی برای نحوه‌ی باز کردن، جایگزینی و تعمیر قطعات حیاتی در پهپادهای با طراحی ماژولار.
شرح پروژه: تمرکز بر ساختارهایی با قابلیت تعمیر سریع (Quick Maintenance) و آموزش کاربران برای تعویض بازو، ملخ، موتور، GPS و فلایت کنترلر.

خروجی‌ها:

• مستند تصویری راهنمای تعمیر
• نمودار گردش کار تعمیر
• پیشنهاد طراحی بهینه اتصالات و چفت‌ها
• تست زمان و سهولت تعمیرات

سطح: متوسط

پروژه 5: تهیه پکیج آموزش مونتاژ برای تکنسین‌های خط تولید
هدف: تهیه یک بسته آموزشی شامل ویدئو، دفترچه راهنما و چک‌لیست‌هایی برای آموزش تکنسین‌های جدید خط تولید پهپاد.
شرح پروژه: پروژه شامل جمع‌آوری مراحل استاندارد، تهیه سناریوهای خطا، ایمنی کار با برق، معرفی ابزارها و دستورالعمل‌های دقیق نصب است.

خروجی‌ها:

• دفترچه آموزشی با فرمت قابل چاپ
• ویدئو آموزشی گام‌به‌گام
• آزمون تست پایانی برای ارزیابی تکنسین
• فرم ارزیابی و پذیرش تکنسین

سطح: متوسط

• طراحی مکانیزم غلطکی رهاساز با قابلیت کنترل از راه دور.
• ساخت یک نمونه‌گیر آب سازگار با پهپاد.
• توسعه ماژول شستشوی پنل خورشیدی و نمای ساختمان نصب‌شده بر روی پهپاد.

• طراحی و برنامه‌نویسی App اندروید برای دریافت داده پرواز از فلایت کنترلر.
• اتصال App به پایگاه‌داده برای ثبت و نمایش لاگ پرواز.
• طراحی رابط تحت وب برای مشاهده ناوگان پهپادی با استفاده از MQTT و React.

• طراحی سیستم نورافکن قابل کنترل از راه دور برای پرواز شبانه.
• نصب دوربین زوم‌دار و توسعه رابط گرافیکی برای کنترل آن.
• ارسال تصویر زنده از پهپاد با کمترین تأخیر با استفاده از ماژول‌های FPV.

• بررسی امکان استفاده از پیل سوختی هیدروژنی برای مولتی‌روتور سبک.
• طراحی و ساخت شارژر ساده برای باتری‌های LiPo با مدارات حفاظتی.
• طراحی سیستم تتر (Tether Power) برای پرواز طولانی ثابت با برق شهری.

• طراحی پهپاد گروهی برای اجرای مانورهای نمایشی هماهنگ.
• بررسی کاربرد هوش مصنوعی در شناسایی اهداف روی زمین
• توسعه سیستم ترکینگ چهره یا خودرو