Komunikacja radiowa 2.4 GHz + obliczanie ciągu silnika ze śmigłem

[Vroobee]

Witam,

mam pytanie dotyczące komunikacji radiowej w paśmie 2.4 GHz. Czy ten moduł jako odbiornik (http://botland.com.pl/moduly-radiowe/1801-modul-radiowy-nrf24l01-24ghz-transceiver-tht-zielony.html) i ten jako nadajnik (http://botland.com.pl/moduly-radiowe/837-modul-radiowy-rfm73-d-transceiver-tht.html) będą mogły współpracować ze sobą ? Potrzebuję w miarę dobrej i taniej komunikacji 🙂 chodzi o raczej długie dystanse (powyżej 50m). Jeśli ktoś mógłby zerknąć na parametry modułów to byłbym wdzięczny.

Druga sprawa dotyczy mechaniki. Potrzebuję jakiegoś prostego wzoru do obliczenia ciągu silnika przy znanej V obrotowej, ew. napięciu/prądzie zasilania, możliwe uwzględnienie przekładni redukującej i wymiarach śmigła (Pytanie kierowane do hobbystów modeli latających)

Z góry dziękuję za odpowiedzi.

[Sabre]

Potrzebuję jakiegoś prostego wzoru do obliczenia ciągu silnika

Chodzi ci o ciąg śmigła raczej, no to zmartwię cię, ale o ile w ogóle istnieje to nie jest wcale taki prosty. Ciąg śmigła zależy od tak wielu rzeczy, że łatwiej jest go wyznaczyć po prostu doświadczalnie. W zależności od materiału wykonania, skoku, średnicy, obrotów silnika, jego KV, ilości łopat, gęstości powietrza dane śmigło ma inny ciąg. A pewnie znalazłoby się jeszcze kilka innych parametrów 🙂. Po to producenci, czy sprzedawcy montują śmigło na silnik, rozkręcają go, mierzą prąd, ciąg i podają na tacy dla takich jak ty czy ja 😉.

[Vroobee]

Śmigło mam już wybrane, chciałem się tylko dowiedzieć czy silnik jaki zastosuję (a dokładniej jego moc i rpm) będą wystarczające żeby podźwignąć konstrukcję 🙂

[Sabre]

Vroobee, to nie wiesz, że śmigło dobiera się do silnika a nie silnik do śmigła? Są strony, na których wpisując KV silnika, napięcie zasilania można z dość dużym przybliżeniem obliczyć ciąg śmigła, ale musisz podać dość dużo parametrów. Jeden z takich kalkulatorów.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[marek1707]

Przy projektowaniu modeli i ich napędów modelarze korzystają zwykle ze wzorów wyznaczonych empirycznie. Takie obliczenia są zaimplementowane w wielu kalkulatorach dostępnych w sieci (static thrust calculator), np. tutaj:

http://adamone.rchomepage.com/calc_thrust.htm

http://quadcopterproject.wordpress.com/static-thrust-calculation/

http://personal.osi.hu/fuzesisz/strc_eng/

Nie należy brać wyników zbyt dosłownie, ale 10% dokładność to już coś.

Bardzo poważnym czynnikiem wyznaczającym sprawność zepołu śmigło-silnik jest rodzaj silnika: szczotkowy czy 3F. W niektóre kalkulatory wbudowane są modele konkretnych silników, w innych musisz zmierzyć obroty przy danym śmigle. Wielkość (średnica) i skok śmigła wyznaczają bowiem obciążenie silnika. Jego rpm w biegu luzem nic nie znaczą. W sklepach modelarskich zwykle masz podane osiągi (ciąg statyczny i zapotrzebowanie na moc) danego śmigła przy pewnych obrotach rpm lub odwrotnie: w danych silnika masz tabelkę pokazującą ciąg, obroty i moc elektryczną przy kilku rodzajach śmigieł. Można z tego szybko oszacować czy dany silnik/śmigło będą pasować do modelu jakiejś klasy (trenerek, motoszybowiec, akrobat itp) i o założonej masie startowej. W kopterkach jest jeszcze łatwiej, bo potrzebujesz po prostu ciągu statycznego - tu nie ma wpływu prędkość modelu bo w płaszczyźnie pionowej takie coś zwykle stoi w miejscu 🙂

Spróbuj policzyć sam lub napisz co masz - jakie śmigło, jaki silnik i jakie zasilanie to popatrzymy.

EDIT: Sabre był szybszy 🙂

[Vroobee]

@Sabre - nie wiem, dlatego piszę w dziale "Zupełnie zieloni" 🙂 więc bardzo bym prosił żeby się nie śmiać jeśli bedę gadał bzdury.

Wracając do tematu. Zamierzam stworzyć swój mały kopterek (najprawdopodobniej quad). Takie pierwsze parametry, które sobie przyjąłem to:

1) zasilanie: LiPol 7,4 V, 500 mAh

2) silniki: tu mam problem, ponieważ nie chcąc wydawać masy pieniędzy na silniki wybrałem zwykłe DC zasilane 3-6V (po ustabilizowanym napięciu do 5V). Domyślam się że do jest błędem i poprawnie jest stosować w modelach silniki BLDC, ale jak już mówiłem zależy mi na oszczędności z racji tego że to mój pierwszy taki projekt i nie chce potem żałować wywalenia pieniędzy jeśli go nie skończę. Te silniki, które patrzyłem mają dość wysoką ilość rpm (ok 10k rpm, co jest sporą wartością) ale na biegu jałowym. Obciążone dają nieco mniej. Poza tym można to wyregulować przekładnią i napięciem. Tak samo wartość momentu obrotowego.

3) śmigło SF Props 10x4.5

Na razie to wszystko co mam. Z kalkulatorów korzystałem, przy takich danych pokazują ciąg 2500 g na jeden silnik. (dużo w ciul)

Teraz kolejna rzecz, mianowicie kontrola tego wszystkiego. Tu też proszę się nie śmiać bo nie zamierzam kupować gotowego kontrolera tylko mieć satysfakcję i zrobić go samemu. Mianowicie mój plan był taki aby stworzyć układ na mikrokontrolerze ATmega328 (ze względu na 6 kanałów PWM) i puścić sterowanie przez 2 dwukanałowe mostki H. Łącznie 4 kanały działające niezależnie.

Domyślam się że z tego wszystkiego dla zawodowców w tej dziedzinie wszystko może wydać się zupełnie błędne

[Sabre]

Vroobee, tak duże śmigło jest do naprawdę dużego quada. Przy takiej wielkości nie stosuje się silników DC ze względu na dużo niższą sprawność niż mają silniki 3f. Ja na twoim miejscu zainteresowałbym się gotowcami. Jest bardzo dużo dobrych i relatywnie niedrogich kontrolerów z otwartymi źródłami kodu. Robiąc wszystko samemu po jakimś czasie zrozumiesz, że koszty rosną w górę. Sam zakup luzem dobrego akcelerometru i żyroskopu, zrobienie do nich płytki to już koszt wyższy niż kupienie gotowego fc produkowanego masowo. I to zakładając, że zrobisz tylko jeden prototyp, jeśli coś ci się nie uda koszta poszybują w górę. Ambicja swoją drogą ale zdrowy rozsądek powinien wziąć górę nad ambicją. Jeszcze kilka lat temu może i opłacało się robić fc samemu, w tej chwili jest naprawdę dużo bardzo dobrych płytek w rewelacyjnej cenie. Ot chociażby naze32 za 25$ w wersji acro. Za takie pieniądze to chyba najlepsze fc na rynku.

[marek1707]

W projektach takich jak ten istnieje pewien minimalny poziom nakładów poniżej których rozwiązanie będzie nieakceptowalne a mówić prościej: nie poleci.

Co to znaczy "wybrałeś" silniki? Nie, nie śmieję się tylko pytam poważnie. Posortowałeś po cenach? Co to ma wspólnego ze świadomym wyborem w sensie dopasowania do konstrukcji i jej wymagań? Do kalkulatora wpisałeś obroty 10000 rpm czy "nieco mniej"? Widziałeś kiedyś charakterystykę silnika DC? Popatrz, pomyśl i zastanów się jak wygląda przebieg momentu, mocy i prądu od obrotów. Tu nie możesz niczego "wyregulować przekładnią i napięciem". Przekładnia wyniknie wprost z żądanych obrotów silnika a te z zakresu prędkości przy której dostajesz maksymalną moc na wale. Jakie napięcie chcesz stabilizować i po co? Od czego masz regulatory prędkości?

U mnie kręcą się trzyłopatowe śmigła 9x4.7 obracane przez silniki 3F klasy 2822, o takie:

http://abc-rc.pl/emax-cf2822

Spójrz do tabelki na dole. Przykładowe osiągi przy zasilaniu z pakietu 3S to 700 gramów ciągu przy poborze prądu 14A. A przecież jest to silnik 3F z ażurowym wirnikiem i dobrym chłodzeniem stojana - rzeczy nieosiągalne w typowym (niewyczynowym) silniku szczotkowym. A nawet przy tych 14A mam u siebie na 100% delikatny dymek z uzwojeń. Zwykły DC będzie miał sprawność 30-40% mniejszą. Jak w ogóle możesz przypuszczać, że z małego pipsztaczka na 5V dostaniesz 2kG ciągu? Tyle to mają w porywach potężne silniki o mocach >500W wyposażone w 14-15 calowe śmigła. Trochę pokory. Moje napędy pobierają 4x2A a quad naprawdę nie jest ciężki (rama 60cm, zero kamer itp). Wystarcza to na 12-14 minutowe latanie z aku 3S 2200mAh. Cztery takie pakiety wylatane i po godzinie mam tyle adrenalinki co po wyścigu XC.

Jeśli nie chcesz kupować gotowca - chwała Ci, ale zacznij od wiedzy. Na obecnym etapie nie masz żadnych szans na jakiekolwiek świadome projektowanie. Przejrzyj konstrukcje innych, za każdym razem zastanów się dlaczego ktoś dokonał takich wyborów a nie innych i jak to wpłynęło na osiągi i parametry. Niczego na razie nie kupuj, czytaj, rysuj i licz.

I zastanów się nad tym co napisał Sabre. Zaoszczędzone(?) na silnikach pieniądze zmarnujesz na samodzielne robienie kontrolera, który i tak będzie połataną konstrukcją amatora. W sumie wyjdzie coś co ledwo lata (jeśli w ogóle) przez dwie minuty bo silniki się przegrzewają a aku zdycha. Zainwestuj w dobre napędy - nie pożałujesz, kup gotową płytkę (i tak nie wymyślisz niczego ponad to co na niej jest) a jeśli chcesz się wykazać - napisz dobry software lub rozszerz ten już stworzony przez setki zapaleńców i dostępny w formie otwartych, bardzo bogatych projektów. Możesz to potraktować jak głos "hobbysty modeli latających" 🙂