Xcopter Ecalc - tervezzünk drónt
Most hogy lassan vége az Ogre Mark I. projektnek, elkezdtem gondolkodni (sőt, igazából már vettem ezt-azt), hogy hogyan kellett volna kezdenem az egész tervezést. Milyen hibákat követtem el - de erről most itt nem lesz szó, hehe - mit csinálnék máshogyan. Ami biztos, hogy mivel a Mark I. nem szűz alkatrészekből lett összerakva, ezért a mozgástér adott volt, hiszen volt motor, esc, vezérlő, meg egy váz, ez egészült ki a maradékkal, ami most is rajta van. Ha viszont nulláról kellett volna tervezni, akkor fáradtságos napokat tölthettem volna el papírok és excel táblák felett görnyedve, de azt meg ki szereti? Nyilván senki, tehát kellett valami sokkal hatékonyabb, ezt a szemléletet pedig legjobban egy szoftverrel lehet megtámogatni. Így jutottam el az Xcopter Eclachoz.
Miért is fontos, hogy egyáltalán megtervezzük a gépeinket, miért nem dobáljuk össze csak úgy vaktában az alkatrészeket, hiszen az úgy is jó lesz, a propeller forog, a gép meg repül nem? Nem, lehet, hogy az első full gázra leégetünk valamit, vagy a propellerek fognak egymásba verni, esetleg az akkumulátor nem fogja kiszolgálni a többi alkatrészt, mert alul méreteztük. Nagyon sok tényező van, amivel számolni kell, ráadásul egy alkatrész változása kihatással van a többire is, nem lehet ész nélkül ki és betenni dolgokat.
A tervezést nagy mértékben megnehezíti, hogy nagyon sok esetben nem állnak rendelkezésre megfelelő adatok. Egy nagyon jó példa erre az alábbi motor:
Tulajdonképpen mit tudunk erről a motorról, azon kívül hogy olcsó? Áramtűrés? Mekkora teljesítményt tud felvenni, mekkora propellereket forgat még meg? Milyen hatékony, milyen görbék mentén adja le az erejét? Persze a hirdetésben szerepelnek bizonyos értékek, csak éppen egy dologgal nem tudjuk összehasonlítani, a gyártói specifikációval, hiszen azok nincsenek. Ez nagyjából az ex has módszer, szóval lehet nyomozni a youtubeon, hátha csinált valaki róla teljesítmény teszt videót. Persze én tökéletesen megértem azokat, akiknek a költségek jelentik a súlyozás 80%-át, viszont azt is tartsuk észben, hogy ha esetlegesen műszaki hiba keletkezik és emiatt leég a motor, nem jobban jártunk volna az 1500 Ft-os motor helyett egy 3000, ne adj isten 4500 forintos motorral?
Én a saját példámon tudom, hogy én sem vagyok képes a teljes kínálatot átlátni. Túl sok a motor és túl sok a paraméter ahhoz, hogy mindent össze tudjunk vetni, ezért nyúltam én is az Xcopter Ecalchoz.
Az Ecalc egy programcsomag, amely segítséget nyújt a különböző repülő járművek felparaméterezéséhez. Nem csak multirotoros gépek értékeit számolja ki, hanem ugyanígy használható helikopterekhez, jetekhez vagy merevszárnyú repülőkhöz is. A program fizetős, ez a legnagyobb hibája, de ide írom kiemelve, hogy mennyire nevetséges a díj, amit ki kell fizetnünk:
- 1 hónapra: 1,99 USD, vagyis 560 FT
- 1 évre: 5,49 USD vagyis 1546 FT, ez 1 hónapra lebontva 129 FT, egy Turbó rágó ára
Aki ennyit nem hajlandó áldozni a hobbyjára, az nyugodtan abba is hagyhatja. Ez a költség áll szemben a több ezer forintos alkatrészekkel, amiket így nem fogunk tönkre vágni, ha a programmal kiszámoljuk a megfelelő paramétereket.
Megosztanék néhány dolog, amit az Ecalc kapcsán megtanultam. Az első és legfontosabb paraméter, amikor megtervezünk egy multirotoros gépet a SÚLYCSÖKKENTÉS. Ami könnyű, jól repül, ott mindent kisebbre kell méretezni, ami végső soron kisebb terhelést és olcsóbb alkatrészeket jelent. Ahogy az autók esetében is, egy könnyebb de kevésbé erős autót sokkal jobb vezetni, mint egy 3x nehezebb de mellette 3x erősebb autót. Igyekezzünk mindenféle fölösleges súlytól megszabadulni. Aki persze most hápog, hogy jaj de a 100W-os agykiégető lézerágyú mennyire fasza, meg hogy milyen dögös, ha szögvassal körberakom a vázat, mert az sosem törik el, annak lehet hogy igaza van, de soha nem is fog felszállni a ráaggatott súly miatt. Ha pedig még is, akkor rossz lesz vele repülni, tehát kiemelve még egyszer: az elsődleges szempont a SÚLYCSÖKKENTÉS legyen. A szkeptikusoknak hozok néhány példát és egyben pár képet is a programból, hogy lássátok mennyire fontos a fenti, agyonmantrázott dolog, a SÚLYCSÖKKENTÉS (tudom, hogy már nagyon idegesíti a kedves olvasót, hogy mindig ugyan ezt kell olvasnia, de így biztosan be fog idegződni a legfontosabb szempont, ami ugye, mint tudjuk, a SÚLYCSÖKKENTÉS:D):
- Ogre Mark I. tömege akkumulátorral 970 gramm, kamera, gimbal nélkül
- A motor 4 db DYS BX 2212, 8045-ös Gemfan propellereket hajtva
- Az akkumulátor Multistar 4000mAh 3S 10/20C
- Az ESC-k 25/30A-t viselnek el
Szépen bepötyögtem az adatokat és azt kaptam, hogy a motor 4,24A áramfelvétel mellett a leghatékonyabb, ahol 45.8W-t fog felvenni egy-egy motor. Az, hogy mekkora Watt értéket visel el a motor tipikusan az az érték, amit nem szoktak leírni a gyártók az adatlapra (persze nem nehéz kiszámolni, P=U*I). A lebegéshez 3.63A-re van szükségünk, ahol 39.3 W-ot használunk el, motoronként. A lenti két képen jelöltem piros kockával, hogy mit nézzetek, illetve, hogy az optimum pont és a lebegéshez szükséges pont hol található (ráclickelve nagyítható).
A következő 4 képen azt láthatjátok, hogy mi történik akkor, ha megemelem a tömeget először 100 grammal, majd 200-al. Amit le kell olvasnotok az ábrákról, az a súlynövekedés és az üzemidő közötti összefüggés (jelen esetben 100 gramm -2 percet vett le a lebegési időből), illetve a gép hatékonyságának romlása (a harmadik esetben az optimumon túl forognak a motorok, míg az elsőben alatta forogtak). A harmadik esetben pedig már előjöttek a teljesítményproblémák is, tehát aki nem egy kátrányba dobott szamártetem reakcióját várja el a drónjától, az tartózkodjon annak túlterhelésétől.
Miért pont a 200 grammot választottam? Nos, a legkönnyebb gimbalok és egy átlagos akció kamera súlya nagyjából ennyi, pl. egy Feyiu Tech Mini3D és egy Xiaomi Yi akciókamera. Ugye nem kell mondanom, hogy mi a legfontosabb szempont a tervezésben? Igen, a ÚÖEÉ.
A másik ötlet, ami mindenkinek eszébe szokott jutni, hogy nyomjuk fel a propeller méretet, ha nincs ereje a gépnek, "mingyá lesz az, van ott még kraft". Ez kétségtelen, hogy a nagyobb felületű és meredekebb szögállású propellertől a gépek stabilabbak, kisebb fogyasztásúak és erősebbek lesznek (mármint vagy-vagy). Sajnos azonban nem minden vázra mennek fel, illetve nem minden motor tudja őket megforgatni. Összerittyentettem egy gyors táblázatot, hogy nagyjából mire lehet számítani. Azért csak nagyjából, mert ezek középértékek, ettől a valóság jelentősen eltérhet, de ezért van az Ecalc és az Xcopter alprogram, hogy számolgassunk.
VÁZMÉRET | PROPELLER | MOTOR | AKKU | Cellaszám |
330 | 8" | 22xx | 2200-4000 | 3S |
360 | 9" | 22xx | 2200-5200 | 3-4S |
450 | 11" | 22xx-28xx | 4000-6000 | 3-4S |
500 | 13" | 28xx-35xx | 6000+ | 4-6S |
550 | 15" | 35xx-41xx | 6000-10000 | 4-6S |
Persze itt az itt szereplő értékek CSAK irányadóak és lehet innen is olyan adatokat összeválogatni, amivel a gépet rossz lesz repülni vagy a motorokat meg tudjuk ölni, pl. 450-es váz 22xx motorral és 11-es proppal, mellé egy 3S akkumulátor pocsék választás lenne és károsítanánk az alkatrészeket. Ami fontos, hogy a fenti adatok IDEÁLIS ESETET ÉS SZIMMETRIKUS VÁZAKAT feltételeznek. Aki üzemidőre akar rámenni, próbáljon minél takarékosabb motorokat, kis súlyt és nagy propellert választani, azzal fogja elérni a legjobb eredményt.
A vázakról néhány szót, amire szintén az Ecalc kapcsán jöttem rá. Első dolog, csak karbon vázat vegyetek, mert erős és könnyű. A legnagyobb váz, ami még éppen befér egy hátizsákba, az a 360 mm-es váz (fix váz, nem összecsukható). Ez nagyjából a DJI Phantom/Cheerson CX-20 mérete, nem véletlen, hogy ezek is ilyen méretben készülnek (tipikus propeller méret 8-9", motortípus 22xx, ugye, hogy van korreláció a fenti táblázattal?). Az ennél nagyobb vázakat már csak kézben, vagy speciális bőröndben tudjuk majd szállítani, ezért vegyünk összecsukható vázakat a 360-as méret fölött. Kínos lesz mindig elkérni az apóstól az utánfutót és a betonkeverőt is k*rva nehéz lepakolni róla, szóval ne szívassuk magunkat azzal, hogy olyan gépet építünk, amit soha nem viszünk majd ki terepre.
A motorokról néhány gondolat az Ecalc alapján. Eldöntöttem, hogy nem veszek olyan, noname motorokat, amiket az Ecalc listáján nem találok meg. Nekem ugyanis megér annyi plusz felárat a tudat, hogy a program tartalmazza az adott motort, és hogy rászánjam azt a plusz 1000 Ft-ot, amit motoronként spórolnék egy noname megoldás esetén. Persze biztos jönnek majd spammelni a bejegyzés alá a "noname brushless motortrollok", hogy de az is csak egy átbrandelt termék és ugyan az mindegyik, mert Kínában is csak 3 helyen gyártanak motorokat. Lehet, de te ott álltál a gyártósornál amikor készültek? Mert én nem, tehát ellenőrizni nem tudom, vagyis azt fogom megvenni, amihez van legalább közelítő információ. Engem megnyugtat és boldoggá tesz a tudat, hogy tervezhetek velük, te pedig imádkozhatsz, hogy mikor romlanak el, égnek le. Közben meg számolgasd azt a pár ezer forintot amit nyerni fogsz, miközben hessegeted a rettenetes spórolásszagot, ami majd körbe leng.
A végére pedig meg kell követnem magamat, ugyanis a múltkor ajánlottam motorokat a 22xx kategóriában a "Váz, motor átverés" cikkben, lehet, hogy már nem ezt a sorrendet választanám. Félreértések elkerülése végett, az ajánlott motorok jók, de akkor még nem dolgoztam az Ecalc-kal és azóta a bevitt paraméterek alapján találtam egy motort, amely szerintem felülhet a kategória csúcsára, ez pedig a :
- ZTW Black Widow 2216 820KV, ami 3750 Ft-ba kerül
Már meg is vettem 4 db-ot a következő "tudjukmi" projekthez. Azért választottam ezt a motort, mert az ESC-vel egybe építve egyszerűen röhejesen olcsó (a motor vagy az ESC ingyen van, ha a másikat kivonom az árból), iszonyatosan alacsony a súlya (mert ugye, SÚLYCSÖKKENTÉS), 9-11-es propellereket is megforgat (440-es vázra is átrakható), keveset fogyaszt (hatékonyság), bírja a 3-4S akkumulátorokat is, a gyári ESC a maximális áramfelvételhez van méretezve és 370W! teljesítményt is elvisel. Viszonyítási pontok: Ogre Mark I. DYS BX2212 920KV motorja 318W-ot, a Sunnysky V2216 800KV 180W-ot, az Emax MT2216-II 810KV pedig 215W-ot. Azért ez elég nagy különbség ugye?
Szóval ha az első szabály az volt, hogy SÚLYCSÖKKENTÉS, akkor a második az legyen, hogy HASZNÁLJ ECALCOT, a saját érdekesben.
Tennék még egy bejelentést, ami azt remélem, sokaknak örömet fog okozni. Mivel én már úgy is megvettem a programot, ezért amíg le nem jár a licensz, addig: AKI ELKÜLDI NEKEM A GÉPE ADATAIT EMAILBEN (mindenamirepul@gmail.com-ra, tehát nem PÜ-ben, Facebookon, sem füstjelekkel, sem egyéb módon nem fogom venni az adást, csak emailben), ANNAK KISZÁMOLOM A PROGRAMMAL A FENTI PATAMÉTEREKET ÉS VISSZAKÜLDÖM KÉP FORMÁJÁBAN (ha van időm, természetesen csak akkor, mert napi 400-ra értelemszerűen nincs kapacitásom). Az adatok amikre szükségem van:
- tömeg, össz tömeg és akkumulátor nélküli
- motor típusa és paraméterei (linkkel ha lehet)
- ESC típusa és paraméterei (linkkel ha lehet)
- akkumulátor típusa és paraméterei (linkkel ha lehet)
- propeller típusa és paraméterei (linkkel ha lehet)
Elvileg ezek birtokában már nem kell mást csinálnotok, csak várnotok a válaszra:D