Drone bi-elica su un solo asse con Arduino
Ciao a tutti! Mi sono deciso ad iscrivermi su questo forum dopo che le mie varie ricerche spesso mi riportavano qui. Innanzitutto vorrei precisare che non sono sicuro di avere azzeccato la sezione giusta, perché il mio progetto è un pelo particolare. Quindi se esiste una sezione più adeguata provvederò subito a spostare la conversazione. Detto questo, solo una breve descrizione del progetto, prima di passare ai numerosi dubbi che ho.
Si tratta di un progetto assegnato a me e ad alcuni miei amici dalla nostra scuola. L'idea era costruire un oggetto volante simile ad un drone, ma in qualche modo innovativo, con la piattaforma Arduino e, va ammesso, un budget piuttosto limitato.
L'idea che ci è sorta è la seguente: utilizzare due eliche (una destrorsa ed una sinistrorsa) rotanti in senso opposto per controbilanciare la rotazione. Le eliche dovrebbero essere in asse (una sopra l'altra), per permettere al tutto di non inclinarsi con la sola forza di gravità. Insomma, il corpo del drone (alla fine Arduino e batteria/e) risulterebbe "appeso" alle eliche. (Ho preparato un semplice modello 3D qui).
La struttura l'abbiamo pensata in alluminio cavo o al più in qualche materiale plastico. Qualcosa di leggero in ogni caso. Come si può intuire la struttura fino ad ora esposta permette di muoversi in verticale e di ruotare (accelerando o rallentando una delle due eliche) ma non di traslare. Ma il primo passo è verificare se questo modello può effettivamente funzionare.
Ed ecco che iniziano a sorgere i primi dubbi.
Io dispongo già di un paio di motori che avevo a casa, ma non sono certo vadano bene.
Sono motori Brush, da 50W (8.7V) se non sbaglio e mi pare sulla scatola sia indicato 16500 rpm (senza carico). Secondo voi possono andare questi motori?
Ah, una cosa importante: per controllare la velocità contavamo di utilizzare una funzione di Arduino che permette di mandare corrente "a intermittenza" con frequenza variabile (Duty Cycle se non sbaglio). Secondo qualcuno è un metodo sufficientemente preciso? O può in qualche modo danneggiare il motore?
Se no ho anche dato un'occhiata a questi motori Brushless, ma non li conosco bene... Ho letto che servirebbe un "riduttore" o ESC, ma non ho capito bene come funziona e se sarebbe possibile interfacciarlo con Arduino.
Per le eliche abbiamo stimato un tipo di elica da 9 pollici (circa 22 cm). Potrebbero andare?
Abbiamo anche provato a stimare la forza che dovrebbero applicare le eliche per sollevarlo, ma non siamo riusciti ad ottenere dati certi. Abbiamo utilizzato una formula trovata cercando qua e là su internet che dava P=0.5xdxVp^2xSxCp dove:
-P = Portanza, la forza che ci interessa calcolare
-d = Densità aria
-Vp = Velocità periferica delle pale (velocità della punta dell'elica)
-S = Area del cerchio su cui giacciono le eliche
-Cp = Un coefficente di portanza che credo dipenda dall'elica.
Si tratta di un progetto assegnato a me e ad alcuni miei amici dalla nostra scuola. L'idea era costruire un oggetto volante simile ad un drone, ma in qualche modo innovativo, con la piattaforma Arduino e, va ammesso, un budget piuttosto limitato.
L'idea che ci è sorta è la seguente: utilizzare due eliche (una destrorsa ed una sinistrorsa) rotanti in senso opposto per controbilanciare la rotazione. Le eliche dovrebbero essere in asse (una sopra l'altra), per permettere al tutto di non inclinarsi con la sola forza di gravità. Insomma, il corpo del drone (alla fine Arduino e batteria/e) risulterebbe "appeso" alle eliche. (Ho preparato un semplice modello 3D qui).
La struttura l'abbiamo pensata in alluminio cavo o al più in qualche materiale plastico. Qualcosa di leggero in ogni caso. Come si può intuire la struttura fino ad ora esposta permette di muoversi in verticale e di ruotare (accelerando o rallentando una delle due eliche) ma non di traslare. Ma il primo passo è verificare se questo modello può effettivamente funzionare.
Ed ecco che iniziano a sorgere i primi dubbi.
Io dispongo già di un paio di motori che avevo a casa, ma non sono certo vadano bene.
Sono motori Brush, da 50W (8.7V) se non sbaglio e mi pare sulla scatola sia indicato 16500 rpm (senza carico). Secondo voi possono andare questi motori?
Ah, una cosa importante: per controllare la velocità contavamo di utilizzare una funzione di Arduino che permette di mandare corrente "a intermittenza" con frequenza variabile (Duty Cycle se non sbaglio). Secondo qualcuno è un metodo sufficientemente preciso? O può in qualche modo danneggiare il motore?
Se no ho anche dato un'occhiata a questi motori Brushless, ma non li conosco bene... Ho letto che servirebbe un "riduttore" o ESC, ma non ho capito bene come funziona e se sarebbe possibile interfacciarlo con Arduino.
Per le eliche abbiamo stimato un tipo di elica da 9 pollici (circa 22 cm). Potrebbero andare?
Abbiamo anche provato a stimare la forza che dovrebbero applicare le eliche per sollevarlo, ma non siamo riusciti ad ottenere dati certi. Abbiamo utilizzato una formula trovata cercando qua e là su internet che dava P=0.5xdxVp^2xSxCp dove:
-P = Portanza, la forza che ci interessa calcolare
-d = Densità aria
-Vp = Velocità periferica delle pale (velocità della punta dell'elica)
-S = Area del cerchio su cui giacciono le eliche
-Cp = Un coefficente di portanza che credo dipenda dall'elica.
e ufo wltoys .. mi manchi!
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