- Что нужно знать при выборе винтов для квадрокоптера: основные определения и понятия
- «собрать большой коптер ничего о них не зная?» — да ерунда
- Балансировка пропеллеров с помощью подручных средств
- Длина пропеллера и его шаг
- Количество и форма лопастей пропеллеров
- Методы установки винта на квадрокоптер
- Направление вращения винтов квадрокоптера.
- Не работает винт на квадрокоптере
- Пластик и карбон: где качество и эффективность
- По форме лопасти бывают:
- Правила установки винта на дрон
- Принцип работы винтов
- Спецификация и характеристики
- Эффективный квадрокоптер
Что нужно знать при выборе винтов для квадрокоптера: основные определения и понятия
В первую очередь необходимо обращать внимание на:
- параметры длины;
- размер шага;
- площадь винтов;
- направленность работы;
- форму деталей;
- количество лопастей.
Нужно разбираться и в терминологии, которая используется для указания тех или иных характеристик летающего аппарата:
- «В идеальном мире». Понятие предполагает эксплуатацию квадрокоптера в максимально благоприятных условиях (без ветра, осадков и т.д.).
- «Длина». Характеризует диаметр окружности, описываемой движущимися лопастями.
- «Шаг». По своему определению максимально приближается к термину «шаг резьбы» шурупа или других подобных деталей. Описывает расстояние, которое «пролетает» винт за один оборот.
- «Угол атаки». Определяется углом наклона. От этого показателя зависит скорость, длина шага, плавность движения.
- «Тяга». Расчет тяги производится, чтобы узнать силу, которая образуется работой пропеллера. При этом учитываются показатели воздушного сопротивления и гравитации.
«собрать большой коптер ничего о них не зная?» — да ерунда
Думаю все заметили, что в интернете достаточно много статей про квадрики мелкого размера: тесты, обзоры и т. д. А вот тестов больших коптеров маловато. Думаю в основном потому, что большой коптер – это чаще всего индивидуальная постройка (не всегда, но часто). Поэтому я решил написать про свой личный «самосбор» – гексакоптер на раме tarotfy680. В качестве предыстории хочу рассказать о том как я собирал этот коптер с нулевыми знаниями. За три года он претерпел много модификаций: от мелких до полной смены «тяговой начинки».
Итак, все началось когда я решил заниматься аэросъемкой. На то время у меня был куплен небольшой «шальной» квадрокоптер, на котором я научился немного летать и, как я понял позже, вообще, не годится для съемки, т. к. грузоподъемности не хватало для необходимого оборудования. В итоге пришла идея собрать свой коптер. Русскому же человеку покупать готовый дорого, и амбиций что соберет «дешевле» достаточно. 🙂
В итоге с другом «поскребли по сусекам» и нашли немного денег на покупку деталей. Все заказывал с Китая, в основном Ebay и Hobbyking. Ссылки на первые сетапы уже не найду, давно это было. И через пару месяцев ожидания (тогда почта работала хуже чем сейчас) мне выдали все посылки. Огромная рама! Огромные винты! Аккумуляторы тяжелые! Прямо восторг был после мелкого квадрика. 🙂
Итак по характеристикам первого сетапа:
Ссылку на 2х осевой подвес к сожалению не найду, но помню, что он стоил по тем деньгам 6 т. р. и был на сервах)
Итак (помните что знания нулевые) собрал все это чудо. Причем я заменил алюминиевые трубы рамы на 500мм карбоновые трубы. Амбиции о «метровом» коптере меня не покидали…
Сейчас меня пайка контактов того времени ввела бы в ужас, но всё-таки. Коптер был собран. Сделан throttlerange регуляторов (процедура, которая как я понял выравнивает мин/макс значения скорости моторов для каждого регуля) и первый запуск. В тот раз я думал что вижу гексу последний раз. Причиной тому был GPS-компас назы, который был развернут на 180 градусов. Думаю коптероводы прикинут что это такое. 🙂
Ну да ладно. После доработок, дочиток инструкций и, все же, укорочения труб до нормальной длины — новый тест. Ура! Все полетело. «Ничего себе собрал его все таки» – думал я. Даже failsafe работает. В принципе на этом радостные моменты закончились и начались «неприятки». Наконец-то купил sonynex 5nв Москве. Поставил на подвес. Взлетел и… Снимаю! Снимаю! Эм, нет не снимаю…
Коптер почему-то «проседает». Летит, летит и потом берет и плюхается в траву. Не быстро… но ведь…так не должно быть! Поднимаю повыше – летает, летает….и опять теряет высоту…. Причем бывает так, что достаточно стремительно теряет высоту. В чем дело? Все настройил, все что мог прошерстил… не хочет летать и все. Как оказалось, уже через некоторое время, эти движки лучше летают на 4s аккумах чем на 3s… но на то время я этого не знал (инструкцию же в детстве читать не научили) и поэтому: интернет, форумы.
Хм. Прошивка регулей… Ага, надо попробовать что это такое… Прошивка SimonK, ага… говорят круто, стабильно — пробуем. Не буду описывать режим прошивки, т. к. это тот еще геморрой, когда нет подходящих коннекторов. Итог был потрясающим! Вау! Стабильно висит в воздухе! Держит высоту! Камеру таскает! Но итог был потрясающим – итог был недолгим. Проба первого Failsafe. Возврат домой — ну… вернулся… с дрейфом (gps, видимо, был немного повернут), но вернулся. Хорошо.
Потом еще и назу прошил! Ведь прошивка вышла… как ее обойти. Говорят же еще лучше будет. И одним прекрасным днем….поехали полетать в поле.
«Отлети подальше» – говорили они, «все будет ништяк» – убеждали они. В конечном счете краш. Причем такой… нормальный. Карбоновый подвес в щепки (хорошо что камеру снял). Пару лучей под замену и пару пропов тоже. Шок! Почему! Из-за чего! Грешил на назу. Откат назы до заводской прошивки не помог.
На failsafe он все падал и падал. Но без него вроде летал. Конечно же, хотелось и поснимать что-то. Даже умудрился снять первый «шоурил» так сказать. И в итоге в один прекрасный день мы встали рано утром (чтоб не было людей в городе почти) и пошли поснимать городской мост. Во время запуска пару раз «проскакивали моторы», т. е. дергались и не раскручивались. Но что уж нам… зря пришли что ли? Все таки запустили его в воздух и даже что-то поснимали. Когда аккумы уже сели и я собирался снижаться и уезжать домой, на высоте около 10 метров над набережной около моста, гексакоптер решил что хочет быть квадрокоптером и просто-напросто отрубил 2 движка. Элегантно наклонясь на 90 градусов он принял курс на землю, точнее, на асфальт. Представляете вот эту картину в замедленной съемке? Летит коптер в землю, а у тебя в голове счетчик такой тикает: -20$… -50$… – 100$…
И тут, откуда ни возьмись, из-под моста еще и люди выходят. У меня волосы на голове поседели, выпали, отрасли и снова поседели. Только чудом он упал метрах в двух от них. С того момента вопрос о безопасности полетов для меня на первом месте и над людьми, вообще, стараюсь не летать. Немного отойдя от увиденного я оценил масштаб урона.
Даже микро SD-флешка сломалась пополам. 🙂
Видео не осталось на память… Какие тут съемки, когда уверенности в коптере нет? И тут я наткнулся на статью, что якобы прошивка SimonK не работает с «многополюсными» двигателями (вроде так называется).
«Етижи пассатижи» — снова подумал я. Новое скрежетание по сусекам и покупка новых регуляторов. Купил регуляторы turnigy plush 30a*. Поставил. Ого! Летает… Что-то мне еще страшно летать… Но все таки оно работало в нормальном режиме, и даже failsafe, будь он неладен. К этому времени я перешел на 4s аккумы (как надо было сделать вначале). И в момент моего счастья один человек все испортил. Он сказал что такой сетап опасный. Он может упасть завтра, через месяц, через год. Типо эти регули с такими движками не подружаться. Какие проблемы, денег-то уйма… купил двигатели T-motor 2814-10 770kvу знакомого. Так как у него с такими же регулями и винтами коптер летал, но на более длинной раме.
Все собранно и настроено. Но вот незадача, раскачивает коптер и все тут. Гейнами зажать до конца не получается. К тому времени я собирал уже свой самодельный подвес на БК моторах. (О нем расскажу в другой статье). Повесил подвес. Вес стал больше и эффект смещения центра тяжести в них сработал. Коптер стал летать нормально. Единственным минусом были полеты в ветер. Тогда его все-таки раскачивало и я нервничал. Но летал он довольно неплохо и довольно долго. Было снято несколько проектов и т. д.
После сборки квадрика на комплекте E300 от DJIя подумал о том, что хватит самодельничать, пора и гексу обновить, и купил комплект DJIe800*. Так же эта покупка предполагала переход с 4s на 6s аккумы. Посмотрев на инспайра и аналогов, понял, что на 6sдействительно будут «долгие» полеты. Такой же комплект стоит на DJIinspire 1. Получается практически шестимоторный инспайр). В таком сетапе он летает и по сей день. Коптер стал действительно стабильней, маневренней, и как ни странно тише. 🙂
Быстросъемные пропеллеры — это вообще потрясающе. Очень устал от этих закручиваний и откручиваний гаечек, ведь транспортировать со снятыми пропеллерами куда удобнее.
Единственное пришлось слегка удлинить раму. Дело в том, что этот комплект подразумевает 13-ые винты взамен моих 12-ых. И со стоковыми мотормаунтами они бы друг друга цепляли. Но покупать новую раму было б сильно затратно, поэтому просто решил поставить мотормаунты современных версий этой рамы. Купил на «хоббикинге» (вот такие) мотормаунты, которые крепятся с торца трубы, тем самым удлиняя ее примерно на 7-9 см. В итоге зазор между пропеллерами стал примерно 1,5-2 см. Сейчас коптер таскает 3х осевой подвес sonynex 5n. На самом деле с его грузоподъемностью он спокойно вытянет и зеркалку, так как рекомендуемая нагрузка на луч 800 грамм, а максимальная 2000 граммм, просто я не считаю, что мне это сейчас надо.
Вот такая получилась история о коптеростроении с нуля. Сказать что постройка вышла дешевле чем можно было купить коптер? Конечно нет. Однако, полученный опыт стоит этих денег и времени. Да и еще к вопросу о покупке аккумуляторов. Никогда не покупайте эти желтые zippycompact! Неважно 3s или 4s — это хлам. К сравнению гекса, с t-motor 2023-10 и подвесом на них, летала 5 минут. Реально всего 5 минут! На паре аккумов в сумме 10000mah. Если и выбирать из «дешевых» аккумов, то либо простые zippyлибо turnigy. Кроме того, существенную роль играет токоотдача. На 40с коптер пролетает от 4 до 6 минут дольше чем на 25с (личный опыт).
Вывод:
1) Собрать коптер с нулевыми знаниями можно, но будьте готовы потратить на это время и деньги. Короче говоря, сначала вы приобретете знания, а потом коптер.
2) Это будет дешевле? Скорее всего нет.
3) Вы сможете гордо говорить «я сам его собрал» (из комплектующих).
4) Возможно на вопрос «сколько стоит?» вы будете отвечать «даже не знаю».
5) Приобретенный опыт поможет вам починить свой коптер в открытом поле с помощью молотка и зубила.
6) При постройке коптера вы научитесь паять, много паять, хорошо паять и в совершенстве овладеете исконно русскими ругательными фразооборотами.
На этом все. В следующей статье я продолжу тему «русских амбиций» и расскажу про строительство 3-х осевого подвеса, который сейчас установлен на этом коптере. Всем спасибо за внимание. 🙂
И напоследок, итоговый список составляющих моего сегодняшнего коптера:
Итого:
706,56$ за гексокоптер способный таскать зеркалку.
p.s. Спасибо Виктору за этот материал и опыт.
На этом всё, с вами был простой сервис для выбора сложной техники Dronk.Ru
Не забывайте подписываться на наш блог, будет ещё много интересного.
p.p.s. * — ссылки, отмеченные звёздочкой реферальные, так что вы можете дополнительно сэкономить, вернув кешбек до 4%. Подробнее на Dronk.ru/cashback/ или можете получить 6.5%, купив их через кешбек-сервис LetyShops.
Читайте также:
Живучие китайские смартфоны. Часть 1
Живучие китайские смартфоны. Часть 2
5 проекторов для дома
Китайские планшеты с Dual OS, для тех, кто не может сделать выбор
10 гаджетов для гиков с Gearbest со скидкой в честь дня рождения площадки
История Chuwi — от MP3-плееров в 2004 до планшетов на Windows 10 в 2023
Сравним цены на гаджеты предлагаемые GearBest на свой день рождения?
Балансировка пропеллеров с помощью подручных средств
Производитель вряд ли рассчитает с особой точностью баланс пропеллеров. А отклонения от нормальных показателей приводят к повышению шумности, снижению качества съемки и быстрому износу электродвигателя.
Чтобы выполнить балансировку, нужны:
- лак для ногтей или клей «Момент»;
- наждачная бумага;
- станок для балансировки винтов.
Вначале необходимо закрепить лопасть на оси станка и немного отклонить ее в одну из сторон. Если лопасть остается на месте, а не возвращается назад, нужно выровнять вес лезвий. Более тяжелую сторону можно обработать наждачкой или же более легкую сторону покрыть тонкими слоями лака или клея.
Шлифовка или покрытие клеевым составом выполняется только на внутренних частях винта.
Кроме того, необходима балансировка ступицы. Для этого винт закрепляется в вертикальном положении и также осматривается на предмет отклонений. Регулировать балансировку, как и в горизонтальном положении, можно с помощью нескольких слоев клея «Момент» или аналогичных средств.
Длина пропеллера и его шаг
Сила тяги зависит от диаметра, образуемого лопастями диска, и шага движения. Если сила тяги квадрокоптера высокая, системы пропеллеров перемещают крупные объемы воздушной смеси. Если увеличить шаг или длину и оставить прежней скорость вращения винта, тяга существенно вырастет.
Определиться с выбором по данной характеристике лучше всего, исходя из целей использования квадрокоптера:
- Для фото и видеосъемки. Рекомендуется установить винты с большой длиной и коротким шагом.
- Для гоночных соревнований. Менее плавное, но быстрое движение требует кардинально противоположной расстановки: малая длина и большой шаг.
Количество и форма лопастей пропеллеров
Обычно на квадрокоптеры стандартного размера устанавливают пропеллеры с двумя лопастями. Для миниатюрной техники уже нужны узлы с большим количеством лопастей, что позволит контролировать силу потоков воздуха и придерживаться плавности полета.
Чем больше винтов установлено, тем выше показатель отзывчивости. Но есть и минусы: такие аппараты стоят дороже и сложны в процессе отцентровки. Выбирая квадрокоптер, следует обращаться лишь в официальные магазины, чтобы получить оригинальную модель.
По форме все пропеллеры разделяют на три категории:
- Normal. Их особенность – небольшая тяга и заостренные наконечники. Благодаря этому они эксплуатируются в экономичном режиме, и время работы увеличено.
- Bullnose. Напротив, вариант с высокой тягой, скоростью полета и повышенными затратами энергии. Отличаются утяжеленной конструкцией наконечников.
- Hybrid Bullnose. Нечто среднее между двумя предыдущими вариантами и по характеристикам и по конструкции.
Методы установки винта на квадрокоптер
Менять винт на дроне можно несколькими способами. Проблема в том, что обычно валом мотора является простой штырь и для установки пропеллеров потребуется что-то из нижеперечисленного:
- Пропсейвер. Базовый вариант с максимально простой конструкцией. Его советуют ставить лишь при экспериментах с самодельными квадрокоптерами. Способ фиксации: установка пропсейвера на вал и фиксация винтов.
- Цанговый зажим. Отличается высокой прочностью и надежностью. Способ фиксации: цангу необходимо надеть на вал, после чего установить втулку, винт коптера и шайбу. После этого закручивается специальная гайка.
У некоторых квадрокоптеров с электродвигателями типа Outrunner могут быть отверстия для различных креплений.
Направление вращения винтов квадрокоптера.
Еще одна важная характеристика, которая зависит от установленного двигателя:
- CW. Стандартная система с работой по часовой стрелке.
- CCW. Вращение лопастей квадрокоптера против стрелки часов.
Определить, для какого типа подойдет винт, можно по поднятой кромке на нем. Эта часть детали направляется в сторону вращения.
Не работает винт на квадрокоптере
Ситуация, когда не работает один винт, достаточно распространенная. Возможные причины:
- Пропеллер неправильно закреплен.
- Дефект пайки проводов к двигателю.
- Повреждения системной платы.
- Поломка шестеренок.
- Нарушения работы контроллера.
Для начала необходимо осмотреть крепления. Если они отвечают инструкции, то, скорее всего, причина более серьезная, и квадрокоптер лучше отнести в ремонт, выбрав услуги профессионала, а не самостоятельный способ решения проблемы.
В специализированных магазинах продаются разные варианты винтов для квадрокоптера, которые могут отличаться между собой по размеру, типу конструкции, используемым материалам и даже стороне вращения. Делая окончательный выбор, необходимо учитывать условия эксплуатации дрона.
Пластик и карбон: где качество и эффективность
Выбор лопастей для квадрокоптера по материалу не так прост. Перед владельцем дрона встает вопрос: сэкономить и обойтись базовым вариантом или купить винты хорошего качества? Разобраться поможет изучение положительных и отрицательных сторон материалов.
| Материал | Достоинства | Недостатки |
| Пластик | доступная цена широкий ассортимент хорошая гибкость | простой дизайн потеря работоспособности при любых повреждениях |
| Карбон | отличные показатели жесткости и легкости легкость в балансировке удерживает форму премиальный дизайн | высокая цена |
| Композит (внутри – пластик, снаружи – карбон). | хороший внешний вид приемлемая жесткость красивый дизайн благодаря углеродному покрытию средняя цена | более сложный процесс балансировки уступает по качеству цельным карбоновым моделям |
По форме лопасти бывают:
- Normal (N) — с заостренными концами. Уменьшают силу тяги, снижают расход энергии батареи;
- Bullnose (BN) — закругленные края. Обладают большей площадью, создают больше тяги. За счет дополнительного веса на кончиках обеспечивают стабильность аппарату, увеличивают отзывчивость по рысканию — вращению вокруг вертикальной оси квадрокоптера. Минус — высокое энергопотребление, небольшая продолжительность полета;
- Hybrid Bullnose (HBN) — среднее между BN и N.
Винты вращают электродвигатели, половина которых крутится по часовой стрелке (CW), а другая половина — против нее (CCW). Определить направление вращения можно по поднятой кромке лопасти, которая смотрит в сторону вращения.
Вращаясь, пропеллер разгоняет воздух вокруг себя, толкает его вниз, где создается более высокое давление, чем окружающая атмосфера. Разница давлений поднимает квадрокоптер вверх.
Пластиковые пропеллеры — самые распространенные и недорогие. Гибкие винты устойчивы к повреждениям, но часто возникают проблемы с их точной балансировкой, что вызывает нарушение в работе гироскопов и отражается на качестве отснятых камерой кадров. Углеродное волокно (карбон) считается лучшим материалом для пропов.
Карбоновые винты стоят не дешево, но это оправдано — прочные, жесткие лопасти не утяжеляют вес коптера, не теряют свою форму, их легко сбалансировать. Пластик, усиленный карбоновым волокном, по прочности сравним с карбоном, а по цене — с обычным пластиком.
Правила установки винта на дрон
В комплект квадрокоптера входят детали для сборки, в том числе лопасти и защита. Как их установить? С защитой все предельно просто — найдите паз на луче дрона, вставьте в него рамку детали до упора.
Чтобы правильно установить пропеллеры на квадрокоптер, внимательно следите, какой винт куда ставить. На моторе есть обозначения направления вращения двигателя (буквы, метки). Такая же маркировка стоит и на лопастях. Эти маркировки должны совпадать.
Пример установки пропеллера на коптеры Syma, QS UAV:
- Устанавливаете винт на вал.
- Ставите пластмассовый фиксатор, совмещаете выемки.
- Придерживая лопасти, поворачиваете их до щелчка — с меткой А по часовой стрелке, с меткой Б — против часовой стрелки.
- Сверху ставите защитный колпачок (заглушку).
Чтобы снять пропеллер, снимите заглушку, поверните фиксатор против часовой стрелки и снимите его. Потяните вверх за винт и снимите его с вала.
Существенно облегчают установку быстросъемные адаптеры для пропеллеров. Переходник состоит из двух частей — одна крепится на мотор, другая — на винт. Пропеллер легко накручивается на двигатель правого или левого вращения и так же снимается. Такой вариант удобен для частой перевозки квадрокоптеров, например, на соревнования.
Винты, которые вы покупаете отдельно, идут в наборе по 2, 4, 6 штук. Есть лопасти с интегрированной гайкой прямого и обратного вращения для быстрой установки и съема, предотвращающей их откручивание в полете.
Если двигатель — просто штырь, без дополнительных элементов для сборки, вам понадобятся втулки-переходники, которые ставят на вал и затягивают болтами. Сверху поставьте пропеллер, закрепите его нейлоновыми стяжками или резиновым кольцом.
Еще один вариант крепления — цанговый зажим. Цангу поставьте на вал, затем — зажимную втулку с пропеллером и шайбой, зафиксируйте конструкцию коком (гайкой особой формы).
Принцип работы винтов
Немного терминологии:
- длина винта — диаметр диска, образующегося при вращении пропеллера. Чем она больше, тем больше подъемная сила дрона, тем мощнее нужен мощнее мотор;
- шаг — расстояние, пройденное винтом за один оборот (зависит от угла наклона лопастей), указывает на объем воздуха, попадающего под пропеллер за один оборот.
Размеры винтов, допустимые для установки, указаны в инструкции к двигателю (например 1045″ — диаметр 10 дюймов, 4,5 дюйма — шаг).
Лопасти расположены под определенным углом наклона, который влияет на сопротивляемость воздуху. Пропеллер с большим углом наклона поднимает копетр вверх за один оборот, но при этом сильно нагружает мотор. Для разгона и маневренности нужен менее энергозатратный угол наклона.
Уменьшая длину винта и увеличивая шаг, снижаем сопротивление воздуха и повышаем скорость подъема беспилотника. Если сделать наоборот, динамические характеристики дрона снижаются, но зато повышается его грузоподъемность, стабильность полета.
Пропы делают 2-5-ти лопастными. Чем их больше, тем стабильнее дрон держится в воздухе. Главный недостаток многолопастных пропеллеров — сложность балансировки.
Спецификация и характеристики
Для удобной работы с винтами при их подборе и установке желательно знать кодировку. Узлы обозначены данными LLPP×B. Еще есть другой вариант – L×P×B.
Расшифровка:
- L – показатель длины;
- P – шаг вращения винта;
- B – сколько установлено лопастей.
Кроме этого, могут встречаться обозначения R или C. Они указывают на направление вращения лопастей. R – на движение по часовой стрелке, а C – против.
Эффективный квадрокоптер
При создании коптера одним из важнейших параметров является время автономного полёта. Если вы хотите, что бы ваш коптер летал как можно дольше, моторы и их несущие винты должны работать в оптимальном режиме с максимальным КПД. Для решения данной задачи нами был спроектирован специальный измерительный стенд, речь о котором и пойдет в данной статье.
Мы занимаемся созданием бесколлекторных моторов и недавно у нас был заказ на мотор для квадрокоптера с тягой не менее 2 Кг на каждый винт. До этого мы не делали моторы под воздушный винт и нам был необходим метод измерения и стенд для мотора с винтом.
Прежде чем начать выбирать оптимальный мотор и винт под него, сперва нужно разобраться какие потери возникают в моторах.
Основными источниками потерь в бесколлекторных моторах являются железо статора и его обмотка.
Потери на железе возникают из-за его перемагничивания. Данные потери условно можно считать пропорциональными оборотам мотора и они задают минимальную потребляемую энергию мотора. Так, например, если вы возьмете большой и мощный мотор для маленького коптера с маленьким винтом, то ничего хорошего у вас не получится. Мотор просто будет вращаться вхолостую с нулевым КПД и греть железо в статоре.
Потери в медной проволоке наоборот не зависят от оборотов, а зависят от тока/потребляемой мощности. Данные потери ограничивают максимальную мощность, которую способен выдать мотор не перегревшись.
Вторым важным элементом при выборе мотора является винт. Малые винты обладают более низкими показателями эффективности г/Вт(1 грамм подъёмной силы/1 Ватт потребляемой мощности), но маленькие винты более динамичны и позволяют быстро набрать скорость на гоночных коптерах. Для достижения максимального времени полёта винт должен соответствовать максимально эффективному режиму работы мотора.
Однако если мы захотим подобрать оптимальные комплектующие для своего коптера, то мы столкнемся с большой проблемой при их выборе. Производители дают минимальный набор характеристик для своего товара. По винтам вообще невозможно найти какой либо информации кроме их размера.
Функционал стенда
На данный момент несколько производителей уже представили на рынок свои стенды. Однако их возможности не сильно превосходит функционал кухонных весов. И данные стенды не способны дать всех характеристик при работе мотора.
Нам же от стенда были необходимы следующие параметры: потребляемая мощность, обороты мотора, тяга винта, момент создаваемый винтом, КПД мотора, эффективность мотора, винта.
Исходя из этих параметров мы спроектировали конструкцию стенда и снабдили его всеми необходимыми датчиками.
Для измерения силы тяги и момента были выбраны хорошо распространённые сейчас датчики с тензосопротивлением. Они обладают хорошей жесткостью и высокой точностью измерения и очень удачно подходят по своей конструкции.
Для измерения остальных параметров были выбраны стандартные для этого датчики: полупроводниковое термосопротивление для температуры, акселерометр для замера вибраций, датчик тока на эффекте холла для измерения тока и делитель для напряжения…
Сердцем нашего стенда является микроконтроллер ATMega328 на плате Arduino Nano. Он собирает показания с датчиков, обрабатывает их и выводит на экран. Данный микроконтроллер оптимально подходит для данной задачи. Он обладает минимальной ценой, не привередлив к питанию, стабилен и имеет достаточное количество интерфейсов для данной задачи.
В результате нашей работы был получен стенд со следующими параметрами:
Тестирование
Мы испытали наш стенд на распространенном китайском моторе 2212 и на нашем моторе.
Китайский мотор во всём диапазоне не смог выдать КПД выше 50%, а его эффективность составила около 4-5г/Ватт. Наш же смог показать КПД выше 70%, при этом он работал на минимуме своей мощности(тест был в пике до 500Вт, теоретический максимум 1500Вт), т.к. размер тестируемого винта маловат для него и с большем винтом КПД только возрастёт. Эффективность же у нас получилась 9г/Ватт. Так что даже с учетом гораздо большего веса мотора, даже небольшой коптер с нашим мотором смог бы летать дольше.)
Экономный вариант
Стенд описанный в данной статье является достаточно сложным и предназначен для точной проработки силовых агрегатов дрона. Для случая, когда охото сэкономить и узнать просто тягу мотора, нами был сделан простой, дешевый адаптер способный выполнить данную функцию.
Данный адаптер крепится одним концом к мотору, вторым к бутылке с водой. Бутылка устанавливается на весы. Далее мотор запускается и тяга измеряется по показаниям весов.
Крепление на адаптере сделано универсальным и подходит практически под все распространенные моторы. На втором конце адаптера находится резьба для накручивания на 5ти литровую бутылку.
