Zrób to sam: Zasilany energią słoneczną samolot RC poniżej 50 $: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Zazwyczaj w samolotach RC wymagania dotyczące mocy wahają się od kilkudziesięciu watów do setek watów. A jeśli mówimy o energii słonecznej, to ma ona bardzo niską gęstość mocy (moc/powierzchnia), zwykle 150 watów/m2 maks., która się zmniejsza i zmienia się w zależności od pory roku, pory roku, pogody i orientacji panelu słonecznego. Tak więc przy tworzeniu samolotu słonecznego wyzwaniem jest umożliwienie latania przy użyciu bardzo małej mocy (tak lekki samolot).

Nie jest to jednak pierwszy samolot czasowy z dwóch powodów:

1. Jak wspomniano, samolot ten musi być wyjątkowo lekki i wystarczająco wytrzymały (aby ogniwa słoneczne nie uszkodziły się pod wpływem latających ładunków), co wymaga pewnego doświadczenia.

2. Latanie samolotem o małej mocy jest również trudne, a każda awaria może spowodować uszkodzenie panelu słonecznego.

Mimo to warto spróbować tego projektu. W rezultacie będziesz miał samolot RC, który może latać przez cały dzień (miejmy nadzieję) bez ładowania.

Możesz również zapoznać się z załączonym filmem, aby uzyskać podobne informacje.

Krok 1: Tło

Wcześniej próbowałem zrobić samolot RC, który by latał wyłącznie wykorzystując energię słoneczną z baterią do zasilania powierzchni sterowej, ten samolot był w stanie latać przy dobrych warunkach pogodowych. Ten samolot miał szczytową moc wyjściową 24 watów w idealnym stanie.

Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z linkiem:

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

Ten samolot będzie miał moc hybrydową. Panel słoneczny będzie stale ładował akumulator, a także zapewniał moc do samolotu. W momencie zapotrzebowania szczytowego obciążenia (startu) akumulator dostarcza również energię wraz z ogniwem słonecznym. Postaramy się również utrzymać jego wagę poniżej 150g.

Krok 2: Wymagany materiał

Poniżej znajduje się lista głównych części, które będą potrzebne do wykonania samolotu. Dodałem również linki do różnych części w celach informacyjnych. To nie jest ta sama część, z której kupiłem komponenty.

Ogniwo słoneczne Sunpower c60: 5 nos (zaleca się zakup kilku dodatkowych) link:

• Silnik bezrdzeniowy ze śmigłem, taki, że stosunek ciągu do mocy 0,2 Ref:
• minimalna klocek odbiornika z wbudowanym serwomechanizmem i ESC: Użyłem klocka odbiornika z wltoys. Link:
• Pręt węglowy: średnica: 1 mm, średnica: 4 mm
• Arkusz Dapronu 5mm,
• Bateria z wbudowanym obwodem ochronnym 500 mah 1 s (uzyskaj obwód ochronny osobno, jeśli nie jest obecny)

Narzędzia:

• Lutownica
• Pistolet na gorący klej
• Ca klej
• Papier ścierny
• Przezroczysta taśma
• Nóż do papieru
• Ostrze hackshaw

Krok 3: Tworzenie sekcji skrzydła i ogona

Po zebraniu wymaganej części, wykonanie płaszczyzny można rozpocząć od wykonania skrzydła. Ponieważ jest to monowa część naszego samolotu, a cała inna część zostanie zmontowana nad skrzydłem. Samolot ten ma rozpiętość skrzydeł 78cm. Aby zrobić skrzydło poniżej, postępuję zgodnie z procedurą. Możesz jednak również użyć cięcia gorącym drutem lub innych procedur.

• Zależy od grubości dostępnego arkusza dapronu, aby wyciąć kawałki prostokąta i skleić je tak, aby można było uformować z niego płat.
• Po przyklejeniu tych odcinków razem z klejem (ja użyłem standardowego SH fevicolu) musimy przeszlifować zbędny materiał i nadać mu ładną gładkość. Krzywizna górnej powierzchni płata musi być niższa tak, aby ogniwo słoneczne podczas przyklejania musiało zginać się minimalnie. W przeciwnym razie istnieje duża szansa na pękanie komórek.
• Wykonaj nacięcie do połowy skrzydła, nałóż gorący klej i włóż węglowy pręt. To sprawi, że skrzydło będzie sztywniejsze.

W podobny sposób przyklej karbonowy pręt do sekcji ogonowej. I wykonaj ster i windę za pomocą arkusza dapronu o grubości 5 mm. Wymiary steru i windy są pobierane bezpośrednio z małego trenera podczas testu w locie. Aby wykonać wszystkie te części, zapoznaj się z rysunkiem dostępnym pod linkiem.

Krok 4: Przygotowanie i montaż ogniw słonecznych:

Do zasilania naszego silnika używamy 3,7 wolta, a najwyższe napięcie akumulatora wynosi 4,2 wolta. Musimy więc zapewnić ciągłe zasilanie 5 woltów. Stosowane przez nas ogniwo (SunPower c60) daje napięcie 0,5V przy zasilaniu szczytowym 6A. Jednak ze względu na rozmiar dążymy do tego, aby 10 komórek nie mogło się zmieścić. Więc przetniemy te komórki na pół i wykorzystamy. W takim przypadku każde ogniwo podaje napięcie 0,5 V, ale prąd zostanie zmniejszony o połowę przy 3A. Połączymy szeregowo 10 takich półogniw, co da zasilanie 5 woltów i prąd szczytowy 3 amperów.

Aby wyciąć te komórki, zapoznaj się z tym filmem. Ponieważ komórki te są bardzo kruche, cięcie jest trudne. Po ich przecięciu do każdego z nich można przylutować drut miedziany tak, aby wszystkie ogniwa były połączone szeregowo. Musisz uważać na polaryzację półogniw, ponieważ czasami jest to zagmatwane. Następnie panel słoneczny można przykleić do skrzydła. Do tego użyłem gorącego kleju. Użyj dużej ilości gorącego kleju, aby nie było przerwy między ogniwem wiatrowym a ogniwem słonecznym.

Teraz w celu ochrony ogniwa słonecznego okleiłem je przezroczystą taśmą. W rzeczywistości jest to zły pomysł, ale aby chronić go przed kurzem i innymi zanieczyszczeniami, jest to konieczne. Możesz także użyć innych lepszych technik hermetyzacji. Teraz należy zmierzyć napięcie w obwodzie otwartym i prąd zwarciowy.

Gdy wszystko jest w porządku, możesz przejść do kolejnych kroków. A pokazane napięcie jest niższe niż 5,5-6 V niż mogłeś popełnić błąd przy lutowaniu - błędem jest lutowanie prawidłowej biegunowości, aby uzyskać szereg.

Plan można pobrać ze strony:

Krok 5: Część nosowa i powierzchnie sterowe

Rozmiar i kształt sekcji nosowej są bardzo zależne od rozmiaru baterii, silnika i klocków odbiornika, których zamierzasz użyć. pręt z włókna węglowego służy do nadania mu wytrzymałości, a nad nim montuje się cegłę odbiornika.

Ponieważ używam pojedynczego silnika, jest on montowany na nosie samolotu. Ale jeśli chcesz użyć 2 silników, możesz je zamontować pod lub nad skrzydłem.

Ten samolot ma sterowanie 3 kanałami. więc mamy tylko ster, sterowanie windą i sterowanie silnikiem. Tutaj cienki pręt z włókna węglowego (o średnicy 1 mm) służy do przenoszenia ruchu. tutaj klocek odbiornika jest umieszczony przed skrzydłem w celu utrzymania środka ciężkości.

Krok 6: Układ elektryczny

Jak wyjaśniono wcześniej, ten samolot ma moc hybrydową. Akumulator i panel słoneczny połączone szeregowo. To przychodzi wraz z problemem. otrzymujemy napięcie obwodu otwartego 6 woltów, a akumulator ma najwyższe napięcie 4,2. więc bateria może łatwo ulec awarii z powodu przeładowania, co jest złe.

Zamierzam użyć baterii, która ma wbudowany obwód zarządzania energią baterii (tak jakby…). obwód ten nie pozwala na przeładowanie lub nawet chroni przed głębokim rozładowaniem. Zazwyczaj wszystkie LiPo używane w zabawkowym quadkopterze lub samolocie mają taki wbudowany obwód. jednak żadna bateria klasy Hobby nie ma takiego obwodu. trzeba więc uważać przy doborze akumulatora, a jeśli akumulator nie ma takiego obwodu można go dokupić osobno i używać z samolotem.

Podczas pracy wysokie zapotrzebowanie na prąd jest zaspokajane przez akumulator, a ciągłe zasilanie 1-2,5 A zapewnia ogniwo słoneczne, które może być bezpośrednio pobierane w samolocie lub może być przechowywane w akumulatorze w zależności od ustawienia przepustnicy.

Krok 7: Testowanie:

Tutaj przeprowadziłem dwa testy w samolocie, aby sprawdzić ogólną wydajność ładowania słonecznego.

1. Ciągła praca do wyczerpania baterii:

Przepustnica została ustawiona na 100%, a napięcie na akumulatorze jest monitorowane aż do rozładowania akumulatora. Na załączonym filmie możecie zobaczyć, gdzie umieściłem samolot ze 100% baterią ze 100% przepustnicą i bateria wytrzymywała około 22 min. to była godzina 10 rano, a ponieważ była zimą, kąt słoneczny wynosił około 50 stopni (maksymalnie). więc ta wydajność będzie dalej poprawiana w inne dni sezonu, ponieważ był to czas na minimalną dostępną energię słoneczną. A podczas lotu samolot nie wymaga za każdym razem 100% gazu. Aby poznać dokładny wkład baterii i ogniwa słonecznego, przeprowadziłem kolejny test.

2. Monitorowanie prądu z baterii i ogniwa słonecznego:

Jeden amperomierz jest podłączony do ogniwa słonecznego w celu monitorowania prądu wejściowego i napięcia z ogniwa słonecznego, podczas gdy drugi amperomierz służy do pomiaru poboru prądu przez samolot. Nagrałem około 3 minutowy film na pełnym gazie. Na pełnym gazie pobiera około 1,3-1,5 ampera prądu, z czego 1,2 ampera dostarcza ogniwo słoneczne.

Jest jeden film, który zaczyna się od testu 2, a następnie od testu 1.

Krok 8: Latanie

Więc samolot jest gotowy do lotu. ale aby to się stało, potrzebuje trochę ostatecznego szlifu. Środek ciężkości samolotu musi być dostosowany do typowego 25% skrzydła jako punkt startowy i można go dostroić wykonując kilka prób szybowania.

Ponieważ ten samolot ma bardzo niski ciąg, będzie powoli nabierał wysokości, a ponieważ samolot ten ma bardzo niskie obciążenie skrzydeł, latanie w wietrzne dni jest trochę trudne.

Musisz być bardzo ostrożny podczas lotu, aby nie dopuścić do katastrofy. ponieważ może uszkodzić ogniwa słoneczne w samolocie. a naprawa jest bardzo trudna. Film z latania można zobaczyć na wcześniej załączonym filmie.

Ten samolot wymaga dalszych ulepszeń, aby uzyskać lepszą ładowność i trochę nadwyżki mocy, aby uruchomić inne rzeczy (takie jak kamera FPV).