Güneş Enerjisini Kullanarak 3 Saatin Üzerinde, Güneş Enerjili Ticari Dronların Son 7 Katını Ve Güneş Enerjisi Olmadan Aynı Drone İle 48 Katını Sürekli Olarak Uçabilen Bir Quadcopter Geliştirdik.

Güneş Enerjisini Kullanarak 3 Saatin Üzerinde, Güneş Enerjili Ticari Dronların Son 7 Katını Ve Güneş Enerjisi Olmadan Aynı Drone İle 48 Katını Sürekli Olarak Uçabilen Bir Quadcopter Geliştirdik.

Günümüzde Dronlar Temel Olarak 2 Tipte Kategorize Edilmektedir: A) Sabit Kanatlar Ve B) Helikopterler. Sabit Kanatların Bir Piste İhtiyacı Vardır, Ancak Daha Az Güç Tüketirler. Öte Yandan, Helikopterler Dikey Kalkış Ve İniş Rahatlığına Sahip Oldukları İçin Piste İhtiyaç Duymazlar, Ancak Helikopterler Sabit Kanatlara Göre Daha Fazla Güç Tüketirler. Copter'ların Pazar Payı Yaklaşık% 90'dır Çünkü Çok Kullanıcı Dostudurlar. Bu Nedenle, Quadcopters Üzerinde Çalışıyoruz.

Şu Anda, Bir Quadcopter İçin Güç Kaynağı Ya Sıvı Yakıt Ya Da Bataryadır. Sıvı Yakıt, Uzun Uçuş Süresi İçin Yüksek Enerji Yoğunluğu Avantajına Sahiptir, Ancak Patlayıcı Ve Çok Tehlikelidir. Buna Karşılık, Pil Güvenlidir, Ancak Dezavantajı Sınırlı Kapasitesidir, Bu Nedenle Yalnızca Kısa Uçuş Süresi, Tipik Olarak 30 Dakikadan Daha Az Dayanabilir. Hiçbiri Hedefimize Ulaşamadı, Bu Yüzden Güneş Enerjisiyle Çalışan Bir Alternatif Sunuyoruz.

Şekil 1, Güneş Enerjisiyle Çalışan Drone'umuz İçin Elektrik Devremizi Göstermektedir. İlk Olarak, Güneş Pilleri Veya Pil, Güç Modülüne Güç Sağlar. Daha Sonra Güç Modülü, Uçuş Kontrolörü, Telemetri Veri Bağlantısı, Rf Alıcısı Ve Gps Modülü İçin Pil Voltajını 5 Volta Dönüştürür. Uçuş Kontrolörü Pwm Sinyallerini Esc'ye Gönderir. Son Olarak Esc, Uçuş Kontrolöründen Gelen Komutlara Göre Dc Akımını Motorlar İçin Modüle Edilmiş Akıma Dönüştürür.

Quadcopter Yalnızca Motorlar Toplam Ağırlığı Kaldırabildiğinde Çalışır. Quadcopter'ımızın Ağırlığı, Çerçeve, Motorlar Ve Elektronikler Dahil Olmak Üzere Yaklaşık 1,3 Kg'dır. Güneş Modülü, Güneş Pilleri, Laminasyon Ve Güneş Çerçevesinden Oluşur. Güneş Modülünün Uygun Bir Ağırlık-Güç Oranı, Güneş Dronunun İyi Uçmasını Sağlar. Bu Nedenle, Hassas Tasarım Ve Mühendisliğe İhtiyaç Vardır.

Şekil 2'deki Mor Eğri Motor Özelliği, Kaldırılmış Ağırlık İle Güç Arasındaki İlişkidir. Kaldırılan Ağırlığı İkiye Katlamak İçin Gerekli Giriş Gücünün İki Katından Fazla Arttığını Gösterir. Daha Fazla Güneş Hücresi Donatıldıkça, Güneş Modülünün Ağırlığı, Gücü İle Yaklaşık Olarak Doğrusal Orantılı Olarak Artar (Yeşil Çizgi). Bu Bir İşlev Aralığı Yaratacaktır. Sadece Güneş Modülü Ağırlığı Motor Kaldırma Kapasitesinden Daha Düşük Olduğunda Güneş Dronu Uçabilir. Ağırlık-Güç Oranı Çok Büyükse (Turuncu Çizgi), Drone Uçmak İçin Çok Ağır Olacaktır. Düşük Bir Oran (Mavi Çizgi), Geniş İşlev Aralığı Nedeniyle Çok Büyük Bir Drone Boyutuna Ve Taşıma Kapasitesine İzin Verecektir.

Bazı Erken Güneş Modülleri Yapmıştık, Ancak Süreç Karmaşıktı Ve Ürün Çok Ağırdı. Sonuç Olarak, 5 İnçlik Güneş Panellerine Sahip Yeni Güneş Modülleri Wefabricated. 5s Gerilim İçin Seri, 2 Seri Paralel Olmak Üzere Toplam 76 Adet Olmak Üzere 38 Adet Panel Bulunmaktadır; 6s Voltaj İçin Her Seride Ekstra 5 Panel Vardır Ve Toplam 86 Adettir.

Dronlarımızda Birkaç Güneş Modülü, Çerçeve Boyutu Ve Pervane Kombinasyonu Denedik. Ekip Üyelerimiz Lan Ve Liao, 2 Saat 20 Dakikalık Uçuş Süresine Ulaştı. Uçağım Daha Uzun Süre Uçtu Bile. Bunu 2 Tip Güneş Modülü İçin Denedim: 5s Voltaj Ve 6s Voltaj. 76 Adet Güneş Piline Tekabül Eden 5s Voltaj İle En Uzun Uçuş Süresi 2 Saat 25 Dakikadır. 6s Voltajı, 86 Hücre İle Rekor Uçuş Süresi Heyecan Verici: 3 Saat 28 Dakika. Yine De Uçuş Süresi, Hava Koşullarından, Özellikle Güneş Işığından Oldukça Etkilenir.

Dahası, Güneş Enerjisi Dört Pervaneli Helikopter İçin En Fazla Gücü Sağlasa Da, Güneş Enerjisiyle Birlikte Bir Yedek Pil Kullanmamız Gerektiğini Gördük. Drone Yalnızca Güneş Enerjisiyle Çalışıyorsa, Voltajı, Akımı Ve Gücü Dalgalanır Çünkü Drone, Uçuş Tutumlarını Sık Sık Ayarlar Ve Onu Dengeye Getirmek İçin Ek Güç Ve Akım Gerekir. Güç Modülü Bir Deneyden Sonra Bile Yandı. Bununla Birlikte, Bir Pil Bağlandığında Voltaj Sabit Hale Gelir. Güneş Pilleri, Pil Tarafından Sağlanan Harici Voltaj Tarafından Önyargılıdır. Güneş Modülü Tarafından Sağlanan Akım Da Daha Sonra Sabitlenir. Toplam Akım Veya Güç Hala Dalgalanıyor Ancak Batarya İle Dengeleniyor.

Bir Test Uçuşunda Voltaj, Kalkıştan Yaklaşık 30 İla 40 Dakika Sonra Neredeyse Hiç Değişiklik Göstermedi. Sonra Bulut Geldikçe Voltaj Düştü Ama Daha Sonra Güneş Işığından Dolayı Arttı. Bu, Güneş Hücrelerimizin Pili Şarj Ettiği Anlamına Geliyor. Güneş Enerjisinin Yeterli Olduğunu Gösteriyor Ve Dronun Güneş Işığı Mükemmel Olduğu Sürece Uçmasını Bekliyoruz.

Farklı Pillerle Yapılan Birçok Deneyden Sonra, Daha Büyük Bir Yedek Pilin, Artan Ağırlığı Nedeniyle İlle De Daha Uzun Bir Uçuş Süresi Vermediğini Öğrendik. En Hafif Pil En Hızlı Şekilde Ş