Tự làm: Máy bay RC chạy bằng năng lượng mặt trời dưới 50 đô la: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Thông thường, yêu cầu công suất của mặt phẳng RC dao động từ vài chục watt đến hàng trăm watt. Và nếu chúng ta nói về năng lượng mặt trời, nó đang có mật độ công suất rất thấp (công suất / diện tích) tối đa là 150 watt / m2, điều này sẽ giảm và thay đổi theo mùa, thời gian, thời tiết và hướng bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Vì vậy, trong khi thực hiện thử thách máy bay năng lượng mặt trời là làm cho khả năng bay bằng cách sử dụng năng lượng rất thấp (máy bay rất nhẹ).

Nhưng đây không phải là chiếc máy bay hẹn giờ đầu tiên do hai lý do:

1. Như đã thảo luận, chiếc máy bay này cần phải có trọng lượng cực thấp với đủ độ bền (sao cho pin mặt trời không bị hư hại do tải trọng bay) đòi hỏi một số kinh nghiệm.

2. Máy bay bay với công suất thấp cũng khó và bất kỳ vụ va chạm nào cũng có thể dẫn đến tấm pin mặt trời bị hỏng.

Tuy nhiên, dự án này rất đáng để thử. Kết quả là bạn sẽ có một chiếc máy bay RC có thể bay cả ngày (hy vọng) mà không cần sạc.

Bạn cũng có thể tham khảo video đính kèm để biết chi tiết tương tự.

Bước 1: Bối cảnh

Trước đây, tôi đã cố gắng chế tạo một chiếc máy bay RC bay hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời với pin để cung cấp năng lượng cho bề mặt điều khiển của nó, chiếc máy bay này có thể bay nếu điều kiện thời tiết tốt. Máy bay này có công suất cực đại là 24 watt trong điều kiện lý tưởng.

Để biết thêm chi tiết vui lòng tham khảo đường link:

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

Máy bay này sẽ có năng lượng lai. Tấm pin mặt trời sẽ liên tục sạc pin cũng như cung cấp năng lượng cho máy bay. Tại thời điểm yêu cầu tải cao điểm (cất cánh), pin cũng cung cấp năng lượng cùng với pin mặt trời. Chúng tôi cũng sẽ cố gắng giữ cho trọng lượng của nó dưới 150g.

Bước 2: Vật liệu cần thiết

Dưới đây là danh sách các bộ phận chính sẽ được yêu cầu để chế tạo máy bay. Tôi cũng đã thêm các liên kết cho các phần khác nhau để tham khảo. Đây không phải là phần giống với nơi tôi mua các thành phần.

Pin mặt trời Sunpower c60: 5nos (khuyến nghị mua thêm ít) link:

• Động cơ không lõi với giá đỡ sao cho tỷ lệ lực đẩy trên công suất 0,2 Tham khảo:
• gạch Reciever tối thiểu với servo và ESC có sẵn: Tôi đã sử dụng gạch thu từ wltoys. Liên kết:
• Thanh carbon: Dia: 1mm, Dia: 4mm
• Tấm Dapron 5mm,
• Pin tích hợp mạch bảo vệ 500 mah 1s (lấy riêng mạch bảo vệ nếu không có)

Công cụ:

• Hàn sắt
• Súng bắn keo nóng
• Ca keo
• Giấy nhám
• Băng trong suốt
• Máy cắt giấy
• Lưỡi cưa sắt

Bước 3: Làm phần cánh và phần đuôi

Sau khi thu thập các bộ phận cần thiết, việc chế tạo máy bay có thể được bắt đầu bằng cách chế tạo cánh. Vì nó là phần mon của máy bay của chúng tôi và tất cả các phần khác sẽ được lắp ráp trên cánh. Máy bay này có sải cánh dài 78cm. Để thực hiện một cánh dưới đây là quy trình mà tôi làm theo. Tuy nhiên, bạn cũng có thể sử dụng phương pháp cắt dây nóng hoặc các thủ thuật khác.

• Tùy thuộc vào độ dày của tấm dapron có sẵn của bạn để cắt các miếng hình chữ nhật và dán chúng lại với nhau sao cho có thể tạo hình tấm airfoil từ nó.
• Sau khi dán, các phần này cùng với keo (tôi đã sử dụng fevicol tiêu chuẩn của SH), chúng ta cần phải chà nhám các vật liệu vô dụng và làm cho nó mịn đẹp. Độ cong của bề mặt trên của cánh quạt cần phải thấp hơn để pin mặt trời cần phải uốn cong tối thiểu trong khi dính. Nếu không, rất có thể xảy ra hiện tượng nứt tế bào.
• Thực hiện một vết cắt ở giữa cánh, bôi keo nóng và đặt thanh carbon. Điều này sẽ làm cho cánh cứng hơn.

Cách tương tự dán thanh carbon cho phần đuôi. Và chế tạo bánh lái và thang máy bằng tấm dapron 5mm. Kích thước bánh lái và thang máy được lấy trực tiếp từ máy bay huấn luyện tí hon bằng chuyến bay thử nghiệm. Để thực hiện tất cả các phần này, hãy tham khảo bản vẽ có sẵn tại liên kết.

Bước 4: Chuẩn bị và lắp ráp pin mặt trời:

Để cung cấp năng lượng cho động cơ của chúng tôi, chúng tôi đã sửa chữa 3,7 volt và điện áp cao nhất của pin là 4,2 volt. Vì vậy, chúng tôi cần cung cấp một nguồn cung cấp liên tục 5 volt. Tế bào chúng tôi đang sử dụng (SunPower c60) cung cấp điện áp 0,5V với nguồn cung cấp đỉnh 6A. Tuy nhiên, đối với kích thước, chúng tôi đang nhắm đến 10 ô không thể chứa được. Vì vậy, chúng ta sẽ cắt những ô này thành một nửa và sử dụng nó. Trong trường hợp này, mỗi tế bào cung cấp điện áp 0,5 V nhưng dòng điện sẽ giảm một nửa ở 3A. Chúng tôi sẽ kết nối 10 trong số các nửa tế bào này trong chuỗi sẽ cung cấp nguồn cung cấp 5 volt và dòng điện đỉnh 3amp.

Để cắt những ô này, hãy tham khảo video này. Vì những tế bào này rất giòn nên việc cắt rất khó. Sau khi bạn cắt chúng, một dây đồng có thể được hàn vào từng cái này sao cho tất cả các ô ở đó đều mắc nối tiếp. Bạn cần phải cẩn thận về cực của một nửa ô vì đôi khi nó gây nhầm lẫn. Hơn bảng điều khiển năng lượng mặt trời có thể bị kẹt vào cánh. Tôi đã sử dụng keo nóng cho như vậy. Sử dụng một lượng keo nóng tốt để không có bất kỳ kẽ hở nào giữa gió và pin mặt trời.

Bây giờ để bảo vệ pin mặt trời tôi đã che nó bằng băng keo trong suốt. Đây thực sự là một ý tưởng tồi khi làm như vậy, nhưng để bảo vệ nó khỏi bụi và các ô nhiễm khác thì điều đó là cần thiết. Bạn cũng có thể sử dụng các kỹ thuật khác tốt hơn để đóng gói. Lúc này cần đo điện áp hở mạch và dòng điện ngắn mạch.

Khi mọi thứ đã ổn, bạn có thể chuyển sang các bước tiếp theo. Và của điện áp hiển thị thấp hơn 5,5-6 v so với bạn có thể đã mắc sai lầm trong hàn - sai lầm là hàn đúng cực để tạo ra một loạt.

Gói có thể được tải xuống từ:

Bước 5: Phần mũi và các bề mặt điều khiển

Kích thước và hình dạng của phần mũi phụ thuộc rất nhiều vào kích thước của pin, động cơ và cục gạch đầu thu mà bạn sẽ sử dụng. thanh sợi carbon được sử dụng để cung cấp cho nó sức mạnh và gạch nhận được lắp ráp trên nó.

Vì tôi đang sử dụng động cơ đơn, nó được lắp ráp ở mũi máy bay. Nhưng nếu bạn muốn sử dụng 2 động cơ, nó có thể được lắp ráp dưới hoặc trên cánh.

Máy bay này có 3 kênh điều khiển. vì vậy chúng ta chỉ có bánh lái, điều khiển thang máy cùng với điều khiển động cơ. Ở đây thanh sợi carbon mỏng (đường kính 1mm) được sử dụng để truyền chuyển động. ở đây viên gạch thu được đặt ở phía trước của cánh để duy trì CG.

Bước 6: Hệ thống điện

Như đã giải thích trước đó, chiếc máy bay này có năng lượng lai. Pin và bảng điều khiển năng lượng mặt trời mắc nối tiếp. Điều này đi kèm với vấn đề. chúng ta đang nhận được một điện áp hở mạch là 6 vôn và pin có điện áp cao nhất là 4,2. vì vậy pin có thể dễ bị hỏng do sạc quá mức gây hại.

Tôi sẽ sử dụng pin có mạch quản lý năng lượng pin có sẵn (loại…). mạch này không cho là quá tải hoặc thậm chí bảo vệ nó khỏi phóng điện sâu. Thông thường, tất cả LiPo được sử dụng trên quadcopter đồ chơi hoặc máy bay đều đi kèm với loại mạch có sẵn này. tuy nhiên, bất kỳ pin cấp Hobby nào không có mạch như vậy. vì vậy bạn cần phải cẩn thận trong khi chọn pin và nếu pin không có mạch như vậy, nó có thể được mua riêng và sử dụng với máy bay.

Trong khi hoạt động, nhu cầu dòng điện cao được giải quyết bởi pin trong khi nguồn cung cấp liên tục 1-2,5 Amp được cung cấp bởi pin mặt trời có thể được tiêu thụ trực tiếp bằng máy bay hoặc có thể được lưu trữ trong pin tùy thuộc vào cài đặt van tiết lưu.

Bước 7: Kiểm tra:

Ở đây tôi đã thực hiện hai bài kiểm tra trên máy bay để kiểm tra hiệu suất tổng thể của quá trình sạc bằng năng lượng mặt trời.

1. Chạy liên tục cho đến khi hết pin:

Van tiết lưu được đặt thành 100% và điện áp trên pin được theo dõi cho đến khi hết pin. Trong video đính kèm, bạn có thể kiểm tra nơi tôi đặt một chiếc máy bay với 100% pin với 100% ga và pin kéo dài khoảng 22 phút. lúc này là 10 giờ sáng và khi đó là mùa đông, góc mặt trời vào khoảng 50 độ (tối đa). vì vậy, hiệu suất này sẽ được cải thiện hơn nữa trong những ngày khác của mùa giải vì đây là thời điểm có năng lượng mặt trời tối thiểu. Và trong khi bay máy bay không yêu cầu 100% ga mỗi lần. Vì vậy, để biết chính xác sự đóng góp của pin và pin mặt trời, tôi đã tiến hành thử nghiệm tiếp theo.

2. Giám sát dòng điện từ Pin và Pin mặt trời:

Một Ampe kế được kết nối với pin mặt trời để theo dõi dòng điện đầu vào và điện áp từ pin mặt trời trong khi một Ampe kế khác được sử dụng để đo mức tiêu thụ hiện tại của máy bay. Tôi đã quay được khoảng 3 phút video về nó ở tốc độ tối đa. Khi hết ga, nó mất khoảng 1,3-1,5 amp hiện tại trong đó 1,2 amp được cung cấp bởi pin mặt trời.

Có một video duy nhất bắt đầu với thử nghiệm 2 và sau đó là thử nghiệm 1.

Bước 8: Bay

Vậy là máy bay đã sẵn sàng bay. nhưng nó cần một số liên lạc cuối cùng để làm cho nó xảy ra. CG của máy bay cần được điều chỉnh đến 25% của cánh thông thường như một điểm xuất phát và có thể được điều chỉnh bằng cách thực hiện một số thử nghiệm lướt.

Vì máy bay này có lực đẩy rất thấp, nó sẽ tăng độ cao từ từ và vì máy bay này có tải cánh rất thấp nên hơi khó bay trong những ngày có gió.

Bạn cần phải rất cẩn thận trong khi bay để không để nó bị rơi. vì nó có thể làm hỏng pin mặt trời của máy bay. và rất khó sửa chữa nó. Video bay có thể được xem trong video đính kèm trước đó.

Máy bay này cần được cải tiến hơn nữa để có khả năng chịu tải tốt hơn và một số năng lượng dư thừa để chạy những thứ khác (như FPV cam).