Ladda LiPo-batterier med solceller

Ladda LiPo-batterier med solceller

En sak som kan vara lite omständigt när man skall iväg en dag och flyga är att ladda batterierna på platsen man tänkt flyga på. Ett batteri till en racerdrönare räcker ca 5 minuter innan det behöver laddas igen.

För att slippa att ha med sig en hel uppsättning batterier så har vi byggt ett bärbart laddsystem som går på solceller.

I paketet ingår ett 12V masterbatteri på 10Ah (ett gammalt elcyckelbatteri), en solcellsregulator, en vikbar solpanel på 80w samt en LiPo-laddare som kan gå på 12V. På bilden visas batteriet, regulatorn och laddaren. Batteriet sitter inkapslat i en 3-printad hållare med fyra små ben och fästanordning för regulatorn. Från regulatorn går en en sladd som kopplas till solcellspanelen samt två sladdar för uttag av last, en för laddaren och en extra om man skulle vilja ha någon annan last. Jag använder den till att ge ström åt FPV glasögonen.

Solcellerna ger ström till batteriet via regulatorn som hela tiden laddas. Vid belastning så ger regulatorn först och främst ström från solcellerna direkt till lasten, i detta fall LiPo-laddaren. Skulle solen gå i moln fixar regulatorn så att laddaren får ström från batteriet om spänningen från solcellerna faller för mycket.

Systemet har fungerat helt fantastiskt i sommar och vi har kunnat vara ute flera timmar och klarat oss på 3 batterier per drönare. Det tar ca 20 minuter att ladda upp ett batteri igen efter användning och vi kan ladda två batterier samtidigt.

Solcellsregulatorn heter SmartSolar och kommer från Victron energy. Den har en tillhörande app som visar all info om batteriets status, hur mycket ström och effekt solcellerna ger, hur mycket last som tas ut och huruvida batteriet laddas eller belastas.

Lipo batterier

Lipo batterier

Den vanligaste sorten av batteri som används inom drönar och flyghobby är litiumpolymerbatterier. Dessa har en hög energitäthet och kan både laddas och urladdas med hög ström. Förmågan att ladda ur är oftast mycket högre än laddningsförmågan. Det finns många olika tillverkare och här är det idé att köpa något välkänt och inte det billigaste. Dessa batterier är väldigt känsliga och vid fel handhavande kan batteriet till och med bli farligt.

Ett överladdat batteri kan svälla och det som händer då är att en mycket explosiv gas bildas och går det för långt kan det självtändas med en ordentlig eldslåga som följd. Köper man en drönare från något känt fabrikat medföljer en laddare som är anpassad för drönarens batteri. Bygger man egna drönare och köper separata batterier är det viktigt att man även köper en ordentlig Lipo-laddare med balanseringsfunktion så att batterierna laddas på rätt sätt. Ett Lipo-batteri är uppbyggt av separata celler som har en nominell spänning på 3,7 Volt var. Man brukar prata om 1-cells, 2-cells, 3-cells osv. Ett 3-cells batteri har en nominell spänning på 3,7Vx 3, dvs 11,1 V.

På batteriet anges även ett C-värde som står för hur snabbt batteriet kan laddas ur. Har man ett batteri på 1000mah med ett C-värde på 10 är den högsta belastningen som batteriet klarar 1000xC-värdet, alltså 10000mA = 10A. När man laddar batteriet är det säkraste att ladda med 1C dvs 1 gånger batteriets kapacitet. I föregående exempel skulle batteriet då laddas med 1A. Ett 2000mah batteri skall laddas med 2A osv.

En cell är helt fulladdad när den når 4,2V. Försöker man få i ännu mer kommer cellen ta skada och bli farlig. Därför är det viktigt att laddaren håller koll på varje cell för sig när batteriet laddas, därav den speciella Lipo-laddaren. Det är även viktigt att inte tömma cellerna för mycket då de tar skada om de når en för låg spänning (3V). De flesta lipoladdare kommer inte ladda ett batteri som har kommit ner under 3V av säkerhetsskäl. Ett sådant batteri är förstör och skall kasseras. Lite enkelt förklarat så ökar motståndet i batteriet då spänningen blir för låg vilket medför att temperaturen ökar när batteriet sedan skall släppa ifrån sig energin. Detta kan leda till för hög temperatur och ett exploderande batteri.

De flesta applikationer som använder sig av lipo-batterier har en inbyggd säkerhetsfunktion som gör att batteriet inte kan laddas ut för mycket. Motorerna stannar helt enkelt innan spänningen blir för låg.

Hållare för LiPo-batteri

Hållare för LiPo-batteri

I ett av mina flygplan har jag konstruerat en 3D-printad hållare för lipo-batteriet som kan låsas steglöst i olika lägen. Detta för att lätt kunna ändra tyngdpunkten och på så sätt även flygegenskaperna. Ett väl balanserat flygplan är som lättast att flyga men i bland vill man inte ha det enkelt :)

Ett något framtungt flygplan är inte direkt svårfluget men är svårare att få in i spinn och vid landning kan det hända att höjdrodret inte räcker till med en noslandning som följd. Att flyga med ett framtungt flygplan är inte speciellt kul och bjuder oftast inte på några överraskningar.

Ett något baktungt flygplan däremot blir mer instabilt och går lättare i spinn och kräver mer av piloten. Ett väldigt baktungt flygplan kan bli helt omöjligt att flyga. Det jag ville åstadkomma var att hamna precis på gränsen för stabilt och ostabilt. Detta för att kunna göra vissa konstflygmanövrar som annars inte är möjliga.

Hållaren består av två delar vari den ena batteriet sitter fast och den andra är fastlimmade i flygplanskroppen. Den övre delen glider i ett spår och går att låsa med en stor platt skruv som är integrerad i den delen batteriet sitter. Enkel och effektiv konstruktion :)

DJI FPV googles, bäst på marknaden

DJI FPV googles, bäst på marknaden

Detta headset tillhör DJIs digitala FPV system. Kvalitén är riktigt bra och det känns att de är ett par påkostade ögon. Med fyra antenner som sitter vinklade ifrån varandra lovas upp till 4km räckvidd. Längre än vad min radio klarar så det gäller att inte flyga för långt! I ögonen sitter en skärm på 1440x810 pixlar med en uppdateringsfrekvens på 120Hz.

Detta headset är i en helt annan klass än de analoga systemen som hittills varit det enda som funnits på marknaden. Har svårt att se att konkurrenterna kommer hålla fast vid den gamla tekniken då kvalitetsskillnaden på videoöverföringen helt enkelt är för stor. Bilden är nåja, kanske inte knivskarp men förvånansvärd bra, det handlar ju ändå om livestreamad video från ett flygtyg i hög hastighet! Pixligheten dyker upp lite då och då men jämfört med ett analogt system där bilden försvinner så fort man rundar ett träd är detta rena drömmen.

Vikten är 420g och de känns väldigt lätta när man har dem på sig. Detta mycket för att DJI inte gjort plats för några batterier. Det som medföljer är en lång sladd med XT60 kontakt förberedd att pluggas in i ett extern batteri. Detta ingår dock inte i det redan väl tilltagna priset utan måste köpas separat. Headsetet tar allt mellan 7,4-17,6V så 2-4S Lipo funkar bra. Kommer köra på ett 3S 5200mAh som jag har liggandes.

Racerdrone för nybörjare

Racerdrone för nybörjare

Köpte mig en Eachine wizard x220 för att börja köra lite drönare på ”riktigt”. Den stora skillnaden mellan att flyga en racerdrönare och en drönare från t.ex DJI är att du bestämmer själv vilka begränsningar den skall ha genom programmering av flightconrollern. En Mavic från te.x DJI, den kan du inte flyga upp och ner. Den kommer tillbaka av sig själv om du skulle förlora kontakten. Den lutar aldrig mer än ett visst antal grader hur mycket du än drar i spakarna. Den undviker till och med objekt som är i vägen. Det gör INTE en racerdrönare, den flyger dit du styr den, punkt. Ofta rakt ner i backen. Det krävs en hel del träning för att bemästra konsten att styra en sådan här manick. Det finns som tur är en hel del olika simulatorer att ladda ner och öva på. Det rekommenderas starkt. Sedan är det väldigt bra att läsa på en hel del innan. Man kommer behöva lära sig programmet Betaflight eller Cleanflight för att programmera sin flightcontroller. Själv kollade jag mycket på youtubern Joshua Bardwell: https://www.youtube.com/user/loraan Han har filmer om det mesta gällande drönare, mycket lärorikt.

Transportväska för drönare

Transportväska för drönare

Att få med sig allt som behövs när man skall ut och flyga kan vara lite bökigt. Att skaffa sig en transportväska är därför något jag verkligen rekommenderar. Jag köpte en sådan som är fylld med skumplattor som man själv anpassar för innehållet. Det kan vara en god idé att i förväg planera vad som skall få plats och hur man tänkt att det skall ligga i väskan. Sedan ritar man ut på skumplasten och tar bort materialet så att innehållet passar.

I väskan jag har finns det nu plats för:

  1. Två racerdrönare
  2. En sändare
  3. DJI Googles + batteri
  4. 4st drönarbatterier
  5. extra propellrar
  6. lite olika verktyg och reservdelar

Hade ryggsäck och påsar innan väskan införskaffades och det var mångt mycket krångligare att komma åt det man behövde. Skulle man vilja planera om uppläggningen i väskan finns nya skumplattor att köpa som tillbehör.

Flight controller till racerdrönare

Flight controller till racerdrönare

Valet av flight controller till sin drönare kan var svår med alla varianter som finns på marknaden. Det finns inte så mycket rätt eller fel utan den skall passa applikationen man bygger helt enkelt. Man behöver veta sitt behov innan man skaffar sig en.

Det finns några olika storlekar men standar är med fästhål 30,5X30,5mm som passer det flesta ramar. Skall man bygga en drönare med return-to-home funktion behöver flightcontrollern ha kompass och barometer. Detta går att lägga till externt men lika bra att köpa en som har allt man behöver från början så slipper man extra vikt. Just för return-to-home behövs även en GPS och den är alltid extern och kopplas in till flight controllern via en av UART-kontakterna.

I detta fall var jag ute efter en flight controller till min Armattan Marmotte som skall bli en FPV-racerdrönare och då behövs varken kompass eller barometer. Däremot är det najs om den kan kopplas direkt till DJIs air unit utan att jag skall behöva löda en massa och då hittade jag denna flight controller från Diatone Inovations: MAMBA 405DJI

Den har alla nödvändiga funktioner och lite därtill. Denna variant såldes även som ett stack med PDB (power distribution bord) och ESC (electric speed controller) i ett. Fartreglagen (ESC) är på 50A vardera och kommer räcka väl till mina motorer.

Jag kommer inte använda DJIs radiosystem så DJIs airunit kommer bara agera sändare för digitalvideo och info från flight controllern till DJI FPV googles.

Armattan Marmotte racer-drönare med DJI airunit

Armattan Marmotte racer-drönare med DJI airunit

Nu är den klar, det tog ett tag men oj va den flyger bra! Armattan Marmotte för DJI airunit. De olika komponenterna har jag skrivit om innan men detta sitter i:

  1. Flightcontroller: Diatone Mamba 405DJI
  2. Fartreglage: Diatone Mamba F50PRO 50A
  3. Motorer: Cyber Xing 2207,5 2555KV
  4. Mottagare: Spektrum 4651t
  5. Video: DJI fpv

Ramen är ordentligt stark i massiv kolfiber och kameraburen är gjord i titan. Modellen är ganska trång och då jag inte kör med DJIs sändare fick jag inte plats med mottagaren inuti utan printade en liten hållare som sitter längst bak, bakom batteriet. Några extra detaljer är printade motorskydd samt en printad hållare för buzzern. Kör med 4S 1550mAh batterier och det räcker gott och väl!

Wizzard 220 nya motorer, DJI Air Unit del 2

Wizzard 220 nya motorer, DJI Air Unit del 2

Sådär! Då var det klart :)

Uppgraderingen blev riktigt lyckad! Flyger hur bra som helst och är riktigt kul att flyga. Bara att byta från 3S till 4S gör väldigt mycket. De nya motorerna låter trevligare och bilden i DJIs system är i en klass för sig. En ny sak till är att mottagaren bytts ut till en Spekrum 4651t med telemetri så nu kan den skicka info till radion om te.x signalstyrkan vilken kan vara trevligt när man flyger en bit bort.

De bakre stagen printades med inkapslade muttrar så de sitter ordentligt, antennhållaren för DJIs antenner printades i flex så att de är lite mer hållbara vid "eventuella" krascher ;)

Har haft lite problem med radions räckvidd när mottagaren suttit inuti och antennerna pekat snett bakåt, tror att de hamnar i skugga av kolfiber-ramen lite för ofta. För att råda bot på det konstruerades den övre plattan med en hållare där bak samt en tillhörande liten specialanpassad låda för radiomottagaren. Det käcka med detta är att mottagaren enkelt kan tas av när drönaren skall packas ner i transportväskan vilket gör att det får plats två drönare :)

självstabiliserande minimodell

självstabiliserande minimodell

Köpte mig en liten micromodell från E-flite! Är van vid modeller som är i alla fall minst 1,5m mellan vingspetsarna. Denna lilla modell mäter endast 523mm och väger endast 86 gram! Man kan ju lätt tänka sig att den skulle vara helt omöjlig att flyga i den allra minsta blåst. MEN nej nej, blir mycket imponerad av hur väl UMX-systemet fungerar. Känns som en betydligt större kärra i luften, stabil som ett strykjärn. Lätt att ta med och lätt att flyga. Kul mojäng! Modellen är en så kallad bind and fly så du behöver ha en kompatibel radio, i mitt fall kör jag med en spektrum DX-8.

Litet passagerarplan av golvisolering

Litet passagerarplan av golvisolering

Detta flygplan byggdes från scratch efter enkla tvåplansritningar som jag hittade på nätet

Materialet är 2mm golvisolering som är målad och klädd med plastfilm. Hittade två stycken mycket små impellerfläktar (ducted fans) som framdrivning så den är väldigt realistisk utan synlig propeller.

Landningsställen är inte infällbara men stötdämpare finns på plats, gjorda av små fjädrar och tunna mässingsrör. Trots storleken sitter det 5 servon i modellen: Två till skevrodren, ett till höjdrodret, ett till sidorodret samt ett till noshjulet så att modellen går att styra på marken.

Flygegenskaperna är sisådär, vingprofilen är en Clark-y och med bakåtsvepta vingar som smalnar av mot spetsarna blir detta en perfekt kombo för att vingspetsarna stallar först vilket medför att modellen klipper starkt åt höger eller vänster och går in en fin men ack så förödande spinn när modellen stallas (överstegras). Skall man flyga sakta görs detta med fördel på betryggande höjd så att man har tid att ta sig ur spinnen.

« Till start