Nytt bygge på gång i tankarna

Den gången skall jag inte upprepa misstagen jag gjorde vid byggandet att HMS Visby mini. Nu skall jag bygga klart hela modellen och väga den innan jag börjar göra de pontoner som bär upp hela konstruktionen. Däckets layout följer originalets men ”vingarna” har blivit något större då det gällde att få på så många solceller som möjligt. Av samma skäl har även cockpit fått bli mindre. På originalet är vingarna in/ut skjutbara i horisontalplanet men en sådan lösning skulle bli svårhanterlig på en modell så jag har valt att sätta dem på gångjärn så att det går att fälla dem uppåt. Detta för att möjliggöra att de kan gå att vinkla dem bättre mot solen. Om detta ger någon större effektökning återstår att se.

Modellen kommer att bli utrustad med en Arduino 2560 Mega, radiosköld och radio för att kunna ta emot och sända information till/från den mobila kommandobryggan. Till Arduino´n är kopplat en Servo Controller som hanterar roderservon och fartreglage. GPS systemet är Adafruits Ultimate och som spottar ut massor av data en gång i sekunden. Vid maximal kontakt med satelliterna sägs upplösningen bli ca 1,5 m. På nätet återfinns ett lämpligt dataprogram (TinyGPS) som efter uppladdning till Arduinon avkodar all önskad information för att kunna få modellen att styra till på förhand angivna way-points. Satellitinformation, latitud och longitud, fart över grund och kurs mot mål sänds till den mobila kommandobryggan. Utöver detta sänds även spänningen och förbrukad ström från solpanelerna, batteriet och motorerna. Spänningen mäts genom en avledning i en motståndsbrygga, strömstyrkan genom en elektronisk krets från Pololu. Arduinon styr genom ett antal reläer batteriladdningen och fram/back på motorerna. En GPS ger vid stillastående mycket varierande kursanvisningar varför modellen även utrustats med en elektronisk kompass. Utvecklingsmöjligheterna är många som tex att vinkla upp lämpliga paneler beroende på modellens förhållande till solen.

Nu har tankarna på en ny modell blivit till praktisk handling. Det skall bli en 1:30 modell av av världen största solcellsdrivna båt ( en.wikipedia.org/wiki/Tûranor_PlanetSolar ). Efter kontakt med organisationen bakom skeppet visade det sig att ritningar utöver de som finns på nätet endast kunde fås mot att man utlovade en modell åt organisationen. Jag hade redan sett att det fanns minst en bordsmodell på båten och ytterligare en kändes inte riktigt vad jag ville göra. Jag ville utveckla en modell, som om möjligt kunde drivas av solen och innehålla kompass och GPS och därmed vara självgående mellan av mig definierade way-points. Utöver detta ville jag kunna se hur mycket ström som solen genererade och hur mycket ström elektroniken och motorerna drog. Som back-up finns ett batteri som förser elektroniken med ström och som kan driva modellen då solen inte lyser. Solcellerna laddar även batteriet med prioritet. Modellens storlek kommer att få en skrovlängd av 103 cm med en skrovbredd på 48,5 cm. Med utfällda vingar blir bredden 72,5 cm och längden 119 cm.

Modellen blir i stort skala-riktig men jag kanske är tvungen att göra vissa eftergifter då storleken och vikten på solcellerna påverkar. Totalt blir det 156 st solceller à 0,5 V 400 mA. Måtten på varje cell är 46x76 mm så den totala ytan blir ca 4,5 kvdm. De kommer att bli kopplade ihop till ett 12V system med en teoretisk effekt av 31,2 W (0,6 A/kvdm). Dessa solceller är av monokristallin typ och är den vanligaste typen på marknaden. Horisontellt liggande solceller ger mindre effekt och om denna effekt sen räcker för att driva modellen i alla fall i låg fart återstår att se. På förslag av Hasse A har jag inköpt ett par 300z out-runner motorer från Graupner och ett par fartreglage till motorerna. De verkar så här långt vara mycket energieffektiva.

Nu återstår att montera ihop alla solcellerna på däcket och koppla ihop dem med elektroniken för att se hur nära praktiken når teorin. Kanske blir det bara en solcellsdriven batteriladdare?

Åke!
Du bör absolut använda borstlös motor; lättare och med högre verkningsgrad!
Vad gäller varvtalet så köp en motor med lågt kV dvs lågt antal varv per volt drivspänning. Kör dessutom på lågt varv för minsta ström; effekt P=UxI.
Svårt att hitta lågvarvig borstlös, men jag har bytt från Monoperm till graupner 300z i Hälsingborg, funkar kanon. Mångdubblat vridmoment vid samma varvtal!
I kombination med att sändaren kan ställas in till x% uttag av max spakutslag så tycks det funka energieffektivt.

Det nya bygget är tänkt att bli helt solcelldrivet. Kanske en 6 - 7 kg tungt och uppburet av två pontoner. Solceller ger inte så mycket energi, framförallt inte när det är svagt solsken eller om vinkeln mot solen är fel. Allt detta skall utredas mer i detalj. De största energislukarna kommer att bli motorerna. En propeller och motor i varje ponton. Nu till min fråga till alla - vad är bästa kombination motor - propeller för att uppnå normal skalabåtsfart till minsta energiåtgång? Nerväxlad motor till ca 2000 rpm och härför lämpad propeller eller kanske en ”500-hundra” motor (ca 10-12 000 rpm) + lämpad propeller? Out-runner eller in-runner? Specialmotorer?

Bryggkapten på HMS Visby mini
Åke