Автономная система подзарядки коптера
Что на данном этапе удалось нарыть:
китайский вариант:
www.youtube.com/watch?v=1u4tEo8WoKc
российский вариант:
съемкасвоздуха.рф/…/203-aerod-sistema-posadki-podz…
Обсуждение в соседней теме
ТЗ: нужна контактная взлетно-посадочная площадка для коптера для его подзарядки небольшим током 5А . Пока вижу нержавеющую пластину(это плюсовая клемма зарядки) размером 1 кв м ,а сверху мет сетка тоже из нержавейки (минус ) ,расстояние между ними 1 мм,на коптер на ногу крепиться тонкий щуп для касания плюса,а типа площадочек для опоры на сетку-минус.Думал нарезать квадратов на посадочной пластине ,пустить переменку, сделать определенные размеры ног чтоб не было коротышей , на коптере диоды ,зарядка,но не нравится утяжеление конструкции,лучше все на земле установить.Конечно изобретаю велосипед,но решений в инете не нашел. пАмагите идеями !!??
Хочется как можно проще и надежно.Посадка будет на площадку по камере,стало быть размер ее желательно сделать побольше …
Пока ехал на велосипеде, прикинул пару вариантов. Имеем условный квадрокоптер, с 4 вертикальными круглыми ногами. Ровная площадка произвольного размера, чтобы коптер в нее уверенно садился.
Простой. Все ноги условного квадрокоптера имеют кольцевые контакты на определенной высоте. Для примера,снизу вверх земля, силовой плюс, балансирные контакты. Процесс зарядки выглядит так: коптер садится на площадку, по сигналу с какой то стороны подается штанга, которая пересекает всю площадку, пока не уткнется в ногу. По штанге перемещается каретка, пока тоже не упрется в ногу. Срабатывает механизм, который фиксирует ногу и карету между собой. На каретке расположены контакты, ответные контактным кольцам на ноге коптера. Все, контакт обеспечили, дальше любая зарядка справится. В качестве приводов можно взять те же сервы, датчик посадки любой подходящий, датчик массы например, или еще что то. Датчик упирания в ногу тоже несложно сделать, у основания штанги фоторезистор, на конце светодиод, подобрать спектр и все. Каретку оснастить нажимным датчиком. Механизм фиксации любой доступный, способный зафиксировать трубу. Реализуется сервомашинкой и насадкой нужной формы.
Плюсы: надежность контакта, простая логика работы, легкая доработка коптера.
Минусы: наличие механики, громоздкая штанга, нельзя померить температуру аккума.Относительно сложный (для меня). Снова условный коптер о 4 ногах. Концевики ног металлические. Круглая площадка разделена на три равные сектора с токопроводящим покрытием. Коптер в любом положении двумя ногами будет стоять на двух разных секторах. На коптере потребуется плата балансира и маленький микроконтроллер, ардуинка например, плюс все выводы с ног независимы и управляются через ключи, есть UART мост или блутуз для связи с мозгом площадки.
Логика работы: на сектора площадки подается небольшое различное напряжение. 5, 3,3 и земля. При посадке оно попадает в коптер по ногам. Дальше будет условное описание логики прошивки, я в ней плаваю. Мозг наземки связывается с мозгом на коптере, и выясняет какое напряжение куда попадает. Дальше он вычисляет какие ноги следует включить на коптере и какой сектор выключить на земле, чтобы образовалась цепь, в которую можно подавать 12 вольт. Управляя ключами, мозг площадки собирает нужную цепь и подает напряжение.
На стороне коптера может быть простой декодер, который переключает ключи по сигналам с земли, и передает обратно инфу о напруге на ногах, температуре аккума. В принципе в массовом продукте это все можно сделать размером с маленький регуль. Синхронизацию декодера с землей делать через блютуз или уарт мост.
Плюсы: коптер ничем не ограничен, в любой момент можно взлетать (в принципе в первом варианте можно тоже реализовать подобное).
Отсутствие механики, произвольная форма ног.
Минусы: относительно сложная логика работы, ненадежный контакт. Необходимо соблюдать пропорции между условным квадратом ног коптера и размером площадки. Нужно написать прошивку, которая всем этим рулить будет.Ну еще параллельно надо решить все мелочи, типа надежного контакта ног с покрытием, подумать о развязке с потребляющим оборудованием коптера, может балансир в первом варианте убрать на коптер, в общем все затыки, которые повылазят по ходу дела.
Еще способы типа беспроводной передачи энергии, как зарядка для смартов. В продаже видел готовые модуля для передачи 12 вольт и 350 мА.
Можно сделать фигурную площадку, сев на которую коптер сам выровняется, соскользнув ногами в лунки. Покрасить ее в разный цвет, чтобы пилот понимал, с какой стороны какая полярность, и садится на нее. Или делать диодный мост на коптере.
Еще простой вариант: 4 металлические ноги, каждая через диодный мост выходит на балансирную зарядку аккума. Садимся, с двух сторон к центру сходятся два натянутых троса под напряжением. Любые две ноги они законтачат.
П.С. Пока пишу, в голову приходят новые идеи, можно еще вспомнить основы ТРИЗ и еще кучу идей выдать)
По порядку: хотелось бы избежать сложностей в изготовлении,как говорят чем проще тем лучше.Балансировать не нужно,как показала практика лион акки при полной разрядке до сотых вольт идентичны(конечно если они из одной партии,видно по номерам на акке) насчет лунок идея интересная, но будет не один коптер , хотелось бы универсальности,вроде как подключил к балансирному разъему коптера провода-щупы -контакты , к ногам их и любой коптер может подзаряжаться(балансирный разъем позволяет спокойно заряжать акк током до 1 А). Пока думаю как вариант площадка на две части, маркировать ее светодиодами,на ножки контакты с диодами если вдруг ошибся при приземлении,все из нержавейки.Счас измерил токи при подключенном акке с фпв-500 мА , думаю даже 1 А вполне хватит.Есть еще мысль оградить все это от осадков типа навеса сделать и под него залетать-вполне себе реализуемо. Думаю в процессе макетирования будут еще мысли. Не хотелось бы ставить процы,прошивки, электронику сложнее паяльника)))
Как вариант: вместо лунок ворОнки, коптер попав в них ногами самоцентруется. А на дне воронок разьемы, по типу джеков от наушников.
Или одна большая воронка по центру, а из центра коптера вниз вылезает штанга с джеком зарядки на конце.
В воронку попасть будет не просто,возможен перекос , хотя иногда с первого раза попадаю на площадку метр на метр, но не все такие хорошие пЕлоты как я:)😃😃. В общем идея появилась, замакетирую и тогда вывалю свои дурные мысли))
между ногами и батарейкой обычный диодный мост - тогда совершенно пофиг где какая нога и на какую площадку она села, главное не на 2 сразу)))
Можно рассмотреть вариант с индукционной связью, по типу беспроводной зарядки. Посадочную площадку обложить плоскими обмотками с переменным током (или одну большую). С коптера опускать одну обмотку с выпрямителем.
Тогда не выжно как он сядет, лишь-бы на площадку попал. А как звучит: индукционная посадочная платформа. 😃
Тогда можно вообще коробку сделать - например куб 1м х 1м х 1м (или больше в зависимости от размеров коптера). Такой “ангар” будет и от ветра и от дождя защищать. Дно коробки - минусовой контакт, а крышка - плюсовой контакт. Стенки - из радиопрозрачного материала. Далее купить ретракт(ы), который будет открывать и закрывать крышку. Ноги коптера это минус батареи, а на верху подпружиненный штырь - подключённый к плюсу батареи. Коптер садится в коробку - ноги контачат с минусом. Крышка закрывается и в неё упирается плюсовой штырь - зарядка пошла.
Бескорпусное зарядное устройство проще таскать с собой. Автоматика заряда вся на борту, можно контролировать через телеметрию. Подключается всего 2мя проводами, можно через мост для защиты от переполюсовки. Сама площадка с воронкой по центру, у коптера пружинная телескопическая штанга в центре. При посадке штанга скатывается по краю воронки вниз к контактному конусу, самоцентрируя коптер. Центральный конус “+”, “шайба”-площадка над воронкой “-”. Чтоб осадки не окисляли плюсовой контакт, к нему надо подвести небольшой (-3-5 В) отрицательный потенциал относительно местной земли (металлоконструкций).
Кстати, то что придумали в россии интересно и логично. Если сделать Т образную штангу и ей цеплятся за П образную базу, то может все просто и дешево получится, главное смоги Андрей попасть))
SwarmX to deploy Hives with DNV GL on solar farms. Finely crafted, fully autonomous drone stations that are built to last.
www.youtube.com/watch?v=6fI22kw82pM
Российский ученый разработал мультикоптер, меняющий батарею без участия человека. Комплекс состоит из дрона и специальных док-станций со сменными батареями, обеспечивающими беспрерывную работу коптера. Об этом «Известиям» рассказал изобретатель — научный сотрудник лаборатории интеллектуальных робототехнических систем университета Иннополис Игорь Данилов.
DHL recently announced the completion of a three-month test of its automated drone delivery system, the Parcelcopter.
Кстати, то что придумали в россии интересно и логично. Если сделать Т образную штангу и ей цеплятся за П образную базу, то может все просто и дешево получится, главное смоги Андрей попасть))
Вот такую я имею ввиду
такую я имею ввиду
Немного доработал. Теперь он будет сам выравниваться в правильное положение. Главное подлететь в створ.
Я бы советовал найти пацанов из Иннополиса, у них аккаунты во ВКонтакте. Скорее всего они делали исследования на эту тему чуть глубже, чем мы. Каких-то откровений можно не ждать, но идеи будут.
Amazon предложила заряжать беспилотники на фонарных столбах
Немного доработал. Теперь он будет сам выравниваться в правильное положение. Главное подлететь в створ.
Ага, пока ехал в машине, прикинул практически такую же конструкцию)
Насчет двух направляющих и крючок на коптере интересно.Сегодня тренировался садиться на площадку метр на метр, в принципе наза позволяет это сделать достаточно точно, вывод : размер 1 кв м хватает для наших задач.Теперь о своей идее , площадка из нержи, при посадке некая поворотная подпружиненная штанга начинает поворот и упирается в ноги коптера, они металл, низ на нержавейке минус, а куда упирается штанга сделана трубочка тоже из нержавейки, изолированная от ног.В любом положении плюс будет на трубочках,а минус на земле.Посмотрел на свои коптеры,ноги на них в основном изогнутые,придется приходить к определенному стандарту,или садиться строго по компасу чтоб штанга попадала на одну ногу с контактом.Плюсы: можно доверять посадку начинающему пилоту, точность попадания в воронку или углубления не нужна, не надо резать квадратами контактную нижнюю пластину для угадывания , сразу можно подавать полное напряжение на акк ,а в балансирный разъем вставить балансир,есть такие платки, выравнивают межбаночное напряжение, потребляют мало когда все выравнено,пофиг снег,ножки продавят до контакта его, а самое главное не так сложно и минимум электроники.Можно голую механику замутить,коптер своим весом заставляет штангу поворачиваться ,можно поставить светофотодиод на разрыв и через минуту если коптер не двинулся штанга поехала,можно замыкающие контакты… Но главный вопрос в простоте конструкции и минимальном обслуживании,а поворотная штанга как ни крути лишний костыль в системе) Второй вариант с переменкой на нарезанных площадках на посадочной доске и при приземлении через диодные мосты заряжать.Вес диодов и зарядного не больше 50 гр выйдет,можно импульсник обычный с ограничением тока.
Исправьте название темы: “Автономна я систем ы подзарядки”.
Копнул немного о беспроводной зарядке.
Qi медиум стандарт предусматривает до 120Вт передаваемой мощности. Только его устройство так и не нашел. Похоже заглохла тема. Пол инета забито инструкциями как сделать зарядку к телефону, но они стараются уложится в габариты телефона, у нас такого ограничения нет. Правда я не знаю как рассчитать нужную катушку. Как трансформатор? Из готовых решений только 12 вольт 350 мА, как я понял чем больше ток, тем сильнее греется катушка. Надо думать. Можно попробовать повысить напряжение, на коптере его понизить и получить свои законные 5 ампер.
Вариант с штангой интересен простотой. Можно поворот реализовать или сервой, по команде датчика массы, или сделать механику.
Главное использовать вес коптера для поворота штанги. Сама площадка подпружинена, и способна опускаться под весом коптера сантиметров на 5-10. Поворотный узел штанги сидит на втулке, которая сидит на спиральном стержне, как архимедов винт. Принцип как у юлы. Только ручка закреплена на основании, а вместо самой юлы у нас втулка, которая поворачивает штангу. Пружина в конструкции нужна исключительно для подъема площадки и возврата штанги в стояночное положение, после взлета коптера. Можно сделать через угловой редуктор поворот. Или леска, которая вытягивает штангу при опускании площадки.
Получается система, которая работает за счет существующих сил, не требуя ввода дополнительной электрики.
Имхо, трубочку можно убрать. Сами ноги пусть будут землей, а на них на определенной высоте можно надеть колечки, в которые будет упираться штанга с плюсовым контактом.
пофиг снег,ножки продавят до контакта его
Раньше снег не упоминался, зимой тоже эксплуатация планируется?
Спасибо за обсуждение , все таки индукционный метод зарядки сложноват в реализации, да и опять схему паять… А уж архимедов винт - настройка ,люфты, точная механика … Зимой вряд ли будет эксплуатироваться,но у нас осень бывает со снегом,плюс минусовые температуры убивают все кроме LIFe , да и те до -10 всего.Но предусмотреть снег все таки желательно.Что есть на месте посадочно-зарядной площадке-только 220 В и сложность в обслуживании,скажем так,доступ затруднен сложным рельефом конструкции) В идеале закладываю возможность сделать навес, но это если будет интересна долгосрочная эксплуатация , а пока немного теории и рассуждений возможности реализации такого проекта. Ладно, отошел от темы. После консультаций с электриком все таки вариант с переменным током и диодным мостом на коптере предпочтителен. Появляется универсальность,всего два контакта на низ ног и небольшой блок с диодами-зарядкой и все это в балансирный разъем втыкается и можно навесить на любой коптер. Теперь рисовать контактную площадку , остановился на фольгированном стеклотекстолите, благо есть метровый кусок, а нержавейку пилить пока жалко)). Кто что скажет по рисунку, какие квадраты ,размеры, расстояние между площадками …Ну и аппетит растет во время пайки,какой максимальный ток можно прокачать через такие ноги-площадки,может быть и быстрая зарядка прокатит-тогда это может пригодиться еще кому нибудь )
Еще вариант созрел. Площадка представляет собой короб 1х1м, можно круг. Высота короба такая, чтобы винты коптера находились над верхним краем, чтобы не цепляли площадку в случае промаха.
Один контакт -пол площадки, второй- верхний кант на коробе. Поперек коптера подпружиненая штанга, например сталистая проволока, длинной - диагональ короба, можно больше. Важно, чтобы при посадке штанга весом коптера прижималась к канту.
При посадке коптера, ноги и пол - один контакт, поперечная штанга и верхний металлический кант короба - второй контакт.
Все пассивное, ничего не надо двигать, ток постоянный или пременный. Из минусов только торчащая в полете тонкая штанга.
можно проще … 2 фанерки под 90гр домиком … по краям высоты фанерки выключатели … коптер приземляется на домик между полозьями и упирается полозьями в контакты …
на пузе выступ который нажимает выключатель на домике … в зависимости какой выключатель нажат такая и полярность подается на контакты
В дополнение к моему верхнему посту. Синий - пол, первый контакт. Красный - токопроводящий кант по периметру короба площадки. Зеленый - подпружиненые штанги.
И это все, никаких схем распознавания и управляемых элементов. Ток зарядки зависит только от площади соприкосновения элементов.
Сели - пошла зарядка. Диаметр площадки хоть 4 метра, просто увеличиваем длину штанг.
А нельзя сделать как в своё время ёпелы? 2 магнитика в “хвостике” 2 в площадке - “хвостик” всегда примагнитится к площадке как надо, даже если не точно попал? в площадке углубление для “хвостика” дабы не коротнул пока не сядет, хвостик сам из гибкого шлейфа/провода дабы если что мог развернуться как надо под действием магнитиков?
2 магнитика в “хвостике” 2 в площадке - “хвостик” всегда примагнитится к площадке как надо, даже если не точно попал
ИМХО придется долго целится, чтобы хвостик прошел рядом с нужным местом. А мощные магниты не засунуть, можно и не взлететь потом. На площадке можно сделать мощный электромагнит, который будет подтягивать хвостик в место контакта. А там уже слабые магниты, которые смогут сориентировать хвостик в правильную позицию.
Да, да, давайте компасы на коптерах намагнитим!)
😃😃😃. Если магниты , то в топку компас)). Идея с круглым коробом интерсна, но практика показывает как сложно при приземлении попасть в размер метр, а если ветер то вообще кризис. Но зачем короб? Не проще ли с одной стороны сделать натянутую проволоку и этой же штангой на нее попадать? Главное приземляться носом в определенную сторону. Ноги минус , штанга плюс . Можно натянуть проволоку на уровне примерно 3 см, в случае ошибки при приземлении ничего не повредит коптер. Еще вариант два куска фольгированного материала и две ноги минус, две ноги плюс, но ту точное приземление… Вообщем в выходные прицеплю длинную штангу к коптеру на уровне 3-5 см из карбона ( он упругий и легкий) и испытаю посадку))