Prinsip
Drone beroperasi berdasarkan daya angkat yang dihasilkan oleh putaran baling-baling yang digerakkan oleh rotor atau motor listrik. Daya angkat atau lift biasanya dihubungkan dengan dengan sayap dari sebuah model airfoil fixed-wing, namun lift atau daya angkat juga dapat dihasilkan oleh propellers, layang-layang, helikopter, perahu layar dan bahkan pada bentuk dari sebuah mobil.
Teori untuk menjelaskan daya angkat atau lift adalah prinsip Bernoulli. Dengan kata lain, aliran udara adalah energi yang konstan. Ketika udara mengalir di daerah dengan tekanan udara rendah, maka aliran udara tersebut akan menjadi lebih cepat. Menurut prinsip Bernoulli, tekanan udara bergerak lebih cepat di bagian atas, sehingga tekanan menjadi lebih rendah daripada di bagian bawah, di mana aliran udaranyab bergerak menjadi lebih lambat. Perbedaan tekanan udara tersebut menciptakan gaya aerodinamis.
Dalam Hukum Newton tentang Lift and deflection of the flow, lift atau gaya angkat dihasilkan oleh tekanan udara dan gaya tekan dari daerah wing atau sayap. Artinya, tekanan dari daerah wing tidak menghasilkan gaya murni, tetapi dibutuhkan perbedaan tekanan untuk menghasilkan lift atau gaya angkat.
Gambar di bawah ini menunjukkan konsep baling-baling atau propellers pada drone dengan memakai empat rotor atau quadcopter. Arah putaran baling-baling dapat dibagi menjadi dua arah putaran yang berbeda yaitu searah jarum jam / Clock Wise (CW) dan berlawanan arah jarum jam / Counter Clockwise (CCW). Motor yang berputar searah jarum jam atau yaitu Clock Wise (CW) Yaitu motor C dan B sedangkan motor yang berputar berlawanan dengan arah jarum jam yaitu motor A dan D. Perbedaan putaran antara masing-masing motor dimaksudkan agar tidak menimbulkan momen putar pada bodi quadopter.
Pada dasarnya quadcopter terdiri dari empat gerakan, yaitu Pitch (bergerak maju mundur), Roll (bergerak menyamping), Yaw (bergerak secara berotasi) dan Throttle (bergerak ke atas landing dan take off). Untuk penjelasan dari pergerakan quadcopter adalah sebagai berikut:
- Throttle atau bergerak ke atas landing dan take off Throttle adalah peningkatan kecepatan secara keseluruhan pada motor yang mana pada saat motor full throttle maka quadcopter akan terjadi momen angkat pada body quadcopter. Sebaliknya jika motor menurunkan kecepatan motornya maka akan terjadi posisi turun.
- Pitch atau bergerak maju mundur Pitch adalah gerakan maju dan mundur pada quadcopter, dimana dua buah motor yang berada di posisi belakang berputar lebih cepat dibanding motor yang berada di depan sehingga posisi depan akan terjadi kemiringan dan akan terdorong ke depan sehinggga akan terjadi gerakan maju, begitupun sebaliknya untuk bergerak mundur.
- Roll atau bergerak menyamping Roll adalah gerakan menyamping, baik itu ke arah kiri atau kanan, agar dapat bergerak menyamping perlu adanya perubahan kecepatan pada satu pasang motor, misal quadcopter akan gerak ke samping kiri maka motor sebelah kanan menaikkan kecepatan sehingga terjadi momen miring dan secara tidak langsung bergerak ke samping kiri dan begitu pula sebaliknya.
- Yaw atau bergerak secara berotasi Pergerakan ini yaitu di mana quadcopter berputar dalam satu poros dilakukan dengan cara menurunkan kecepatan sepasang motor, kiri - kanan atau atas-bawah, dan menaikkan kecepatan satu pasangan motor yang sedikit lambat kecepatannya dibandingkan satu pasangan motor yang lainnya.