Электромотор рулевой машинки автопилота самолета рассчитан

Электромотор рулевой машинки автопилота самолета рассчитан

Квадрокоптер за 1 день и $120

Создать квадрокоптер как платформу для летающего робота я планирую уже очень давно. Первые расчеты и заказ деталей я сделал год еще назад. Однако, делать «просто коптер» чтобы полетать, управляя с пультом или даже в FPV режиме конечной задачей не является. Поэтому коптер должен быть максимально гибким и как можно менее дорогим.
По отдельности все детали для коптера есть, но их сопряжение — дело простое только в теории. Нужно быть и программистом и инженером и моделистом — вертолетчиком. Поэтому процесс движется довольно небыстро. А летать хочется 🙂 Ничто так не расхолаживает и не демотивирует как отсутствие видимых результатов, особенно когда прогресс-то вроде есть, но не наглядный. Да и экспериментировать сразу на большом квадракоптере дорого и опасно.
Поэтому я решил собрать для экспериментов миникоптер. Как всегда — задача сделать недорого, просто и гибко.
Мой результат — готовый коптер за 1 день (на сборку и запуск) и $120 (стоимость квадрокоптера включая доставку). А с аппаратурой — $145.

Кому как, а для меня основной преградой в коптеростроении всегда была дороговизна проверенных наборов деталей (kit), которые можно купить в одном месте и поэкспериментировать. Ведь собрав коптер, просто так летать надоест очень быстро, если, конечно, вы не авиамоделист, для которого это лишь еще одна забавная моделька. Самое интересное — добавить коптеру немного (или много, зависит от умений и изобретательности) самостоятельности. Но пока поднимешь коптер в воздух потратишь столько сил, что на самое интересное запал уже начинает угасать. Да и пока отладишь программу управления — разоришься, ведь каждая ошибка — это почти наверняка падение, а самое дешевое падение — это сломанные пропеллеры.
Сейчас покажу, как это преодолеть.

Заказываем детали

На самом деле основной бюджет коптера еще меньше, всего около $100 включая доставку.
Итак, обязательные запчасти:

Рама с моторами 445 мм	$28,95
Плата управления (аналог KKmulticopter, но от HK)	$14,95
ESC (регуляторы хода)	$5,96 х 4
Пропеллеры прямого и обратного вращения	$1,34 + $1,94
Резиновые кольца для крепления пропеллеров	$1,4
Пропсейверы Prop Saver w/ Band 4mm (10pcs)	$3,99
Аккумулятор на 1300мАч	$5,96

Вот и весь джентльменский набор.

Но нам понадобится и кое-что дополнительно. Возможно, у вас что-то из этого имеется, поэтому заказывайте то, чего не хватает:

AVR ISP Программатор для платы управления (подойдет FTBB, USBASP, Arduino… любой)	$4,75
Провода от ресивера к плате управления	$4
Servo extension для подключения ESC — свои провода не достают, берите любые или спаяйте сами — там три проводка
Радиоаппаратура — любая с 4 и более каналами	от $22,99
Разъемы XT60 к батарее	$2.16
Силовой провод или аналогичный медный красного и черного цветов (+ -)	$1,29

Радиоаппаратура у меня Turnigy 9x, которую я доработал для использования с LiIon аккумулятором и впаял разъем для обновления прошивки аппаратуры (я пользуюсь прошивкой er9x), но ее сейчас очень долго ждать из-за ее популярности, поэтому и не стал ее рекомендовать. Вообще, берите любую, какая есть в наличии и которая вам нравится с количеством каналов от 4. У меня Mode2 (ручка газа слева), но это не принципиально. Если возьмете 6-канальную Hobby King 2.4Ghz 6Ch Tx & Rx V2, не забудьте к ней шнурок для программирования, т.к. на ней самой никаких настроек не сделать, даже реверсировать каналы. Настраивается только с ПК.

Я покупал на HobbyKing только потому, что абсолютно все, что нам понадобится можно заказать там, но вы можете брать на rctimer.com или в любом другом месте. Если будете брать на HK, заказывайте сразу внизу нужные combo детали — так будет дешевле, чем набирать их по отдельности.
ЗИП:
Нам понадобятся еще винтики М2х10 или М3х10 (их проще достать в магазине, но придется чуть-чуть рассверлить отверстия в креплении моторов, это несложно).
Аккумуляторов берите по возможности хотя бы пару. Если нет зарядки для LiPo аккумуляторов, тоже
берите, это разовое вложение, пригодится.
Пропеллеров берите побольше. Не смотрите, что их по 5 штук в пакете. Я в первый день сломал 4 штуки, пока настраивал и обнаружил глюк в прошивке. 🙂 Это расходный материал, особенно в тесной комнате как у меня.
Запасные моторы тоже, наверное не помешают, но это позднее, сразу вы их вряд ли сломаете.
Понадобится также паяльник, немного припоя и флюса, термоусадочная трубка диаметром 2 и 5 мм или изолента, резинка для денег или от трусов для крепления аккумулятора 🙂
Как только определились что у нас есть, а что заказываем и в каком количестве, заказываем и спокойно ждем недельки три (ну это как повезет с почтой).

Собираем наш квадрик

Боковинки каждого луча склеиваем с помощью ПВА-М или суперклея (ПВА-М дает прочные эластичные швы, но собирать раму лучше вечерком, чтобы до утра оставить клей высохнуть как следует). Собираем все лучи и приклеиваем к нижней центральной пластине. Верхнюю пока отложите в сторону. Ножки лучей склеиваются из двух одинаковых половинок. Поскольку в луче всего 5 деталей (2 стенки и три распорки :), думаю, что сложности в сборке не составит.
Откладываем раму сохнуть до утра. А с утра достаем паяльник, термоусадку, провода и садимся паять.
Сначала продеваем провода всех 4х ESC в лучи вот таким макаром:

Затем берем толстый провод, отрезаем по 2 куска красного и черного цветов длиной сантиметров по 5-7. Зачищаем с концов по 5 мм и в середине примерно 5-7 мм. Куски спаиваем зачищенными серединами крест-накрест. Получится два креста — черного и красного цветов. Концы пока просто залудить.
Затем к красному перекрестию припаиваем красные концы от всех четырех ESC, не забыв надеть кусочки термоусадочной трубки по 1.5-2 см. То же самое проделываем с черной крестовиной. Размещаем все это в центре квадрокоптера.
Отрезаем еще по 1 куску толстого провода и припаиваем их к перекрестьям, концы выводим в отверстие в днище коптера, а место спайки изолируем:

Проверьте все внимательно, чтобы не было непропаев и коротких замыканий. Припоя не жалейте, токи тут очень серьезные текут, поэтому площадь контакта нужна побольше.
Если все в порядке, можно смазать ПВА-М верхнюю крестовину коптера и приклеить ее, спрятав таким образом все силовые провода внутри. На хвостик из просунутых в отверстие днища проводов надеваем термоусадку и припаиваем коннектор XT60 в соответствии с обозначенной на нем полярностью (красный провод к +).
Теперь крепим моторы к раме парой винтов М3х10, подложив с обратной стороны шайбу. Просовывем в отверстие в раме провода от мотора, припаиваем их к ESC. Перед пайкой наденьте термоусадочные кембрики, но пока не усаживайте их, после проверки может понадобиться сменить направление вращения мотора, для этого нужно поменять местами любые два провода.
Выглядит в готовом виде это примерно так:

Ну вот, теперь можно проверить и настроить ESC и моторы.
Не надевая пропеллеры, подключаем к ресиверу в 3й канал — это Throttle в стандартной 4х канальной схеме (или серво-тестеру, если имеется), затем включаем передатчик (предварительно нужно связать их- bind, эта операция описана в инструкции). Подключаем аккумулятор к коннектору XT60. После писка от ESC плавно даем газ и проверяем, что мотор с ESC в порядке.
Повторяем процедуру для остальных моторов. Я бы заодно порекомендовал настроить тип батареи и скалибровать газ, но это можно и потом.
Проверяя моторы, обратите внимание на направление вращения. Нам нужно, чтобы два мотора напротив друг друга вращались в одну сторону, а соседние — в разные:

Поменять направление вращения мотора, напоминаю, можно поменяв местами любые 2 из трех проводов, которые идут к ESC. Можно сразу пронумеровать моторы по схеме соответственно направлению вращения и подписать карандашом на лучах.
Все вращается правильно и реагирует на ручку газа передатчика правильно? Замечательно, переходим к плате управления.
Она поставляется в мягком корпусе из пеноматериала. аккуратно ее извлекаем, переворачиваем и вставляем обратно, а мягкий корпус на двусторонний скотч или клей крепим на раму так, как указано на картинке выше, чтобы стрелка смотрела между лучами, на которых установленым моторы 1 и 2.
Сбоку к нему клеим на двусторонний скотч ресивер радиоаппаратуры (антенну крепим к одному из лучей):

Я наклеил стрелку на корпус, чтобы было легче ориентироваться на земле где у коптера перед.
Теперь подключаем мозги — скорее всего 2-3 из 4 ESC не достанут до платы управления, тут то и пригодятся servo extension кабели. Но их можно сделать самим. Нужна 3пиновая вилка из обычный PLS гребенки с шагом 2.54 ммм и половинка кабеля для соединения ресивера и платы управления (нам нужен Female коннектор).
Подключаем моторы соответственно нумерации в разъемы M1-М4

Сигнальный провод к центру платы, землю к краю (на предыдущей фото все видно).
Теперь подключаем ресивер. По умолчанию 4-х канальная настройка такая:
1 — Aileron (элероны, ROLL)
2 — Elevator (тангаж, PITCH)
3 — Throttle (газ)
4 — Rudder (руль направления, рыскание, YAW)
Вот и подключаем по порядку каналы к плате, на ней подписано соответственно AIL, ELE, THR, RUDD.
Только не 4 проводами, а проще: первый подключаем как положено — черный провод (земля) к краю платы, сигнальный внутрь, а остальные три канала подключаем одним проводом, нас интересует только сигнальный провод:

Все, осталось прикрепить батарею и коптер собран. Тут и настал черед резинки 🙂

Батарею при взвешивании просто положил сверху.

Осталось прошить плату управления и настроить коптер.
Для прошивки используем AVR ISP программатор. Подключение такое:

Т.к. плата является клоном Kaptein Kuk quadrokopter, можно воспользоваться их софтинкой (KKmulticopter Flash) для прошивки.
У меня стабильно заработала прошивка XXcontrol_KR_XCopter v2.5. Ее можно прошить с помощью avrdude:
avrdude -c usbasp -p m168p -U flash:w:XXcontrol_KR_XCopter_v2_5.hex:a
или выбрать в программульке для прошивки, она скачает сама.

v4.7 от Kaptein Kuk у меня заработала некорректно, поэтому не советую ее.

Отключаем от программатора, выполняем настройку по инструкции (пункты 1, 2, 4 и 8, остальное по желанию).
Все, полетели 🙂
Взлетать советую медленно и очень осторожно. Сначала поставьте коптер стрелкой от себя, нужно попробовать приподнять коптер газом, если наклоняется или вращается, триммируем его, чтобы он взлетал без перекоса (попробуйте покачать аккуратно стиками элеронов и тангажа, буквально касаясь их, пока он еще на земле, чтобы убедиться, что все каналы работают правильно, если нет, инвертируйте нужные, у меня это был канал Elevator). Затем если он покачивается стиками правильно, чуть-чуть добавьте газа, чтобы взлетел на пару сантиметров, и опускайте обратно. Ну и дальше учимся летать 🙂 (Я пока определил что к чему, сломал 2 пропеллера об стену — глюк прошивки v4.7, а потом еще в процессе настройки коэффициентов усиления гироскопов сломал еще пару — коптер раскачивался и задел диван, дома тесно, поэтому дома больше не летаю). Если не уверены или страшно — наденьте защитные очки и оденьтесь, пропеллеры бьют ощутимо, мне не попадало по рукам, но они острые и вращаются очень быстро!
Как освоите эту платформу, можно ставить свой контроллер или писать свою прошивку, добавлять акселерометры, барометр, компас, сонар, GPS, телеметрию, LPS лазер и делать из платформы робота. Но сначала получаем удовольствие, от винта, мы взлетели!
Удачных вам полетов!

Источник статьи: http://volamar.ru/subject/03kolibri/view_post.php?cat=1&id=9

Задачи 4класса трудности

1. Амперметр с внутренним сопротивлением 9 Ом рассчитан на измерение тока до 1 А. Определить сопротивление шунта, который необходимо включить параллельно амперметру, чтобы им можно было измерять ток до 10 А.

2. По проводнику сопротивлением 5 Ом был перенесён заряд 3 Кл током 1 А. Определить количество тепла, выделившегося в проводнике.

3. Суммарная мощность, выделяемая в замкнутой цепи, состоящей из источника питания и нагрузки, равна 60 Вт. Ток в цепи 5 А. Определить ЭДС источника питания.

4. Электроплитка, содержащая две соединённые параллельно спирали сопротивлением 36 Ом и 72 Ом, подключена к сети постоянного тока напряжением 36 В. Определить мощность, выделяемую в электроплитке.

5. Нагрузкой усилителя служат резисторы сопротивлением 2000 Ом и 1000 Ом, включенные последовательно. Определить мощность тока в нагрузке усилителя, если напряжение на втором сопротивлении нагрузки 10В.

6. Амперметр с внутренним сопротивлением 0,9 Ом рассчитан на ток до 1 А. Определить максимальный ток, который можно измерить этим амперметром, если параллельно ему включить шунт сопротивлением 0,1 Ом.

7. Аккумулятор с внутренним сопротивлением 10 Ом нагружен сопротивлением 40 Ом. Определить ЭДС аккумулятора, если на нагрузке выделяется мощность 1 кВт.

8. Два резистора сопротивлением 40 Ом каждый соединены параллельно. Падение напряжения на сопротивлениях 20 В. Определить общее количество теплоты, которое выделяется резисторами за 10 с.

9. Две электрических лампочки сопротивлением 4 Ом и 6 Ом соединены параллельно и подключены к аккумулятору с внутренним сопротивлением 1,6 Ом и ЭДС 6 В. Определить ток через аккумулятор.

10. Радиоприёмник питается от сети постоянным током 50 мА. За 2 часа работы он потребил 7,2 кДж электроэнергии. Определить напряжение в сети.

11. Вольтметр с добавочным сопротивлением 90 кОм позволяет измерять напряжение до 1 кВ. Определить максимальное напряжение, которое можно измерить вольтметром без добавочного сопротивления, если собственное сопротивление вольтметра 10 кОм.

12. Электрическая лампочка сопротивлением 14 Ом подключена к аккумулятору с ЭДС 24 В и внутренним сопротивлением 2 Ом. Определить напряжение на лампочке.

13. К батарейке с внутренним сопротивлением 3 Ом и с ЭДС 4,5 В подключен электродвигатель, через который за каждые 10 с работы переносится заряд 1,5 Кл. Определить сопротивление электродвигателя.

14. К аккумулятору с внутренним сопротивлением 2 Ом и ЭДС 12 В подключены две одинаковые параллельно соединённые лампочки. Ток через аккумулятор равен 2 А. Определить ток через аккумулятор, если одна из лампочек перегорит.

15. Подключенная к сети электроплитка потребляет мощность 300 Вт. Определить мощность, которую будет потреблять электроплитка, если её спираль укоротить вдвое.

16. Через подключенную к сети электролитическую ванну протекает заряд 3600 Кл за 6 минут. Определить сопротивление ванны, если напряжение в сети равно 9 В.

17. Определить величину заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника сопротивлением 12 Ом за 50 с, если к его концам приложено напряжение 6 В.

18. Определить в граммах массу хрома, выделившегося на детали в течение 50 с, если через электролит пропускали ток силой 1 кА. Электрохимический эквивалент хрома равен 180 мкг/Кл.

19. Кусок проволоки с электрическим сопротивлением 20 Ом разрезали пополам, и обе половинки скрутили в жгут. Найти сопротивление полученного таким образом проводника.

20. Определить сопротивление обмотки двигателя, включенного в сеть постоянного тока с напряжением 30 В, если мощность, потребляемая двигателем, равна 60 Вт.

21. Вычислить ток короткого замыкания в цепи с источником постоянного тока, ЭДС которого 1,3 В и внутреннее сопротивление 0,25 Oм.

22. Найти внутреннее сопротивление аккумулятора, если он при сопротивлении нагрузки 2,5 Ом дает ток 0,5 А, а при сопротивлении 1 Ом величина тока 1 А.

23. Каждая из двух электрических цепей составлена из трёх одинаковых сопротивлений: в первой цепи они соединены последовательно, во второй — параллельно. Во сколько раз отличаются сопротивления этих цепей?

24. Электрическая плитка содержит две спирали по 110 Ом каждая. Какую мощность потребляет плитка от сети напряжением 220 В при последовательном соединении спиралей?

25. Электрическая плитка содержит две спирали по 55 Ом каждая. Какую мощность потребляет плитка от сети напряжением 110 В при параллельном включении?

26. Цепь зажигания автомобиля с сопротивлением 6 Ом и цепь освещения сопротивлением 1,5 Ом подключены к генератору параллельно. Какой ток потребляет освещение, если ток в цепи зажигания 2А?

27. При ремонте электрической плитки, питающейся от сети с напряжением 220 В, спираль была укорочена на 0,2 первоначальной длины. Во сколько раз изменилась мощность плитки?

28. Электромотор рулевой машинки автопилота самолета рассчитан на 27 В и потребляет мощность 1620 Вт. Определить в мм 2 минимальную площадь сечения подводящих проводов, если допустимая плотность тока в них 6 А/мм 2 .

29. Предохранитель автомобильного телевизора имеет проволоку, площадь сечения которой 0,5 мм 2 . Определить максимальную потребляемую телевизором мощность от сети с напряжением 12 В, если предохранитель перегорает при плотности тока, большей 10 А/мм 2 .

30. В вольтметре используется гальванометр с внутренним сопротивлением 500 Ом, стрелка которого отклоняется на всю шкалу, когда через него течёт ток 2 мА. Какое максимальное напряжение можно измерить этим вольтметром, если в нём последовательно с гальванометром включено добавочное сопротивление 74,5 кОм?

31. К батарее с ЭДС 3,5 В и внутренним сопротивлением 3 Ом подключена лампочка сопротивлением 4 Ом. Определить мощность, выделяющуюся в лампочке.

32. На катушку намотано 10 м провода с площадью поперечного сечения 0,5 мм 2 . Найти в мкОм×м удельное сопротивление сплава, из которого изготовлен провод, если сопротивление провода постоянному току равно 2000 Ом.

33. Две осветительные лампы и добавочное сопротивление 6 Ом соединены последовательно и включены в сеть напряжением 110 В. Падение напряжение на каждой лампе 40 В. Определить ток в цепи.

34. Два провода с сопротивлениями 6 Ом и 10 Ом соединены параллельно. При прохождении через них тока в проводнике с меньшим сопротивлением выделяется 40 кДж теплоты. Определить в кДж количество теплоты, выделяющееся за это же время в другом проводнике.

35. Аккумулятор с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подключен к нагрузке с сопротивлением 4 Ом. Определить мощность, выделяющуюся в нагрузке.

36. Две спирали сопротивлением 100 Ом и 200 Ом соединены параллельно и подключены к сети с напряжением 100 В. Определить суммарную мощность, выделяющуюся в спиралях.

37. Два последовательно соединённых резистора сопротивлением 4 Ом и 5 Ом подключены в сеть постоянного тока с напряжением 30 В. Определить суммарную мощность, выделяемую в резисторах.

38. Цепь состоит из источника с ЭДС 45 В и нагрузки. Внутреннее сопротивлением источника 25 Ом, сопротивление нагрузки 250 Ом. Параллельно нагрузке подключен вольтметр с сопротивлением 1000 Ом. Определить силу тока в источнике.

39. Высоковольтный источник с ЭДС 100 кВ и внутренним сопротивлением 15 кОм питает внешнюю цепь с сопротивлением 35 кОм. Определить в кВ падение напряжения на нагрузке.

40. В сеть с напряжением 220 В включены последовательно гальванометр и добавочное сопротивление 8 кОм. Внутреннее сопротивление гальванометра 3 кОм. Определить силу ток в гальванометре

41. Элемент с ЭДС 2,1 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом подключен к реостату с сопротивлением 4 Ом. Определить энергию, выделяющуюся в реостате за 40 с.

42. Полагая удельное сопротивление меди равным 1,78×10 -8 Ом×м, а плотность 8,9×10 3 кг/м 3 , определить в мм 2 площадь поперечного сечения медного проводника массой 0,2 кг и сопротивлением 2,5 Ом.

Источник статьи: http://mylektsii.su/12-95693.html