Fogyasztás, repidő, teljesítmény

Mint azt tudjuk, manapság a “nagy propeller-kis fordulat” a divat a hosszú repidős multiknál. Kicsit szeretném boncolgatni ezt a témát, mitől is függ a várható repidő, miből áll össze a képlet.

Hatékonyság: ez leginkább a motor és propeller párosra vonatkozik, a vezérlésen nyerészkedni már nemigen lehet. A nagyobb propeller/kisebb fordulatszám kétségtelenül hatékonyabb, de nézzük meg ezt számokban. A gyártók, a motor hatékonyságát g/watt-ban szokták megadni, esetleg bizonyos tolóerő értékek mellett megadják a felvett teljesítményt(watt), amiből ez számolható. Nézzük meg pl a Foxtech S4016-os, 380kV-s motorjának adatait:4016-KV380-five-(1) Ami a grafikonból azonnal kiderül, hogy minél kisebb a fordulatszám, annál hatékonyabb a motor, ami alá is támasztja kiindulási feltevésünket. A méretezéskor figyelembe kell vennünk, hogy mennyi lesz a gépünk felszállósúlya. Mivel minimum a gép súlyának kétszeresére kell terveznünk a motorok össz-tolóerejét. Az adott példamotorral(feltéve hogy quad a konfig) egy maximum 6 kilós gépet is levegőbe emelhetünk. Ez persze már nem kis tömeg, jobban járunk ha könnyebb gépet építünk. Tegyük fel, hogy az elkészült quad-unk 4kg-os, és ezekkel a motorokkal van felszerelve. Lebegéskor, az egyes motorok felhajtóereje 1-1-1-1 kg. Ha megnézzük, hogy a motorunk milyen hatékonysággal dolgozik ezen a ponton, kiszámolhatjuk a várható repülési időt. 1kg-nál a hatékonyságunk 9.79 g/W, fogyasztásunk 4.6 A. Igazából több irányba is indulhatunk:

Ha tudjuk, hogy lebegéskor egy motor 4,6A-t fogyaszt, tehát a 4 motor összesen 18.4 A-t, és tudjuk, hogy az akkumulátor névleges feszültsége 6 cella esetén ~22.2V, akkor a gép fogyasztása lebegéskor = U * I = 408 Watt

Ugyanerre az eredményre kell jutnunk, ha a hatékonyságból számoljuk vissza a fogyasztást. Felszállósúly: 4000gramm, hatékonyság: 9.79g/watt. 4000/9.79 = 408 W

Igazából mindegy is milyen formában van megadva, a lényeg, hogy megtudjuk hány Amper-t fogyaszt a gépünk lebegés közben, mely a Wattokból visszafelé: I = P/U = 408/22,2 = 18,4 A.

Az akkumulátorunk kapacitását ugyebár mAh-ban szokták megadni, ami egyetlen cella kapacitása, figyelmen kívül hagyva az akkupakk teljes feszültségét. Mivel feltételezhetően olyan feszültségű akkut használunk(6 cella a példában), mint amivel a felvett áramot számoltuk, ezt az adatot ki is hagyhatjuk a képletből. Az 5000mAh, tehát 5 AmperÓra, azt jelenti, hogy az akku 5 ampert egy órán keresztül képes leadni a névleges feszültségén. Ha a gépünk fogyasztása 5A lenne, egy óráig repülhetne. De mivel a gépünk jelenleg 18,4A-t fogyaszt, arányosan kevesebbet képes repülni, jelen esetben: 5/18,4 = 0.27 órát = 16 perc. Mivel azonban a Li-Po akkumulátorok nem szeretik ha 30% alá merítik őket, számoljunk az akku 70%-ával, azaz 3500mah-al. A repülési idő így várhatóan 12 perc lesz.

Hogy teljes legyen a kép vegyük figyelembe az akku feszültségét is, amivel az előbb leegyszerűsítettük a képletet. A akkumulátor-pakkunk teljes munkavégző-képességét legjobban a Wh(wattóra) vagy kWh(kilowattóra) jellemzi, melyet a cellánkénti kapacitás*feszültség ad meg, esetünkben 5Ah(5000mAh) * 22,2 V = 111 Wh. Ha tudjuk az akkumulátorunk teljes munkavégző képességét, és a gépünk fogyasztását, az idő egyszerűen számolható: 111Wh/408W = 0.27 óra = 16 perc. És a kör bezárult. Utóbbi számítás előnye, hogy akkor is használható, ha a megadott, és a használni tervezett akkumulátor feszültsége nem azonos.

Tehát: a repidő fordítottan arányos a felszálló súllyal, egyenesen arányos motor hatékonyságával, és arányos a felhasznált akkumulátor kapacitásával. Nem mondom, hogy egyenesen arányos az akkumulátor kapacitásával, hiszen a nagyobb akkumulátor növeli a felszálló súlyt, és csökkenti hatékonyságot.

Szóval ha az adott motorral tegyük fel fél órát szeretnénk repülni, a gép teljes felszállósúlyát kb. 1,5 kg-ra kell lefaragnunk…amiből a 4 motor + 4 szabályzó + 4 propeller = 900 gramm, az akku 700 gramm, jah és ezzel túl is léptük pedig váz még sehol 🙂 Jó számolgatást.

DJI Lightbridge, és az apróbetűs részek

Igen, mindannyian tudjuk, a Lightbridge az isten, a Lightbridge a csúcs.Ezzel nem is vitatkoznék, nem létezik más rendszer, amely HD-ben képes élőképet közvetíteni 1,7km távolságból, mindezt pontom 400.000 Ft körüli áron. Olcsó? Nem. Nagyon nem. De hogy mennyire nem, az csak akkor derül ki amikor ténylegesen belevágunk egy Lightbridge rendszer építésébe.lightbridge

Amíg az ember csak a kis Phantom-jához szeretné használni a Lightbridge rendszert, nem érik különösebb meglepetések, azonban mihelyst egy nagyobb, több-pilótás rendszerre vágyik, bele ütközik a DJI által okosan felállított korlátokba.

Nézzük mit is kínál a Lightbridge, és mit jelent ez nekünk, végfelhasználóknak:

  • Built-in 2.4G remote control link
    • Tehát, a Lightbridge mostantól kivonja az rádiónk adómodulját az egyenletből, és ő intézi a gép és a földi állomás közti teljes körű kommunikációt. A használati útmutató meg is kér minket hogy legyünk szívesek kikapcsolni az adómodult, úgysem kell az nekünk. Innentől kezdve ugyebár teljesen fölösleges megvennünk a Futaba T14SG rádióját, hiszen az egyetlen funkciót ami miatt olyan drága(telemetria), nem fogjuk tudni használni. Nem is baj, a Lightbridge úgyis küld nekünk mindenféle fincsi repülési infót a táblagépünkre. Tehát bőven elég lenne megvenni a T8FG-t, amit időközben a Futaba beszüntetett, hiszen túl nagy konkurencia volt a 14SG-nek…köszönjük. Nembaj, a Lightbridge kompatibilis minden rádióval, melynek szabványos PPM rendszerű trainer kimenete van, így választhatunk kedvünkre valót. Ha már választottunk, válasszunk mindjárt kettőt, hiszen a Lightbridge 2 rádió jelét is képes fogadni, ezzel lehetővé téve az operatőrnek, hogy külön távirányítóról vezérelje a kamerát. Mindezt, a két távirányító trainer csatlakozóján keresztül teszi, melyből a Lightbridge assistant szotfveren keresztül válogathatjuk össze, melyik csatorna hová érkezzen a gépen. A dolog szépsége az, hogy ha valaki(mint pl én), úgy használja a gépeit, hogy az operatőr traineren csatlakozik a pilótához, és át tudja adni az oldalkormány feletti vezérlést, ezentúl nem fogja tudni megtenni, hiszen a trainer csatik foglaltak. A nyilvánvaló megoldás: az Assistant szoftverben beállítjuk, hogy az oldalkormányt mindig az operatőr vezérelje, a gép pedig mindig Course Lock módban repüljön(irányítűvel). A probléma ott kezdődik, ha szeretnénk a gépünkkel a látómezőn túlra repülni, miközben az operatőr is teljes szabadságot kap a kompozícióban. Ehhez ugyebár olyan gépre van szükségünk mely felhajtahtós lábakkal, és 360 fokban körbe forogni képes stabilizátorral rendelkezik. Tegyük fel, megveszi az emberfia egy vagyonért a Lightbridge rendszerét, de nem szeretne még 2500USD-t kipengetni egy Zenmuze gimbal-ért. Mondhatnátok, semmi baj: felhajtható lábak, egy bárakármilyen 360 fokban körbe forgó stabilizátor és probléma megoldva. Igen ám, de mutasson nekem valaki egy gimbal motort a függőleges tengelyre, amibe elfér egy akkora csúszógyűrű ami átviszi a HDMI 18 vezetékét+áramot+PWM jelet a bárakármilyen gimbalnak. Nincs. De semmi baj, átalakítjuk a HDMI jelet sima videó jellé a gimbalon, és vígan átmegy a csúszógyűrűn. Várjunk csak…az már nem HD, hoppá, mifrancért is vettem 1400USD-ért egy videóátvivőt, ha nem tudok neki HD jelet adni? És igen, a kör bezárult. Ezzel el is érkeztünk reklámszlogenünk következő tételélhez:
  • DJI Zenmuse HD gimbal input support.
    • Van, a világon egy rendszer, amely átviszi a HDMI jelet, miközben 360 fokos szabadságot ad: a DJI Zenmuse HD Gimbal. És itt meg is értjük, mi az, ami miatt van pofájuk elkérni 2500USD-t. Olyat tudnak, amit más nem. Nem tudom milyen csoda folytán, de átalakítják a HD jelet valamivé, ami átmegy a csúszógyűrűn, és nem 18 vezetéken.
  • Simultaneous HDMI and AV input support allows pilot monitoring and camerawork at the same time using just one system.
    • No itt van ismét egy feature, amiért vagyonokat fizethetünk. Ha netalántán azt vennénk a fejünkbe, hogy kell egy videókép a pilótának, meg egy az operatőrnek, na ezt is tudja a Lightbridge. Amit viszont nem említenek a szalagcímekben, hogy ezt csak akkor tudja, ha az egyik bemenet egy DJI HD Gimbal. Huss, 2500USD. Igaz, hogy van egy HDMI, meg egy video bementünk az air-modulon, de azok egyszerre nem működnek, nemám, válassz egyet, meg harmadiknak vegyél egy HD gimbalt mert az úgy fer. Na, bánja kánya, úgyis csak az tud körbe forogni. Boldogan megy haza kipróbálni újdonsült rendszerét a gazda, bedugja a Lightbridge Ground Station USB-jébe a kis Androidját, HDMI portjába egy másik monitort az operatőrnek, és szorgosan keresi a használati utasításban, hogy kell a két videó jelet a két kijelzőre szétosztani… MEGLEPI: sehogy. Vehetsz hozzá egy másik Ground Station-t még 1000USD-ért. Mindeközben átfut az agyadon, hogy de jó lesz, ha a pilóta és operatőr szabadon mászkálhat, hiszen úgyis külön ground station-jük van külön monitorral, az is bevillan, hogy még mindig össze vagytok kötve egy 3m-es trainer kábellel, így semmit nem ér az egész. De semmi baj, ha már elköltöttünk 10.000 USD-t egy Lightbridges S900-ra vagy S1000-re, igazán belefér még egy 5,8Ghz-s távirányító az opertőrnek 188USD-ért. Mindenki boldog! Hurrá!

Ne értsetek félre, nem akarom bántani a DJI-t, vagy a Lightbridget. Ez egy kiváló, professzionális rendszer, mely egyedülálló a piacon, de mielőtt bárki belefog egy több-pilótás Lightbridge rendszer építésébe, legyen tisztában azzal mit akar, és mennyibe fog ez kerülni, ugyanis igen hirtelen összeszalad pár 1000 USD pluszba ha nem figyelsz.