Senzorický systém – snímač uhlovej rýchlosti rotora

IMG_2947Nosný rotor helikoptéry je zodpovedný za generovanie ťahu potrebného pre prekonanie tiaže helikoptéry a jej let. Zmena veľkosti ťahu nosného rotora nie je dosiahnutá zmenou otáčok (ako je to u quadrokoptérov) ale zmenou uhlu nábehu rotorových listov pri konštantných otáčkach hlavného rotora.

Zmena uhlu nábehu je sprevádzaná zmenou aerodynamického odporu rotora, čo má za následok vyššie zaťaženie hnacieho motora. Na to, aby sa zachovali konštantné otáčky je potrebné reguláciou zabezpečiť vyšší krútiaci moment motora.

Vo všeobecnosti sa v modelárskych helikoptérach využívajú dva rôzne prístupy ako zabezpečiť konštantné otáčky motora. Vo väčšine helikoptér sa používajú takzvané krivky plynu a kolektívu. Sú to dopredu definované lineárne funkcie, pričom každej polohe knipla vysielačky, ktorý ovládala plyn, je priradená určitá veľkosť kolektívu a vstupu do meniča motora. To znamená, že každá zmena uhlu nábehov listov rotora má uloženú presnú hodnotu plynu, ktorú treba dodať motoru aby ostali zachované konštantné otáčky. Táto metóda je založená na empirickom meraní otáčok rotora stroboskopom pri určitom uhle nábehu. Z toho vyplýva, že takéto riadenie nie je presné a kompenzácia zvýšeného aerodynamického odporu nie je presná a otáčky motora nie sú úplne konštantné ale pohybujú sa v istých hraniciach.

Druhý spôsob riadenia je použiť jednoduchý PI regulátor, ktorý zabezpečí konštantné otáčky rotora aj pri zmene zaťaženia. Pre vytvorenie regulačnej schémy je dôležitá informácia o aktuálnych otáčkach, ktoré prichádzajú ako spätná väzba do regulácie. Kedže modelárske helikoptéry neobsahujú žiaden snímač otáčok rotora, museli sme takýto senzor vytvoriť.

T-Rex 600 sme doplnili o malý magnetický snímač otáčok s čipom AM8192B1 a riadiaci procesor, ktorý z neho spracováva informácie a zasiela ich ako dátový paket nadriadenej regulácii.

IMG_2953r

Modul pozostáva z magnetického snímača otáčok AM8192B1, 32-bitového procesora LPC2103 s jadrom ARM-7 a komunikačným rozhraním RS422. Procesor je naprogramovaný v jazyku C bez použitia globálnych premenných.

IMG_2954r

Ján Bačík