Bricolatge: avió RC amb energia solar inferior a 50 $: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Normalment en els requeriments de potència dels avions RC oscil·la entre poques desenes de watts i centenars de watts. I si parlem d’energia solar, té una densitat de potència (potència / àrea) molt baixa, normalment de 150 watts / m2 màx., Que pot reduir i varia segons la temporada, el temps, el temps i l’orientació dels panells solars. Per tant, mentre feu un repte en un avió solar, és fer possible el vol amb una potència molt baixa (avió tan lleuger).

Però aquest no és un primer avió temporitzador per dos motius:

1. Com s'ha comentat, aquest pla ha de tenir un pes extremadament baix i una força suficient (de manera que les cèl·lules solars no es danyin a causa de càrregues volants) que requereixi una certa experiència.

2. L'avió volant amb poca potència també és difícil i qualsevol xoc pot provocar un trencament del panell solar.

Tot i així, val la pena provar aquest projecte. Com en els resultats, tindreu un avió RC que pot volar tot el dia (amb sort) sense cobrar.

També podeu consultar el vídeo adjunt per obtenir detalls similars.

Pas 1: antecedents

Anteriorment vaig intentar fer un avió RC que volés purament amb energia solar amb bateria per alimentar la seva superfície de control, aquest avió era capaç de volar si les condicions meteorològiques són bones. Aquest avió tenia la potència màxima de sortida de 24 watts en condicions ideals.

Per obtenir més informació, consulteu l'enllaç:

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

Aquest avió tindrà potència híbrida. El panell solar carregarà contínuament la bateria i donarà energia al pla. En el moment de la càrrega màxima requerida (enlairament), la bateria també proporciona energia junt amb la cèl·lula solar. També intentarem mantenir el seu pes per sota dels 150g.

Pas 2: material obligatori

A continuació es mostra la llista de les parts principals que es necessitaran per fer l'avió. També he afegit els enllaços de les diverses parts com a referència. No són la mateixa part de la que vaig comprar els components.

Cèl·lula solar Sunpower c60: enllaç 5nos (es recomana comprar uns quants extra):

• Motor sense cor amb puntal que proporció empenta a potència 0,2 Ref:
• maó mínim del receptor amb servo incorporat i ESC: he utilitzat maó receptor de wltoys. Enllaç:
• Vareta de carboni: diàmetre: 1 mm, diàmetre: 4 mm
• Full de Dapron de 5 mm,
• Bateria amb circuit de protecció integrat 500 mAh 1 s (obtingueu un circuit de protecció per separat si no està present)

Eines:

• Soldador
• Pistola de cola calenta
• Ca cola
• Paper de vidre
• Cinta transparent
• Tallador de paper
• Fulla Hackshaw

Pas 3: Creació de la secció ala i cua

Després de recollir la peça requerida, es pot començar a fer l'avió fent l'ala. Com que és la part mon del nostre avió i tota una altra part es muntarà sobre l'ala. Aquest avió té una envergadura de 78 cm. Fer un ala a continuació és el procediment que segueixo. Tanmateix, també podeu utilitzar un tall de filferro calent o altres procediments.

• Depèn del gruix del full de dapron disponible per tallar trossos de rectangles i enganxar-los de manera que es pugui donar forma a la làmina d’aire.
• Després del pal, aquestes seccions juntament amb la cola (he utilitzat el fevicol SH estàndard) hem de polir material inútil i fer-lo suau. La curvatura de la superfície superior del full d’aire ha de ser inferior, de manera que la cèl·lula solar s’hagi de doblegar al mínim mentre s’enganxi. En cas contrari, hi ha una bona probabilitat que es trenqui la cèl·lula.
• Feu un tall a la meitat de l'ala, apliqueu cola calenta i poseu vareta de carboni. Això farà que l’ala sigui més rígida.

De manera similar, enganxeu la barra de carboni per a la secció de la cua. I feu el timó i l’ascensor amb una làmina de dapron de 5 mm. Les dimensions del timó i de l’ascensor s’extreuen directament d’un petit entrenador mitjançant proves de vol. Per fer-ho, consulteu el dibuix disponible a l’enllaç.

Pas 4: Preparació i muntatge de les cèl·lules solars:

Per alimentar el nostre motor hem aconseguit 3,7 volts i la tensió més alta de la bateria és de 4,2 volts. Per tant, hem de proporcionar un subministrament continu de 5 volts. La cèl·lula que estem utilitzant (SunPower c60) proporciona una tensió de 0,5 V amb un subministrament màxim de 6A. Tot i això, per a la mida, volem que no es puguin acomodar 10 cel·les. Així, tallarem aquestes cèl·lules a la meitat i les utilitzarem. En aquest cas, cada cel·la dóna la tensió de 0,5 V però el corrent es reduirà a la meitat a 3A. Connectarem 10 d’aquestes mitges cel·les en sèrie que donaran un subministrament de 5 volts i un corrent de pic de 3 amp.

Per tallar aquestes cel·les, consulteu aquest vídeo. Com que aquestes cèl·lules tenen un tall molt trencadís, és difícil. Un cop tallats, es pot soldar un fil de coure a cadascun d’aquests, de manera que totes les cèl·lules que hi ha estan en sèrie. Cal anar amb compte amb la polaritat de la mitja cel·la, ja que de vegades es confon. Que el panell solar es pot enganxar a l'ala. He utilitzat cola calenta per a això. Utilitzeu una bona quantitat de cola calenta de manera que no hi hagi cap buit entre la cèl·lula eòlica i la solar.

Ara, per protegir la cèl·lula solar, l’he cobert amb cinta transparent. En realitat, és una mala idea fer-ho, però és necessari protegir-lo de la pols i d’altres contaminacions. També podeu utilitzar altres tècniques millors per encapsular. Ara cal mesurar la tensió del circuit obert i el corrent de curtcircuit.

Un cop tot estigui bé, és bo passar als passos següents. I el voltatge mostrat és inferior a 5,5-6 v del que podríeu haver comès un error en soldar: l'error és soldar la polaritat correcta per fer una sèrie.

El pla es pot descarregar des de:

Pas 5: secció del nas i superfícies de control

La mida i la forma de la secció del nas depenen en gran mesura de la mida de la bateria, el motor i el maó receptor que utilitzeu. s’utilitza una barra de fibra de carboni per donar-li resistència i s’hi munta el maó receptor.

Com que faig servir un sol motor, es munta al nas de l'avió. Però si voleu utilitzar 2 motors, es pot muntar per sota o per sobre de l'ala.

Aquest pla té un control de 3 canals. de manera que només tenim el timó, el control de l’ascensor i el control del motor. Aquí s’utilitza una barra fina de fibra de carboni (de 1 mm de diàmetre) per a la transferència de moviment. aquí el maó receptor es col·loca davant de l’ala per mantenir la CG.

Pas 6: Sistema elèctric

Com s’ha explicat anteriorment, aquest avió té potència híbrida. Bateria i panell solar connectats en sèrie. Això ve amb el problema. obtenim un voltatge de circuit obert de 6 volts i la bateria té el voltatge més alt de 4,2. de manera que la bateria es pot fallar fàcilment a causa de la sobrecàrrega que és dolenta.

Vaig a utilitzar una bateria que tingui un circuit de gestió d'energia de la bateria incorporat (tipus de …). aquest circuit no deixa sobrecarregar ni protegir-lo de descàrregues profundes. Normalment, tot el LiPo utilitzat en quadcopter de joguina o avió inclou aquest tipus de circuits incorporats. tanmateix, qualsevol bateria de grau Hobby no té aquest circuit. per tant, heu de tenir cura en seleccionar la bateria i, si la bateria no disposa d’aquest circuit, es pot comprar per separat i utilitzar-la amb l’avió.

Mentre està en funcionament, la bateria s'ocupa de satisfer les necessitats de corrent elevades, mentre que el subministrament continu de 1-2,5 Amp és proporcionat per una cèl·lula solar que es pot consumir directament per avió o es pot emmagatzemar a la bateria en funció de la configuració de l'accelerador.

Pas 7: proves:

Aquí he realitzat dues proves a l'avió per comprovar el rendiment general de la càrrega solar.

1. Funcionament continu fins que s'acabi la bateria:

L'accelerador es va configurar al 100% i el voltatge a la bateria es controla fins que la bateria es buida. Al vídeo adjunt, podeu comprovar on he col·locat un avió amb una bateria del 100% amb un accelerador del 100% i la durada de la bateria durant uns 22 minuts. això era a les deu de la matinada i, com era a l’hivern, l’angle solar era d’uns 50 graus (màxim). de manera que aquest rendiment es millorarà encara més en altres dies de la temporada, ja que aquest era el moment d’energia solar mínima disponible. I mentre que l’avió volador no requereix el 100% d’acceleració cada vegada. Per conèixer la contribució exacta de la bateria i la cèl·lula solar, vaig realitzar la següent prova.

2. Supervisió del corrent de la bateria i la cèl·lula solar:

Un amperímetre està connectat a la cèl·lula solar per controlar l’entrada i la tensió de corrent de la cèl·lula solar, mentre que un altre amperímetre s’utilitza per mesurar el consum de corrent de l’avió. N’he captat uns 3 minuts amb vídeo a tota velocitat. A tota l’accelerador, necessita al voltant d’1,3-1,5 amperes de corrent, dels quals 1,2 cèl·lules la proporciona la cèl·lula solar.

Hi ha un sol vídeo que comença amb la prova 2 i després amb la prova 1.

Pas 8: volar

Així doncs, l’avió està a punt per volar. però necessita un toc final per aconseguir-ho. El CG de l'avió s'ha d'ajustar a un 25% típic de l'ala com a punt de partida i es pot ajustar fent algunes proves de planejament.

Com aquest avió té una empenta molt baixa, guanyarà alçada lentament i, com que aquest avió té una càrrega d’ala molt baixa, és una mica difícil volar en dies de vent.

Cal que tingueu molta precaució mentre voleu per no deixar-lo caure. ja que pot danyar les cèl·lules solars de l’avió. i és molt difícil reparar-lo. El vídeo de volar es pot veure al vídeo adjunt anteriorment.

Aquest avió s’ha de millorar encara més per obtenir una millor capacitat de càrrega útil i una mica d’excedent de potència per fer funcionar altres coses (com la càmera FPV).