DIY: RC lietadlo poháňané slnečnou energiou do 50 dolárov: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

V RC lietadle sa požiadavky na výkon pohybujú v rozmedzí od niekoľkých desiatok wattov do stoviek wattov. A ak hovoríme o slnečnej energii, má veľmi nízku hustotu výkonu (výkon/plochu), zvyčajne 150 wattov/m2, čo je možné znížiť a líšiť sa podľa sezóny, času, počasia a orientácie solárneho panelu. Takže pri vytváraní slnečného lietadla je výzvou umožniť lietanie s veľmi nízkym výkonom (tak ľahké lietadlo).

Toto však nie je prvé lietadlo s časovačom z dvoch dôvodov:

1. Ako už bolo uvedené, táto rovina musí mať extrémne nízku hmotnosť a dostatočnú pevnosť (aby sa solárne články nepoškodili kvôli lietajúcemu zaťaženiu), čo vyžaduje určité skúsenosti.

2. Lietajúce lietadlo s nízkym výkonom je tiež náročné a každá havária môže mať za následok rozbitie solárneho panelu.

Napriek tomu stojí za to tento projekt vyskúšať. Výsledkom bude, že budete mať RC lietadlo, ktoré môže lietať celý deň (dúfajme) bez nabíjania.

Podobné podrobnosti si môžete pozrieť aj v priloženom videu.

Krok 1: Pozadie

Predtým som sa pokúsil vytvoriť RC lietadlo, ktoré by čisto lietalo pomocou slnečnej energie s batériou na napájanie riadiaceho povrchu, a toto lietadlo bolo schopné lietať, ak sú dobré poveternostné podmienky. Toto lietadlo malo v ideálnom stave špičkový výkon 24 wattov.

Bližšie informácie nájdete v odkaze:

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

Toto lietadlo bude mať hybridný pohon. Solárny panel bude neustále nabíjať batériu a dodávať energiu lietadlu. V čase maximálneho zaťaženia (vzletu) batéria poskytuje aj energiu spolu so solárnym článkom. Tiež sa pokúsime udržať jeho hmotnosť pod 150g.

Krok 2: Požadovaný materiál

Nasleduje zoznam hlavných častí, ktoré budú potrebné na výrobu lietadla. Tiež som pridal odkazy na rôzne časti ako referenciu. Nejde o rovnakú časť, odkiaľ som komponenty kupoval.

Solárny článok Sunpower c60: 5nos (odporúča sa dokúpiť niekoľko ďalších) odkaz:

• Bezjadrový motor s rekvizitou, ktorá má pomer ťahu k výkonu 0,2 Odkaz:
• minimum Reciever tehla so vstavaným servom a ESC: Použil som tehlu prijímača od wltoys. Odkaz:
• Uhlíková tyč: Priemer: 1 mm, Priemer: 4 mm
• 5 mm plech Dapron,
• Batéria so vstavaným ochranným obvodom 500 mAh 1 s (ak nie je k dispozícii, získajte ochranný obvod zvlášť)

Náradie:

• Spájkovačka
• Horúca lepiaca pištoľ
• Ca lepidlo
• Brúsny papier
• Priehľadná páska
• Rezačka papiera
• Hackshaw čepeľ

Krok 3: Výroba sekcie krídla a chvosta

Po zozbieraní požadovanej súčiastky je možné začať s výrobou krídla. Pretože je to mon časť nášho lietadla a všetky ďalšie časti budú zostavené cez krídlo. Toto lietadlo má rozpätie krídel 78 cm. Vytvorenie krídla nižšie je postup, ktorý dodržiavam. Môžete však použiť aj horúci drôt alebo iné postupy.

• V závislosti od hrúbky listu daprona, ktorý je k dispozícii, vyrežte kusy obdĺžnika a prilepte ich k sebe tak, aby sa z nich dal tvarovať profil.
• Po nalepení týchto sekcií spolu s lepidlom (použil som štandardný SH fevicol) potrebujeme vybrúsiť zbytočný materiál a urobiť ho pekne hladkým. Zakrivenie horného povrchu profilu krídla musí byť nižšie, aby sa solárne články pri lepení minimálne ohýbali. V opačnom prípade existuje veľká šanca na prasknutie bunky.
• Vykonajte rez do stredu krídla a naneste horúce lepidlo a vložte uhlíkovú tyč. Vďaka tomu bude krídlo tuhšie.

Podobne prilepte uhlíkovú tyč pre chvostovú časť. A vyrobte kormidlo a výťah pomocou 5 mm dapronového plechu. Rozmery kormidla a výťahu sú prevzaté priamo z malého trénera letovou skúškou. Aby boli všetky tieto časti k dispozícii, pozrite si výkres dostupný na odkaze.

Krok 4: Príprava a montáž solárnych článkov:

Na napájanie nášho motora bolo použitých 3,7 voltov a najvyššie napätie batérie 4,2 voltu. Musíme teda zabezpečiť nepretržitú dodávku 5 voltov. Bunka, ktorú používame (SunPower c60), dáva napätie 0,5 V so špičkovým napájaním 6 A. Pokiaľ ide o veľkosť, snažíme sa, aby nebolo možné ubytovať 10 buniek. Tieto bunky teda rozrežeme na polovicu a použijeme. V tomto prípade každý článok dáva napätie 0,5 V, ale prúd sa zníži na polovicu pri 3A. Pripojíme 10 z týchto polovičných článkov do série, ktorá poskytne napájanie 5 voltov a špičkový prúd 3 ampéry.

Rezanie týchto buniek nájdete v tomto videu. Pretože sú tieto bunky veľmi krehké, je rezanie náročné. Akonáhle ich odstrihnete, ku každému z nich je možné spájkovať medený drôt tak, aby boli všetky bunky v sérii. Musíte si dávať pozor na polaritu polovičnej bunky, pretože niekedy to môže byť mätúce. Potom sa solárny panel môže prilepiť na krídlo. Na to som použil horúce lepidlo. Použite dobré množstvo horúceho lepidla, aby medzi veterným a solárnym článkom nebola žiadna medzera.

Aby som ochránil solárny článok, prekryl som ho transparentnou páskou. V skutočnosti je to zlý nápad, ale chrániť ho pred prachom a iným znečistením je nevyhnutné. Na zapuzdrenie môžete použiť aj iné lepšie techniky. Teraz je potrebné zmerať napätie v otvorenom obvode a skratový prúd.

Akonáhle je všetko v poriadku, môžete prejsť na ďalšie kroky. A uvedené napätie je nižšie ako 5,5 -6 V, ako by ste sa mohli pri spájkovaní pomýliť -chybou je spájkovanie so správnou polaritou na vytvorenie série.

Plán si môžete stiahnuť z:

Krok 5: Sekcia nosa a kontrolné povrchy

Veľkosť a tvar nosovej časti veľmi závisia od veľkosti batérie, motora a tehly prijímača, ktorú budete používať. Na dodanie pevnosti sa používa tyč z uhlíkových vlákien a na ňu sa montuje prijímacia tehla.

Pretože používam jeden motor, je zostavený v prednej časti lietadla. Ak ste však chceli použiť 2 motory, je možné ich namontovať pod alebo cez krídlo.

Toto lietadlo má 3 -kanálové ovládanie. takže máme iba kormidlo, ovládanie výškovky a ovládanie motora. Tu sa na prenos pohybu používa tenká tyč z uhlíkových vlákien (s priemerom 1 mm). tu je tehla prijímača umiestnená pred krídlom na udržanie CG.

Krok 6: Elektrický systém

Ako už bolo vysvetlené, toto lietadlo má hybridnú silu. Batéria a solárny panel zapojené do série. To prichádza s problémom. dostávame napätie v otvorenom obvode 6 voltov a batériu s najvyšším napätím 4,2. takže batériu je možné ľahko poškodiť v dôsledku prebíjania, ktoré je zlé.

Budem používať batériu, ktorá má vstavaný obvod správy napájania z batérie (druh …). tento obvod neumožňuje prebitie alebo ho dokonca chráni pred hlbokým vybitím. S týmto typom vstavaného obvodu je obvykle dodávaný všetok LiPo používaný v hračkárskej kvadrokoptére alebo lietadle. žiadna batéria typu Hobby však taký obvod nemá. Pri výbere batérie preto musíte byť opatrní a ak batéria nemá takýto obvod, je možné ju zakúpiť samostatne a použiť ju v lietadle.

Počas prevádzky sa o vysoké prúdové potreby stará batéria, zatiaľ čo nepretržité napájanie 1-2,5 A poskytuje solárny článok, ktorý je možné priamo spotrebovať lietadlom alebo je možné ho uložiť do batérie v závislosti od nastavenia škrtiacej klapky.

Krok 7: Testovanie:

Tu som v lietadle vykonal dva testy na kontrolu celkového výkonu solárneho nabíjania.

1. Nepretržitý chod, kým sa batéria nevybije:

Plyn bol nastavený na 100% a napätie na batérii sa monitoruje, kým sa batéria nevybije. V priloženom videu sa môžete pozrieť, kde som umiestnil lietadlo so 100% batériou so 100% plynom a batéria vydržala zhruba 22 minút. bolo 10 hodín ráno a v zime bol slnečný uhol okolo 50 stupňov (maximum). takže tento výkon sa bude ďalej zlepšovať v ostatných dňoch sezóny, pretože to bol čas na minimálnu dostupnú slnečnú energiu. A zatiaľ čo lietadlo nevyžaduje zakaždým 100% plynu. Aby som poznal presný prínos batérie a solárneho článku, vykonal som nasledujúci test.

2. Monitorovanie prúdu z batérie a solárneho článku:

Jeden ampérmeter je pripojený k solárnemu článku, aby monitoroval vstup prúdu a napätie zo solárneho článku, zatiaľ čo ďalší ampérmeter sa používa na meranie aktuálnej spotreby lietadla. Nasnímal som to asi 3 minúty videa na plný plyn. Na plný plyn spotrebuje približne 1,3 až 1,5 ampéra prúdu, z toho 1,2 ampéra poskytuje solárny článok.

Existuje jedno video, ktoré začína testom 2 a potom testom 1.

Krok 8: Lietanie

Lietadlo je teda pripravené na let. ale na to, aby sa to stalo, potrebuje nejaký posledný dotyk. CG lietadla je potrebné nastaviť na typických 25% krídla ako počiatočného bodu a je možné ho vyladiť vykonaním niekoľkých skúšok kĺzania.

Pretože toto lietadlo má veľmi nízky ťah, bude pomaly naberať výšku a pretože má veľmi nízke zaťaženie krídlami, je vo veterných dňoch lietanie trochu náročné.

Pri lietaní musíte byť veľmi opatrní, aby nedošlo k jeho pádu. pretože môže poškodiť solárne články lietadla. a je veľmi ťažké ho opraviť. Video z lietania si môžete pozrieť v predtým priloženom videu.

Toto lietadlo je potrebné ďalej vylepšovať, aby sa zlepšila kapacita užitočného zaťaženia a určitý nadbytočný výkon na prevádzku ďalších vecí (napríklad vačky FPV).