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lunes, 17 de julio de 2017

La construcción de un quadrotor parte 5: Sistema de alimentacion

El quadcopter está comenzando a reunirse, con la electrónica de vuelo instalada en el Capítulo 8, "Construyendo un Quadcopter III: Control de Vuelo". En este capítulo, aprenderá sobre varios tipos de baterías, así como la forma de instalar uno en el quadcopter . También aprenderá acerca de los conectores de bala, la forma favorita del mundo de los aviones no tripulados de conectar componentes entre sí. Finalmente, construirá e instalará un mazo de cables (como se muestra en la Figura 10.1).



Elección de una batería Vamos a empezar a elegir su batería. Sin embargo, con el fin de tomar una buena decisión, tendrá que conocer sus opciones. Aquí hay cuatro criterios para ayudarle a decidir qué comprar:
Voltios-A diferencia de las pilas AA normales, las baterías de litio y níquel recargables tienen valores de voltaje diferentes. Asegúrese de comprobar la clasificación antes de comprar, o puede encontrar el voltaje demasiado o demasiado poco para su proyecto.
  Milli-amp horas (mAh): es la potencia teórica total de la batería. Cuanto más mAh, más larga dura la batería.
Clasificación "C": es la velocidad máxima de descarga segura de la batería. Este número se multiplica por el mAh para darle el número máximo de amperios que la batería puede descargar con seguridad. Por ejemplo, una batería de 460 mAh con una clasificación C de 25-40 puede descargarse entre 11.5A y 18.4A. Esto es importante porque le dice cuán poderosas serán las hélices. Tenga en cuenta que el número bajo es la descarga continua, y el número alto es el máximo.
  Densidad de energía: es la cantidad de amperios que obtiene para el tamaño. Esto es una especie de stat oscuro, pero una batería aviva "geek out". Se reduce a la cantidad de masa que está agregando a su avión para los resultados que obtiene.
Tipos de baterías Normalmente, los constructores de zumbadores utilizan dos tipos de baterías para alimentar sus creaciones: baterías de níquel y baterías de litio. Vamos a repasarlas una por una.
Baterías de níquel Las baterías de níquel-hidruro metálico (NiMH) son las baterías recargables que ponen al NiCad (níquel-cadmio) en reposo viejo (ver Figura 10.2). Tienen la ventaja de ser comunes: se pueden comprar baterías de NiMH en la mayoría de las tiendas de conveniencia. La desventaja es que tienen el factor de forma de AA, que requiere un sostenedor de la batería y significa más peso. También es más de una molestia para recargar las células. Lo que es más, no tienen la densidad de energía de las baterías de litio, el embalaje sólo 140-300 Wh / L.
Baterías de litio La mayoría de las baterías utilizadas en el funcionamiento con drones son baterías de litio, ya sea polímero de litio (L iPo) o polímero de iones de litio (Li-ion). Estas baterías, mostradas en la Figura 10.3, tienen especificaciones superiores en comparación con las baterías de níquel, salida de 3.7V frente a 1.2V para NiMH. Las configuraciones de las baterías LiPo y Li-ion son mucho más propicias para ser instaladas en un drone. No sólo están típicamente contenidas en un envoltorio de plástico y, por lo tanto, no requieren un soporte de batería, pero tienen un cable de carga incorporado que le permite cargar la batería sin retirarla del drone.






Aunque las pilas muy frías, LiPos son potencialmente peligrosos. Sin embargo, siguiendo un pequeño número de reglas de seguridad, lo verá a través de: No cortocircuite ni sumerja la batería. Esto puede causar un incendio. No perfore las células LiPo. Esto también puede causar un incendio. Si la batería se enciende, use arena para sofocarla. ¡El litio saca el oxígeno del agua y sigue ardiendo! Si la batería empieza a hincharse, deje de usarla. Utilice un cargador LiPo comercial para recargar las baterías. Sugiero el Turnigy C3; Es un cargador de bajo costo que recarga todas las LiPos de dos y tres celdas. Nunca mezcle ni adapte los tipos de pilas. Utilice sólo baterías de la misma química juntos.
Adición de conectores de bala Ahora que ha seleccionado una batería, comencemos a cablear el drone. En primer lugar, sin embargo, comencemos con una lección sobre los conectores de bala, que proporcionan una forma típica de conectar los componentes en el mundo RC y el mundo de los drones.


¿Por qué Bullet Connectors? ¿Cómo conecta todos los componentes del quadcopter? Seguramente no soldar en conexiones entre motores y controladores, por ejemplo. ¿Qué pasa si necesita reemplazar uno u otro? Los conectores Bullet son una opción popular para unir diferentes sistemas (ver Figura 10.4). Son lo suficientemente resistentes como para no desconectarse sin daño catastrófico al helicóptero, en cuyo caso la menor de sus preocupaciones serían sus conexiones! La diferenciación principal entre los tipos es el tamaño del conector, con el calibre del alambre que dicta qué tamaño comprar. Utilizo conectores de 2mm y 3.5mm en el proyecto quadcopter. Usted necesitará un número igual de extremos masculinos y femeninos, y los diferentes tamaños no se aparean entre sí.
Lista de piezas Para agregar conectores de bala, incluya las siguientes piezas y piezas:
Equipo de soldadura: en el capítulo 7, Proyecto "Blimp Drone", le enseñé cómo soldar; El capítulo también enumera el equipo que necesitará.
  Conectores de bala: puede encontrarlos en cualquier tienda RC.
  Contraíble por calor: es un tubo especial de caucho no conductor que se encoge para cubrir el componente. Es como una versión más inteligente de cinta aislante. Adafruit vende un multipack (P / N 344). De lo contrario, se puede encontrar en cualquier fuente de alimentación eléctrica o ferretería.




Pasos para agregar conectores de bala Los conectores de bala son insertos de metal y tomas que se sueldan en los extremos de los cables. Una vez que están todos soldados, los extremos se ajustan con seguridad, y usted está en el negocio. Aquí están los pasos para agregar sus propios conectores de la bala: 1. Elija géneros. Plan de antemano cómo desea organizar todo para que no tenga ninguna sorpresas grosero. Una forma común de organizar a los sexos es comenzar con los motores y darles conectores macho. Obviamente, el lado motor de los CES tendría que tener conectores hembra. Los cables de la fuente de alimentación en el otro lado de los ESC tienen conectores macho. La figura 10.5 muestra un conector de bala macho y una hembra. 2. Quite los cables. Retire un poco de aislamiento del extremo de los cables, como se muestra en la Figura 10.6, donde se pueden ver los cables de cuatro ESC que se preparan simultáneamente usando un trozo de madera con agujeros cortados con láser. Muchos CES y otros componentes vienen con sus cables pre-despojados.




3. Estañar los extremos del alambre. El estañado significa cubrir con soldadura. Esto ayuda a que el componente se adhiera a otro componente enlatado. En primer lugar, gire los hilos de alambre (si los hay) y utilice un soldador para calentar el extremo del cable. A continuación, cubra con la soldadura, como se muestra en la Figura 10.7. Haga esto para cada cable que va a tomar un conector de bala. Tenga en cuenta que algunos componentes, como el Turing Plush CES que uso en este proyecto, vienen pre-enlatados, así como pre-despojado.





4. Llene los conectores. El equivalente de estañado para los conectores de bala es llenarlos con un globo de soldadura, como se muestra en la Figura 10.8. Hay un agujero en el lado del conector. Llenar la soldadura a este nivel.



5. Soldarlos. Coloque un extremo de alambre estañado en uno de los conectores. Ponga su punta del hierro de soldadura al agujero, que ayudará a derretir la soldadura dentro de ella. Es posible que desee agregar más soldadura caliente alrededor de la parte superior del conector si parece suelto. La figura 10.9 muestra cómo debe verse.




6. Añada el termoencogedor. Coloque alrededor de una pulgada de calor contracción en el extremo de cada alambre, asegurándose de que la parte de contacto del conector macho se deja libre. Utilice su barril de hierro de soldar para calentar el encogimiento de calor por lo que recubre la base del conector, así como el extremo del cable. La Figura 10.10 muestra los conectores macho y hembra exitosos.




7. ¡Conéctese! Termine encajando los tapones macho del motor en los tapones hembra de los ESC, como se muestra en la Figura 10.11. Usted conectará la batería actual en la siguiente sección. Mientras que usted está en él, usted querrá cinch los lazos apretados de la cerradura para guardar los ESCs en el lugar.





Montaje del mazo de cables Añadiendo la batería probablemente parece difícil, si no intimidante, por el simple hecho de que usted necesita para averiguar cómo conectar los cables de alimentación y tierra de cuatro ESC a una sola batería. Esto normalmente se maneja de dos maneras. En primer lugar, muchos constructores de aviones no tripulados compran o diseñan un tablero de distribución de energía, que es una manera elegante de decir una placa de circuito preconfigurada para combinar cuatro (o más) potencia y motivos en un par. Busque en una tienda de hobby; Que suelen costar en el rango de $ 5 a $ 10 en el extremo inferior. Muchos constructores de aviones no tripulados eligen soldar su propio cableado. Éste se compone de cuatro o más cables de tierra retorcidos y soldados en un solo conector, y un número igual de cables conductores configurados de forma similar. La figura 10.12 muestra un ejemplo de un mazo de cables. Tomaremos este enfoque para el proyecto quadcopter.





Partes Necesitará las siguientes piezas y herramientas:
Equipo de soldadura.
Alambres: calibre 12 y calibre 16 trenzado, negro y rojo para cada uno.
Contracción por calor. Sparkfun P / N 09353 ofrece un surtido agradable.
Conector XT60 (). Este es un gran conector que describo más adelante.
Conectores de bala. Vienen en diversos tamaños, pero utilizo 3.5mm.
Pasos para ensamblar el arnés de cableado Comencemos con el arnés de cableado. Siga estos pasos: 1. Corte cables de calibre 16 de aproximadamente cinco pulgadas de largo. Usted querrá un rojo y un cable negro para cada componente de ser alimentado, sin duda uno por motor! Para cada alambre, quítese una media pulgada de aislamiento de un extremo y un cuarto de pulgada del otro extremo. La Figura 10.13 muestra cómo debería verse.





2. Soldar en los conectores de bala. Coloque una hembra conectores de bala en el extremo de cada cable que tiene el cuarto de pulgada de aislamiento eliminado. Agregue termocontracción como lo hizo antes, como se muestra en la Figura 10.14. Estos conectores se conectarán a los cables de alimentación de los ESC, que tienen conectores macho.



3. Corte los cables de calibre 12. A continuación, corte dos longitudes de cinco pulgadas de cables de calibre 12 más pesados. Para cada alambre, quite alrededor de media pulgada de aislamiento de un extremo y un cuarto de pulgada del otro extremo. La figura 10.15 muestra cómo debería verse.

 4. Soldar los cables juntos. Tin las hebras expuestas de los cables de calibre 16 y 12-calibre (los que con la mitad de una pulgada de aislamiento eliminado). A continuación, coloque los cables de calibre 16 junto al alambre de calibre 12, como se muestra en la figura 10.16, y soldarlos juntos. Cubrir con termocontracción.




5. Agregue el XT60. El XT60 se compone de un par de conectores de bala con una carcasa robusta que no sólo protege al metal expuesto de los cortocircuitos, sino que también impide que la batería se enchufe hacia atrás, lo que es probable que dañe el drone Componentes electrónicos y, posiblemente, iniciar un incendio. Tendrá que soldar el conector hembra a los cables de la batería y los conectores macho a los cables de calibre 12. Tratarlos como conectores de bala en términos de cómo soldarlos, y no se olvide de agregar el calor contracción. La figura 10.17 muestra cómo debería verse.




6. ¡Conecta todo! Zip-atar la batería a la plataforma de madera. Sin embargo, no conecte los extremos XT60 juntos-no estamos listos para volar todavía! Agarrar el ESC y el motor combos (véase la figura 10.18), a continuación, conecte los extremos de calibre 16 del arnés de cableado a los CES mediante el encaje conjunto de los conectores de bala.





Cableado del controlador de vuelo y del receptor La serie de pasos continua implica conectar los cables de control ESC y el receptor al FC: 1. Utilice cables de extensión de servo hembra a hembra (como SparkFun P / N 8738) para conectar el controlador de vuelo Al receptor, de la siguiente manera:
  Conecte los pines marcados THR (acelerador) al canal 1 del receptor. Asegúrese de enchufar los cables correctamente: La tierra debe estar hacia el borde del receptor y hacia el borde del MultiWii, como se muestra en la Figura 10.19.
Conecte los pines marcados ROL (rollo) al canal 2.
Conecte PIT (tono) al canal 3 del receptor.
Conecte YAW (sí, es guiñada) al Canal 4.




2. Connect the ESCs’ triple wires to the FC. Plug the wires into the pins marked D9, D10, D3, and D11 on the MultiWii, making sure to keep the black wire toward the edge of the flight controller’s PCB. It should look like        Figure 10.20.




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