COMPONENTES E CIRCUITOS ELÉTRICOS DE UMA AERONAVE NÃO TRIPULADA PARA COMPETIÇÃO

Resumo

O projeto elétrico tem por objetivo dimensionar e definir os componentes do sistema de comando da aeronave e a sua forma de utilização, com base na demanda energética determinada por meio de ensaios, buscando a melhor relação "peso x potência". Primeiramente o objetivo é direcionado ao dimensionamento dos servos, em que o foco é obter uma boa relação de peso por torque. Também foi levada em consideração a corrente dos componentes, a veracidade das especificações e o material da engrenagem, por questões de segurança e durabilidade dos servos. Após, é realizado o ensaio de corrente elétrica para conclusão de uma demanda total para análise de carga mínima necessária pela aeronave. Então efetua-se o dimensionamento da bateria, levando-se em consideração o tempo aproximado de voo necessário para cumprir a missão com segurança, a corrente elétrica máxima solicitada pelo sistema elétrico e os requisitos de peso da aeronave. Foram ensaiadas três baterias que poderiam constituir a fonte de energia elétrica para a aeronave, a partir do dimensionamento realizado e da disponibilidade comercial de packs de baterias para uso com o sistema de radiocontrole da aeronave. São elas: Pack Futaba NiCd 4,8V, 600mAh; Pack Hydrimax NiMH 4,8V, 750 mAh; Pack Zippy LiFePO4, 6,6V, 700 mAh. O ensaio consistiu em realizar ciclos de descarga das baterias em diferentes condições de carga para verificar se os packs têm condições de entregar a energia requerida pelo sistema elétrico da aeronave durante a missão. Os ciclos de descarga foram executados em um carregador/descarregador marca IMAX modelo B6AC, sob condições controladas e com corrente de descarga constante, em duas condições: 300 mA e 1000 mA, para simular padrões de descarga em situações de carga normais e extremas, respectivamente. Os dados de descarga foram monitorados através do software "LogView". Desta forma, optou-se por utilizar o pack LiFePO_4, pois considerando-se a corrente máxima calculada de 1640 mA e a energia entregue pelo pack a uma corrente de descarga de 1000 mA (524 mAh), a autonomia é de aproximadamente 19 minutos, o que supre as necessidades enfrentadas durante o voo de forma segura e eficaz. Quanto à parte elétrica referente ao peso, o objetivo é estudar e analisar componentes para a obtenção destes de modo que sejam os mais leves possíveis, cumprindo as necessidades de comando da aeronave, ou seja, bom peso relação torque. Assim, para o PK-13, a parte elétrica representará em peso (Kg): 196.916g o que significa 41,730% mais leve que a aeronave do ano anterior, a PK-12, diferença que pode ser encontrada nos servos, nova bateria e alteração das extensões. O fio a ser escolhido tem objetivo de suprir a corrente dos componentes eletrônicos de 1,5A que já será o suficiente para suprir a corrente máxima em 100% de segurança e apresentar baixo peso. Ainda é necessário analisar resistência, queda de tensão e a capacidade máxima de condução. Após análise no catálogo de fio e cabos AWG, foi escolhido o condutor AWG 26 que suporta corrente máxima de i_máx = 2A, suprindo as necessidades energéticas e segundo a norma ABNT-NBR-6148, a condução máxima do condutor AWG 26 é de 2,54A.