PWS Quadcopters
-
Samen met een vriend (Falco) ben ik (Nils) een PWS begonnen over quadcopters, we gaan voornamelijk de stabiliteit van de quadcopter onderzoeken, daarnaast zullen we een klein uitstapje maken naar de maatschappelijke kant, ik heb natuurkunde in mijn pakket, maar Falco niet, hij zal dus het meest met het maatschappelijke deel bezig zijn.
Met het natuurkundige deel kunnen we jullie hulp goed gebruiken, wij zouden graag gebruik maken van de windtunnel, indien deze beschikbaar is. We hebben nog geen proeven bedacht om uit te voeren in de windtunnel, daar voor zouden wij graag eerst weten wat de sterkste punten van de windtunnel zijn (korte windstoten of juist constante windsnelheid etc.). Daarnaast zouden we graag willen weten hoe groot deze is, dit omdat de quadcopter best gevaarlijk kan zijn als er niet genoeg ruimte is. Ik heb hem wel aardig goed onder controle dus dat is geen probleem, de ruimte moet echter niet te krap zijn.
Wij zouden dus graag willen weten, of de windtunnel beschikbaar is en hoe we deze kunnen gebruiken voordat we proeven kunnen gaan opstellen.
Hartelijk dank,
Falco van Bakel & Nils Westhoff
Foto van mijn quadcopter en nog een foto in oude staat. -
Hoi Nils,
Je eerste deelvraag is kwalitatief makkelijk te beantwoorden. Immers, bij harde wind zal de stabiliteit minder zijn dan bij zachte wind. Je wil dit bewijzen door een kwantitatief onderzoek te doen. De vraag is dus eigenlijk of je de gyro data kan uitlezen, daar gaat het van afhangen.
Mocht je deze data uit kunnen lezen, dan is het belangrijkste heikelpunt (zoals je zelf al zegt) dat de uitgelezen gyro data en de data van anemometer synchroon in tijd moeten lopen. Wat je zou kunnen doen is in een programma als bijvoorbeeld IP Coach de tijdsas niet bij 0 te laten beginnen maar bij de tijd ingesteld op je computer zodra je de meting laat lopen. Dan maakt het niet uit wanneer je een van beide metingen start.
Weten jullie inmiddels al meer over of je gyro data kan uitlezen?
Grt. Wouter
-
Hallo jongens,
Ik zal jullie helaas moeten teleurstellen wat betreft het windtunnel verhaal. De windtunnel die ik altijd gebruik voor mijn workshops is verticaal en heeft daarbij slechts een diameter van 60 cm. Natuurlijk staan er op de campus nog wel meer windtunnel facilities, maar deze worden echt alleen gebruikt ten behoeve van universitair onderzoek. Daarnaast geeft een windtunnel geen korte windstoten, maar juist een constante laminaire luchtstroom. Het lijkt me dat de mate van stabiliteit van een quadcopter beter getest kan worden bij windstoten.
Wat ik dus zou doen is gewoon buiten testen op een winderige dag. Met een anemometer kun je windsnelheid meten. Je zult hierbij eigenlijk een anemometer moeten vinden die data over windsnelheid opslaat over een bepaald tijdsbestek. Dan kun je zien wanneer er tijdens je vlucht windstoten zijn geweest en heb je meteen informatie over hun kracht.
Wat die windstoten vervolgens voor effect hebben op de stabiliteit van je quadcopter wordt een enigszins kwalitatief verhaal. Of je moet digitale informatie van je gyro's over een hetzelfde tijdsbestek kunnen opslaan. Hoe dat gaat zou ik eerlijk gezegd niet weten. Heb nog nooit een quadcopter gebouwd ;) Ik denk dat ze er hier wel meer over weten.
Hoe is jullie onderzoek verder opgesteld? Hebben jullie hoofd- en deelvragen?
Grt. Wouter
-
Hallo Wouter,
Allereerst dank voor je reactie, erg jammer dat de windtunnel alleen voor universitair onderzoek is. Gelukkig hebben we van onze PWS begeleider te horen gekregen dat er eventueel een grote ventilator beschikbaar is. We gaan dus kijken wat we daar mee kunnen, en anders gaan we het Nederlandse weer verkennen met (hopelijk) veel wind. Een anemometer zal op school ook vast wel te regelen zijn.
Helaas hebben we bij het bouwen gekozen voor een gesloten systeem, en ik gok dus dat we de waarden van de gyro dus niet uit kunnen lezen. Mijn plan was dus om een kleine/lichte smartphone op de quadcopter te monteren, die hebben namelijk ook een gyroscoop aan boord en er is genoeg draagkracht. Het enige probleem zou dan zijn, het synchroniseren van de windsnelheden en de gyroscoop. Mocht je nog een idee hebben dan horen wij dat graag van je.
Uiteraard hebben wij hoofd- en deelvragen, de hoofdvraag luidt als volgt:
Hoe blijft een quadcopter stabiel hangen in de lucht?Daarbij hebben wij de volgende deelvragen opgesteld:
- Hoe beïnvloed de wind de stabiliteit van de quadcopter?
- Hoe compenseert de quadcopter deze onstabiliteit?
- Hoeveel draagkracht is er nodig om een quadcopter van de grond te krijgen?
Vooral de laatste twee vragen hebben wij al redelijk goed voor ogen, alleen met de eerste vraag hebben wij nog wat moeite. Hoe pakken we zoiets het beste aan? Laten we er vanuit gaan dat de gyroscopische data en windsnelheid goed vast te leggen is. Dan zullen wij dus proeven op moeten stellen, heb je ideeën om de deelvraag zo volledig mogelijk te beantwoorden?
Daarnaast willen wij zoals gezegd de maatschappelijke kant van het verhaal belichten.
Dit willen wij vooral doen door mensen (binnen de wetten en regels die zijn verbonden aan modelbouwvliegtuigen/drones) te 'pesten'. We hebben een camera aan boord, en we hopen dus dat we mensen naderhand nog kunnen ondervragen. Hoe we dit verhaal precies gaan opzetten hebben we nog niet helemaal duidelijk, daar zullen we dus nog wat tijd in moeten steken.Hartelijk dank,
Falco & Nils
