Hallo!
Ich habe mir das (sehr ehrgeizige) Ziel gesetzt einen Solar-Quadrocopter zu bauen. Dieser soll ohne Akku bei ausreichend Sonnenschein im Sommer und ohne Wind ein paar Stunden fliegen können. Nun stehe ich, wie erwartet, vor einigen Herausforderung, bei denen ich für eure Ideen und Inputs dankbar wäre. Zunächst möchte ich euch einmal meine Gedanken und den aktuellen Stand schildern...
Die Komponenten:
Motoren und Getriebe: Micro Power system w/ Gearbox GPS-7
Flight Control/ESC/Empfänger: Quanum Pico 32bit Brushed Flight Control Board
Solarzellen: Sunpower C60 Cell
Der Frame ist selbstgebaut und besteht aus 3 mm Karbon-Rundstäben, 5x5 mm Balsaholz-Stäben, 1 mm Balsaholz-Platten als Auflage für die Solarzellen. Die Solarzellen möchte ich mit doppelseitigem Klebeband darauf aufkleben, aber erst als letzter Arbeitsschritt wenn der Copter mit dem zusätzlichen Gewicht zuverlässig fliegt. Der Zwirn bringt zusätzliche Stabilität bei kaum Mehrgewicht.
Die Flight Control sitzt in der Mitte und wurde mit Heißkleber fixiert. Der Copter wiegt, so wie am Foto ersichtlich, inkl. Flight Control ohne Solarzellen 48 Gramm.
Die Motoren sind mit Superkleber an die Karbon-Stäbe befestigt und mit Lackdraht (Durchmesser=0,4mm) mit der Flight Control verbunden. Der Servostecker dient als zusätzliche Führung für die Stange auf welcher der Propeller sitzt um Vibrationen zu reduzieren.
Die Solarzellen aufgelegt...
Die sieben Solarzellen wiegen 59 Gramm. Die Kabel + Lötstellen + Doppelseitiges Klebeband für die Solarzellen schätze ich auf ~5 Gramm.
Leistung Solarzellen:
Die Spannung der Solarzellen im Maximum Power Point beträgt 0,58 V, Strom 5,8 A unter STC (1000 W/m² Einstrahlung, 25°C und Air Mass 1,5 (Definiert das Spektrum des Lichts )).
Die Gesamtspannung bei sieben Zellen beträgt 4,06V.
Der Strom ist proportional zur Einstrahlung und beträgt bei 800 W/m² (realistische Einstrahlung im Sommer) somit 4,64 A. (1,16 A pro Motor)
Die Spannung nimmt je °C um 0,018 V ab. Bei 45 °C (geschätzt) Zelltemperatur ergibt sich eine Spannung von
4,06 V - (0,018 V/°C *(45-25°C)) = 3,7 V
Die sieben Solarzellen liefern im Sommer 3,7 V bei 4,64 A.
Leistungsaufnahme Motoren:
Laut Hobbyking weisen die Motoren mit 5030 Props folgende Werte auf:
Test data;
Prop: GWS 5030
Voltage: 3.3, 3.8, 4V
Current: 0.76, 0.89, 0.93A
Watts: 2.508, 3.382, 3.72W
Thrust: 31, 36, 38g
Bei 3,8 Volt stellt sich ein Strom von 0,89 A ein. (mit Solarzellen möglich) Der Gesamtschub beträgt dabei 36 Gramm * 4 Motoren = 144 Gramm und wäre ausreichend für den 112 Gramm Copter.
Laut meinen Messungen stellt sich bei 3 Volt ein Strom von 1,16 A (mit Solarzellen möglich) ein. Der Schub beträgt 25 Gramm pro Motor. Gesamtschub 100 Gramm und wäre nicht ausreichend für den Copter.
Nun wäre das Ziel die Effizienz mit welchen Maßnahmen auch immer um die fehlenden 10-20 % zu erhöhen.
Ich stehe zurzeit vor folgenden zwei Herausforderungen:
1.) Vibrationen und Leistung
Das Lager der Getriebewelle hat ein gewisses Spiel und verursacht bei höheren Drehzahlen starke Vibrationen und der Motor wird heiß. D.h. ich verliere an Leistung und Schub bei höherer Spannung / Drehzahlen. Die Props habe ich schon so gut es geht mit Klebeband ausbalanciert. Mein Lösungsansatz wäre einen v929 zu kaufen und die Motor, Getriebe, Prop Kombination eins zu eins so zu verwenden. Das Gewicht des v929 beträgt ~80 Gramm. Vorher wäre es aber gut zu wissen, ob der Schub bei etwa 3,7 V ausreicht und wie hoch der sich einstellende Strom ist.
2.) Leistung - Flight Control
Der Quanum Pico gibt nicht die volle Spannung und somit die entsprechende Leistung an die Motoren weiter. Die Leistung nimmt daher auch durch die Flight Control ab. Wisst ihr ob es hier entsprechende Einstellungsmöglichkeiten gibt?
Gibt es andere empfehlenswerte Flight Controls für das Projekt? Habt ihr da Erfahrungen?
Ich habe mir das (sehr ehrgeizige) Ziel gesetzt einen Solar-Quadrocopter zu bauen. Dieser soll ohne Akku bei ausreichend Sonnenschein im Sommer und ohne Wind ein paar Stunden fliegen können. Nun stehe ich, wie erwartet, vor einigen Herausforderung, bei denen ich für eure Ideen und Inputs dankbar wäre. Zunächst möchte ich euch einmal meine Gedanken und den aktuellen Stand schildern...
Die Komponenten:
Motoren und Getriebe: Micro Power system w/ Gearbox GPS-7
Flight Control/ESC/Empfänger: Quanum Pico 32bit Brushed Flight Control Board
Solarzellen: Sunpower C60 Cell
Der Frame ist selbstgebaut und besteht aus 3 mm Karbon-Rundstäben, 5x5 mm Balsaholz-Stäben, 1 mm Balsaholz-Platten als Auflage für die Solarzellen. Die Solarzellen möchte ich mit doppelseitigem Klebeband darauf aufkleben, aber erst als letzter Arbeitsschritt wenn der Copter mit dem zusätzlichen Gewicht zuverlässig fliegt. Der Zwirn bringt zusätzliche Stabilität bei kaum Mehrgewicht.
Die Flight Control sitzt in der Mitte und wurde mit Heißkleber fixiert. Der Copter wiegt, so wie am Foto ersichtlich, inkl. Flight Control ohne Solarzellen 48 Gramm.
Die Motoren sind mit Superkleber an die Karbon-Stäbe befestigt und mit Lackdraht (Durchmesser=0,4mm) mit der Flight Control verbunden. Der Servostecker dient als zusätzliche Führung für die Stange auf welcher der Propeller sitzt um Vibrationen zu reduzieren.
Die Solarzellen aufgelegt...
Die sieben Solarzellen wiegen 59 Gramm. Die Kabel + Lötstellen + Doppelseitiges Klebeband für die Solarzellen schätze ich auf ~5 Gramm.
Leistung Solarzellen:
Die Spannung der Solarzellen im Maximum Power Point beträgt 0,58 V, Strom 5,8 A unter STC (1000 W/m² Einstrahlung, 25°C und Air Mass 1,5 (Definiert das Spektrum des Lichts )).
Die Gesamtspannung bei sieben Zellen beträgt 4,06V.
Der Strom ist proportional zur Einstrahlung und beträgt bei 800 W/m² (realistische Einstrahlung im Sommer) somit 4,64 A. (1,16 A pro Motor)
Die Spannung nimmt je °C um 0,018 V ab. Bei 45 °C (geschätzt) Zelltemperatur ergibt sich eine Spannung von
4,06 V - (0,018 V/°C *(45-25°C)) = 3,7 V
Die sieben Solarzellen liefern im Sommer 3,7 V bei 4,64 A.
Leistungsaufnahme Motoren:
Laut Hobbyking weisen die Motoren mit 5030 Props folgende Werte auf:
Test data;
Prop: GWS 5030
Voltage: 3.3, 3.8, 4V
Current: 0.76, 0.89, 0.93A
Watts: 2.508, 3.382, 3.72W
Thrust: 31, 36, 38g
Bei 3,8 Volt stellt sich ein Strom von 0,89 A ein. (mit Solarzellen möglich) Der Gesamtschub beträgt dabei 36 Gramm * 4 Motoren = 144 Gramm und wäre ausreichend für den 112 Gramm Copter.
Laut meinen Messungen stellt sich bei 3 Volt ein Strom von 1,16 A (mit Solarzellen möglich) ein. Der Schub beträgt 25 Gramm pro Motor. Gesamtschub 100 Gramm und wäre nicht ausreichend für den Copter.
Nun wäre das Ziel die Effizienz mit welchen Maßnahmen auch immer um die fehlenden 10-20 % zu erhöhen.
Ich stehe zurzeit vor folgenden zwei Herausforderungen:
1.) Vibrationen und Leistung
Das Lager der Getriebewelle hat ein gewisses Spiel und verursacht bei höheren Drehzahlen starke Vibrationen und der Motor wird heiß. D.h. ich verliere an Leistung und Schub bei höherer Spannung / Drehzahlen. Die Props habe ich schon so gut es geht mit Klebeband ausbalanciert. Mein Lösungsansatz wäre einen v929 zu kaufen und die Motor, Getriebe, Prop Kombination eins zu eins so zu verwenden. Das Gewicht des v929 beträgt ~80 Gramm. Vorher wäre es aber gut zu wissen, ob der Schub bei etwa 3,7 V ausreicht und wie hoch der sich einstellende Strom ist.
2.) Leistung - Flight Control
Der Quanum Pico gibt nicht die volle Spannung und somit die entsprechende Leistung an die Motoren weiter. Die Leistung nimmt daher auch durch die Flight Control ab. Wisst ihr ob es hier entsprechende Einstellungsmöglichkeiten gibt?
Gibt es andere empfehlenswerte Flight Controls für das Projekt? Habt ihr da Erfahrungen?
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