這個小型泡沫玩具飛機采用創(chuàng)新的功能方式,搭載了一個微型超級電容,僅需10秒即可完成充電。為了實現(xiàn)手搖充電,自制了一個手搖發(fā)電機,也算是為飛行注入別樣樂趣。
·先3D打印了一個帶交替磁極的磁體轉(zhuǎn)子,安裝在帶軸承的軸上,用細銅線繞模具制作線圈,置于兩磁體轉(zhuǎn)子之間,利用磁體旋轉(zhuǎn)使線圈內(nèi)磁場變化產(chǎn)生交流電。
·為提升電壓,制作發(fā)電機外殼并加裝齒輪,通過齒輪比提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,將電壓提升至7伏以上。
·接著增繞7個線圈,采用2個串聯(lián)、4個并聯(lián)的方式焊接,配合二極管全橋整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,最終實現(xiàn)約17伏的輸出。
·如果給小型電容飛機充電,需要拆解其電池充電組件,用連接器做發(fā)電機適配器,只需要轉(zhuǎn)9圈搖柄就能給它充滿電。
發(fā)電機制作完后,又感覺對這個小飛機功率過剩,所以不如制作個更大的飛機玩玩。3V100F超級電容與同尺寸鋰電池的儲能方式不同,電容儲0.125Wh,鋰電池儲10Wh,這差不多是電容的80倍。電容輕,但能量密度低,放電快,充電簡單,也不用精準控壓控流,只要不超額定電壓就行。
·為了提壓,將6個3V超級電容粘合并串聯(lián),額定電壓達18V,儲電能75Ws,需要平衡線防止過壓。
·再用3D打印端蓋和熱縮管保護,焊上電源連接器。現(xiàn)在這個電容組的重量是166克,儲能與這枚紐扣電池相當,但紐扣電池很難達到這種輸出功率。
·制作大飛機時,先在電腦上建好電容組的模型,設(shè)計并3D打印機身,再做整流罩優(yōu)化氣動并隱藏電線。
·安裝無線電控制設(shè)備調(diào)速器,放入電容組測試,充電至8伏,這個數(shù)值低于額定電壓的一半。
·連接控制器后,推油門桿電機開始運轉(zhuǎn),伺服電機正常工作。經(jīng)過測試,電壓降至6.5V時設(shè)備停轉(zhuǎn),5V時無線電失信號,所以5V為最低電壓極限。
·機翼和尾翼沿用舊的氣動飛機部件,主要為了省錢,把這個卡入機身并接電纜,裝上折疊螺旋槳防止著陸時損壞。
測試時,手搖充電2分鐘,飛機可持續(xù)動力飛行近2分鐘。如果加快搖速改善飛行條件,有可能實現(xiàn)1:
·1、充電與飛行時間比。整個飛行測試中折疊螺旋槳真的非常實用,著陸也很順利。
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