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.

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.

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 :)

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.

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.

Ta kort med din drönare

Ta kort med din drönare

Om man har införskaffat sig en drönare är det ju väldigt enkelt att börja ta en massa foton och filmer. Man bör dock hålla tungan rätt i mun när man sedan vill visa upp dessa! Många har åkt dit helt enkelt för att man inte vet vad som gäller. Generellt sätt skall man alltid ansöka om spridningstillstånd hos lantmäteriet för bilder och filmer man tar.

Man får inte sprida bilder på skyddsobjekt så som militära anläggningar, fängelser, hamnar m,m.

En enkel regel är att man själv skall kunna urskilja vad det är för byggnader som kommer med på fotot eller filmen samt att dessa inte är ett skyddsobjekt. Om man till exempel tar ett kort där horisonten kommer med kan man ju lätt räkna ut att det är svårt att se så långt och man kan därför inte vara säker på om något otillåtet kommer med.

Bilder med horisonten synlig måste alltid få tillstånd innan publicering. Ett undantag för krav om publiceringstillstånd är bilder med bostäder, allmänna byggnader och vägar likt bilden ovan.

ND-filter

ND-filter

Här kommer ett tips som kommer göra att dina drönarfilmer och bilder tas till nästa nivå!

När man filmar vill man få den där lite släpiga filmkänslan och för att få det vill man ha en ganska lång slutartid. Ett bra riktvärde är att slutartiden skall vara det dubbla fps värdet. Filmar man med 25 fps så är en slutartid på 1/50s att rekommendera, filmar man med 30fps är 1/60s att rekommendera. När det är ljust ute blir bilden allt som oftast överexponerad vid dessa värden och det är då ND-filtret kommer in i bilden! ND-filtret fungerar ungefär som ett par solglasögon vilket gör att man kan använda sig av en längre slutartid i ljusa förhållanden. Man får prova sig fram ute på fältet och välja det filter som ger bäst värden för stunden. Polarpro har ND-filter till de flesta av DJI:s drönare och dessa kan jag rekommendera då de funkat fint för mig.

Värdet på ND-filtret anger hur mycket ljus det släpper igenom. Ju högre värde, desto mindre ljus släpper det igenom. En väldigt cool effekt med ett ND-filter med högt värde (1000) är att man kan ta coola bilder med lång slutartid för att få den där rörelseoskärpan som kan vara önskvärd t.ex om man tar kort på ett vattenfall, eller på en trafikerad väg där bilarna blir suddiga men allt annat skarpt.

Photo by Dose Media on Unsplash

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.

Flight controller (FC) så fungerar den

Flight controller (FC) så fungerar den

När jag började med RC flyg i slutet på nittiotalet fanns det inga flight controllers eller speciellt avancerad utrusning att bestycka flygtygen med. En enkel radiomottagare och analoga servon var det man fick nöja sig med. Drönare var det ingen som sysslade med då de utan dagens teknik hade varit helt omöjliga att flyga.

Idag gör tekniken att både flygplan och drönare kan flyga utan speciellt mycket input från en pilot.

Som nybörjare idag kan man i förväg bestämma (med rätt utrustning) hur mycket ”flyghjälp” man vill ha från en dator ombord. Man kan t.ex bestämma att lutningen åt ett visst håll inte kan överskrida en viss vinkel, att flygplanet eller drönaren rätar ut sig när man släpper spakarna. Detta gör det nästan omöjligt att krascha.

Den stora skillnaden mellan stabiliseringssystemen som sitter i flygplan och drönare är att drönarens system är mångt mer avancerat.

När det gäller flygplan har piloten full kontroll över motorns hastighet och stabiliseringssystemet sköter rodren med hjälp av gyron.

I en drönare är det flight controller som sköter motorernas hastighet. Flight controllern är konfigurerbar och programmeringsbar för att passa i olika sorters drönare. När en pilot t.ex vill att drönaren skall flyga framåt så ges spakutslag framåt. Flight controllern ger då de olika motorerna rätt rotationshastighet för att detta skall ske. För en kort stund börjar de bakre motorerna snurra lite snabbare och de främre något långsammare så att drönaren börjar luta.

Flight controllern läser av sitt läge med hjälp av gyron och accelerometer flera tusen gånger i sekunden och skickar därefter signaler till motorerna som ändrar varvtalet för att bibehålla stabilitet och samtidigt få önskad effekt från pilotens input.

Många flight controllers tillåter flera så kallade flightmodes som enkelt väljs med en switch på sändaren. Ett exempel på en fler-modes setup (i detta fall 3) kan vara att i läge 1 stannar drönaren helt när spakarna släpps med hjälp av GPS-positionering, accelerometer och barometer, i läge 2 låses maximal lutning till ett visst gradtal som gör det omöjligt för piloten att slå runt och i läge 3 ges piloten full kontroll. Med hjälp av en sådan setup kan man i situationer där man ”tappat bort sig” enkelt slå över till läge 1 där drönaren stabiliserar sig själv och stannar på stället.

Propellrar

Propellrar

På de allra flesta flygplan sitter det någon sorts propeller som driver flygplanet framåt, även jetmotorer har propellerliknade element (fläktar) men där har de en liten annorlunda funktion. Det finns dock jetmotorer som driver ”vanliga” propellrar där propellrarna är direktverkande i luften.

Det finns många olika sorters propellrar, 2-bladiga, 3-bladiga osv. Den vanligaste sorten på små flygplan är den tvåbladig varianten. Den är den mest effektiva men det finns orsaker som gör att man inte alltid väljer det ändå. Flerbladiga propellrar är tystare då pereferihastigheten vid spetsarna är lägre. Den kan också vara så att motorn är väldigt stark och att en tvåbladig helt enkelt skulle bli för stor. Krafterna som verkar på en propeller är enorm. Vid höga varvtal är centrifugalkraften stor och för att få ner hastigheten på propellern kan man istället lägga till fler blad. Vissa flygplan har även ställbara propellerblad vilket innebär att man kan ändra vinkeln med vilken propellern skär igenom luften. På så sätt kan man ha samma varvtal (constant speed) på motorn oavsett effekt från motorn. Vid högre effekt ju högre vinkel. Vid landning kan man använda en varierbar propeller som broms med ”reverse speed”, man ändrar helt enkelt vinkeln så att den blir negativ och istället pressar luften framåt i stället för bakåt. Detta brukar man kunna höra vid landning då det låter som att piloten gasar på, vilken hen också gör. Dessa propellerblad brukar också kunna vridas (flöjlas) helt och hållet så att luftmotståndet blir så litet som möjligt. Denna funktion är väldigt bra om en motor skulle gå sönder i luften då en stillastående (oflöjlad) propeller agerar som en stor broms.

Formen på en propeller är strömlinjeformad och har samma funktion som en flygplansvinge. När propellerns blad snurrar genom luften skapas ett undertryck framför och ett övertryck på bakom vilket förflyttar luftmassan bakåt. Väldigt snabba propellrar har nu för tiden ofta en böjd form vilken ökar effektiviteten samt dämpar ljudnivån när spetsarna går igenom ljudvallen.

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.

« Till start