Last updated by at .

Monthly Archives: May 2012

Engineering design of measuring instrument for testing propeller thrust

This mechanical design serves to measure the thrust generated by the propeller.  In the world of aeromodelling, to design a model aircraft  require  the performance datas of thrusts that generated by the propeller. This will find the suitability of the propeller for the type of aircraft.

Overall, the mechanical system can be divided into several parts:

  1. Pole
    Serves to hold the thrust by the propeller. At the bottom there is a weight load that does not shake.
  2. Slider
    Is a moving part which rests two linear bearings. This section is used to hold the motor / engine and propeller.
  3. Motor/Engine and propeller mount
    Serves to hold the motor/engine and propeller. This section will vary according to the motor/engine.
  4. Load cell
    Sensors that work mechanically, driven by a slider that moves as result of thrust backward.

This mechanical system can be used to test the thrust by using electric motors or engines. Thus it will become easier to get the appropriate size of the propeller.

The data can be obtained by using a mechanical system are:

  1. Relationship between the RPM with the generation of thrust. 
  2. The relationship between RPM and current/power which is absorbed.
  3. The relationship between the current/power which is absorbed and thrust.

Point (1) The first can be used to obtain the performance of the propeller (the motor has more power), the second is used to obtain the size of the propeller in accordance with the motor / engine specific.

Point (2) can be used to calculate or test a long fly to the configuration of the motor, propeller and certain batery capacity (mAH).

Point (3) can be used to calculate the efficiency of the power absorbed by the thrust generated. 

How it works

 

The main principle of this mechanical is the Motor/Engine and propeller can move through the slider. In order to be a little friction, slider is associated in two linear bearings. The use of two linear bearings also serve for the motor does not rotate. If the wind direction toward the front, then there will be thrust to the rear. One end of the slider there is a “load cell pusher” that serves to suppress the load cell at the time when thrust generated. By adding a signal conditioner, the output voltage of load cell can be converted to digital by using the ADC.

Motor/Engine Mount

In order to hold the motor/engine include propeller need mount that can joint to slider. This mount has a variety of forms according to the motor / engine that is used.

Load Cell

To measure the thrust with a direction to the rear, I use the sensor “load cell”. 

Load cell specification is: 

  1. CAPACITY:  15kg(30lb)
  2. RATED OUTPUT:  2.0 ±0.1mv/v
  3. ZERO BALANCE : ± 0.5 % F.S.
  4. OUTPUT EFFECT ON ZERO: 0.03 %F.S. ( within 5 minutes)
  5. CREEP: 0.030~0.05 %F.S. ( within 5 minutes)
  6. NONLINEARITY ,HYSTERESIS AND REPEATABILITY: <± 0.03 % F.S.
  7. INPUT IMPEDANCE: 395±5 Ohm
  8. OUTPUT IMPEDANCE: 350±5 Ohm
  9. TEMPERATURE EFFECT ON OUTPUT %OF APPLIED LOAD: ± 0.03, %F.S./10c°
  10. TEMPERATURE EFFECT ON ZERO %OF RATED OUTPUT: ± 0.8,%F.S./10c°
  11. EXCITATION VOLTAGE: 10 Volt
  12. INSULATION RESISTANCE: 300M W
  13. PRECISION GRADE: 0.03% F.S.
  14. MATERIAL: Aluminum Alloy 2024-T351
  15. SAFT OVERLOAD:  150% F.S.
  16. STORAGE TEMPERATURE: -25 to +70 deg. C
  17. OPERATING TEMPERATURE: -10 ~ 40 deg C
  18. MAXIMUM PLATFORM SIZE: 150×200 mm
  19. CONNECTION:
    (Red: +Excitation; Black:-Excitation
    Green: +Signal; White: -Signal)
    4 leads, flexible stranded wire – length 200 mm , PVC insulated AWG 28, UL listed 
Posted in aeromodelling research, RC Model | Tagged , , | Leave a comment

Membuat pesawat model cesna 130-46 dari papan styrofoam 6mm

Bila anda ingin memulai hobi membuat pesawat model fix wing versi remote control, kali ini saya mengajak anda bagaimana membuat pesawat cesna 130-46 berbahan papan styrofoam dengan ketebalan 6mm.

Membuat pesawat ini lebih mudah jika anda menggunakan kayu balsa, karena bentuk fuselage adalah pipih dengan ketebalan 6mm sesuai dengan bahan yang digunakan. Bahan ini biasanya digunakan untuk hiasan dan dilapisi dengan bermacam warna ada yang merah, kuning, hijau atau putih. Mungkin anda juga menemukan warna-warna lainnya.

Peralatan yang harus anda siapkan terlebih dahulu adalah:

  1. Cutter kertas yang tajam atau pisau hobi biasanya terdiri dari berbagai macam bentuk.
  2. Template yang diprint dan dipotong seseuai dengan komponen pesawat seperti: elevator, ruder, fuselage dan sayap. Klik disini untuk mendapatkan template tersebut. File tersebut saya beli di salah satu situs yang tertera dalam gambar tersebut.
  3. Lem panas (hot glue). Ini lem andalan para pembuat pesawat model, karena cepat mengering dan mudah digunakan secara cepat.
  4. Isolasi
  5. Bambu
  6. Kawat baja 1.5 mm.

Langkah yang dilakukan 

 Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk membuat pesawat model ini adalah:

  1. Print template tersebut ke kertas sesuai dengan ukuran kertas yang digunakan A4/Legal. Gunakan skala 100% agar sesuai dengan ukuran sebenarnya.
  2. Sambung kertas menjadi satu lembar dengan menggunakan isolasi. Kemudaian potong bagian-bagian pesawat seperti fuselage, ruder, elevator, wing.
  3. Letakkan potongan template diatas lembar  styrofoam, potong mengikuti pola template.
  4. Satukan bagian-bagian dengan menggunakan hot glue.

Fuselage

 

Fuselage adalah badan pesawat, disini berupa papan, tidak utuh seperti pesawat model skala karena dibuat dari papan styrofoam agar mudah dibuat. Belajar membuat pesawat rc pertamakali yang dipentingkan adalah prinsip terbangnya dulu yang dikuasai, mengenai bentuk yang menyerupai sebenarnya diabaikan agar pesawat mudah dibuat. Agar fuselage lebih kuat saya menambahkan potongan bambau yang diserut dan dilem dibagian pinggir fuselage dengan menggunakan hot glue. Hasilnya fuselage menjadi lebih kaku. Saya juga menambahkan potongan bambu pada fuselage dibagian tengahnya.

 

Memasang bagian-bagian dari fuselage yaitu ruder dan elevator memerlukan kesabaran yang tinggi karena ada bagian yang bergerak yang ditarik dengan servo. Untuk menyatukannya dapat digunakan isolasi panas yang dipotong segi-empat memanjang kemudian disatukan dengan hot-glue dengan terlebih dahulu melukai styrofoam dibagian tengahnya.

Wing

 Bagian sayap atau disebut dengan wing, merupakan bagian yang paling utama pda pesawat model fix-wing, karena merupakan bagian yang mengangkat pesawat menuju langit biru. Bagian ini haruslah kokoh agar tidak mudah lepas ketika terbang. Namun kadang-kadang mengganggu untuk diangkut ke lapangan terbang karena memiliki rentang yang paling panjang. Saya memutuskan agar sayap dapat dilepas menjadi dua bagian dengan memberikan pen terbuat dari bambu kemudian dilem dengan hot-glue.

Untuk merakit sayap juga diperlukan ketelatenan dan kesabaran yang tinggi agar sayap dapat terpasang dengan kokoh. Gunakan hot-glue atau sering disebut dengan lem tembak untuk menyatukan pen ke sayap. Saya menambahkan geometri airfoil agar proses penyatuan sayap dengan pen bambu menjadi lebih kuat karena menjadi lebih tebal.

Sayap tidak menggunakn airfoil layaknya pesawat model skala, agar pembuatannya lebih mudah sayap tetap dipertahankan datar pada bagian atas dan bawah, sehingga hanya mengandalkan aliran udara secara laminer.

Berat badan pesawat

Berat badan pesawat haruslah diperhitungkan dan seimbang dengan daya dorong dan luas sayap untuk membangkitkan daya angkat. Dalam dunia penerbangan atau aeromodelling disebut dengan AUW (Airframe Unit Weight). Pesawat ini memiliki AUW total keseluruhan  sekitar 380gr, sehingga daya dorong minimal sama dengan AUW dikurangi dengan daya angkat sayap.

Dalam gambar saya belum memasang stick penyangga sayap kiri dan kanan agar memiliki dihedral (sudut sayap) yang tetap.

Power Loading

Untuk membangkitkan daya dorong pesawat digunakan motor jenis   BC-2212/6, 2200kV disupply dengan batery LIPO 1000mAH, 20C, 2S. Setelah diukur memiliki daya dorong sekitar 620gr full throtle. Dengan demikian power loadingnya adalah 620/380=1.63.

Propeller yang digunakan adalah 9×4.7, termasuk slow flyer, karena cesna ini memang direncanakan pada kecepatan pelan untuk belajar sebagai pilot aeromodelling.

Landing Gear

 Agar pesawat model ini dapat mendarat layaknya pesawat terbang, diperlukan roda pendarat atau disebut landing gear pada bagian belakang dan depan. Bahan yang dignakan adalah kawat baja 1.5mm bisa dibeli di toko besi. Sedangkan roda menggunakan roda dari gabungan plastik dan spon keras, bisa dibeli di toko aeromodelling. Bagian depan menggunakan dua roda sedangkan bagian belakang menggunakan satu roda. Roda depat dikaitkan ke kayu penguat motor brushless dan dilem dengan hot-glue. Roda bagian belakang disambungkan ke rudder agar dapat melakukan taxi-way layaknya pesawat sungguhan.

Testing taxi way

Roda belakang dihubungkan dengan rudder agar bisa melakukan taxi-way yaitu melakukan belok saat ada di darat. 

YouTube Preview Image 

 

 

Posted in hobby, pesawat model, RC Model | Tagged , | 85 Comments

Multicopter Navigation Lights

Navigation lights for my multicopter. The multicopter is upside down in the photo but it's red on the left, green light on the right and white light in the back.
I have now made some navigation lights for my large Y6 multicopter. There is a standa… Continue reading

Posted in Hexacopter, Multicopter, Y6 | Comments Off

Frsky DIY with PPM and telemetry

Frsky D8RSP with PPM and telemetry. I also ordered a DIY tx module that I will install in my Turnigy 9X transmitter.
I have previously written about my try to get the PPM sum from Hobby King HK-TR6A-V2 receiver but it turned out that Hobby King had mad… Continue reading

Posted in PPM, RC, Transmitter | Comments Off