MIT 的汽電混合動力太陽能無人機

今天早上內訓課程請到虎尾科大飛機系老師講無人機, 但我早上為年度體檢無法參加, 故昨日去信給老師詢問是否有錄影, 還好會錄影. 但今早體檢流程迅速, 一個小時就完成了, 所以回到辦公室還能趕上課程. 

老師課堂主要講解虎尾創下 22 小時連續飛行的太陽能無人機設計製作過程, 這種飛機怕風, 最好能飛到平流層飛行較穩定, 過夜飛行與緯度日照時間有正向關係. 末了介紹了長滯空飛行的新方向是汽電混合動力模式, 例如 MIT 曾製作過一架這種無人機, 創下五天連續飛行紀錄 :

# MIT’s gas-powered drone is able to stay in the air for five days at a time

不過我查了一下吃汽油或甲醇的航模發動機不便宜, 最便宜也要近 8000 元 :

# 日本原裝OS 46AX II代 二沖 甲醇發動機 航模 固定翼 $7917

# 日本OS 30900 FS-95V 95V四沖程 甲醇 航模 固定翼 模型發動機 $18615

Aliexpress 購買遙控飛機 G1 Fighter

今天在 Aliexpress 買了一個小玩具 : G1 Fighter 遙控飛機 :

# G1 RC Airplane 2.4GHz Foam Fixed Wing Glider Remote Controlled Aircraft UAV Outdoor Fighter Glider Model Kit Toys for Children $1080 Free Shipping 

我選擇藍色附 3 個電池的組合, 價格為 35.56 美元, 合台幣約 1080元 (免運). 

這款 G1 Fighter 則是 EPP 材質, 耐撞耐摔可彎曲, 就算摔機也不會心疼 :

# https://www.youtube.com/watch?v=0_csaa-K7yg

很多年前小狐狸們還在幼稚園時在大統新世紀的反斗城買過一個遙控飛機, 姊姊與二哥在鄉下曬穀場上玩得不亦樂乎, 但機身是用保麗龍做的, 幾次操控不慎撞機後就傷痕累累, 最後就飛不起來了. 而且那時不是用鋰電池, 而是鎳氫, 充飽電只能飛 8~10 分鐘. 這款 RC 飛機採用 500 mAh 鋰電池, 續航時間為 20 分鐘. 

2023-03-04 補充 :

今天追蹤遞送流程, 發現 3/3 已到轉運中心 tranportation hub, 但卻被退回, 原因不明 :

下周再打電話到香港  (852) 2921 2222 詢問. 遞送編號是 LB323285216SG.

2023-04-09 補充 :

今天上 Aliexpress 追蹤, 發現賣家沒有再次遞送貨品 (上次回覆 4/6 會再次遞送), 點 Contact 查看訊息, 賣家回覆因太多電池無法寄送, 建議我取消交易申請退費, 改買附 2 顆電池的, 傻眼, 選項中就還是有賣附三顆電池的啊! 先申請退貨唄 :

這是我在 Aliexpress 買東西第二次申請退費的經驗 (上次是買樹莓派 P400). 若改買附兩個電池的話, 價格大概是台幣 997 元, 等這陣子忙完再說吧.

好站 : Drone Programming With Python Course

 今天在 Youtube 找到一部很棒的影片 : 

# Drone Programming With Python Course

影片長達 3.5 小時, 作者從旋翼機原理開始講起, 介紹了無人機的構成部件, 以及如何用 Python 進行影像識別, 臉孔辨識, 以及循線飛行等. 

影片所使用的旋翼機為 Tello 無人機, Tello 是中國深圳睿熾科技研發的四旋翼無人機, 採用 DJI 大疆授權之飛控系統, 它有開放 SDK, 可用 Scratch 或 Python 進行二次開發, 參考 :

#  Tello & Tello edu 初介紹

DJI Tello 一台 momo 價格為 3500 元:

# 【DJI】特洛Tello 空拍機/無人機(聯強公司貨)

我曾在書店看到一本用 Python 控制 Tello 無人機的書 :

# Python程式設計與人工智慧入門：使用DJI Tello和Microsoft Azure

不過因為內容似乎太少就沒買. 

可用於太陽能無人機的 30 度可撓太陽能板

最近在 Aliexpress 找到一塊 16*16 cm 的可撓太陽能板 (30 度), 最高功率 6W, 轉換效率達 23.2%, 很適合貼在太陽能無人機的機翼上 : 

# Flexible solar cells monocrystalline high efficiency 23.2% 6W sun power 161mm for diy flexible solar panel (10 pcs/lot) US$32.4 

不過其規格表未列出輸出電壓與電流 (底下有人詢問也沒回覆), 而且不是免運, 買一組 (10 片) 運費為 US$4.43, 買兩組運費 US$7.06 : 

20 片總瓦數為 120W 真的很誘人, US$68.62 折合台幣約 1990 元左右, 平均每片約 99 元 .我看前人製做的太陽能無人機都要用到 30 片, 瓦數還沒這麼高 (30 片約 103W), 例如 Sunpower C60 才 3.46W (尺寸較小 12.5*12.5), 參考 :

# 太陽能無人機使用的電池片 Sunpower C60

不過尺寸小的好處是重量也較輕. 從下面這賣家網頁底下的問答可知, 10 片 1700g 每片是 170g, 好像也不輕 : 

# Flexible Solar cell Max power 3.46W/pcs Monocrystalline 5'x5' Sunpower solar cell for DIY Flexible solar panel car charger  (10 pcs/lot) US$40.62

但這價格也太貴了, 平均每片約台幣 117.8 元 (不計運費). 

 

Aliexpress 較便宜的 Sunpower C60 如下 :

# 10pcs x Sunpower Solar Cell 21.8% High Efficiency 3.34W 125 x 125 C60 Monocrystalline for Solar Impulse Airplane (10 pcs/lot) US$27.5

買 10 片約台幣 798 元, 每片約 80 元. 其電氣特性如下 :

最大瓦數 3.46 是用 Vmpp*Impp 算出來的 : 0.582V*5.93A=3.45W, 一般陽光下輸出大約 2A 左右, 亦即平均輸出約 0.58*2=1.16W, 30 片也才 30 多瓦而已 (所以上面 6W 的似乎蠻有吸引力的). 如果要對 3.7V 的鋰電池充電, 以充電控制器輸入電壓 5V 除以 0.5V 得 10, 亦即須串聯 10 片後再併聯. 

最便宜的 Sunpower C60 是一批 50 片的這兩家 (也是免運) :

# 50 Pcs 3.3W 125MM Flexible Maxeon Sunpower Solar Cell C60 Monocrystalline Silicon For DIY PV Solar Panel  (50 pcs/lot) US$100.45

# 50pcs x Sunpower Solar Cell 21.8% High Efficiency 3.34W 125 x 125 C60 Monocrystalline for Solar Impulse Airplane  (50 pcs/lot) US$99

每片 2 美元約台幣 58 元超便宜!  

好站 : Lavochkin La-7 RC Plane DIY build (手作 RC 固定翼飛機)

今天在 YT 看到這個實作 RC 固定翼飛機的影片, 作者 (NumaVIG flights) 全程示範手作前蘇聯二戰時期的 La-7 戰鬥教練機, 工藝非常了得 (尤其是 31:50 製作機艙透明罩的手法真是厲害) : 

# https://www.youtube.com/watch?v=TtqpaYygzOE

此款飛機是前蘇聯拉沃奇金設計局設計製造, 除了前蘇聯空軍使用外, 還賣到中國, 捷克, 北韓, 羅馬尼亞等國家, 參考 : 

# La-7戰鬥機

此飛機的製作尺寸參考 : 

# https://numavig.com/plans/La-7/

2022 物聯網實作計畫

這兩年因為將心力投注於機器學習, 想做的物聯網專案一直盤旋在腦海中遲遲無暇進行, 為了避免遺忘, 這兩天將浮泛的想法整理記錄如下 : 

1. 網路時鐘 

• 目的 : 透過 WiFi 透過 NTP 對時提供準確之網路時鐘顯示
• 說明 : 使用 ESP8266/ESP32 + 1602 LCD 顯示器, 市電供電.

2. 智慧插座

• 目的 : 可遠端控制或定時啟動之智慧插座
• 說明 : 主要是用在鄉下老家室內外輔助照明, 例如家人出外晚歸時, 傍晚自動開啟祖堂前日光燈, 客廳輔助照明燈, 車庫輔助照明燈, 可透過網路遠端控制或定時開啟, 市電供電, 但若存電式太陽能系統架設好後, 車庫智慧插座可改用太陽能供電, 可定時傍晚開啟早上關閉, 或用 PIR 偵測於夜間有人走近即開啟. 亦可用在高雄家玄關輔助照明燈晚間自動開啟. 使用 ESP32/ESP8266. 

3. 太陽能抽水機 

• 目的 : 水圳有水時將水抽到菜園小水池
• 說明 : 使用 ESP8266/ESP32 + 水位感知器, 小型太陽能板 (20W) 供電. 

4. 大門開啟逾時警報器

• 目的 : 防止大門未關好讓小咪與萬萬跑出去變流浪貓
• 說明 : 使用磁簧開關偵測外大門是否有關好, 超過預設 20 秒即發出歐伊歐伊警報聲並傳送 Line 訊息與 e-mail 給主人. 使用 ESP6266/ESP32 控制器 + 蜂鳴器, 市電供電.  

5. 陽台花盆自動澆水器 

• 目的 : 定時或遠端控制為陽台花盆澆水
• 說明 : 使用 ESP8266/ESP32 + 9V 水閥開關 + 園藝小水管, 市電供電.

6. 氣候監測站 :

• 目的 : 監測溫溼度, 光度, 風速, 風向, 雨量等氣候資訊
• 說明 : 使用 ESP8266/ESP32 , 太陽能板 + 鋰電池供電.

7. 水塔水位監測 : 

• 目的 : 監測頂樓水塔水位異常時發出警告
• 說明 : 使用 ESP8266/ESP32 , 太陽能板 + 鋰電池供電.

8. 自行車風力發電

• 目的 : 在自行車前方裝上風力發電機作為夜間照明或手機充電
• 說明 : 改裝已故障之小型桌上電扇 + 18650 充電組

9. 越野巡邏車

• 目的 : 可巡邏特定路線 (菜園與晒穀場) 之自走車
• 說明 : 改裝已故障的玩具越野巡邏車, 加裝鏡頭將巡邏影像傳送到伺服器, 使用樹莓派 Pi Zero + Arduino.  

10. 來客報知器 (網路門鈴)

• 目的 : 偵測鄉下老家大門有來客進入時啟動室內語音報知器
• 說明 : 於鄉下老家近大門的圍牆處安裝感應控制盒 (使用 ESP32/ESP8266, 小型太陽能板 + 鋰電池供電), 以超音波 + PIR 感知人與車輛進入事件, 傳送訊息給裝在客廳, 二樓祖堂, 頂樓, 菜園的語音報知機 (使用 ESP32/ESP8266, 市電供電) 通報有來客 (有人來了~~), 以後感應控制盒可提升為使用 ESP32-CAM 做影像辨識. 
• 可附加前門植栽澆水控制功能.

11. 菜園 ESP32-CAM 太陽能監視器 

• 目的 : 監視菜園
• 說明 : 於菜園四個角落設立 ESP32-CAM 太陽能監視器, 可從遠端監看, 並在偵測到有人於菜園活動時發送 Line 訊息, 使用 ESP32-CAM 與小型太陽能板+鋰電池供電. 

12. 太陽能固定翼無人巡邏機

• 目的 : 製作可巡邏指定路線之太陽能無人巡邏機
• 說明 : 巡邏家園 & 祖先墓園, 傳回地面影像

前六項只要有時間就可進行, 最後一項 "太陽能固定翼無人巡邏機" 為長期探索計畫, 需要知識提升與技術修練.

2021-11-13 補充 : 

今天增加智慧插座與來客報知器這兩項, 其實第一項很久以前已經用 NTP 實作過了, 馬上可以複製, 最近找個時間來製作並裝盒, 打算插在以前牆上的停電照明燈座上. 智慧插座也容易做, 列為第二優先項目. 太陽能抽水機水管已配好, 小型太陽能板也早就買來很久了, 只缺 MicroPython 程式而已, 列為第三優先項目. 

2021-11-29 補充 :

增加氣候監測, 水塔水位監測計畫. 

好站 : 導管風扇式雙螺旋槳 RC 遙控飛機製作

今天在 Youtube 看到一個導管風扇式雙螺旋槳 (ducted fan) 雙引擎 RC 遙控飛機的製作教學影片, 其製作工藝與飛行效能令人讚嘆 :

# How To Make RC Twin Ducted Fan Airplane

我查詢了導管風扇式螺旋槳的相關資訊, 下面這篇文章是中科院與成大航太系, 高苑科大機械系等聯合研究團隊關於導管式風扇用於無人機之國科會獎助論文 :

# 以電動導管風扇為動力系統的小型UAV研究 (pdf)

他們通過風洞實驗與流體力學分析發現, 導管式風扇作為無人機推力系統具有幾項優點 :

• 良好的動力特性
• 操控靈活加速敏捷
• 降落時有很好的滑翔性能

另外下面這篇文章則指出, 導管式風扇具有噪音低阻力小特性, 運轉效率高, 在相同功耗下較孤立螺旋槳具有較大推力等優點 :

# 涵道風扇式螺旋槳

作者還有另外一個製作影片 :

# How To Make Twin Motor RC Model Airplane

居家監控的太陽能無人機

今天在 Youtube 看到美國一個居家安防器材公司 SimpliSafe 的太陽能無人機測試影片, 主要是測試依賴太陽能電池白天不間斷飛行的時數 :

# RC Solar Plane Flight Duration Test

所使用的 APM 自動飛行控制軟體透過飛行軌跡規劃讓飛機在農場上空不斷地繞圈圈盤旋, 並且實時記錄鋰電池電壓與電流 :

下面是此飛機的電源管理方塊圖  :

太陽電池先經過 GENASUN 電池模組 2 後再經過 MPTT 電池管理模組向鋰電池 (4S LIPO) 充電, 同時經電源模組 1 調整電壓後驅動電變 (ESC) :

這是機艙內的電源模組與飛控板, 鋰電池, 電變等 :

三角翼的設計比直翼可擺放更多太陽電池 (2.5 倍) :

從早上飛到下午, 總飛行時數近 9 小時. 利用太陽能飛機的不間斷盤旋進行居家安全監控是很棒的想法, 但如果要在夜間持續飛行到次日太陽升起, 利用氣體動力學原理改善飛機設計與充分採用高能量鋰電池提升電源管理效能是第一要務.

好站 : DIY 達人 KendiYap 的無人機自製教學

今天在 Youtube 看到 KendinYap 的頻道, 展示如何自製 RC 遙控四旋翼機, 固定翼飛機, 以及遙控飛船, 製作技法實在令我拜服, 值得觀摩學習與參考.

首先是示範如何製作四旋翼機 :

# https://www.youtube.com/watch?v=yFBvC_zRiek

其次是製作固定翼飛機 :

# https://www.youtube.com/watch?v=PdrjVSdA7_w

下面是製作遙控飛船的影片 :

# https://www.youtube.com/watch?v=dSQbjb8mftM

最後是自製 RC 遙控器, 這讓我重新評價 NRF24L01 模組, 原來改成 SMA天線後傳輸距離可以大大地加長 : 

# https://www.youtube.com/watch?v=pjBnFZGfsjI

在這些影片中作者自製的小鋸床最吸引我興趣, 因為我以前有買過一顆要用來做電鋸的直流馬達, 作者在影片中都是使用這個小鋸床來切割電路板, 飛機木等材料, 有空我也來製作一台, 方便以後 DIY 專案使用. 

好站 : 垂直起降的固定翼無人機

今天在 Youtube 看到一個固定翼無人機垂直起降的測試影片 :

# VTOL司南飞控sn-navi垂直機轉換模式示範影片

真是太厲害了, 如此一來固定翼無人機再也不需要跑道起降了, 而且只需要兩顆馬達即可, 與多旋翼機比起來, 不但有飛航時間長優點, 還一樣能垂直起降. 作者所使用的飛控板為新出來的司南飛控, 其 FPV 畫面參考 :

# https://www.youtube.com/watch?v=7POZecUxIes

關於固定翼無人機垂直起降, 我找到一篇巴西聯邦大學自動化與系統系發表的文章, 裡面詳細講述了飛行動力學基礎與使用 PIXHAWK 飛控板實作垂直起降固定翼飛機的方法, 參考 :

# A Fixed-wing UAV Capable of Vertical Take-off and Landing for Aerial Mapping and Photogrammetry (PDF)

好站 : 固定翼 RC 遙控飛機製作觀摩

今天在 Youtube 頻道上以 "fixed wing drone" 查詢找到很多固定翼遙控飛機的影片, 有些只是試飛片, 有些則包含製作過程, 極有觀摩參考價值 : 

1. How To Make RC Trainer Airplane. DIY Model Airplane For Beginners

此片作者以保麗龍板製作機身, 且完整記錄製作過程並提供其設計尺寸參數. 最棒的是此機設有滑行機輪, 前機輪有伺服機控制方向, 因此可完全用遙控器控制飛機起降前後在跑道的滑行, 不需要操控者跑去撿飛機 (順利在跑道降落的話). 連同襟翼, 尾翼, 尾舵總共需要五個伺服機.

2. The ultimate tutorial on building an RC trainer airplane | The best for beginners

這個作者也是紀錄從零開始製作飛機的詳細過程, 同樣使用保利龍板, 可能是更加輕盈, 起降感覺都非常迅速.


3. How To Make Simple RC Airplane For Simple Radio Control

這架飛機與上面兩個不同的是沒有封閉式的機艙, 只有骨架, 因此走線都無法隱藏, 全部元件都裸露在外, 視覺上較無美感, 但整個製作很有創客味道, 例如其遙控器是以 Arduino + RF 模組 + 搖桿全部自製, 不過試飛時摔了好幾次, 飛起來似乎不太穩, 可能是沒有調校好載重分布.

4. DIY Cessna RC airplane

此作者也是使用保麗龍板與飛機木製作機身, 過程超詳細 !


5. How to make Slow Flyer RC Plane DIY

6. Arduino RC Airplane | 100% DIY

此影片作者使用 Arduino 與 NRF24L01 製作遙控器 :

最特別的是整個機身所使用的保麗龍板是使用 Arduino 控制的 CNC 切割器自動切出來的, 真是太帥了. 不過, 機輪被設計成固定式的, 所以沒辦法遙控其滑行方向.


7. How To Make Twin Motor RC Model Airplane - DIY Brushless Motor Model Airplane

此機與上面不同之處為雙引擎 (所以機鼻其實可以用來裝攝影機), 而且機鼻下的前輪也是可以控制轉向的, 降落後可以控制滑行回來. 此作者製作技巧非常純熟, 方式也與上面諸機略有不同.

以上是我學習飛行控制的第二階段目標, 在這之前的第一階段是製作較簡單的紙盒飛機, 參考 :

# Pizza 盒三角翼 RC 遙控飛機

第三階段是製作太陽能飛機, 利用太陽能實現不落地飛行, 參考 :

# 太陽能無人機

最大的 RC 遙控噴射機 : 波音 747-400 型客機

今天在 Youtube 看到這個世界最大仿波音 747-400 型 RC 遙控噴射機, 搭載四顆噴射引擎從草地上起飛, 升空後還會收起起落架, 它翱翔天際的雄姿令人讚嘆! 

# https://www.youtube.com/watch?v=akoJ2zBwX1o  

此機看起來是金屬機身打造, 如果作者能將製作與裝配過程發表那該有多好啊! 

好書 : Python 程式設計與人工智慧入門：使用 DJI Tello 和 Microsoft Azure

最近找到一台可程式的室內空拍機 Tello, 這是大疆 DJI 子公司睿熾 (Ryze) 開發的小型玩具型無人機, 也有教育型的叫 Tello EDU, 大概貴個 1000 元左右 :

# 《iCshop1》TELLO 迷你空拍機●368040500021●DJI Ryze 特洛 無人機 $2980
# 《iCshop4》TELLO EDU 多軸飛行器●368040500061●DJI Ryze 特洛 無人機 $4600

在博客來找到一本台科大出版的 Python 書籍裡有用 Tello 做範例, 去明儀找到了這本書, 覺得還蠻有趣實用的 (但書很薄, 篇幅有點少), 目前沒時間玩, 先記錄下來 :

# Python 程式設計與人工智慧入門：使用 DJI Tello 和 Microsoft Azure

Source : 博客來

參考 :

# 可以寫程式控制的 Tello 自拍無人機
# Tello EDU 不僅僅是飛行
# How to make drone at home - Dji Tello | plastic box drone

Pizza 盒三角翼 RC 遙控飛機

今天在 Youtube 看到下面這幾個有趣的影片, 只要用 Pizza 盒與 RC 射頻遙控器才就可製作三角翼遙控飛機, 看起來很簡單, 也非常好玩, 參考 :

# Pizza Box Plane BUILD - FT Slice

所需材料如下 :

1. Pizza 盒 * 1
2. 螺旋槳 + 馬達 * 1
3. 伺服機 *2
4. 遙控器 * 1
5. 熱熔膠槍 * 1
6. 膠布 * 1
7. 塑膠瓶蓋 * 1
8. 橡皮筋 

另外一個影片也是用披薩盒製作 :

# Airplane from a Pizza Box?

關於 RC 遙控飛機的部件說明參考下面兩部影片 :

# RC Electronics for Noobs

# Maker Hangar: Episode 11 - Installing Electronics

# Maker Hangar: Episode 12 - Programing Radio

與多旋翼無人機比起來, 其實我比較喜歡固定翼, 因為它可以靠空氣浮力飛翔, 其推進器不需要全力抵抗地心引力, 所以同樣的電池應該可以在空較久的時間, 目前市售一般多旋翼機續航力最多只有 40 分鐘而已. 關於多旋翼與固定翼之比較, 參考 :

# Choosing the Right Mapping Drone for Your Business Part I: Multi-Rotor vs. Fixed Wing Aircraft

其他相關訊息參考 :

# RC Plane Electronics and Connections for Begineers
# How to make a styrofoam RC airplane yourself | homemade low cost project
# How to Make an RC Airplane with Recycled Parts
# FPV49 v3 Plans & Some Build Tips
# FPV49 v3 Build Video
# SOLAR powered Plane / Drone / FPV / Build / RC Aircraft 
# FT Mighty Mini Arrow - DIY Build | Flite Test
# Flite Test Mighty Mini Arrow Electric Airplane Kit (737mm)
# 全新 富斯 FS-I6X 超薄 省電 10動 10通道 2.4G 遙控器 攀岩車 飛機 拖車 怪手 $1449
# 四通八鍵2.4G遙控器手把+接收板 $420
# 【您來瘋商城】4WD 合金遙控車 2.4G 遙控車 28CM 電動越野車 炫酷車 $590

好站 : DIY Arduino Flight Controller

今天在 Instructable 看到自製 Arduino 飛控板的文章, 利用 GPS 模組進行無線 PID 調校, 實作方向鎖定與高度停留等功能, 與一般常見飛控板如 NAZA 或 APM 唯一的差別是需要花點時間耐心做 PID 調校, 作者使用藍芽模組而非連接電腦來進行調校. DIY 的好處是價格較便宜, 且能真正了解飛控板如何運作, 也可以加裝額外的感測器. 看完實在令人躍躍欲試, 但目前真的沒時間, 只好先記下來以後有空再玩 :

# DIY Arduino Flight Controller

飛控板的主要模組有三個 :

1. MPU6050 三軸陀螺儀與加速計
2. BMP180 溫度氣壓感測器
3. HMC5883L 數位羅盤

作者使用的飛控軟體是開源的 Multiwii, 可用手機下載 EZ-GUI Ground Station 程式透過藍芽設定飛控板.

參考 :

# 飛歐 FlyO 模型店
# 迷你運輸機C17，小朋友的第一台飛機，無痛學習飛行，三軸陀螺儀穩定好飛 $990
# 3.7v 300mah 25c 鋰電池(內建電壓保護板)，適用F180/jj1000等各種迷你電直、小四軸、小飛機、自製機DIY各種3.7電壓都適用
# 【飛歐FlyO】買1送1~HUNTER三角翼PNP含電裝，內建飛控，支援SBUS接收機，可高速、穿越、FPV飛行 $2100

關於飛機木

上週日從故宮南院回來要回鄉下之前, 載姐姐去雄中對面的國泰美術社買畢展要用的紙, 我在店前桶子裡看到這種非常輕的木板-飛機木 (又稱輕木), 正式名稱為巴爾沙木 (Balsa), 因為常用於飛機美勞模型製作, 所以俗稱為飛機木.

巴爾沙木屬於木棉科, 學名是 Ochroma pyramidale, 生長於美洲的熱帶雨林, 其生長速度很快, 因此木質很輕, 相同體積下重量是水的十分之一, 所以也常被製成木筏. 巴爾沙木適合在高溫多雨地區生長, 日據時期日本人曾從南洋引進種植於美濃黃蝶翠谷的雙溪熱帶母樹林, 參考 :

# 阿簡生物筆記 : 最輕的木材-巴爾沙木(輕木)
# 冬季的低溫對巴爾沙木生長的影響
# http://host.jkes.tyc.edu.tw/~playgame/theme_30.html

網路上也可買到 :

# 飛機木塊：寬8cm*長22cm*厚1cm*1塊包裝
# http://www.nbm.com.tw/front/bin/ptlist.phtml?Category=170685
# 松林美術社 Jacks Art Materials and Framing
# 巴爾沙木何處買

我的新玩具 : JJRC H36 迷你小四軸穿越機

今天在露天拍賣看到一款迷你四旋翼無人機 JJRC H36, 價格約 500~600 元左右, 室內室外均可玩, 其螺旋槳四周有塑膠環保護, 因此特點是耐撞耐摔, 即使撞到人也不會被槳打傷比較安全, 而且是小四軸中少見可更換備用電池的 :

# H36 微型四軸 耐摔 翻滾 比JJ1000還小台 E010 FPV Inductrix可參考 $599

H36 具有一鍵返航, 無頭模式, 以及 3D 翻滾功能 (可惜沒有低電量返航, 殘念~~~), 可做為無人機新手練習飛行操控的入門小玩具, CP 值頗高, GearBest 只賣 13.59 美金 (約台幣 407 左右). 參考 :

# http://www.gearbest.com/rc-quadcopters/pp_447880.html

[菜鳥飛行] JJRC H36 ，迷你飛機

Micro FPV Quadcopter JJRC H36

Micro FPV Quadcopter JJRC H36 Indoor FPV

我是跟露天另一位賣家買的 (比較便宜) :

# JJRC H36 迷你四軸飛行器 涵道式穿越機美國手 $495

# H36 小鋰電 3.7V 180mAh 35C $90

超商取貨含運 60 共 645 元. 但是當我選擇郵局網路 ATM 存簿對存簿轉帳時發現, 16 碼帳號不被接受, 原來這不是郵局存簿帳號 (14 碼), 而是專為此交易而設的臨時帳號 (需在指定時間內轉帳), 而且不是選 "轉帳" 交易, 而是要選 "繳費" :

參考露天支付連說明 :

# http://pub.ruten.com.tw/2017mktevent02/ 

H36 設計上利用四個馬達當著地支架, 為了避免觸地太猛, 可以考慮在四個馬達末端貼上這種 3M 的矽膠避震緩衝墊 :

# 3M黏膠 半圓造型 矽膠透明防滑彈性避震腳墊 JJ1000專用 H36可用 $20

另外也可以購買圖傳模組, 將 H36 改裝成具有 FPV 功能的無人機 (須拿掉 H36 上蓋, 用烙鐵將圖傳模組電源線焊在 H36 飛控板上), 但是這種 5.8GHz 的圖傳模組需要另外購買 FPV 眼鏡或 FPV 接收模組, 價格大都在 2000 元以上, 相對於 600 元左右的 H36 而言實在太貴了, 所以不考慮改裝 : 

# 32頻/48頻 穿越機小四軸專用 FPV 5.8G 25MW 圖傳攝像頭 JJ1000 H36 可參考 $799

# <翔飛>5.8G圖傳手機接收器可錄影 安卓可用FPV穿越機 傳輸利器 $1380

# [司馬航模]FPV 穿越FTC HUNTER 獵人競賽版視頻眼鏡頭戴式高清5寸 $2200

想改裝的話, 這家位於小港捷運站附近 (永義街) 的莫高飛天模型店有賣相關配件 : 

# 創客 3.7v 220mah 50C 電池 NCPS、Inductrix FPV可用 H36可改用 $140

# H36專用 電池艙海棉墊 改用V911電池或同類型電池 強烈建議使用這款 $20

# H36 專用 圖傳 鏡頭 座 機殼/機蓋 E010、Inductrix FPV可參考 $120

其實這種小四軸產品很多, H36 算是其中最便宜的 (因為沒有內建 WIFI 圖傳), 參考 :

# 超迷你四軸飛行器 四旋翼 特技遙控飛機直升機 無人機 模型玩具 $598
# 【現貨免運保固三個月NT:1180】201YS 定高WIFI鏡頭 無人機  ★ 米果3C $1180
# 迷你運動版航拍機512DW-單控版 $1280
# 口袋折疊四軸機 定高 高清航拍 FQ17W Eachine E55 FLYSTER Q9 FB $1580
# 澄星新品CX-95W MINI四軸穿越機 WIFI傳輸 FPV-米果3C FB $1680
# 【現貨免運雙電版】 idrones 無人機 定高 wifi鏡頭 四軸飛行器 $1788
# (大樹的家): 新款DFD F181W WIFI即時傳輸六軸陀螺儀空拍機 (白色)大特價 $2300

小四軸受限於鋰電池容量在 150~250 mAh 左右, 飛行時間大約 7~10 分鐘, 而且大部分都不能像 H36 那樣可替換電池, 所以電量用完得休息半小時讓它充飽電才能再玩. 而 H36 這種可換電池的就可以裝上備用電池繼續玩. 等到貨後再研究是否可改用較大容量電池以擴展續航力.

參考楠梓台糖量販附近賣家的電池 :

# 【軒林數位科技】3.7V 聚合物鋰電池  (1400 mAh) $170
# 【軒林數位科技】3.7V 聚合物鋰電池  (2000 mAh) $170

2017-04-21 補充 :

今天中午收到貨了, 下午菁菁上完理化後拿出來試飛, 發現超難控制方向的, 因為顧了油門就忘了方向, 跟以前陪菁菁練鋼琴一樣, 我單獨彈旋律與和弦還可以, 但要兩手彈就不行了.  

自主飛行的無人機

不久前在日新看到隔壁有一架四軸無人機升空, 在空中停留五分鐘後轉向東邊飛去, 實在太讓我羨慕了. 想歸想, 但現在還不是玩的時候, 所以只好在 Youtube 上過過乾癮, 下面紀錄幾個非常棒的產品, 應用在農業, 地質, 探勘調查分析等方面.

第一個是可自主飛行自動著陸的農用無人機 QuestUAV Q-Pod AGRI, 每趟可連續飛行超過 50 分鐘, 巡航面積超過 1000 公頃, 飛行高度超過 10000 英呎 (3048 公尺, 可飛到北大武 3092 公尺!), 配備降落傘安全降落系統, 提供包括飛行規劃, 影像處理, 資料分析方面之完整解決方案, 例如農作物生長監控, 雜草分析, 乾旱評估等等.

# QuestUAV Q-Pod AGRI - The UAV For Precision Agriculture

另一款農用無人機是 eBee, 跟 Q-Pod AGRI 一樣是單引擎後推滑翔翼型, 配備 Parrot Sequoia 相機, 多頻譜感應器, 以較少的飛行趟數即可獲取更多農作物生長資料 :

# eBee SQ - The Advanced Agricultural Drone

第三款為 DIY 無人機, 使用保麗龍製模型飛機改裝, 以樹莓派 A+ 接上 PiCam 與 MinimOSD 視訊處理板, 採用 Pixhawk 飛控, 利用 Mission Planner 做自主飛行規劃, 是低成本的自製 UAV :

# Raspberry camera + autonomous UAV orthophotography experiment

無人機能自主飛行不稀奇, 要能避障自主飛行才厲害. 下面這個影片拍得非常好, 兩架 UAV 前後飛行, 前面那架自主飛行, 後面那架人為控制追逐, 自主飛行那架開啟自動避障功能, 若飛行路線上遇到樹木等障礙物會避開, 畫面與音樂搭配起來好像是空戰一樣.

# Drone Autonomously Avoiding Obstacles at 30 MPH

它的抬頭顯示器 (HUD) 非常棒, 好像是戰鬥機上的目標鎖定系統 :

因片頭出現 CSAIL 字樣, 經過搜尋調查之後發現, 原來這是出自赫赫有名的麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室之手! CSAIL 即 Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory 的縮寫. 這部影片也貼在該實驗室網站上 :

# SELF-FLYING DRONE DIPS, DARTS AND DIVES THROUGH TREES AT 30 MPH

這個高速飛行避障技術由該實驗室的博士生 Andrew Barry 與其指導教授 Russ Tedrake 所開發, 也是 Barry 的博士論文中的實作部分 ( 已於 2016 年取得 Ph.D), 師徒兩人將此技術寫成論文發表在 IEEE 與 IROS :

# Drone Autonomously Avoiding Obstacles at 30 MPH
# http://groups.csail.mit.edu/robotics-center/public_papers/Barry15.pdf
# http://groups.csail.mit.edu/robotics-center/public_papers/Barry15a.pdf

由於笨重的光學雷達 (LiDAR) 不適合裝在小型無人機上, 因此 Barry 另闢蹊徑, 開發了立體影像演算法來即時偵測障礙物與建立周遭環境的圖像, 處理速度可達每秒 120 幀. 更棒的是, Barry 將其演算法開源, 參見 :

# https://github.com/andybarry/flight

當然, 要會應用得先看懂他的論文. 片中的無人機採用兩個與手機相當的處理器, 配備兩個裝在機翼兩側的相機擷取前方影像. 傳統的避障演算法採取不同景深, 從 1 公尺, 兩公尺, 3 公尺, ... 依序處理所擷取之影像, 這種作法相當耗費計算時間, 除非使用高階處理器, 否則飛行速度無法超越時速 5 英里.

Barry 的演算法跳脫傳統限制, 他認為即使在高速飛行下其實外在世界變化並不大, 並不需要依景深逐一處理, 只要處理較遠的特定影像即可, 例如 10 公尺, 比這還要遠或近距離的影像毋須顧慮, 因為往前飛行時會不斷將 10 公尺影像逐一納入, 而 10 公尺以內的環境影像之前已取得, 演算法軟體可以快速重建景深資訊.

下面這兩部影片較詳細地解說其原理與測試過程 :

# https://www.youtube.com/watch?v=iksfHQkkq88

# Pushbroom stereo for high-speed navigation in cluttered environments

下面則是 Barry 在學術會議中所提出的簡報 :

# https://www.youtube.com/watch?v=PsKKfmb6Uwg

關於 "stereo detection technology" 參見 :

# https://catalog.hathitrust.org/Record/009670366

太陽能無人機

今天在 Youtube 上看到這個太陽能板驅動的無人機 :

# SOLAR powered Plane / Drone / FPV / Build / RC Aircraft

在影片的 6:59 處有介紹其架構, 採用 Ardupilot 飛控板以及 MinimOSD 視訊處理板, 利用 30 片 SunPower C60 太陽能板 (0.44~0.56V) 來產生所需之電力 (13.2~16.8V) 並向 3000 mAH 鋰聚合物電池充電.

另外一個是太陽能四軸無人機, 直接在四軸上面放一個方形的太陽能板 :

# Xsol-E1.1 (solar power quadcopter - more detail)

此太陽能板量得開路電壓 18.6 伏.

下面這個則是將能板架高的作法, 四個支柱直接鎖在四個馬達上方, 因此旋翼必須朝下 :

# solar cell powered drone

事實上, 太陽能驅動的載人飛機已經成功飛越太平洋, 參見 :

# Solar plane finishes flight across Pacific

事實上太陽能飛機早已商業運轉, 位於美國新墨西哥州的 Titan AeroSpace 公司所製造的太陽能無人機, 翼展 50 公尺載重達 32 公斤, 飛行時速最高 104 公里, 機翼上裝置的太陽能板所發出的 7000 瓦電力可以讓無人機在 20000 公尺的高空持續飛行五年不需落地, 優異的特性受到 Facebook 與 Google 的競購.

# Google收購無人機公司Titan Aerospace，與Facebook競逐空中連網
# Titan Aerospace unveils the world's first solar-powered UAVs

Google 在 2014 年擊退臉書, 宣布收購 Titan 作為其高空聯網計畫的一部份, 不過可惜的是這個 "Titan 計畫" 在 2015 年 Google 組織重組時被終止了. 參考 :

# Titan Aerospace
# Google 解散 Titan 團隊，高空無人機研發終止
# Google buys solar-powered drone-maker Titan Aerospace

這種太陽能無人機可望取代同步衛星的商業通訊與軍事功能, 參考 :

# See the Drone That Is Years Ahead of Google and Facebook

航太巨人波音公司的雄心更遠大, 他們想打造一個可以永遠不落地的 UAV, 它兩側的垂直翼造型非常前衛 :

# Boeing patents first solar powered plane that can fly forever. It can replace costly satellites

另一個航太巨人空巴 Airbus 也沒缺席, 還名列 8 個頂尖太陽能無人機公司的 No.1, 參考 :

# Top 8 Solar Powered Drone (UAV) Developing Companies

下面這家 AtlantikSoloar 的 81 小時不間斷飛行測試蠻值得參考的, 主要是紀錄電池存量的變化, 從正午開始升空飛行到日落前電量還有 95%, 經過跨夜飛行至早上 5 點時電量剩下 54%, 到迎來第二天早上的曙光時降到 39% 後開始充電, 到第二天中午就充飽電了. 這個實驗顯示太陽能無人機不落地飛行是可實現的.

# AtlantikSolar - 81 hour endurance world record flight

2020-06-20 補充 :

今天又找到一個太陽能飛機測試影片 :

# SOLAR Plane V4 Flying Wing

這台真的有點大, 使用了約 40 片太陽電池.

可撓性太陽電池參考 :

# 太陽能無人機使用的電池片 Sunpower C60

全球最具性價比全尺寸航拍無人機 HR-SH5W NT$1499?

昨天在臉書看到有人分享的一則空拍機特價訊息 :

# 全球最具性價比全尺寸航拍無人機！台灣特賣！$1499

看網頁中展示的漂亮圖片實在非常心動, 但是搜尋調查此款 SH5W 空拍機卻沒找到多少資料, 除了上面那個網頁外, 只找到 DHGate 群購網站上的兩筆 :

# Camera Drones SH5W WiFi FPV 2.4Ghz 4CH 6-Axis Quadcopter Drone HD Camera RC WOct20 $52.52
# NEW SH5W Camera Drones UAV Aerial Remote Control Aircraft four aircraft SH5 UAV fall SHRC BEST GIFT DHL$24.23

DHGate 最少須購買 10 件免運費 DHL 由中國直送, 所以我猜這則特價可能是有人下訂後找人分攤, 以最便宜約 $25 美元無攝影機來算, 一台約 800 元, 一台可賺近一倍. 事實上 1499 只是無人機本體加上遙控器而已, 如果加上攝影機與 Wifi 同傳其實要 2399 元 :

但是這網站很奇怪, 重新整理網頁永遠從 9 小時 46 分倒數, 永遠還剩 25 件, 寫信去詢問規格也未回應, 以我多年網購經驗, 實在不敢隨便下單, 上回買菁菁的手機吃過一次虧後我對網購就非常謹慎, 俗話說小心駛得萬年船, 1499 元可以買得到一片 Pi 3 哩. 最重要的是, 從規格看, 充電一小時只能飛 12 分鐘, 這這這, 似乎太少了吧!

2016-11-16 補充 :

今天看到鳥松阿莎力有賣這種迷你空拍機 :

# 阿莎力 24小時內出貨 超迷你四軸飛機 遙控飛機 賣場內五種機型全系列 CX10 CX-10 非直升機空拍機遙控車 $610
# 阿莎力 超迷你遙控飛機 四軸 無頭模式 CX10A CX-10A CX-10升級款 非遙控車空拍機直升機 $680

2016-11-28 補充 :

在我還陷入長考時, 有已購買的網友熱心提供意見, 請看下方留言.