DIY: RC-vliegtuig op zonne-energie onder $ 50 - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Typisch in RC-vliegtuigen varieert de stroombehoefte van enkele tientallen watt tot honderden watt. En als we het hebben over zonne-energie, dan heeft het een zeer lage vermogensdichtheid (vermogen/oppervlakte), typisch 150 watt/m2 max., die te verminderen is en varieert naargelang het seizoen, de tijd, het weer en de oriëntatie van het zonnepaneel. Dus tijdens het maken van een zonnevliegtuig is het de uitdaging om vliegen mogelijk te maken met zeer laag vermogen (dus lichtgewicht vliegtuig).

Maar dit is om twee redenen geen vliegtuig voor de eerste keer:

1. Zoals besproken dient dit vliegtuig een extreem laag gewicht te hebben met voldoende sterkte (zodat zonnecellen niet beschadigen door vliegende ladingen) waarvoor enige ervaring vereist is.

2. Vliegen met een laag vermogen is ook moeilijk en elke crash kan resulteren in een kapot zonnepaneel.

Toch is dit project het proberen waard. Zoals in de resultaten, heb je een RC-vliegtuig dat (hopelijk) de hele dag kan vliegen zonder op te laden.

U kunt ook de bijgevoegde video raadplegen voor vergelijkbare details.

Stap 1: Achtergrond

Eerder probeerde ik een RC-vliegtuig te maken dat puur vliegt met behulp van zonne-energie met batterij om het stuuroppervlak van stroom te voorzien. Dit vliegtuig kon vliegen als de weersomstandigheden goed zijn. Dit vliegtuig had het piekvermogen van 24 watt in ideale staat.

Voor meer details verwijzen wij u naar de link:

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

Dit vliegtuig zal hybride zijn. Het zonnepaneel laadt de batterij continu op en geeft stroom aan het vliegtuig. Op het moment van piekbelasting vereiste (opstijgen) batterij ook stroom leveren samen met zonnecel. We zullen ook proberen het gewicht onder de 150 g te houden.

Stap 2: Benodigd materiaal

Hieronder vindt u de lijst met de belangrijkste onderdelen die nodig zijn om het vliegtuig te maken. Ik heb ook de links voor de verschillende onderdelen toegevoegd ter referentie. Dit is niet hetzelfde onderdeel waar ik de componenten heb gekocht.

Sunpower c60 zonnecel: 5nos (aanbevolen om een paar extra te kopen) link:

• Kernloze motor met prop zodanig dat stuwkracht tot Vermogensverhouding 0.2 Ref:https://www.banggood.in/Coreless-Reducer-CW-Motor-…
• minimale ontvangersteen met ingebouwde servo en ESC: ik heb ontvangersteen van wltoys gebruikt. Link:
• Koolstofstaaf: Dia: 1 mm, Dia: 4 mm;
• 5 mm Dapron-plaat,
• Batterij met ingebouwd beveiligingscircuit 500mah 1s (krijg het beveiligingscircuit apart als het niet aanwezig is)

Gereedschap:

• Soldeerbout
• Heet lijmpistool
• Ca lijm
• Schuurpapier
• Doorzichtig plakband
• Papier Snijder
• Hackshaw mes

Stap 3: Vleugel- en staartsectie maken

Na het verzamelen van het benodigde onderdeel kan begonnen worden met het maken van de vleugel. Omdat het het mon-deel van ons vliegtuig is en al het andere deel over de vleugel wordt gemonteerd. Dit vliegtuig heeft een spanwijdte van 78 cm. Om hieronder een vleugel te maken is de procedure die ik volg. U kunt echter ook een hete draadsnede of andere procedures gebruiken.

• Afhankelijk van de dikte van uw beschikbare dapron-plaat om rechthoekige stukken te snijden en ze aan elkaar te plakken, zodat er een aërodynamische vorm uit kan worden gevormd.
• Na het plakken van deze delen met lijm (ik heb standaard SH fevicol gebruikt) moeten we nutteloos materiaal wegschuren en het mooi glad maken. De kromming van het bovenoppervlak van het vleugelprofiel moet lager zijn, zodat de zonnecel tijdens het plakken minimaal hoeft te buigen. Anders is er een goede kans op celscheuren.
• Maak een snede in het midden van de vleugel, breng hete lijm aan en plaats een koolstofstaaf. Hierdoor wordt de vleugel stijver.

Lijm op dezelfde manier de koolstofstaaf voor het staartgedeelte. En maak roer en lift met behulp van 5 mm dapron-plaat. De afmetingen van het roer en de hoogte zijn rechtstreeks overgenomen van de kleine trainer door middel van een vliegtest. Raadpleeg de tekening op de link om al deze onderdelen te maken.

Stap 4: Voorbereiding en montage van zonnecellen:

Om onze motor aan te drijven hebben we 3,7 volt nodig en de hoogste accuspanning is 4,2 volt. We moeten dus zorgen voor een continue voeding van 5 volt. De cel die we gebruiken (SunPower c60) geeft de spanning van 0,5V met 6A piekvoeding. Voor de grootte streven we echter naar 10 cellen die niet kunnen worden ondergebracht. Dus we zullen deze cellen in tweeën snijden en gebruiken. In dit geval geeft elke cel de spanning van 0,5 V, maar de stroom wordt gehalveerd bij 3A. We zullen 10 van deze halve cellen in serie schakelen, wat een voeding van 5 volt en een piekstroom van 3 amp geeft.

Raadpleeg deze video voor het knippen van deze cellen. Omdat deze cellen erg broos zijn, is het moeilijk om te snijden. Als je ze eenmaal hebt doorgesneden, kan aan elk van deze een koperdraad worden gesoldeerd, zodat alle cellen in serie staan. Je moet voorzichtig zijn met de polariteit van een halve cel, omdat het soms verwarrend wordt. Dan kan het zonnepaneel op de vleugel worden geplakt. Ik heb daarvoor hete lijm gebruikt. Gebruik een goede hoeveelheid hete lijm zodat er geen spleet tussen wind en zonnecel zit.

Om de zonnecel te beschermen heb ik hem nu bedekt met transparante tape. Dit is eigenlijk een slecht idee om dit te doen, maar om het te beschermen tegen stof en andere vervuiling is het noodzakelijk. U kunt ook andere betere technieken gebruiken voor inkapseling. Nu moeten de nullastspanning en kortsluitstroom worden gemeten.

Zodra alles in orde is, kunt u doorgaan naar de volgende stappen. En als de getoonde spanning lager is dan 5,5-6 v dan heb je misschien een fout gemaakt bij het solderen - de fout is het solderen van de juiste polariteit om een serie te maken.

Plan kan worden gedownload van:

Stap 5: Neussectie en stuurvlakken

De grootte en vorm van het neusgedeelte zijn sterk afhankelijk van de grootte van de batterij, de motor en de ontvangersteen die u gaat gebruiken. koolstofvezelstaaf wordt gebruikt om het sterkte te geven en de ontvangersteen wordt eroverheen gemonteerd.

Omdat ik een enkele motor gebruik, wordt deze aan de neus van het vliegtuig gemonteerd. Maar als u 2 motoren wilt gebruiken, kan deze onder of boven de vleugel worden gemonteerd.

Dit vliegtuig heeft 3 kanaals besturing. dus we hebben alleen het roer, de liftbesturing en de motorbesturing. Hier wordt een dunne koolstofvezelstaaf (van 1 mm dia) gebruikt voor bewegingsoverdracht. hier wordt de ontvangersteen voor de vleugel geplaatst om het zwaartepunt te behouden.

Stap 6: Elektrisch systeem

Zoals eerder uitgelegd, heeft dit vliegtuig hybride kracht. Batterij en zonnepaneel in serie geschakeld. Dit komt met het probleem. we krijgen een nullastspanning van 6 volt en de batterij heeft de hoogste spanning van 4,2. dus de batterij kan gemakkelijk defect raken door overladen, wat slecht is.

Ik ga een batterij gebruiken met een ingebouwd batterijbeheercircuit (soort van …). dit circuit laat het niet overladen of beschermt het zelfs tegen diepe ontlading. Gewoonlijk wordt alle LiPo die op speelgoedquadcopter of vliegtuig wordt gebruikt, geleverd met dit type ingebouwd circuit. een batterij van Hobby-kwaliteit heeft echter niet zo'n circuit. dus je moet voorzichtig zijn bij het selecteren van de batterij en als de batterij niet zo'n circuit heeft, kan deze apart worden gekocht en met het vliegtuig worden gebruikt.

Tijdens bedrijf wordt door de batterij gezorgd voor hoge stroombehoeften, terwijl de continue voeding van 1-2,5 Amp wordt geleverd door een zonnecel die direct kan worden verbruikt door het vliegtuig of kan worden opgeslagen in de batterij, afhankelijk van de instelling van het gaspedaal.

Stap 7: Testen:

Hier heb ik twee tests in het vliegtuig uitgevoerd om de algehele prestaties van het opladen van zonne-energie te controleren.

1. Continu draaien tot de batterij leeg is:

De gashendel stond op 100% en de spanning over de accu wordt bewaakt totdat de accu leeg is. In de bijgevoegde video kun je zien waar ik een vliegtuig plaatste met 100% batterij met 100% gaspedaal en de batterij ging ongeveer 22 minuten mee. dit was 10 uur 's ochtends en aangezien het winter was, was de zonnehoek ongeveer 50 graden (maximaal). dus deze prestatie zal op andere dagen van het seizoen verder worden verbeterd, omdat dit de tijd was voor minimale beschikbare zonne-energie. En tijdens het vliegen heeft het vliegtuig niet elke keer 100% gas nodig. Dus om de exacte bijdrage van batterij en zonnecel te weten, voerde ik de volgende test uit.

2. Monitoring stroom van batterij en zonnecel:

Eén ampèremeter is aangesloten op de zonnecel om de stroominvoer en spanning van de zonnecel te controleren, terwijl een andere ampèremeter wordt gebruikt om het stroomverbruik van het vliegtuig te meten. Ik heb er ongeveer 3 minuten video van gemaakt met vol gas. Bij volgas kost het ongeveer 1,3-1,5 ampère stroom, waarvan 1,2 ampère wordt geleverd door de zonnecel.

Er is een enkele video die begint met test 2 en vervolgens met test 1.

Stap 8: Vliegen

Dus het vliegtuig is klaar om te vliegen. maar het heeft nog wat laatste hand nodig om het te laten gebeuren. Het zwaartepunt van het vliegtuig moet als uitgangspunt worden aangepast aan een typische 25% van de vleugel en kan worden afgesteld door enkele glijproeven te doen.

Omdat dit vliegtuig een zeer lage stuwkracht heeft, zal het langzaam in hoogte toenemen en omdat dit vliegtuig een zeer lage vleugelbelasting heeft, is het een beetje moeilijk om te vliegen op winderige dagen.

Je moet tijdens het vliegen heel voorzichtig zijn om het niet te laten crashen. omdat het de zonnecellen van het vliegtuig kan beschadigen. en het is erg moeilijk om het te repareren. Video van vliegen is te zien in de eerder bijgevoegde video.

Dit vliegtuig moet verder worden verbeterd voor een beter laadvermogen en wat overtollig vermogen om andere dingen te laten werken (zoals FPV-cam).