коптер в полном автономном режиме
Пожалуйста! Всегда рад помочь чем могу на благо дела интересным людям 😃
Да, оказывается мир тесен 😃
Слежу за темой, не вступая в дискуссиию. Но когда Виктор (vis.asta) выложил видео полета на 125 минут, на уме было только одно “Блин, да ну нафиг, как???” 😃, как и у многих тут думаю возникает такой вопрос. Это логично! Все люди по натуре скептики, “пока сам не увижу не поверю”, так и я чего греха таить, есть в глубине душе какое-то сомнение! Я бы даже сказал не сомнение, а жуткий интересс, как же так, ведь вот он полет, вот время полетное! Поэтому мне стало инерессно все-таки, не просто удивляться, а как-то посмотреть на это с физической стороны. Тупо взять и прикинуть расчетно, ничего нового, так вспомнить физику. Для начала взял вот этот пост, там были все исходные данные как мне кажется:
У меня висит 45 минут квадрик ,весом 1050 грамм,батарейка 900 грамм 4S 10000 мА.ПРопы 1405,если ставить 17" ,думаю до часа можно выжать. 😃
И так имеем.
-Батарея 10000мач, 4S = 14.8В, часовая мощность батареи равна 14.8х10=148 Вт*ч.
-Тело - рама 1050гр+ батарея 900гр= 1950гр, округлим до 2 кг для простоты.
сила которая действует на тело такой массы F=m*g=2*9.8=19.6Н.
Нам надо удерживать эту массу в воздухе, на что будет затрачиваться работа A=F*S, где S- это путь перемещения тела. Если мы возьмем работу по удержанию за одну секнду получим мощность в Ваттах. За одну секунду тело пролетит S=g*t*t/2, то есть грубо 5 метров. Значит энергия удержания тела массой m будет в течении 1 секнуды равна:
A=m*g*S=2*9.8*5=98Дж или за одну секунду 98~100 Вт.
Человек из примера выше отлетал 45 минут или 47/60=0,75час.
Следовательно для удержания его квадрика в воздухе за весь полет потребуется энергии: 100*0,75=75Вт*ч!
А так как мощность батареи которую она может длительно отдавать у нас равна 148 Вт*ч, то КПД его ВМГ грубо = 75/148*100= 50,6%.
То есть, что мы получаем, для того, чтобы увеличить время полета в два раза. надо как минимум получить КПД ВМГ близкой к 1 или уменьшить вес тела ровно в 2 раза, при тойже мощности источника энергии.
Теперь, что мы имеем у Виктора (vis.asta) 😃, нам известно только время полета - 125 минут =2,08часа. нам не известна масса его рамы, но даже если мы предположим, что рама у него воздушная и очень легкая, и возьмем в расчет вес только одной батареи без веса рамы, без веса мотора, без веса регулей!!!, пусть будет таже батарея, что из примера выше: 4S 10000 - вес 1050гр, то получим, что для ее удержания в воздухе за время Виктора (2.08 часа) надо потратить: 50*2,08=104Вт*ч, то есть КПД его ВМГ должно быть 104/148*100=70,3%.
Возможно такое? я не знаю! Я не думаю, что частота ШИМ или еще что-то такое могут так существенно поднять КПД, вот профиль винта это да, он сильно будет влиять.
И все-таки, заканчиваю уже:), “но оно же летает!!!”, значит есть какое-то решение! Виктор упоминает, про безумно дорогую систему, осмелюсь предположить, что может у него весь квадрик - это одна большая батарея, сделанная на заказ 😁, где и лучи и рама используются как неущие и в тоже время являются батареями. Ну и конечно винты, они думаю одно из важных частей такой системы, скорее всего очень легкие карбоновые. Мне тут приехали T-MOTOR 13" так они очень воздушними кажутся после АРС пластиковых. Один винт около 14 грамм весит. Все я закончил!
Нисколько не хотел никого обитеть или в чем-то усомниться, просто нмного проаналаизировал информацию, несомненно то что делает Виктор (vis.asta), очень интерессно, то, чем он занимается, толкает на шевеление мозгами. Я вот собрал свою новую систему на 6S, моторы 380кв, винты карбоновые, очень интерессно как полетит квадрик. Вообще увеличение напряжения, мне видится очень перспективным, малые токи, меньше меди в проводах, меньше потерь и т.д. Тут тоже думаю у Виктора есть фишечка в этом направлении.
-Тело - рама 1050гр+ батарея 900гр= 1950гр
Пересчитывайте: 1050 - общий вес
Хм, пересчитаю тогда)))
Хотя, что там персчитывать, тогда вообще получается в первом случае 25% против 70 % у Виктора)))!
Пересчитывайте: 1050 - общий вес
сколько из этого весит батарея 4S 10 000ma???
если тупо винты+моторы по 100гр * 4 = 400 - то остается на батарею раму, контроллер, регули - 650грамм
рама не менее 70-100гр.(у меня меньше 200 пока не получалась) плюс регули 11*4=44гр плюс провода - ещё 10-15гр…
За одну секунду тело пролетит S=g*t*t/2, то есть грубо 5 метров. Значит энергия удержания тела массой m будет в течении 1 секнуды равна:
A=m*g*S=2*9.8*5=98Дж или за одну секунду 98~100Вт.
Вы здесь посчитали, сколько нужно затратить энергии, чтобы коптер падавший свободно одну секунду поднять на прежнюю высоту. Но он ведь не падает:)
По практике скажу так-сейчас моя треха висит на 45 вт при полном весе 650 гр акк 2700 12 в. пропы 15 и 14.Измерял просто-время висения-сколько впитал в себя акк,умножил подытожил…
У Виктора собственные регуляторы, управляемые по шине CAM, возможно дело именно в этом. Улучшенный алгоритм управление - более (значительно) эффективный и менее энергозатратный !
Вы здесь посчитали, сколько нужно затратить энергии, чтобы коптер падавший свободно одну секунду поднять на прежнюю высоту. Но он ведь не падает
Ну почему же не падает? Он упадет на 5 метров за одну секунда, а силовая установка это падение компенсирует. То есть при падении сила тяжести совершает работу по падению тела, ровно такую же работу должна совершить силовя установка, чтобы удержать тело от падения. По-моему так.
По практике скажу так-сейчас моя треха висит на 45 вт при полном весе 650 гр акк 2700 12 в. пропы 15 и 14.Измерял просто-время висения-сколько впитал в себя акк,умножил подытожил…
Так сколько по времени висит Ваша треха? Интерессно все-таки просчитать с точными данными.
Ну почему же не падает? Он упадет на 5 метров за одну секунда, а силовая установка это падение компенсирует. То есть при падении сила тяжести совершает работу по падению тела, ровно такую же работу должна совершить силовя установка, чтобы удержать тело от падения. По-моему так.
Если посчитать высоту не за одну, а за две секунды и разделить энергию на два, то получится бОльшая цифра. А ведь не должно! Эта формула сюда не в масть.
У Виктора собственные регуляторы, управляемые по шине CAM
😃
шина CAN называется. ее ништяк в том что она помехозащищенная и двусторонняя, тоесть контроллер может получать данные об фактических оборотах и понимать например что произошел отказ.
шина влияния на энергозатраты не оказывает, другое дело как дозируется энергия на движки, но в этом пока революций нет. прошивки мультиви и симонка расркрыли тему полностью, какието частные доработки в специфике конкретной винтомоторной группы при большом количестве банок возможно и дадут свой процент два
А какая тогда в масть? Одна секунда взята не спроста, а для того чтобы сразу получить мощность в Ваттах, если брать 2-3 секунды получим энергию в Джоулях, вот и все, перевести ее в ватты будет тоже самое. Может я подзабыл что в физике с института, подскажите как подсчитать энергию поддержания тела в воздухе и известной массой m. Прикинул тут дальше, почитал еще немного, КПД современных профилей винтов находится в пределах 0.8-0.9, на моторах наших мотора БК пишут КПД 0.7-0.85. То есть, для примера выше:
По практике скажу так-сейчас моя треха висит на 45 вт при полном весе 650 гр акк 2700 12 в. пропы 15 и 14.
можно примерно прикунить на какаую высоту может подняться трешка с этой батареей:
часовая мощность батареи 11,1Вх2.7=30Вт*ч. Вес всего коптера 0,65кг, работа по удержанию коптера в воздухе равна: 0,65*9,8*5=31,5Вт*ч. А для поднятия квадрика на 1 метр надо приложить дополнительно следующую работу А=m*g*h=1*9.8*1=10Дж, или если подъем на 1 м/с то 10Вт. То есть надо дополнительно к мощности висения прибавить мощность на подъем, итого имеем для подъема равномерно 1 м/с коптера весом 0.65 кг надо иметь мощность силовой 41,5Вт теоретически. Теперь делим на реальный КПД винта и КПД моторов, получим 41,5/0,8/0,85=61Вт будет реально потребляеммая мощность ВМГ коптера. Часовая мощность данной ВМГ составит 61Вт*ч. А зная часовую мощность батареи находим на сколько хватит батареи 30/61= 0,49часа. С учтетом скорости подъема 1 м/с получим 0,49*3600=1764 метра. Теперь понятно, что найти улетевший квадрик парктически не реально без GPS трекера.
часовая мощность батареи 11,1Вх2.7=30Вт*ч. Вес всего коптера 0,65кг, работа по удержанию коптера в воздухе равна: 0,65*9,8*5=31,5Вт*ч. А для поднятия квадрика на 1 метр надо приложить дополнительно следующую работу А=m*g*h=1*9.8*1=10Дж, или если подъем на 1 м/с то 10Вт. То есть надо дополнительно к мощности висения прибавить мощность на подъем, итого имеем для подъема равномерно 1 м/с коптера весом 0.65 кг надо иметь мощность силовой 41,5Вт теоретически. Теперь делим на реальный КПД винта и КПД моторов, получим 41,5/0,8/0,85=61Вт будет реально потребляеммая мощность ВМГ коптера. Часовая мощность данной ВМГ составит 61Вт*ч. А зная часовую мощность батареи находим на сколько хватит батареи 30/61= 0,49часа. С учтетом скорости подъема 1 м/с получим 0,49*3600=1764 метра.
не проще ли ваттметр поставить на аппарат, посмотеть моментальную потребляемую мощность и оценить перспективы долголетания.
Теперь понятно, что найти улетевший квадрик парктически не реально без GPS трекера.
начали за здравие…
я бы сказал “Теперь понятно, что найти улетевший квадрик парктически не реально без поллитры и GPS трекера”
А какая тогда в масть? Одна секунда взята не спроста, а для того чтобы сразу получить мощность в Ваттах, если брать 2-3 секунды получим энергию в Джоулях, вот и все, перевести ее в ватты будет тоже самое.
Да не то же самое, это же очевидно. К примеру, теми же словами:
За три секунды тело пролетит S=g*t*t/2, то есть грубо 45 метров. Значит энергия удержания тела массой m будет в течении 3 секнуд равна:
A=m*g*S=2*9.8*45=882Дж или за одну секунду 882/3~294 Вт.
Если из этих формул вывести мощность, то получится W = m * g^2 * t /2. Но, мощность не может зависеть от времени. Нельзя вместо t подставлять “1”.
Да шина CAN, палец соскользнул
CAN, как и написал Алексей, даёт понимание процессов в регуле, т.к. отлично гонит взад в полётнег кучу статистики 😃.
на основе которой можно слегонца оптимизировать процессы. я вижу обороты, токи по каждому регулю отдельно. и делаю выводы, есть ли смысл перегружать регулятор…
кстати, тут у коллег стало уже почти бытовухой на моей платформе взлетнуть на ~1 км в высоту и вернуться домой. всё в автомате… ддля проб летали и выше 😃
причем это с 550д…
раз на спуске коллега случайно выключил моторы 😃. пара флипов…газанул - всё выровнялось 😃.
как пример, лог одного полёта:
d.asta.cc/2013-04-24_172601.png
С какой высоты фотка? 😃
сила которая действует на тело такой массы F=m*g=2*9.8=19.6Н.
Нам надо удерживать эту массу в воздухе, на что будет затрачиваться работа A=F*S, где S- это путь перемещения тела. Если мы возьмем работу по удержанию за одну секнду получим мощность в Ваттах. За одну секунду тело пролетит S=g*t*t/2, то есть грубо 5 метров. Значит энергия удержания тела массой m будет в течении 1 секнуды равна:
A=m*g*S=2*9.8*5=98Дж или за одну секунду 98~100 Вт.
Человек из примера выше отлетал 45 минут или 47/60=0,75час.
Следовательно для удержания его квадрика в воздухе за весь полет потребуется энергии: 100*0,75=75Вт*ч!
А так как мощность батареи которую она может длительно отдавать у нас равна 148 Вт*ч, то КПД его ВМГ грубо = 75/148*100= 50,6%.
.
А если вы квадрик подвесили на веревочку, то веревочка аж гудит, удерживая квадрик в воздухе и вырабатывая каждую секунду по 100вт 😃 А представляете сколько энергии выработает веревка если на нее 5 кило повесить!
Афигеть. физик вы наш…
Тут уместно сравнивать энергоэффективность мотоустановок (мотор/винт),
У сообщества коптероводов ее обычно выражают в г/вт при определенном значении тяги.
кстати, по логу выше, если кому интересно, видна потребляемая мощность внизу, в процессе набора высоты на 2.5мс скорости, в висении на 1000м и спуск…
дельта у земли и на высоте ~10% 😃
т.е. 100м подъема дают около 1% потерь…
масса аппарата на логе?
А если вы квадрик подвесили на веревочку, то веревочка аж гудит, удерживая квадрик в воздухе и вырабатывая каждую секунду по 100вт А представляете сколько энергии выработает веревка если на нее 5 кило повесить!
Афигеть. физик вы наш…
Да причем тут подвешенный на веревке груз? Зачем так иронизировать то? Вас, что 100Вт смущает? еCalc Вам тоже не авторитет получается, посмотрите сколько в нем 2кг квадрик потребляет в ховер режиме еще больше. Я просто пытаюсь разобраться, как правильно считать. Есть правильные формулы, подскажите, сам еще поищу.
Виктор, спасибо за лог, еще бы узнать общий вес этой системы, которая в логе, ничего больше не надо, ни моторы, ни винты, просто общий вес 😃!