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Author Topic: Pallone sonda con Arduino [progetto comune]  (Read 27703 times)
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Milan
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Ciao ragazzi! Grazie di essere venuti, è stato davvero interessante conoscervi! Mi spiace per chi non è potuto venire! Siete cmq i benvenuti la prossima volta, se non sbaglio federico aveva gia pseudo-selezionato una data in cui lui e gli altri sono liberi.

Fondamentalmente ci siamo conosciuti e abbiamo parlato un sacco, non quanto era dovuto del pallone ma era prevedibile  smiley-mr-green
Da quello che ho capito  smiley-mr-green siamo giunti alla conclusione di sviluppare attivamente insieme un' applicazione android che si occupi di salvare su sd i dati dei vari sensori. Abbiamo testato where is my droid e abbiamo ottenuto dopo un fail le coordinate corrette.
Abbiamo parlato ovviamente anche un sacco di quadricotteri, algoritmi di controllo e fisica.

Ragionando tornando da casa di Lesto ( ho avuto tempo per pensare...sono finito a Binasco  smiley-eek-blue) possiamo realizzare uno strumento che si applicherebbe a qualsiasi android phone o quasi, senza problemi di compatibilità wiring / hardware che possa essere utilizzato non solo da noi ma da chiunque voglia realizzare una missione di questo tipo. Non sarebbe male  smiley-mr-green

Quantomeno potrebbe essere un buon modo di rendere il nostro progetto utile a chiunque nel mondo faccia ricerche scientifiche e non, che implichino una struttura software di questo tipo  smiley-mr-green
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Ragionando tornando da casa di Lesto ( ho avuto tempo per pensare...sono finito a Binasco  smiley-eek-blue)


mannaggia, a sinistra dopo il ponte, non a destra  smiley-mr-green

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possiamo realizzare uno strumento che si applicherebbe a qualsiasi android phone o quasi, senza problemi di compatibilità wiring / hardware che possa essere utilizzato non solo da noi ma da chiunque voglia realizzare una missione di questo tipo. Non sarebbe male  smiley-mr-green

sto litigando per installare il simulatore su eclipse, lo stesso problema che avevo sul notebook che si è risolto collegando un cellulare... solo che non ce l'ho!

edit: risolto
« Last Edit: November 13, 2011, 05:23:19 pm by lesto » Logged

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mannaggia, a sinistra dopo il ponte, non a destra  smiley-mr-green

GBM come Zoro  smiley-mr-green
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daniela in un altra discussione mi ha postato delle resistenze che si usano nei forni: http://www.hobbyland.eu/ita/prod/00000006/00000124/0/19319.htm

a questo punto possiamo fare il circuito dedicato per il mantenimento della temperatura interna senza spenderci troppo (visto che la t deve essere sempre sui 10/15° va bene un qualsiasi sensore di temperatura)
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a questo punto possiamo fare il circuito dedicato per il mantenimento della temperatura interna senza spenderci troppo (visto che la t deve essere sempre sui 10/15° va bene un qualsiasi sensore di temperatura)

Ma ti sei chiesto quanta energia serve per far funzionare un elemento riscaldante a resistenza ? Te lo dico io, troppa rispetto a quella disponibile a bordo.
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sinceramente non conosco l'efficienza delle resistenze caloriche, so che sono poco efficienti ma non pensavo fossero così pessime.. o magari sono efficienti, è il volume da scaldare che è troppo grosso?
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Salve a tutti.
A causa di questo articolo (https://www.eff.org/deeplinks/2012/01/drones-are-watching-you) che mi ha molto incuriosito, da qualche giorno ho iniziato ad approfondire le tecnologie che stanno dietro a droni e UAV, anche in un ottica di autocostruzione e piattaforme opensource; come quindi non finire su questo forum a leggere di multicotteri e sonde nello spazio!
Nel leggere i vostri progetti ho tratto parecchi spunti e mi son nate alcune riflessioni che mi piacerebbe condividere, quasi come per sottoporvi lo studio di fattibilità di un'idea, poichè pur comprendendo abbastanza bene la teoria dei velivoli basati su arduino, la mia esperienza sul campo è ancora pari a zero.
Scrivo qui pur trattandosi di una questione di x-cotteri, poichè qui si parla di progetti condivisi, di palloni ad elio e di ambiziose missioni di volo e mi sembrava il posto più opportuno.
Arrivo al dunque... limite principale degli x-cotteri è l'autonomia: una decina di minuti mi sembra la media dell'esperienza di volo standard e con queste durate anche percorrenze, payload e rilevamenti dati restano abbastanza minimi e dagli sviluppi più ludici che scientifici... eppure come ben sapete un bel pallone ad elio alza tranquillamente il kilo della sonda qua in progettazione, nonchè qualsiasi modellino, con costi assolutamente raggiungibili, ma lascia spazio ad un esperienza di volo esclusivamente verticale, con scarsissime capacità di controllo di rotta che gli x-cotteri grazie alla loro innata flessibilità di volo e al gps potrebbero avere... così ho immaginato una struttura e fatto due conti.
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Dato un classico telaio di un quadricottero che ospitasse tra i 4 bracci, 4 palloni ad elio, quanto dovrebbero misurare come raggio questi palloni e quindi quando dovrebbero essere lunghi i bracci, affinchè la spinta dell'elio compensi l'attrazione gravitazionale di tutta la struttura, immaginando i bracci come profilati di allumino a sezione quadrata cava della larghezza di un cm e dello spessore di un millimetro.
Se un m^3 di elio alza più di un kg sul livello del mare, dividendo tutto per 1000, un dm^3 dovrebbe alzare almeno 1 g.
Il volume della sfera è 4/3 * pigreco * r^3, quindi una sfera da 33 cm di raggio dovrebbe avere un volume di più di 150000 cm^3, quindi di più di 150 dm^3.
4 palloni di elio da 66 cm di diametro dovrebbero alzare sul livello del mare almeno 600 g.
Con lo stesso calcolo 4 palloni larghi 80 cm alzano più di un kg.
Immaginando quindi bracci lunghi 1 m descritti come sopra, se un cm^3 di alluminio pesa 2,7 g, un braccio dovrebbe pesare 40 g e 4 bracci 160 g in tutto, lasciando almeno 440 g che mi paiono sufficienti per una giunzione centrale, meccanica, elettronica e batterie.
Arrivando, se non ho sbagliato conti, a dimensioni non certo di uno zeppelin, magari un po' grosse per un modellino, ma comunque facilmente trasportabili (col telaio smontabile) e maneggiabili.
Secondo voi...
Quanto potrebbe essere l'autonomia con i motori non più impegnati a sollevare il peso del velivolo, ma solo a resistere all'attrito dell'aria in spostamento e a compensare la forza del vento eventuale, visto che l'impatto aereodinamico sarebbe di gran lunga maggiore di un semplice modellino?
Una eventuale riduzione di consumi elettrici, potrebbe portare all'utilizzo di batterie meno pesanti, sottodimensionando il telaio rispetto a quanto immaginato sopra?
In ultimo, rispetto alla sonda in caduta libera, con un impatto frenato da paracadute ad apertura comandata, perchè non pensare ad un altro pallone ad elio che "riducendo il peso" del sistema renda la caduta delicata come una piuma, usando i servocomandi per sganciare il pallone principale di spinta ascensionale prima che scoppi insieme a quello di rallentamento caduta?
Chiudo qua il pistolotto e vi ringrazio in anticipo per l'attenzione.

« Last Edit: January 24, 2012, 03:43:40 pm by ste18 » Logged

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non so che calcoli hai fatto, ma una sfera di raggio 33cm, ovvero 0.33 metri, ha un volume di 0.15m^3, quindi solleva 0.15kg, ovvero 150grammi.

Il quad che ho di diametro 80cm pesa in ODV circa 1kg, quindi ti serve un pallone di RAGGIO 0.6m, ovvero diametro 1.2m...
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A me torna un volume di 0,01880703 m3
4/3pi*r3=1,33*(0,165^3)=0,0188m3
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io ho usato 0,33 come raggio, tu come diametro. ste18 non ha precisato, quindi siamo contemporaneamente nel giusto e nello sbagliato, un pò come il gatto di schrodinger  smiley
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Ah, mi son confuso. Avevo fatto i conti con 0,33 di diametro, quindi 0,165
Però anche così 0,048 m3
Quindi 0,048=48g di spinta ascensiale.

Per il tuo quadricottero da 1 Kg serve 1 pallone da 1 metro, perché lui dice:
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Se un m^3 di elio alza più di un kg sul livello del mare

(ovviamente tutto rapportato s.l.m.)
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la formula del volume della sfera che usiamo è la stessa quindi inserendo gli stessi valori otteniamo gli stessi risultati...
raggio 33 cm => diametro 66 cm => volume > di 150 dm^3 => peso alzato s.l.m. > 150 g
raggio 40 cm => diametro 80 cm => volume > di 260 dm^3 => peso alzato s.l.m. > 260 g
vi è sfuggito che parlavo di 4 palloni (all'interno di un telaio di 2 m di larghezza) che alzano 4 volte i pesi sopra citati,
se al quad di lesto attaccassi i 4 palloni da 80 cm di diametro, questo dovrebbe partire verso la stratosfera (facendo arrabbiare lesto smiley-wink ), ma se gli attaccassi 4 palloni da solo 76 cm di diametro (=> 38 di raggio) questo ricevereve una spinta di soli 900 g, arrivando a "pesare" solo 100 g.
Qua inizia la mia riflessione, come si comporterebbe il velivolo, con motori che alzano 1 kg, impegnati ad alzare solo un decimo di questo peso...
aumenterei di un fattore 10 l'autonomia delle batterie?
raggiungerei velocità di spostamento 10 volte superiori?
sperperei tutta l'energia delle batterie a compensare l'impatto aereodinamico dei 4 palloni?
Insomma mi sembra una riflessione interessante da proporvi. smiley
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Considera che come riduci il peso durante il sollevamento, gli levi massa anche in altre condizioni di volo. Una ventata che prima spostava 1 Kg, adesso ne sposta solo qualche decina di grammi....
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Per il tuo quadricottero da 1 Kg serve 1 pallone da 1 metro, perché lui dice:
Quote
Se un m^3 di elio alza più di un kg sul livello del mare

1m^3 (ti sei dimenticato il ^3) se il pallone fosse quadrato... ma essendo tondo devi fare i conti col volume della sfera, che viene un poco più larga per via che "taglia" gli angoli e quindi deve rincarare sul diametro massimo

un pallone da 1m^3 NON è uguale a dire 4 palloni da 1/4m^3, perchè c'è proprio quel ^3 che rompe le balle.

Infatti:
usando un pallone (r=0.6m), hai un pallone con diametro di area occupata di 1.2m
usando 4 palloni(r=0.4m), hai un diametro di area occupata di 1.6m (perchè è il diametro di 2 palloni affiancati)

facciamo qualche conto con il rivestimento, che per trattenere l'elio deve essere un materiale particolare abbastanza costoso (il mylar). A questo punto entra in gioco la superficie del pallone;
un rotolo di mylar di 150mm x 3m (0.15m x 3m =0.45m^2) costa 12€
la superficie è = 4pi*r^2 quindi:

usando un pallone (r=0.6m) sono 4.5m^2, (4.5m^2/0.45m^2)*12€=120€
usando 4 palloni (r=0.4m) sono 2m^2 *4, ovvero 8m^2, ovvero 213€

ovviamente non sarai in grado di usare il mylar al 100%, infatti dovrai "saldare" insieme i bordi. Però questo è il primo prezzo che ho trovato su internet, magari trovi migliori offerte e dimensioni più grandi.

Poi l'elio: per grosse quantità scendi sotto i 5€ al m^3, ma in quantità modeste costa molto di più, fino a 20€ al m^3.
Occhio a cose che costano meno: non è detto che l'elio sia puro, ma è miscelato ad altri gas (normale aria), aumentando anche di molto il volume necessario per alzare il chilo.
Normalmente nelle bombole la pressione è tale per cui 5L corrispondono a 1m^3 (250 palloncini)

edit: su ebay si trovano 0.42m^3 di elio a 50€
« Last Edit: January 25, 2012, 01:07:10 pm by lesto » Logged

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riesumo la discussione per completezza: esiste un sistema per inviare SMS attraverso i satelliti, il sistema è costoso, ma non dovrebbe aver alcuno problema di altitudine e/o copertura. Tra l'altro sistema "hackerato" ad hoc per essere usato con arduino
Quote
$150 for the hardware, $100 a year for the service, $20 for the breakout board, $0.10 per message
link:
hack http://www.sparkfun.com/news/847
board http://www.findmespot.com/en/index.php?cid=116
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