Progetto UAV, avete consigli aeronautici?

[DragonFlyer]

Salve a tutti!
Apro questo post perparlarvi di un progetto che vorrei realizzare per il mio esame di maturità che sarà l'anno prossimo (sono ancora in 4) in cui vorrei realizzare un piccolo velivolo (modellino ovviamente) UAV.
Per far ciò devo disporre di:
a)un computer da montare a bordo abbastanza potente da gestire il modello ma leggero e che consumi poco;
b)un sistema operativo da metterci su;
c) una postazione di controllo e/o elaborazione a terra;
d) un ambiente di controllo da terra;
e)un aeromodello che mi permetta di montarci su il pc del punto "a)", cosa non complessa, il suddetto tipo di pc usati in robotica ha un peso di 100/200 gr e mi permette di farci girare tranquillamente una distro linux di Debian che mi va più che bene per le mie applicazioni.
Dove stà il problema?
Essenzialmente nell'aeromodello, in quanto io non sono un tecnico aeronautico, ma informatico e non ho granche idea di che modello usare, perchè so bene che basta qualche grammo a far schiantare tutto a terra, e quindi questo è un bel problema!
La soluzione potrebbe essere quella dell'autocostruzione, ma quì avrei bisogno dell'aiuto di un modellista esperto per evitare di creare un modellino assassino!
Ecco, i miei problemi come vedete sono "solo" a livello pratico, per il resto so come fare.
Ho scritto tutto ciò per avere qualche cosiglio a proposito di testi, libri o quant'altro riguardante l'argomento aeronautico.
Vi ringrazio e spero i esser stato chiaro!

[noone]

Ciao!
complimenti per il progetto... mi piace molto, non a caso stavo costruendo un Drone anch'io ...
Intanto ti indico questo sito di appassionati americani http://diydrones.com/ ...
ti presento il riassunto di quello che era il mio progetto
Io avevo valutato di partire da una scheda di arduino stabilizzato con una piattaforma inerziale 6 assi (3 gyro eletronici + 3 accellerometri) navigati da una Piattaforma GPS a 20 canali e 5hz per sviluppare il codice (partendo da quello del sito) per la navigazione e la stabilizzazione, per poi passare a un Mini-PC o una piattaforma EmbeddedLinux collegato a una scheda input output tipo la sd84 http://www.robot-electronics.co.uk/htm/sd84tech.htm oppure la Phidget per sviluppare il protocollo di comunicazione, sia per il download di dati (immagini, fotografie, dati di volo) sia per l'invio di nuove richieste e modifica del piano di volo). Per le comunicazioni avevo valutato di utilizzare un sistema integrato tra chiavetta internet usb per il passaggio di grosse informazione (video-foto) una gsm per il controllo remoto, XBEE per il down-upload durante la preparazione del volo in campo e il classico telecomando 40mhz per il decollo o atterraggio assistito.
Il tutto doveva essere dotato di un paracadute balistico sia per il salvataggio in caso di problemi, sia per la possibilità di avere un atterraggio autonomo.

Ti ho spiegato quale era il mio progetto per vedere se siamo sulla stessa "tipologia" di mezzo.

Venendo al modello bisogna vedere quali sono le necessità e le richieste:
in primo luogo ti serve un modello stabile (almeno all'inizio) quindi dovresti partire da un trainer per poi passare a qualcosa di più performante (avevo considerato di passare alla riproduzione di un Long-EZ perchè avendo l'elica spingete che permetteva di montare la fotocamera girostabilizzata sul radome.
Quello che poi dovrai valutare è il peso di tutte le elettroniche, per valutare la capacità di carico, dove c'è da considerare che le macchine da modellismo sono tendendenzialmente leggere per le loro reali capacità di carico, per mantenere una bassa velocità di decollo e atterraggio e per non danneggiarsi in caso di comandi troppo violenti. Successivamente dovrai valutare il tipo di motorizzazione: il motore elettrico è più pesante e con scarsa autonomia, ma è facile gestirlo con una scheda input output e non hai il problema di un possibile FlameOut (e ti voglio vedere a insegnare a un aeromodello a fare un atterraggio senza motore )... in'oltre si potrebbe valutare di spostare una parte del peso nelle ali per ridurre il brandeggio delle ultime.
per un carico necessario di 1-1.5kg io avevo valutato un modello intorno ai 2m di apertura alare (pensavo di aumentare al massimo del 30% il peso dichiarato del modello, con un leggero aumento di potenza).
Per l'autocostruzione te la sconsiglio vivamente, richiede ottime capacità progettuali e esecutive, anzi ti consiglio vivamente un così detto ARF (almost ready to fly) in cui devi solo installare la radio e il motore oltre a un basico assemblaggio..
L'ultimo problema potrebbe essere il centraggio che va valutato attentamente.
una considerazione che si può fare nel caso voglia aumentare la possibile autonomia è di installare il serbatoio nella zona del CG invece che a prua come in tutti i modelli.

Questa è una infarinatura, se vuoi fai domande, se sarò in grado ti rispoderò volentieri.
se hai dei dubbi puoi sfruttare anche le aree tecniche di questo forum, purchè tu ponga le domande riferendoti alle macchine reali, (che volano come i modellini ) e quindi ti potrai avvalere delle informazioni di ingegneri e tecnici specializzati.
Just my two cent
Vanni

[DragonFlyer]

Grazie mille della risposta e dell'interessamento!
Diciamo che sei vicino al mio obbiettivo, ma punto un po più in alto io! Un anno e 6 mesi di tempo credo posaano bastarmi!
Poi ti dico da subito che la board Arduino ci hanno obbligato a comprarla a settembre e ancora neanche la abbiamo usata, e la useremo per accendere 4 led in croce!
Anche se io l'ho già stressata e non trovo sia l'ideale per me , diciamo che per quello che l'ho pagata ci compro 12 PIC micro di potenza e efficienza nettamente superiore!
Il problema di tale board o di tali MUC (Microcontrollori) sta comunque nel loro intrinseco limite di calcoli e di "pin di I/O" praticamente dovrei usare 4 o 5 arduini solo per la gestione dei sensori, cosa per me infruttosa!
Ecco che sono andato su ambienti EmbeddedLinux come consigliatomi da un Prof che però non mi ha dato i nomi dellhardware se non prima parteciperò al suo corso di robotica dopo natale!
Comunque ho già trovato un buon ambiente basato su architettura power pc che ospiterà una Debian e che collegherò a terra per mezzo di un canale xBee ad alta potenza!
Il tutto poi sarà gestibile da un pc a terra per mezzo di inserimento di coordinate dirette (tipo un piano di volo) o attraverso un sistema di controllo in stile Simulatore di volo sempre basato su un motore grafico open source di cui non trovo più il nome. ( )
per le immagini/video ancora non ho idea di come fare, ma ho già i giusti contatti per farmi aiutare, tutto sta a ritrovarli tra i miei fogli!
Questa è una bozza, poi si vedrà, diciamo che il primo passo è avere un modellino adatto con su soltanto il moduletto xbee e un datalogger che invia i dati al pc a terra, poi si passa al pilotaggio da terra, infine sarà lui a potersi autopilotare!
Ah, il decollo non lo trovo tanto rischioso, peggio è l'atterraggio che però con un po di test sarebbe fattibile!
Resta solo il problema del dimostrare il tutto alla commissione d'esame, infatti un elicottero sarebbe anche "testabile" indoor, un aereo no! Ma questo è tutto un in plus, non credi?
Per il modello quindi dovrei andare o su un aereo dalla grande apertura alare o su un motoaliante, non credi?
Grazie del supporto!

[FAS]

al di lá del peso...
hai considerato vibrazioni, accelerazioni, temperature, condense, protezioni da moisture per il processore....ect ect ect??

[DragonFlyer]

al di lá del peso...
hai considerato vibrazioni, accelerazioni, temperature, condense, protezioni da moisture per il processore....ect ect ect??

Ciao FAS!
Scusa per la lunga ed estenuante attesa!
Avevo perso di vista questo topic!
Allora ti rispondo!
I problemi "aeronautici" come vibrazioni, accelerazioni, decelerazioni, atterraggi etc. ancora non li ho valutati vista la mia scarsa esperienza, infatti averi bisogno di qualche dritta a tal proposito.
Per le temperature i dispositivi elettronici che monterà resistono bene (almeno cone dichiara la fabbrica) tra -10 e +40, con le dovute approssimazioni diciamo da -5 a +35 e sarebbe pure accettabile, in quanto per le minime ci pensa l'elettronica stessa a scaldare, mentre per le massime basta aprire un par di fori di aerazione e sono a posto!
Per le condense...... bho! Non ci avevo manco pensato (ripeto che sono poco pratico), ma non credo che sia un grosso problema, imbarco un pò di silica jel come zavorra, tanto poi è tutto elettrico, anche il motore!
Per la "protezione da moisture per il processore" non capisco a che ti riferisci (scusa ), immagino a fludi derivati dai motori (è l'unica cosa che m'è venuta in mente ), ma come dicevo è tutto elettrico.
Per il resto credo userò una struttura ad aliante in modo da aumentare l'aerodinamicità e le performance!
Ciò che mi interessa è la durata e la stabilità del volo!
L'aliante mi pare il più adatto con le sue grandi ali in grado di planare dolcemente e assecondare movimenti d'aria vari!
Spero di essermi ben spiegato!
A presto!
Gabriele!

[sigmet]

Io ho fatto volare un drone qualche anno fa per conto dell'universita' di Pisa nell'ambito di un progetto sulla stabilita' artificiale.
Il modello era un classico bitrave con elica propulsiva ma data l'apparecchiatura dell'epoca (il peso dell'elettronica tra il sistema inerziale,il computer ed un GPS Galileo 12 ch era di circa 1,5 Kg piu' la telecamera) portava ad una apertura alare di 2,7 mt e un motore 2t da 50 cc ad alchool metilico (motori a benzina erano sconsigliati per via delle interferenze del sistema di accensione) ed era stato ricavato da un Kit di Cuccolo.
Oggi sicuramente puoi fare qualcosa di piu' leggero(guarda su questo catalogo http://www.jonathan.it/shop/master.asp?lang=it) e con un motore brushless non dovresti avere problemi.
L'importante e' farlo volare in zone disabitate e con il back-up immediato della radio (per questo ti consiglio di studiare bene il sistema dei comandi,io avevo messo delle squadrette push pull per due servi del tipo di quelle usate sui maxy con la possibilta' di reversione in caso di comando bloccato) mantenedolo sempre a portata ottica e come dice FAS attento alle vibrazioni!
In bocca al lupo!

[FAS]

Ciò che mi interessa è la durata e la stabilità del volo!
L'aliante mi pare il più adatto con le sue grandi ali in grado di planare dolcemente e assecondare movimenti d'aria vari!

dipende dalla missione che deve svolgere la tua macchina e dalle condi meteo nel quale lo vuoi far volare.
Si fanno degli studi specifici ancora prima del pre-project....
Devi valutare la tua GAG ....ground air ground e valutare tutti gli scenari che la tua macchina deve incontrare.



Fissa tutte le condizioni al contorno e poi aiutati con qualche software di program management tipo Microsoft Project.


PS
Per un velivolo stabile conviene avere l'ala alta

[DragonFlyer]

Ciao a tutti, grazie per le risposte e Buone Feste!
Allora, scrivo ciò che vorrei ottenere alla fine:
1) Un modello stabile e governabile in presenza di un po di vento;
2) Una motorizzazione elettrica (brushless, che presumo essere la migliore in termini consumi\prestazioni, ancora devo dare un'occhiata, ma ancora sono ad uno stato pre-progettuale);
3) Una buona autonomia, anche sfruttando le planate (ecco perchè volevo una configurazione a motoaliante) per prolungare la durata del volo, o "foderando" le ali con film adesivo fotovoltaico per recuperare ancora un pochino di energia;
4) Un sistema di controllo basato sul modello, e non a terra, con però la possibilità di collegarsi a terra ed essere "radiocomandato" con un radiocomando o "radiocontrollato" da un pc dove sia possibile ricevere l'insieme delle informazioni relative al velivolo.

Il punto per me meno difficile da realizzare ovviamente è il 4), essendo il mio campo.
@FAS, cos'è il Ground Air Ground? Scusa la mia ignoranza, ma sono un giovane studente informatico!

Grazie e ancora buone feste a tutti!

[FAS]

1) Un modello stabile e governabile in presenza di un po di vento;

quanto stabile?
po di vento: quanto vento?

2) Una motorizzazione elettrica (brushless, che presumo essere la migliore in termini consumi\prestazioni, ancora devo dare un'occhiata, ma ancora sono ad uno stato pre-progettuale);

qui devi decidere tu in base ai limiti economici e temporali......ovviamente applica la filosofia make or buy

3) Una buona autonomia, anche sfruttando le planate (ecco perchè volevo una configurazione a motoaliante) per prolungare la durata del volo, o "foderando" le ali con film adesivo fotovoltaico per recuperare ancora un pochino di energia;

il fotovoltaico, il rendimento legato al suo utilizzo copre spesa e peso?...è un sistema che offre facile manutenzione?

a proposito quale è la vita che ti aspetti dal tuo velivolo?

4) Un sistema di controllo basato sul modello, e non a terra, con però la possibilità di collegarsi a terra ed essere "radiocomandato" con un radiocomando o "radiocontrollato" da un pc dove sia possibile ricevere l'insieme delle informazioni relative al velivolo.

telemetria?

@FAS, cos'è il Ground Air Ground?

è l'insime delle fasii di volo che la tua macchina deve poter volare