DIY: RC letadlo na solární pohon do 50 $: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Typicky se v RC letadle požadavky na výkon pohybují od několika desítek wattů do stovek wattů. A pokud mluvíme o sluneční energii, má velmi nízkou hustotu výkonu (výkon/plochu) obvykle 150 W/m2, což se snižuje a mění se podle sezóny, času, počasí a orientace solárního panelu. Takže při výrobě solárního letadla je výzvou umožnit létání s velmi nízkým výkonem (tak lehké letadlo).

Nejedná se však o první časovač, a to ze dvou důvodů:

1. Jak bylo diskutováno, tato rovina musí mít extrémně nízkou hmotnost s dostatečnou pevností (aby se solární články nepoškodily v důsledku létajícího zatížení), což vyžaduje určité zkušenosti.

2. Létající letadlo s nízkým výkonem je také obtížné a každá havárie může mít za následek rozbití solárního panelu.

Přesto tento projekt stojí za vyzkoušení. Jako ve výsledcích budete mít RC letadlo, které může létat celý den (doufejme) bez nabíjení.

Podobné podrobnosti si můžete přečíst také v přiloženém videu.

Krok 1: Pozadí

Dříve jsem se pokusil vyrobit RC letadlo, které by čistě létalo pomocí sluneční energie s baterií k napájení jeho řídicího povrchu. Toto letadlo dokázalo létat, pokud jsou dobré povětrnostní podmínky. Toto letadlo mělo v ideálním stavu špičkový výkon 24 wattů.

Další podrobnosti naleznete v odkazu:

www.instructables.com/id/Solar-RC-Plane-Un…

Toto letadlo bude mít hybridní sílu. Solární panel bude nepřetržitě nabíjet baterii a také napájet letadlo. V době požadavku špičkového zatížení (vzletu) baterie také poskytuje energii společně se solárním článkem. Také se pokusíme udržet jeho hmotnost pod 150 g.

Krok 2: Požadovaný materiál

Níže je uveden seznam hlavních částí, které budou nutné k výrobě letadla. Také jsem přidal odkazy pro různé části jako referenci. Nejedná se o stejnou část, odkud jsem komponenty koupil.

Solární článek Sunpower c60: 5nos (doporučujeme dokoupit několik dalších) odkaz:

• Bezjádrový motor s rekvizitou, která má poměr tahu k výkonu 0,2 Ref:
• minimální cihla Reciever s vestavěným servem a ESC: Použil jsem cihlu přijímače od wltoys. Odkaz:
• Uhlíková tyč: Průměr: 1 mm, Průměr: 4 mm
• 5 mm plech Dapron,
• Baterie s integrovaným ochranným obvodem 500 mAh 1 s (získejte ochranný obvod samostatně, pokud není k dispozici)

Nástroje:

• Páječka
• Horká lepicí pistole
• Ca lepidlo
• Smirkový papír
• Průhledná páska
• Řezačka papíru
• Hackshaw čepel

Krok 3: Vytvoření křídla a ocasu

Po shromáždění požadované součásti lze začít s výrobou letadla. Protože se jedná o mon část našeho letounu a všechny další části budou sestaveny přes křídlo. Toto letadlo má rozpětí křídel 78 cm. Vytvořit křídlo níže je postup, který dodržuji. Můžete však také použít horký drát nebo jiné postupy.

• Závisí na tloušťce vašeho dapronového listu, který je k dispozici k řezání obdélníkových kusů a lepení k sobě tak, aby z něj bylo možné tvarovat profil křídla.
• Po nalepení těchto sekcí společně s lepidlem (použil jsem standardní SH fevicol) potřebujeme vybrousit zbytečný materiál a udělat ho pěkně hladkým. Zakřivení horního povrchu profilu křídla musí být nižší, aby se solární článek při lepení ohnul minimálně. V opačném případě existuje velká šance na prasknutí buněk.
• Proveďte řez do poloviny křídla, naneste horké lepidlo a vložte uhlíkovou tyč. Díky tomu bude křídlo tužší.

Podobným způsobem přilepte uhlíkovou tyč pro ocasní část. A vyrobte kormidlo a výškovku pomocí 5mm dapronového plechu. Rozměry kormidla a výtahu jsou převzaty přímo z malého trenéra letovou zkouškou. Aby byly všechny tyto části dostupné, podívejte se na výkres dostupný na odkazu.

Krok 4: Příprava a montáž solárních článků:

K napájení našeho motoru jsme použili 3,7 voltů a nejvyšší napětí baterie bylo 4,2 voltů. Musíme tedy zajistit nepřetržitou dodávku 5 voltů. Buňka, kterou používáme (SunPower c60), poskytuje napětí 0,5 V při špičkovém napájení 6 A. Vzhledem k velikosti se však zaměřujeme na 10 buněk, které nelze umístit. Tyto buňky tedy rozkrojíme na polovinu a použijeme. V tomto případě každý článek dává napětí 0,5 V, ale proud se sníží na polovinu při 3A. Spojíme 10 z těchto polovičních článků v sérii, která poskytne 5 voltové napájení a 3amp špičkový proud.

Řezání těchto buněk naleznete v tomto videu. Jelikož jsou tyto buňky velmi křehké, je řezání obtížné. Jakmile je nastříháte, ke každému z nich lze připájet měděný drát tak, aby byly všechny buňky v sérii. Je třeba dávat pozor na polaritu poloviční buňky, protože někdy je to matoucí. Solární panel může být přilepený ke křídlu. Na to jsem použil horké lepidlo. Použijte dobré množství horkého lepidla, aby mezi větrnými a solárními články nebyla žádná mezera.

Abych ochránil solární článek, překryl jsem ho průhlednou páskou. To je ve skutečnosti špatný nápad, ale chránit jej před prachem a jiným znečištěním je nutné. K zapouzdření můžete také použít jiné lepší techniky. Nyní je třeba změřit napětí naprázdno a zkratový proud.

Jakmile je vše v pořádku, můžete přejít k dalším krokům. A zobrazené napětí je nižší než 5,5 -6 V, než byste mohli při pájení udělat chybu -chybou je pájení se správnou polaritou pro vytvoření série.

Plán lze stáhnout z:

Krok 5: Sekce nosu a kontrolní povrchy

Velikost a tvar nosní části velmi závisí na velikosti baterie, motoru a cihly přijímače, kterou budete používat. K zajištění pevnosti se používá tyč z uhlíkových vláken a na ni se montuje přijímací cihla.

Protože používám jeden motor, je sestaven v přídi letadla. Pokud jste však chtěli použít 2 motory, lze je sestavit pod nebo přes křídlo.

Toto letadlo má 3kanálové ovládání. takže máme jen kormidlo, ovládání výškovky spolu s řízením motoru. Zde se pro přenos pohybu používá tenká tyč z uhlíkových vláken (o průměru 1 mm). zde je cihla přijímače umístěna před křídlem pro udržení CG.

Krok 6: Elektrický systém

Jak již bylo vysvětleno dříve, toto letadlo má hybridní sílu. Baterie a solární panel zapojeny do série. S tím přichází problém. získáváme napětí naprázdno 6 voltů a baterie s nejvyšším napětím 4,2. takže baterie může snadno selhat kvůli přebíjení, které je špatné.

Budu používat baterii, která má vestavěný obvod řízení napájení baterie (druh …). tento obvod nedovolí přebíjení nebo ho dokonce chrání před hlubokým vybitím. S tímto typem vestavěného obvodu je obvykle dodáván veškerý LiPo používaný v hračkářské kvadrokoptéře nebo letadle. jakákoli baterie typu Hobby však takový obvod nemá. takže při výběru baterie musíte být opatrní a pokud baterie nemá takový obvod, lze ji zakoupit samostatně a použít v letadle.

Během provozu je o vysoké proudové potřeby postaráno baterií, zatímco nepřetržité napájení 1–2,5 A zajišťuje solární článek, který lze přímo spotřebovávat letadlem nebo jej lze ukládat do baterie v závislosti na nastavení škrticí klapky.

Krok 7: Testování:

Zde jsem provedl dva testy v letadle, abych zkontroloval celkový výkon solárního nabíjení.

1. Nepřetržitý běh, dokud se baterie nevybije:

Plyn byl nastaven na 100% a napětí na baterii je monitorováno, dokud se baterie nevybije. V přiloženém videu se můžete podívat, kam jsem umístil letadlo se 100% baterií se 100% plynem a baterie vydržela zhruba 22 minut. to bylo 10 dopoledne a jak to bylo v zimě, sluneční úhel byl kolem 50 stupňů (maximum). takže tento výkon se bude dále zlepšovat v ostatních dnech sezóny, protože to byl čas pro minimální dostupnou sluneční energii. A zatímco létající letadlo nevyžaduje pokaždé 100% plynu. Abych věděl přesný přínos baterie a solárního článku, provedl jsem další test.

2. Monitorování proudu z baterie a solárního článku:

Jeden ampérmetr je připojen k solárnímu článku, aby sledoval aktuální vstup a napětí ze solárního článku, zatímco jiný ampérmetr se používá k měření aktuální spotřeby letadla. Zachytil jsem to asi 3 min videa na plný plyn. Při plném plynu to trvá přibližně 1,3 až 1,5 A proudu, z toho 1,2 A zajišťuje solární článek.

Existuje jedno video, které začíná testem 2 a poté testem 1.

Krok 8: Létání

Letadlo je tedy připraveno k letu. ale aby se to stalo, potřebuje to poslední dotek. CG letadla je třeba upravit na typických 25% křídla jako výchozí bod a lze jej vyladit provedením několika skluzových zkoušek.

Vzhledem k tomu, že toto letadlo má velmi nízký tah, bude pomalu nabývat výšky a vzhledem k tomu, že toto letadlo má velmi nízké zatížení křídel, je trochu obtížné létat ve větrných dnech.

Při létání musíte být velmi opatrní, aby nedošlo k jeho havárii. protože může poškodit solární články letadla. a je velmi obtížné jej opravit. Video z létání můžete vidět na dříve přiloženém videu.

Toto letadlo je třeba dále vylepšovat, aby bylo dosaženo lepší kapacity užitečného zatížení a určitého přebytečného výkonu pro provozování dalších věcí (například vačky FPV).