DIY: هواپیمای RC خورشیدی زیر 50 دلار: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

به طور معمول در RC نیازهای برق از چند ده وات تا صدها وات متغیر است. و اگر در مورد انرژی خورشیدی صحبت کنیم ، دارای چگالی قدرت بسیار کمی (قدرت/مساحت) به طور معمول حداکثر 150 وات بر متر مربع است ، که به میزان فصل ، زمان ، آب و هوا و جهت پنل های خورشیدی کاهش می یابد و متفاوت است. بنابراین در حالی که ایجاد چالش برای هواپیمای خورشیدی این است که امکان پرواز با استفاده از توان بسیار کم (هواپیمای بسیار سبک) وجود دارد.

اما به دو دلیل این اولین هواپیمای تایمر نیست:

1. همانطور که گفته شد این هواپیما باید دارای وزن بسیار کم و استحکام کافی باشد (به طوری که سلولهای خورشیدی در اثر بارهای پروازی آسیب نبینند) که نیاز به تجربه دارد.

2. پرواز هواپیمای با قدرت کم نیز مشکل است و هرگونه سقوط می تواند منجر به خرابی پنل خورشیدی شود.

با این حال ، این پروژه ارزش امتحان کردن را دارد. در نتیجه ، یک هواپیمای RC خواهید داشت که می تواند تمام روز (امیدوارم) بدون شارژ پرواز کند.

همچنین می توانید برای جزئیات مشابه به فیلم ضمیمه مراجعه کنید.

مرحله 1: پیش زمینه

قبلا سعی کردم یک هواپیمای RC بسازم که صرفاً با استفاده از انرژی خورشیدی و باتری به سطح کنترل خود نیرو می دهد ، این هواپیما در صورت مناسب بودن شرایط جوی قادر به پرواز بود. این هواپیما دارای حداکثر قدرت 24 وات در شرایط ایده آل بود.

برای اطلاعات بیشتر لطفاً به پیوند مراجعه کنید:

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

این هواپیما دارای قدرت ترکیبی خواهد بود. پنل خورشیدی به طور مداوم باتری را شارژ می کند و همچنین به هواپیما قدرت می دهد. در زمان نیاز به حداکثر بار (خاموش شدن) باتری نیز همراه با سلول خورشیدی برق را تأمین می کند. ما همچنین سعی می کنیم وزن آن را زیر 150 گرم نگه داریم.

مرحله 2: مواد مورد نیاز

در زیر لیستی از قطعات اصلی مورد نیاز برای ساخت هواپیما آمده است. همچنین پیوندهای قسمت های مختلف را برای مرجع اضافه کردم. این همان قسمتی نیست که من قطعات را از آنجا خریدم.

پیوند خورشیدی Sunpower c60: 5nos (توصیه می شود چند مورد اضافی بخرید) پیوند:

• موتور بدون هسته با تکیه گاه به طوری که نسبت نیروی به رانش 0.2 Ref:
• حداقل آجر گیرنده با سروو و ESC داخلی: من از آجر گیرنده از wltoys استفاده کرده ام. پیوند:
• میله کربن: Dia: 1mm ، Dia: 4mm
• ورق داپرون 5 میلی متری ،
• باتری با مدار حفاظتی داخلی 500mah 1s (مدار محافظتی را جداگانه دریافت کنید در صورت عدم وجود آن)

ابزارها:

• آهن لحیم کاری
• چسب حرارتی تفنگی
• چسب Ca
• سمباده
• نوار شفاف
• کاغذ بر
• تیغه هکشاو

مرحله 3: ساخت بخش بال و دم

پس از جمع آوری قطعات مورد نیاز ، می توان با ساختن بال ، هواپیما را شروع کرد. از آنجایی که این قسمت واحد هواپیمای ما است و همه قسمتهای دیگر در بال جمع می شوند. طول این هواپیما 78 سانتی متر است. ساختن بال در زیر روشی است که من دنبال می کنم. با این حال ، می توانید از برش سیم داغ یا سایر روش ها نیز استفاده کنید.

• بستگی به ضخامت ورق داپرون خود برای برش قطعات مستطیل و چسباندن آنها به هم دارد تا ایرفویل از آن شکل بگیرد.
• پس از چسباندن ، این قسمتها به همراه چسب (من از SH fevicol استاندارد استفاده کرده ام) باید مواد بی فایده را سنباده زده و صاف کنیم. انحنای سطح فوقانی ایرفویل باید کمتر باشد به طوری که سلول خورشیدی هنگام چسبیدن به حداقل خم شود. در غیر این صورت ، احتمال ترک خوردن سلول ها زیاد است.
• یک برش تا وسط بال بزنید و چسب داغ بزنید و میله کربن بگذارید. این باعث محکم شدن بال می شود.

به همین ترتیب میله کربن را برای قسمت دم بچسبانید. و با استفاده از ورق داپرون 5 میلی متری ، سکان و آسانسور بسازید. ابعاد سکان و آسانسور به طور مستقیم از مربی کوچک با آزمایش پرواز گرفته می شود. برای ایجاد همه این قسمت ، نقشه موجود در پیوند را مشاهده کنید.

مرحله 4: تهیه و جمع آوری سلول های خورشیدی:

برای تغذیه موتور ما 3.7 ولت تغذیه می کنیم و بالاترین ولتاژ باتری 4.2 ولت است. بنابراین ما باید منبع مداوم 5 ولت را تأمین کنیم. سلولی که ما از آن استفاده می کنیم (SunPower c60) ولتاژ 0.5V را با حداکثر منبع تغذیه 6A می دهد. با این حال ، از نظر اندازه ، ما در نظر داریم 10 سلول را نمی توان در خود جای داد. بنابراین ما این سلول ها را به نصف می بریم و از آن استفاده می کنیم. در این حالت ، هر سلول ولتاژ 0.5 ولت می دهد اما جریان در 3A نصف می شود. ما 10 مورد از این نیم سلول ها را به صورت سری به هم وصل می کنیم که منبع تغذیه 5 ولت و حداکثر جریان 3 آمپر است.

برای برش این سلول ها به این فیلم مراجعه کنید. از آنجا که این سلول ها بسیار شکننده هستند ، برش دشوار است. هنگامی که آنها را بریدید ، سیم مسی را می توان به هر یک از آنها لحیم کرد ، به طوری که همه سلولهای آنجا به صورت سری قرار گیرند. شما باید مراقب قطبیت نیم سلول باشید زیرا گاهی گیج کننده می شود. پنل خورشیدی را می توان به بال چسباند. من برای این کار از چسب حرارتی استفاده کردم. از مقدار مناسب چسب حرارتی استفاده کنید به گونه ای که فاصله ای بین باد و سلول خورشیدی وجود نداشته باشد.

اکنون برای محافظت از سلول خورشیدی ، آن را با نوار شفاف پوشانده ام. این کار در واقع ایده بدی است ، اما برای محافظت از آن در برابر گرد و غبار و سایر آلودگی ها لازم است. همچنین می توانید از تکنیک های بهتر دیگری برای کپسوله سازی استفاده کنید. اکنون ولتاژ مدار باز و جریان اتصال کوتاه باید اندازه گیری شود.

وقتی همه چیز خوب شد ، بهتر است به مراحل بعدی بروید. ولتاژ نشان داده شده از 5.5-6 ولت کمتر از آن چیزی است که ممکن است در لحیم کاری اشتباه کرده باشید.

برنامه را می توانید از آدرس زیر بارگیری کنید:

مرحله 5: بخش بینی و سطوح کنترل

اندازه و شکل قسمت بینی بسیار به اندازه باتری ، موتور و آجر گیرنده ای که قرار است استفاده کنید بستگی دارد. میله فیبر کربن برای استحکام آن استفاده می شود و آجر گیرنده روی آن مونتاژ شده است.

همانطور که من از موتور تک استفاده می کنم ، آن را در بینی هواپیما مونتاژ می کنم. اما اگر می خواهید از 2 موتور استفاده کنید ، می توانید آن را در زیر یا بالای بال مونتاژ کنید.

این هواپیما دارای 3 کانال کنترل است. بنابراین ما فقط سکان ، کنترل آسانسور و کنترل موتور را داریم. در اینجا میله نازک فیبر کربن (با قطر 1 میلی متر) برای انتقال حرکت استفاده می شود. در اینجا آجر گیرنده در جلوی بال قرار می گیرد تا CG حفظ شود.

مرحله 6: سیستم برق

همانطور که قبلاً توضیح داده شد ، این هواپیما دارای قدرت ترکیبی است. باتری و پنل خورشیدی به صورت سری به هم متصل می شوند. این با مشکل همراه است. ولتاژ مدار باز ما 6 ولت است و باتری بالاترین ولتاژ 4.2 را دارد. بنابراین به دلیل شارژ بیش از حد که بد است ، باتری به راحتی خراب می شود.

من قصد دارم از باتری استفاده کنم که دارای مدار مدیریت توان داخلی باتری است (نوع…). این مدار اجازه نمی دهد که بیش از حد شارژ شود یا حتی از آن در برابر تخلیه عمیق محافظت کند. به طور معمول تمام LiPo هایی که در کوادکوپتر یا هواپیما اسباب بازی استفاده می شوند دارای این نوع مدار داخلی هستند. با این حال ، هر باتری درجه Hobby چنین مداری ندارد. بنابراین هنگام انتخاب باتری باید مراقب باشید و اگر باتری چنین مداری ندارد می توانید آن را جداگانه خریداری کرده و با هواپیما استفاده کنید.

در حالی که در حال کار است ، نیازهای جریان زیاد توسط باتری برطرف می شود ، در حالی که منبع مداوم 1-2.5 آمپر توسط سلول خورشیدی تأمین می شود که می تواند مستقیماً توسط هواپیما مصرف شود یا بسته به تنظیم گاز ، در باتری ذخیره شود.

مرحله 7: آزمایش:

در اینجا من دو آزمایش را در هواپیما انجام داده ام تا عملکرد کلی شارژ خورشیدی را بررسی کنم.

1. اجرای مداوم تا اتمام باتری:

گاز روی 100٪ تنظیم شده و ولتاژ روی باتری تا خالی شدن باتری کنترل می شود. در ویدئوی پیوست ، می توانید بررسی کنید که کجا هواپیمایی را با باتری 100٪ با گاز 100٪ قرار داده ام و باتری آن حدود 22 دقیقه دوام آورد. ساعت 10 صبح بود و زمستان زاویه خورشید در حدود 50 درجه (حداکثر) بود. بنابراین این عملکرد در روزهای دیگر فصل بیشتر بهبود می یابد زیرا این زمان برای حداقل انرژی خورشیدی در دسترس بود. و در حالی که هواپیمای پروازی هر بار نیازی به 100٪ گاز ندارد. بنابراین برای آگاهی از سهم دقیق باتری و سلول خورشیدی ، آزمایش بعدی را انجام دادم.

2. نظارت بر جریان از باتری و سلول خورشیدی:

یک آمپر متر به سلول خورشیدی متصل است تا ورودی و ولتاژ فعلی سلول خورشیدی را کنترل کند و آمپر متر دیگر برای اندازه گیری مصرف فعلی هواپیما استفاده می شود. من حدود 3 دقیقه فیلم از آن با گاز کامل ضبط کرده ام. در حالت گاز کامل ، حدود 1.3-1.5 آمپر جریان مصرف می کند که 1.2 آمپر آن توسط سلول خورشیدی تأمین می شود.

یک ویدیو وجود دارد که با تست 2 و سپس با آزمایش 1 شروع می شود.

مرحله هشتم: پرواز

بنابراین هواپیما آماده پرواز است. اما برای تحقق آن به آخرین لمس نیاز دارد. CG هواپیما باید به طور معمول در 25٪ بال به عنوان نقطه شروع تنظیم شود و با انجام برخی آزمایشات سر خوردن می توان آن را تنظیم کرد.

از آنجا که این هواپیما دارای نیروی رانش بسیار پایینی است ، به آرامی ارتفاع پیدا می کند و از آنجا که این هواپیما دارای بال بسیار کم است ، پرواز در روزهای بادی کمی دشوار است.

هنگام پرواز باید بسیار مراقب باشید تا اجازه ندهید که سقوط کند. زیرا می تواند به سلول های خورشیدی هواپیما آسیب برساند. و تعمیر آن بسیار مشکل است. فیلم پرواز را می توانید در فیلم ضمیمه شده قبلی مشاهده کنید.

این هواپیما برای ظرفیت بار بیشتر و توان مازاد برای اجرای سایر وسایل (مانند دوربین FPV) نیاز به بهبود بیشتری دارد.