Самодельный лодочный электромотор 22 Lbs

[3D-SPrinter]

Сверхлёгкий бесколлекторный лодочный электромотор с дистанционным управлением.

КИТ для сборки = 7500 руб. Собранный мотор с аккумуляторной батареей 4S10P 16.8V 30Ah = 42000 руб.

Возможно подключение мотора к нештатной высоковольтной батарее через мощный DC-DC преобразователь. https://aliexpress.ru/item/100500586966 ... 1679133957

e-mail для заказов 3dsprinter@mail/ru [/color][/b]



Модернизированный мотор 2022-го года с высокоэффективным 5-лопастным винтом диаметром 170 мм.

https://youtu.be/LQoaOoGJsyg









Основные технические характеристики:

- Вес мотора = 2 кг, вес аккумулятора = 2.2 кг, вес комплекта (с проводами и пультом управления) = 4.5 кг.
- Статическая тяга мотора на швартовах = 10 кг (22 Lbs) при токе 20-22А от аккумулятора 4S10P (16.8 В) с 5-лопастным винтом 170 мм.
- Ёмкость аккумулятора = 30 Ач (450 Вт/ч )
- Тяга в экономичном режиме (на полгаза) 7 кг при токе 7-8А, скорость катабайда / каяка / катамарана 5 км/ч, запас хода 15 км.
- Примерная стоимость самостоятельной постройки = 15000 руб. вместе со стоимостью КИТа для сборки.

_______________________________________

А это уже старые, неактуальные винты.



Полный набор гребных винтов для мотора 5065 140KW:



1. Универсальный винт диаметром 150 мм для батареи 6S4P (24В). Хорошо тянет на скоростях движения от 0 до 12 км/ч на любых плавсредствах. Работает с китайским модельным ESC, но имеет далеко не лучший КПД. Статическая тяга при токе 10А = 6 кг, при токе 20А = 10 кг.
2. Универсальный винт Wageningen B-series диаметром 200 мм с высоким КПД для батареи 4S6P (16В). Предназначен для скоростей движения от 0 до 8 км/ч (двухместный катамаран, каяк, катабайд). Статическая тяга при токе 10А = 6 кг, при токе 20А = 10 кг.
3. Скоростной винт Wageningen B-series диаметром 200 мм для батареи 4S6P (16В). Предназначен для скоростей движения от 5 до 12 км/ч (одноместный катамаран, каяк, катабайд). Статическая тяга при токе 10А = 4.2 кг, при токе 20А = 7 кг. Винт "раскрывается" только на относительно высоких скоростях на лёгком и быстроходном плавсредстве.
4. Грузовой винт диаметром 250 мм (стандартный с Алишки https://aliexpress.ru/item/400048159957 ... 79qKE&mp=1 ) для батареи 4S6P (16В). Предназначен для скоростей движения от 0 до 5 км/ч (надувная лодка). Статическая тяга при токе 10А = 6 кг, при токе 20А = 10 кг.

Техническое видео испытаний универсального винта диаметром 150 мм "в бочке":

https://youtu.be/qG0HHuAd3qk

Внимание! Китайский ESC типа "Красный кирпич" https://aliexpress.ru/item/32914129422. ... 3c00deiNwV у меня вообще не запускался с гребными винтами большого диаметра (больше 180 мм). Пробовал разные настройки (жёсткий/мягкий старт) - не помогло. С винтами 150-160 мм работает нормально. Для винтов большого диаметра нужен ESC Markus Mariner viewtopic.php?f=35&t=1032 .

[3D-SPrinter]

Список комплектующих для сборки мотора:

1. Мотор бесколлекторный Racerstar 5065 BR5065 140KV https://aliexpress.ru/item/32834130958. ... QUT7d&mp=1 .
2. Аккумуляторы 18650 3300mah INR18650 лот 24 шт. https://aliexpress.ru/item/32888419252. ... 33edJaw8Sa .
3. Контроллер мотора ESC 80А с BEC (+5В) на борту https://aliexpress.ru/item/32914129422. ... eiNwV&mp=1 .
4. Arduino Nano 1 шт. https://aliexpress.ru/item/32607801066. ... 33edrWddZW .
5. Серва 35 кг 270 градусов https://aliexpress.ru/item/33010787343. ... 3T4Sx&mp=1 .
8. Вольтметр 1 шт. https://aliexpress.ru/item/400024233785 ... 33edm1nNxb .
9. Кабельный гермоввод PG7 с резьбой М12 10 шт. https://aliexpress.ru/item/400024243294 ... pnWsj&mp=1 .
10. Разъёмы "банан" для соединения силовой электроники 10 пар https://aliexpress.ru/item/400005809219 ... 33edSmLoK9 .
11. Болт М10х70 с гайкой, шпильки М6 и М8 с гайками для сборки струбцины .
12. Труба алюминиевая диаметром 25 мм https://www.obi.ru/truby/truba-alyumini ... /p/2987436 .
13. Провода 3х1.5 и 2х2 квадрата для электрических соединений .
14. Подшипник 623ZZ для рычага сервы https://aliexpress.ru/item/32969585748. ... hweb201603_

Основные детали мотора напечатаны пластиком PLA на 3д-принтере. Корпус аккумулятора изготовлен из кан-трубы диаметром 110 мм. с толщиной стенки 3 мм. Снаружи труба оклеена белой плёнкой-самоклейкой. Гребной винт напечатан из натурального (без красителей) пластика ABS, требует доработки "напильником" и доводки до блеска ацетоном. Нога (дейдвуд) мотора - алюминиевая труба диаметром 25 мм, длина зависит от высоты транца. Для стандартного S-транца длина = 600 мм.

КИТ для сборки мотора:



Детали для сборки одно-секционной батареи на 24 банки. Может быть кратно увеличен до 24х2 и 24х3 банок (за счёт длины трубы, образующей корпус АКБ).



Струбцина мотора собирается на шпильках М6 и М8. Шпилька М8 устанавливается через кусок алюминиевой распорной трубки с внешним диаметром 10 мм и внутренним 8 мм. Длина трубки на 0.5 мм больше ширины рычага дейдвуда.







Верхняя и нижняя часть мотогондолы склеиваются дихлорэтаном https://www.chipdip.ru/product/09-3967-rexant . В дихлорэтане желательно развести некоторое количество PLA-пластика до получения "густоты" клея на уровне "моторного масла". Затем все детали из PLA-пластика тщательно покрываются жидким акриловым лаком в 3-4 слоя (снаружи и изнутри). Такое покрытие полностью герметизирует печатные детали. Без покрытия лаком внутрь деталей и даже внутрь мотогондолы может просачиваться вода. Наиболее подходящий лак - для влагозащиты печатных плат и электроники PLASTIK-71 https://www.chipdip.ru/product/plastik-71-100 .

Далее все детали собираются на герметик, как в подводном буксировщике viewtopic.php?f=35&t=1039#p49534 .

Контроллер бесколлекторного мотора ESC устанавливается над сервой под декоративным кожухом мотора.

Аккумуляторная батарея паяется так же, как у подводного буксировщика Самодельный подводный буксировщик 22 Lbs . Для увеличения ёмкости батареи количество секций по 24 банки может быть увеличено 2-3-4-х. Корпус аккумулятора делается из кан-трубы большей длины (в соответствии с количеством секций по 24 банки).

Управление ESC и сервой можно организовать с помощью двух сервотестеров https://aliexpress.ru/item/32957541836. ... HeI5v&mp=1 .
Более красивое решение - управление через Ардуину двумя потенциометрами.
Скетч для Ардуины:

#include <Servo.h>
Servo myservo;
Servo myservo2;
int pinpot = A0;
int pinpot2 = A6;
int val;
int val2;
void setup()
{
myservo.attach(9);
myservo2.attach(5);
}
void loop()
{
val = analogRead(pinpot);
val = map(val, 0, 1023, 0, 180);
myservo.write(val);
val2 = analogRead(pinpot2);
val2 = map(val2, 0, 1023, 0, 180);
myservo2.write(val2);
delay(15);
}

Сборка подводной части мотора примерно такая же, как у подводного буксировщика. Рекомендую сначала прочитать эту тему viewtopic.php?f=35&t=1039 .

Аналоги этому мотору трудно найти. Вес обычных коллекторных моторов с тягой 22-24 Lbs (на самом деле там меньше тяга) составляет 3.5 кг минимум, цена одного мотора без аккумулятора = 8500 руб. https://nn.vodomotorika.ru/products/ele ... e_t24.html Гелевый аккумулятор аналогичной ёмкости (см. ток разряда) будет стОит ещё около 6400 руб. и весить около 10 кг. https://www.1000va.ru/shop/leoch/lpcg12-30/ . Т.е. минимальный вес обычного комплекта мотор + аккуммулятор около 14 кг. Цена от 15 тыс. руб. И всё это с румпелем без дистанционного управления!

На всякий случай напоминаю - предлагаемый мной комплект весит 3.5 кг и при самостоятельной сборке из КИТа обойдётся в 13-14 тыс. руб.

[schs]

По опыту эксплуатации моторчика:
1) Сервы не хватает по мощности, если мотор на полном газу, трубу прижимает к проушине, которая на кронштейне крепеления на транец. Сбрасываешь обороты, поворачивается. За 4 часа труба отполировалась в этом месте. Возможно стоит поставить пару подшипников, хотя для воды наверно не лучший вариант. Можно попробовать запитать серву чуть более высоким напряжением. Или взять более мощную.
2) Прижим на транец - на транец не влез, пришлось на лодке снять усиливающую пластину, не хватает около 7мм. Можно проставку, в которой гайка прижима переделать, вынеся больше наружу, по дибонду зазора должно хватить.
3) Кататься на электричке здорово!

[3D-SPrinter]

Насчёт сервы я в курсе - тяжко ей очень. У меня она от отдельного DC-DC на 7 вольтах на полном газу крутила. Но если много рулить, серва греется и может сгореть. Помогает печать нижнего упора из PETG (он более скользкий, чем PLA). Ещё была мыслЯ вставить в нижний упор куски трубки боудена (тефлона), но пока не пробовал.
По ширине струбцины - я повторил размеры от Ямахи 5 лошадок. Вроде, на транцы из 18-й фанеры влазит. Но учту..
Кататься на электричке, действительно, приятно, потому что ТИШИНА.
Я два года назад расстался со своим последним (из шести) бензиновым лодочным моторчиком без малейшего сожаления именно из-за шума и твёрдо решил перейти на электротягу. Теперь можно наслаждаться природой, а не пердежём бензинки. На воде это особенно важно.

[3D-SPrinter]

Насчёт сервы - заказал подшипники для трубы 25 мм (мелких моторов) и 30 мм (больших моторов).
https://aliexpress.ru/item/400003203515 ... YOIt6&mp=1
https://aliexpress.ru/item/400003610851 ... YOIt6&mp=1
Как придут, попробую на них. Думаю, на подшипниках серве будет гооораздо легче.

[Alex Post]

Насчёт сервы

Поставить шаговик с редукцией хорошей вместо сервы... обратную связь по принципу сервы можно организовать, а можно и через энкодер. Но это уже другой уровень разработки

[schs]

Поставить шаговик с редукцией хорошей вместо сервы...

Проще тогда уж серву непрерывного вращения с внешним резистором, компактнее, только вот этот резистор в обстановке воды не самый надёжный вариант.
Нарисовал и распечатал из PETG упор под трубу с двумя тонкими полукольцевыми выступами. Пока не пробовал, но должно быть лучше.

[3D-SPrinter]

упор под трубу с двумя тонкими полукольцевыми выступами.

Я тоже пробовал такой вариант на нижнем упоре и верхнем кронштейне. Серве легче крутить, но такое впечатление, что алюминиевую трубу в этих местах можно насквозь перетереть пластиковыми кольцами. Особенно в случае установки автопилота, когда серва всё время шевелится, корректируя курс.

Кстати, если будет желание установить автопилот, заказывайте заранее вот такую комплектуху:
1. Полётник https://aliexpress.ru/item/400033567350 ... 33ed9b5fTz
2. Модуль GPS https://aliexpress.ru/item/32949232692. ... a0EZZ&mp=1
3. Модуль Bluetooth (на плате со штырьками) https://aliexpress.ru/item/32890543550. ... 33ed9b5fTz
У меня всё это уже на подходе (растаможилось), скоро буду пробовать.

[schs]

Кстати, если будет желание установить автопилот, заказывайте заранее вот такую комплектуху:

Уже думал. Такой полётник лежит в коробочке, покупался правда под другой проект.
Только вот весь узел с сервой придётся переделывать, т.к. полётный контроллер должен относительно фюзеляжа(лодки) быть неподвижен.
Т.е. не висеть на трубе поворачиваясь вместе с мотором.
Будете переделывать? Если будете, от моделей не откажусь

[schs]

алюминиевую трубу в этих местах можно насквозь перетереть пластиковыми кольцами.

Может фум лентой в два слоя замотать?

[3D-SPrinter]

полётный контроллер должен относительно фюзеляжа(лодки) быть неподвижен.

Это само-собой. Полётник с GPS я планирую поставить в корпус батареи, которая у меня стандартная из кан-трубы. Там как раз есть место между аккумуляторным картриджем и "потолком" трубы. Для крепления батареи вдоль катамарана уже предусмотрены прорези в слани под ремни. Управление - пультиком с Ардуиной и выходом PPM https://www.rcgroups.com/forums/showthr ... ick-to-PPM . Управление навигаций и телеметрия - через блютуз на смартфон https://youtu.be/xWxdfP0iwYw . Кстати, там же и управление мотором / сервой есть https://youtu.be/xWxdfP0iwYw?t=1400 , можно прямо с телефона рулить.
Модуль блютуз подключается прямо к полётнику без радиомодулей. Этого достаточно для связи в радиусе нескольких метров.

Будете переделывать? Если будете, от моделей не откажусь

Пока моторную часть переделывать не планирую. А модельки всегда пожалуйста (через личку).

Может фум лентой в два слоя замотать?

Так порежет, наверно, фум-ленту. Пробовать надо..

[schs]

Полётник с GPS я планирую поставить в корпус батареи, которая у меня стандартная из кан-трубы.

По мне - моноблок мотор-контроллер как то логичнее, чем в батарее, которая может меняться. У меня, например, батареи сейчас используются старые lipo, надо донашивать то что на коптере уже ток не тянет.
Кстати на том полётнике и Ardupilot работает, прошивка под роверы\лодки есть.

Пока моторную часть переделывать не планирую.

Жаль, придётся самому, если созрею.

P.S. с начала запускал лодку, подключив обычный RC приёмник и руля мотором и сервой с RC пульта, пока не сделал проводной.

[3D-SPrinter]

По мне - моноблок мотор-контроллер как то логичнее, чем в батарее, которая может меняться.

В какой-то мере согласен, но даже не знаю, куда на моторе можно воткнуть полётник с GPS. Но подумаю..
На катамаране я хочу попробовать вообще перейти от мотора со струбциной на заднем транце к мотоколонке на кронштейне (без струбцины) на переднем транце. Там даже ESC желательно в корпус батареи перенести. Но всё это пробовать и оптимизировать надо..

Кстати на том полётнике и Ardupilot работает, прошивка под роверы\лодки есть.

Да, я в курсе. Но сейчас в v2.5.0 INAV появились лодки/роверы. Интересно их попробовать. Если не получится, то на Арду придётся делать, там всё это точно работает.

[3D-SPrinter]

Вот прикинул, как полётник на моторе разместить. Тут же и сёдла под подшипники. Ссылка на проект в личке.



Полётник и GPS приклеиваются "бутербродом" в два этажа на толстый двухсторонний скотч (он же и виброизоляция). Ну и где-нибудь сбоку модуль блютуз. Гермовводы кабелей вклеиваются без прижимных гаек для экономии места. Крышка привинчивается шурупами 10х2.5 мм. Доступ к USB не нужен, всё через блютуз настраивается.
Кстати, для компактности блютуз можно маленький взять (без дополнительной платы). Он от большого модуля отличается питанием 3.3В, которое можно взять с полётника. https://aliexpress.ru/item/32857224039. ... 33edw8aSYP

[schs]

Вот прикинул, как полётник на моторе разместить. Тут же и сёдла под подшипники. Ссылка на проект в личке.

Спасибо. А вариант с расположением сервы тут же, нас стационарной части, не лучше будет? Проводов открытых меньше.
Как мне кажется, более практично было бы коробочку для электроники и серву сделать нашлёпкой сверху этой конструкции, ширина будет не ограничена шириной струбцины, подъёму мотора мешать не будет. А паз для качалки с подшипником сделать сверху, поворотным.

P.S. сегодня прокатился с переделанным упором под трубу, из PETG с выступами, показало себя отлично, серва под нагрузкой поворачивает без проблем.
Как вариант без использования подшипника - напечатать втулку на трубу из того же PETG, по идее износа сильного не будет, да и поменять несложно.
Втулку на трубу на клей. Вырез в упоре расширить.