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1

Samstag, 23. Mai 2009, 00:05

Realisierung eines kleinen ,,Elektrofreisegles"

Hallo, Twinnies!
Ich habe vor, meinem Neffen einen Freiflieger mit Elektroantrieb zu bauen. Robust und einfach soll er sein, billig und leicht reparierbar (Neffe ist 4).
Problem ist nur, ich habe einen kleinen Motor und um den herum will ich den Flieger bauen. Als Akku soll ein Gold Cap dienen, für die die nicht wissen was das sind, das sind Hochkapazitätscondensatoren, haben eine nicht so große Energiedichte, sind aber extrem robust, die kennen sowas wie Überladen, Tiefentladen nicht :ok:
Nun wäre es interessant zu wissen, wie ich das aufeinander abstimmen sollte, muss ja noch leicht bleiben. leider habe ich keine Daten zum Motor, es steht bloß 403Z4 drauf, aber ein von der Größe etwa baugleiche Motor habe beim blauen Claus ich gefunden. Morgen werde ich den Motor nochmal wiegen. wie groß sollte jetzt ein passender Kondi sein? mit wieviel V läuft so ein Servomotor? Er kommt aus einem etwas exotischen Servo mit 5 Kabeln und ohne Ansteuerung (die ist im Empfänger integriert)
Würd mich freuen wenn ihr mir ein wenig helfen könntet, der ein oder andere hat sowas bestimmt schonmal gebastelt :-)(-:

Link korrigiert, Gruß ET

Dieser Beitrag wurde bereits 4 mal editiert, zuletzt von »Elektroniktommi« (25. Mai 2009, 12:07)


2

Samstag, 23. Mai 2009, 02:18

Hi, von Air Hogs gibt es ja einige Freiflugmodelle mit großem Kondi und Servomotor, welche mit ca. 3V für 10 Sekunden geladen werden sollen, die könnte man ausschlachten oder tunen... zB, 2 Kondies parallel rein... oder mit Solarladegerät oder Handkurbel... -> Gummibandmotor?

Pic Killer

RCLine User

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3

Samstag, 23. Mai 2009, 02:37

RE: Realisierung eines kleinen ,,Elektrofreisegles"

Hallo Dietrich.
Dein Link geht leider nicht. Klick mal bei Conrad auf Link auf diesen Artikel ;)

cheesa

RCLine User

Wohnort: Niederösterreich

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4

Samstag, 23. Mai 2009, 07:20

RE: Realisierung eines kleinen ,,Elektrofreisegles"

wie wärs als flugzeug mit einem EPP sunny so 40-50cm Spannweite und hält echt fast alles aus...

oder den Freiflugsegler von graupner (mir fällt gerade der name nicht ein)

oder die Fox von multiplex....so hättest du schonmal eine billige grundlage die sehr viel aushällt

mfg cheesa
Je schneller man fliegt, desto tiefer steckt man in der Erde :D

Helikrischi184

RCLine User

Wohnort: Deutschland

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5

Samstag, 23. Mai 2009, 09:44

RE: Realisierung eines kleinen ,,Elektrofreisegles"

Zitat

Original von cheesa

...oder den Freiflugsegler von graupner (mir fällt gerade der name nicht ein)


Der Mini Discus 2c? Den habe ich selbst, ohne Motor aber mit dafür 3-Achs gesteuert. Zum Rumturnen und bei viel Wind ist er ok, aber er ist sehr hibbelig und bricht gerne aus, Kurven gehen eher träge.
Mit freundlichsten Fliegergrüßen, Krischi.

Es gibt Tage, an denen lohnt es sich kaum aufzustehen.
Z.B. Montag bis Freitag.

cheesa

RCLine User

Wohnort: Niederösterreich

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6

Samstag, 23. Mai 2009, 12:54

RE: Realisierung eines kleinen ,,Elektrofreisegles"

genau die hab ich gemeint...aber der Felix und wie sie alle heisen fliegen sehr eigenstabil und sind auch sehr einfach umzubauen

mfg cheesa
Je schneller man fliegt, desto tiefer steckt man in der Erde :D

7

Samstag, 23. Mai 2009, 20:54

hab den Link versucht zu korrigieren, aber man kommt jetzt nur bis zu Antriebstechnik, die Artikelnr. ist 233988 - 62 . von den Abmessungen ohne Welle her passt der Motor recht gut und ich habe ihn heute gewogen, er wiegt 5,7g.
Eins vorweg: einen Fertigflieger mit eingebautem Antrieb brauch ich nicht kaufen und umbauen, den könnt ich gleich so nehmen. Außerdem wollt ich in nächster Zeit eh mal beim Connie bestellen und gleich die passenden Caps. Kann ich bei meinem Motor von 5V Nennspannung ausgehen? Das wäre perfekt um zwei Kondensatoren in Reihe zu schalten, aber wie schaffe ich es sie gleich voll zu laden/entladen? und welche Kapazität ist dafür notwendig? Der Flieger kann ruhig bis 100m steigen, was ist der beste Kompromiss zwischen Gewicht und Kapazität?
Was sollte der Flieger für eine Spanne haben und welches Getriebe/prop? Ich hab vor einen palsaprop zu bauen und mit einem kleinen Gummi vorne draufspannen damit er nicht so schnell abbricht.
Eigentlich will ich den Flieger komplett selber bauen aus Depron oder Jedelsky Fläche, im Falle von Depron eine gewölpte Platte. Was meint ihr dazu?

Pic Killer

RCLine User

Wohnort: Dorsten

Beruf: Werkstoffprüfer

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8

Samstag, 23. Mai 2009, 21:28

Hmm, der Motor hat nicht die meiste Leistung. Bei den 5gr. Motore gibt es erhebliche Unterschiede. Der beste ist der vom alten Piccolo,dort diente er als Heckrotorantrieb.

Ob direkt oder Getriebe hängt auch etwas von der Größe des Modells ab. Wenn es nett klein bleibt, geht es zur Not auch ohne Getriebe mit einer GWS 3x2 Latte.

Schau mal hier rein,2 Baupläne.klick und drück mich

9

Dienstag, 2. Juni 2009, 14:43

So ich hab jetzt ein kleines Getriebemotörchen gebaut, leider kein Bild, läuft aber mit nem gestutzten PicooZ prop und 1:5 Getriebe ganz ordentlich und macht Schub. Wieviel? keine Ahnung :D fühlt sich aber ausreichend an :nuts:

Ich bin mir nur nicht sicher welcher Kondi jetzt passen sollte. Ich hab rausgefunden dass ein 5,5V Goldcap mit 1F 7,7g wiegt.
Der Getriebemotor wiegt etwa das gleiche (5,7g Motor + ca. 2g Getriebe und Prop) wie schwer kann der Kondensator maximal sein, damit der Flieger möglichst lang fliegt?

Der Flieger soll ein Schaumi werden und als Elektrosegler konzipiert.
Und noch was: die Kondis gibts ja nur bis 5,5V, weil sich sonst der Elektrolyt zersetzt, bedeuten die 5,5V jetzt die ,,Zersetzungsspannung" oder die maximale Ladespannung? muss ich beim Ladegerät, welches ja mit Batterien betrieben werden soll mit 1,5V pro Zelle oder mit 1,65V pro Zelle (Leerlaufspannung) oder gar 1,3V (unter Last) rechnen?


Edit: wenn ich zwei Kondis in Reihe schalte halbiert sich die Kapa und die Spannungsfestigkeit verdoppelt sich. Wenn ich aber die in Reihe geschalteten Kondis einzeln auflade, kann ich dann auch die volle Kapa nutzen? Ich würde sagen ja, bin mir aber nicht sicher...
habs mit Elektronik nicht so ==[]

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Frei Schnauze!« (2. Juni 2009, 15:28)


Elektroniktommi

RCLine User

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Beruf: Konstrukteur

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10

Dienstag, 2. Juni 2009, 17:36

Rechne mit der Leerlaufspannung, da der Strom bei zunehmendem Ladezustand sinkt.

Kondensatoren einzelnd aufgeladen und dann in Reihe geschaltet erreichen auch nur eine Spannungserhöhung, die Kapazität wird aber immer mit 1/C+1/C=1/Cges berechnet.
Die Aufschrift "NICHT BRENNBAR" ist keine Herausforderung!
[IMG]http://www.rclineforum.de/forum/attachment.php?attachmentid=122429&sid=[/IMG]

[SIZE=4]Ströme messen nicht vergessen![/SIZE]

Chilikakaoexperte

Pic Killer

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Beruf: Werkstoffprüfer

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11

Mittwoch, 3. Juni 2009, 00:21

Zitat

So ich hab jetzt ein kleines Getriebemotörchen gebaut, leider kein Bild, läuft aber mit nem gestutzten PicooZ prop und 1:5 Getriebe


Meinst du den Hauptrotor oder den Heckprop?

Bei einem 1:5 Getriebe kannst du nen 6x4 bis 6x 5 Prop nutzen. ;)

12

Mittwoch, 3. Juni 2009, 01:57

ich meine den Hauptrotor. na dann habe ich wohl ein wenig viel gestutzt, bin mir aber bei der untersetzung nicht so ganz sicher, ist nur ungefähr geschätz, müsste ich mal messen.

Pic Killer

RCLine User

Wohnort: Dorsten

Beruf: Werkstoffprüfer

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13

Mittwoch, 3. Juni 2009, 02:16

Mußte ja nur mit nem Edding jeweils einen Punkt an beiden Ritzeln machen.

Denke nicht, das der Picco Rotor sonderlich geeignet ist dazu. :shy:

14

Mittwoch, 3. Juni 2009, 02:38

Ja, denke auch, aber der war grad da und was soll ich sonst nehmen, einen aus Balsa niegen? machen die Gummimotorflieger ja auch. Wie groß sollt ich den Prop bauen und welche Steigung? gehn wir beim Motor einfach von dem obigen von Conrad aus.

haschenk

RCLine User

Beruf: Dipl. Ing.

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15

Mittwoch, 3. Juni 2009, 07:38

Hallo Dietrich,

ich vermute, daß du etwas falsche Vorstellungen davon hast, was mit einem Kondensator-Energiespeicher erreichbar ist. Das liegt daran, daß bei Stromentnahme die Spannung (im Gegensatz zu zu Batterien oder Akkus) die Spannung und damit die Antriebsleistung kontinuierlich abfällt. Anfangs stark, dann schwächer (nach einer "e-Funktion"). Und natürlich an der "Energiedichte" des Kondensatorspeichers an sich.

Angenommen, du hast einen auf 5 V aufgeladenenen Kondensator von 1 F.
Dann ist darin an Energie gespeichert:
E = 1/2 *C*U² = 1/2*1*5² = 12,5 Ws.

Die könntest du aber nur mit einer idealen und trickreichen Elektronik entnehmen, welche den Kondensator bei gleichbleibender Ausgangsspannung bis auf 0 V herab "aussaugt". Dann hättest du z.B. 12,5 s lang 1 W oder 1 s lang 12,5 W zur Verfügung. In der Realität bis du schon gut bedient, wenn du 50-60% der gespeicherten Energie nutzen kannst.

Nehmen wir an, daß du dem Kondensator 75% der gespeicheren Energie entnehmen kannst. Das wäre (s. Formel oben) eine Entladung bis auf 2,5 V. Bei dieser Spannung wird dein Antrieb kaum noch genügend Schub entwickeln.

Ein paar ganz einfache Abschätzungen zum Flieger und Antrieb (du kannst da auch deine eigenen Werte einsetzen):

Annahme Fluggewicht 30 gr = 0,3 N. Gleitzahl 7 (schon ziemlich optimistisch), Fluggeschwindigkeit 5 m/s.
Dann brauchst du zur Überwindung des Luftwiderstands einen Schub (im Flug) von 0,3/7 = 0,043 N und eine Leistung von 0,043*5 = 0,21 W (= "Schwebeleistung")

Da der Flieger auch noch steigen soll, wird noch "Hubleistung" benötigt. Diese ist Gewicht*Steiggeschwindigkeit; für die Letztere nehmen wir mal einen mittleren Wert von 1 m/s an (10 m in 10 s.....). Dann wird die Hubleistung 0,3 N * 1m/s = 0,3 W. Zusammen mit der Schwebeleistung sind das dann 0,51 W.

Das ist aber erst die sog. "Vortriebsleistung", die der Propeller am Modell erbringen muß. Für die Leistung, die deine Stromquelle bringen muß, muß man jetzt die Wirkungsgrade von Motor, Getriebe und Prop berücksichtigen. Dafür kann man (ziemlich optimistisch) annehmen: Motor 50%, Getriebe 90%, Prop 70%. Der gesamte Antriebswirkungsgrad wir dann 0,5*0,9*0,7 = 0,31.

Damit sind dann 0,51/0,31 = 1,62 W elektrische Leistung nötig. Nehmen wir jetzt an, daß du die o.e. 12,5 Ws zu 2/3 = 66% nutzen kannst = 8,25 Ws, dann ergibt sich eine Motorlaufzeit von 8,25 Ws /1,62 W = 5,1 s.
Das ist schon ein bißchen wenig... die erreichte Höhe nur stark 5 m.

Das ist alles stark vereinfacht (du wirst anfangs stärkeres und zum Schluß schwächeres Steigen und längere Motorlaufzeit haben), aber die Annahmen und "berechneten" Werte liegen durchaus im Rahmen der Realität.

Was kannst du tun ?
Gewicht verkleinern
Aerodynamisch besseres Modell bauen
Höhere Kondensatorkapazität verwenden
Wirkungsgrade verbessern, vor allem beim Motor; wird aber schwierig.

Oder einen anderen Energiespeicher verwenden.... (z.B. Gummimotor).


Gruß,
Helmut

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »haschenk« (3. Juni 2009, 07:40)


16

Mittwoch, 3. Juni 2009, 14:09

Spitzen Erklärung :ok:
Na dann muss ich mal schaun, ich könnte ja auch zwei Kondensatoren parallel schalten oder auch drei, ein Kondensator wiegt 7,7g, wie schwer wird so ein Flieger (Rohbau) wenn man nicht auf jedes einzelne Milligramm achtet und er auch robust sein soll? Ist nämlich mein erster.
Wie könnte man so eine ,,Leersaugschaltung" bauen und ist sie kompliziert?

Solche Modelle gibts ja käuflich, fliegen die auch nur 5m hoch?

Ich dachte beim Gummimotor hab ich noch weniger leistung und die ist auch erst zu Anfang nützlich, die Idee ist aber auch ganz gut.

Grüße Didi

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Frei Schnauze!« (3. Juni 2009, 14:11)


haschenk

RCLine User

Beruf: Dipl. Ing.

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17

Mittwoch, 3. Juni 2009, 20:50

Hallo Dietrich,

Ob mit 2 oder 3 Supercaps- das kannst/musst du dir selbst ausrechnen. Wie´s geht, hab ich dir ja gezeigt. Die Caps wiegen dann natürlich auch das 2- oder 3-fache..
Den Flieger muß man in absoluter Leichtbauweise bauen, z.B. aus ein paar 1-1,5 mm-Kohlestäben oder Balsaleisten, Rippenflügel, Folien- oder Papierbespannung, Stabrumpf usw. Damit wären für den Flieger ohne Antrieb etwa 5-10 gr möglich.

Als Anfänger wirst du dich da aber wie immer bei einem Einstieg schwer tun. "Spezialisten" können noch viel leichter bauen, 5 gr Fluggewicht bei einem per IR ferngesteuerten Indoor-Modell sind möglich; das Extremste, was ich vor einiger Zeit gesehen habe, waren 0,9 gr Fluggewicht incl. Fernsteuerung, Spannweite ca. 15 cm. Klingt unglaublich, stimmt aber. Das nur so am Rande, hilft dir ja nicht weiter.

Die "Leersaugschaltung" heißt richtig "Spannungswandler" bzw. "DC/DC-Wandler". Die werden z.B. verwendet, um weiße LEDs oder elektronische Geräte aus einer einzigen Trockenbatteriezelle (1,5 V Nennspannung) zu betreiben. Der Wirkungsgrad ist recht hoch, ca. 80-90%, und das geht herab bis etwa 0,9 V, Gewicht ca.1-2 gr. Der Hauptvorteil liegt in der höheren, prakt. konstanten Ausgangsspannung; eine "Energievermehrung" ist damit auch nicht möglich.

Aber: Die wenigen Teile sind winzig klein (SMD), man braucht ein kleines, dünnes Platinchen (ca.15x15 mm), Feinstlötkolben, Lupe usw. Da hätte ich doch große Bedenken, daß du das bauen kannst. Wenn´s dich interessiert, kannst du dich z.B. schlau machen auf der Webseite vom "Elektor" (Schaltung, Bauanleitung, -Inhaltsübersicht früherer Hefte ). Vielleicht gibt´s auch Bausätze oder Fertigteile, z.B. bei Conrad oder ELV.

Ich würde sowas aber nicht machen, weil dadurch das Grundproblem der zu geringen "Energiedichte" (speicherbare Energie pro Gewicht) der Kondensatoren nicht gelöst wird.

Die käuflichen Flieger mit "Kondensator-"Batterie" haben auch keine besseren Leistungen. Gelegentlich hab ich so Teile auf Messen/Veranstaltungen (immer indoor, auch Eigenbauten von Modellfliegern) schon gesehen. Die steigen dann etwa auf 1/2 bis 3/4 Hallenhöhe, Motorlaufzeit geschätzt ca. 5-10 Sekunden, Gesamtflugzeit 15-20 Sekunden. Ist schon etwas wenig, nur so zum Spaß halt...

Die beste Lösung für dich wäre imho die Verwendung eines kleinen Lipos (für einen 4-jährigen nur unter Aufsicht !). Damit hast du unvergleichlich mehr Energie zur Verfügung und kannst dir "unoptimale" Auslegung leisten (möglichst natürlich nicht).
Beispiel: Ein kleiner 130 mAh-Lipo wiegt ca. 3,5 gr, kann bei ca. 3,6 V mittlerer Entladespannung 6,5 min = 390 s lang 1 A abgeben; das sind 390 s lang 3,6 W = 1400 Ws. Bei halbem Gewicht mehr als die hundertfache Energie als beim Kondensator, ohne Spannungswandler...

Dazu brauchst du einen Zeitschalter (elektronisch, kann man selbst bauen), sonst ist der Flieger beim ersten Flug weg. Aus einer Akkuladung sind 8-10 Flüge möglich, je nach Laufdauer des Antriebs; mehr als 30-40 Sekunden Laufdauer werden nicht nötig sein.

Für den Antrieb würde ich dir zu etwas Ähnlichem wie z.B. dem der "Miniums" raten, Glockenankermotor (evtl . vom X-Twin oder tableracern), Getriebe, Prop von Gummimotor-Modellen. Das musst du selbst ausprobieren; ein kompletter, noch funktionierender Antrieb von einem ansonsten geschrotteten "Minium"-Modell wäre ideal...


Gruß,
Helmut

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »haschenk« (3. Juni 2009, 20:52)


18

Mittwoch, 3. Juni 2009, 22:43

ein Lipo ist aber leider empfindlich auf Tiefentladen und dafür müsste ich auch eine Ladeschaltung bauen, die den Akku nicht überläd. Mal schaun, ich werd wohl einen Gummimotor bauen oder komplett Antriebslos und mit Wurf/Schleuderstart.


Das mit dem Ultraleichtbau kann ich vergessen, hab sowas noch nie gemacht und je leichter desto unstabiler, also nix für einen 4 jährigen.

Pic Killer

RCLine User

Wohnort: Dorsten

Beruf: Werkstoffprüfer

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19

Mittwoch, 3. Juni 2009, 23:50

Eine Alternative wären 50mAh Sanyo NiCD Zellen. So 3 Stück davon und laden kannst du die mit 4 Babyzellen. Eine Zelle wiegt 3,6gr.
Je kürzer die Ladezeit,desto kürzer die Flugzeit. Ladezeiten ab ca. 30 Sek. aufwärts.Sowas wäre die simpelste Lösung und funktioniert ohne jegliche Elektronik. :)

Ein leichtes und robustes Modell zu bauen ist gar nicht so kompliziert.

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Pic Killer« (3. Juni 2009, 23:56)


20

Donnerstag, 4. Juni 2009, 02:30

Daran hab ich auch gedacht, aber kann man sowas überhaupt noch kaufen? Sind die nicht verboten mit Ausnahme Werkzeuge?