四轴大改造之二：折腾动力系统

zign · 发表于 2015-2-24 20:13

前言
2015年1月，原型机Estelle完成了第一次（也是最后一次）航拍。由于这台原型机是以能飞起来为主要目标的，并没有过多的考虑重量效率续航抗风等问题。所以这台机器严重超重，飞行时间也只有5分钟而已。

在完成了试飞之后，我花了3周左右的时间对其进行改造。制成了现在的一号机，命名为Joshua。我会分几个帖子整理具体都进行了哪些改进，给大家提供个参考。

先说下原型机配置：
2216 800kv电机
20A电调
1045塑料桨
3s3000电池
普通的450机架+带挂架的起落架
APM2.6 + 6H GPS
TS832图传 + minimOSD
3DR数传
普通2轴云台 + SJ4000山狗其中山狗AV输出做FPV摄像头
另外挂有一块3s600的电池给图传供电

飞行全重1.65kg，70%+油门悬停。

飞行时间少还好说，主要是不抗风实在很头疼。所以决定先从动力和减重下手。

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1. 强化动力
首先觉得2216还有潜力可挖，可以考虑1147的桨，但70%的油门实在让人不爽。所以打算换成4s电池。不过为了保险起见，打算自己测完力效再说。经过测试，4S电池的表现非常的好，可以实现50%油门悬停。（最后实测是48%左右）
油门电流拉力
50% 4.4A 450g
100% 20.9A 1440g

在100%油门下，拉力达到了令人惊悚的1440g，功率达到310w。当然代价就是整个系统超负荷：21A的电流超出了电调稳定供电的范围，也超出了电池的稳定放电C数，当然电机也会发热。虽然电流还控制在瞬时电流的范围，不过我主要是用来航拍，不会真的用100%油门。

这里额外说一句，我还顺便测了2212电机1045桨3s的力效。具体数字记不得了，大概50%油门不到400g，100%油门800多g。但是100%油门下电机定子会立刻大量发热，发热程度比我2216电机1147桨4s满油门还大不少！

介于使用2212电机+1045桨+450机架的人很多，所以我在这里提醒一下大家，虽然平时飞起来完全没问题（平时你的电机只有40w左右），但你的电机在满油门的状态下会发生超负荷（180w+），这个事情你最好心里有数，尤其是喜欢快速爬升的朋友。如果有一天你在快速爬升中莫名其妙的失控炸鸡了，你应该就知道我今天说的是啥了。

我只测了我手头一组2212，可能不完全说明问题，但推荐你这个配置的人或者商家可能根本没有实际测过。我猜这可能是为什么成品机或者动力套装都是给2212搭配9寸桨的原因。

最后不是说动力套你不能自己换10寸桨，而是享受了更长续航的同时，不要手贱经常用满油门。

2 减重
A. 首先就是更换碳纤维机架，我看好了某鸟的400轴距机架+轻量化起落架。总共才310g，一下就减了200来g。虽然起落架本身真是低成本啊，不过介于还算好用就不多吐槽了。
至于1147桨我是跟商家反复确认之后才买的，实际使用之后觉得400轴距搭配1147桨没什么问题。

B. 省略飞控下减震板。减震球直接固定在机架上，一个下减震板居然重13g！

C. 接收机取代数传。这个可以参考“四轴大改造之一”
http://bbs.5imx.com/bbs/forum.ph ... =1039375&extra=

D. 接收机PPM输出，一下省掉7根线。这个可以参考“四轴大改造之一”
http://bbs.5imx.com/bbs/forum.ph ... =1039375&extra=

E. 电调上的bec供电连根去掉。坑爹的线性供电完全没有存在的必要。

F. 所有配线最短化。杜邦线我可以自己做，虽然减不了太多，但线还是越少越好嘛。

其他的一些尝试
X. miniapm代替APM，考虑了一下成本，放弃了
Y. 7g的200mw图传代替ts832：实际试了一下，发热很严重，然后频率就不准了，没办法换回来了，是我买的质量问题？
Z. M5螺丝替代子弹头桨帽。实际称了一下重量，没啥差别放弃了

其他一些调整
. 给电调增加了磁环。重量跟精简下来的线相当。呃。。。。。。
. 保留了图传电池，并且用图传电池给OSD供电

之前是用动力电池给OSD供电，结果发现干扰竟然通过山狗的视频输出线（你没看错，是视频输出）进入山狗，干扰山狗录出的图像！！（仔细看我的作业贴就能看到横条干扰）
http://bbs.5imx.com/bbs/forum.ph ... =1033984&extra=
而做完这个改动之后就不会出现这样的干扰
http://bbs.5imx.com/bbs/forum.ph ... =1045800&extra=
新机器换了4s4000的电池之后全重量1.6kg， 50%油门可以悬停。预计可以飞13分钟。

小哼哼 · 发表于 2015-2-26 17:21

zign 发表于 2015-2-25 16:17
如果3S能用的话，为啥还要换电池呢？加电压又不增加效率。

效率可能会提高一点，但是基本可以无视了。加电压是因为我要挂狗，3s可能会有些动力不足，并且桨小了一寸了

jsntjack · 发表于 2015-2-26 13:36

顶了

imzhoujian · 发表于 2015-2-25 23:31

楼主测试很仔细，必须顶一个

kenken · 发表于 2015-2-25 20:31

单个电机测不准的,就算你把机子固定把油门推至县停点,用电流表测的电流消耗也不准,最准还是将电池充满放在机子上县停2-3分钟,再把电池充满,看能充进多小ma,按计算後得出的耗电量,小时-电流这就是机子县停的总电流,按总电流计算电池的放电容量,便知能飞多久,这个方式很准确还可以在logs 看总耗电量曲线看耗电多小,那你能充进的就是多小,这个得带电流模决及校准才行

wowjl · 发表于 2015-2-25 18:56

现在知道为什么没人给人家评分了

zign · 发表于 2015-2-25 18:51

本帖最后由 zign 于 2015-2-25 18:53 编辑

wowjl 发表于 2015-2-25 18:26
实测这样，多说无益

首先，在理论没有弄清楚之前，很难实行有效的“实测”
其次,如果你实测的内容是4s 3000的电池比3s3000的电池飞的时间长，我也只能表示无话可说。

wowjl · 发表于 2015-2-25 18:26

实测这样，多说无益

zign · 发表于 2015-2-25 18:21

本帖最后由 zign 于 2015-2-25 18:25 编辑

wowjl 发表于 2015-2-25 17:21
我的意思是要看电机在3S时效率高，还是4S？

老款MT2216 显然后者效率高。

纯理论上讲，效率是一模一样的。
首先C数一定的锂电池能量密度应该是一定的，所以这里假设3s 4000的电池和4s3000电池一样重（实际重量后者更大一些）
然后假设电机产生500g拉力需要 50w，电调效率100%
那3s电池可以飞 3.7X3sX4AX60分 / (50wX4)=13.32分钟
4s电池能飞3.7x4sX3AX60分 / (50wX4)=13.32分钟

效率是一样。只不过区别在于4S电池如果是50%油门在飞的话3s就需要66%油门来飞。
电机确实有跟几S电池搭配更好的问题，但没有跟几S电池搭配效率更高的说法。

也就是最大油门确实不足的话可以考虑调整S，不过这在某种程度上来说，应该叫设计失误。
除此之外，用几S电池应该在设计阶段就定好。

wowjl · 发表于 2015-2-25 17:21

zign 发表于 2015-2-25 17:16
是这样的，3s换4s电池，只是相当于你的最大油门从100%变成了133%。你用4S电池油门推一半的时候，其实就相 ...

我的意思是要看电机在3S时效率高，还是4S？

老款MT2216 显然后者效率高。

zign · 发表于 2015-2-25 17:16

wowjl 发表于 2015-2-25 16:40
这要看电机，我的山羊1.5公斤，4S 5000(收的，只能充进去2500ma)， DJ 9443桨，MT2216，15分钟。

是这样的，3s换4s电池，只是相当于你的最大油门从100%变成了133%。你用4S电池油门推一半的时候，其实就相当于3S电池66%的油门。这样4S一半油门确实比3S一半油门有劲，但力效跟3S 66%油门没区别。

所以只有当最大油门不足的情况下才需要考虑加S。如果为了加S反倒需要减桨的尺寸，就有点本末倒置了。

wowjl · 发表于 2015-2-25 16:40

zign 发表于 2015-2-25 16:17
如果3S能用的话，为啥还要换电池呢？加电压又不增加效率。

这要看电机，我的山羊1.5公斤，4S 5000(收的，只能充进去2500ma)， DJ 9443桨，MT2216，15分钟。

zign · 发表于 2015-2-25 16:17

小哼哼发表于 2015-2-25 15:56
楼主也是打算用猛禽400mm的机架吗？
说说我的飞机：
现在：

如果3S能用的话，为啥还要换电池呢？加电压又不增加效率。

小哼哼 · 发表于 2015-2-25 15:56

楼主也是打算用猛禽400mm的机架吗？
说说我的飞机：
现在：
s500机架 2216kv900 蜘蛛30a 1147桨 3s 5200mah电池空载全重1400g 续航可以达到20分钟
以后：
我打算换成猛禽的碳纤维机架然后用4s 5200mah电池由于我的电机是kv900，电压升高后桨也要用小一点，换成1045，楼主建议一下这样改怎么样？