Moottoritehon laskeminen
Dronen moottorien tehoa voidaan laskea ja analysoida useilla tavoilla, ja siihen vaikuttavat merkittävästi akku, propellit sekä muut komponentit. Tässä on yleiskatsaus keskeisiin tekijöihin:
1. Moottorin tehon laskeminen
Moottorin teho (P) voidaan laskea jännitteen (U) ja virran (I) tulona:
P=U×IP=U×I
Esimerkki: Jos moottori käyttää 10 V jännitettä ja vetää 5 A virtaa, sen teho on 10×5=50 W10×5=50 W.
Käytännössä teho riippuu myös:
Kierrosluvusta (RPM) – Mitä nopeammin moottori pyörittää propellia, sitä suurempi työteho.
Momentista (τ) – Momentti kertoo, kuinka tehokkaasti moottori pyörittää propellia alhaisilla kierrosluvuilla:
P=τ×RPM×2π60P=τ×RPM×602π
2. Akun vaikutus tehoon
Jännite (V) – Korkeampi jännite lisää moottorin kierroslukua ja tehoa (esim. 3S LiPo = 11,1 V, 4S = 14,8 V).
Kapasiteetti (mAh) – Suurempi kapasiteetti mahdollistaa pidemmän käyttöajan, mutta ei suoraan vaikuta tehoon.
Purkuaste (C-luku) – Korkeampi C-luku (esim. 50C) tarkoittaa suurempaa virranantokykyä, mikä mahdollistaa tehokkaamman moottorin käytön.
3. Propellin vaikutus tehoon
Halkaisija ja nousu – Suuremmat propellit vaativat enemmän tehoa, mutta tuottavat enemmän nostovoimaa.
Lapien määrä – Useammat laput (esim. 3 vs. 2) lisäävät vastusta ja tehon tarvetta.
Materiaali – Kevyemmät propellit (hiilikuitu) vähentävät inerttaa ja parantavat tehokkuutta.
4. Muita tekijöitä
Paino – Kevyempi drone vaatii vähemmän tehoa lentoonlähtöön.
Ilman tiheys – Korkeammalla (kuten vuoristossa) moottorien on työskenneltävä kovemmin samaan nostovoimaan.
Ohjain (ESC) – Tehokas ESC mahdollistaa tarkan virran ohjauksen ja tehon optimoinnin.
5. Kokonaistehon estimointi
Jos dronessa on useita moottoreita (esim. 4), kokonaisteho saadaan:
Ptotal=4×(U×I)Ptotal=4×(U×I)
Esimerkki: 4 × 50 W = 200 W kokonaisteho.
6. Käytännön testaus
Työntövoima (thrust) testaus – Moottori + propelli -yhdistelmän suorituskyky mitataan työntövoimalla grammoina tai newtoneina.
Tehokkuus (g/W) – Mitataan, kuinka paljon nostovoimaa (g) saadaan wattia kohti.
Yhteenveto
Teho riippuu: Jännitteestä, virrasta, propellin koosta, dronen painosta ja ulkoisista olosuhteista.
Optimoinnilla (oikea propelli, kevyt rakenne, tehokas akku) voidaan parantaa suorituskykyä.
Jos tavoitteena on laskea tarkkoja arvoja, suosittaan käyttämään työkaluja kuten eCalc (ecalc.ch) tai Motor/Prop -testauslaitteistoja.
Propellin valinnalla voidaan merkittävästi vaikuttaa moottorin virrankäyttöön ja tehoon, vaikka akku ja moottori pysyisivät samoina. Tässä miten se toimii: