Como descobrir o peso, motor e bateria para seu modelo elétrico (Calculadora)

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Muitas dúvidas aparecem quando se começa a ver a infinidade de possibilidades, motores, baterias e aeromodelos para montar. Quando o conjunto vem pronto você pensa, menos uma dor de cabeça, mas depois que você voa, quer mais velocidade ou mais força, mais duração de tempo de voo e ai começam as alterações mesmo dos kits já fechados.

Tentando ajudar a guiar todos, fiz uma pequena calculadora que fica no site mesmo, nem precisa baixar nada, onde você pode descobrir qual a melhor bateria para o motor, qual o melhor motor para a bateria, quanto de potencia o motor precisa para determinado aeromodelo e por ai vai.

Lembro somente que esses são cálculos puros, que não levam em conta o arrasto do aeromodelo, o tipo de perfil da asa, a eficiência do conjunto hélice + motor, mas os cálculos aqui feitos já dão uma boa direção de onde ir.

Para os mais curiosos abaixo vão os cálculos que são feitos:

Descobrir a bateria

O conjunto de miliamperes (mAh) que uma bateria tem vezes sua descarga (C) é o máximo que a bateria pode consumir, lembrando sempre que as informações que a bateria disponibiliza nem sempre são verdadeiras dependendo de sua qualidade. Ou seja, quando multiplicamos C x mAh temos quantos mAh o motor pode consumir. Para descobrir a bateria então é só fazer as combinações posíveis em cima da fórmula tendo como dado fixo o resultado que é a corrente que o motor puxa.

Lembrete: As baterias normalmente estão em mAh, mas os motores estão em A então deve-se dividir o resultado por 1000 para ter os dados todos em Ampéres (A).

Potencia do Motor

A potencia do motor é calculada pela tensão utilizada multiplicada pelo Consumo, ou seja:

W = V * A;

Onde W = potencia em Watts do motor, V a voltagem utilizada e A a corrente em Amperes que é consumida pelo motor.

Lembrete: A voltagem na calculadora foi simulada para várias voltagens, mas cada motor aceita um determinado limite, não ultrapasse ele.

Potencia necessária para o modelo

A uma tabela utilizada de várias formas e em algumas situações com outros valores (pouca diferença) para dizer o quanto que um determinado peso de aeromodelo precisa em Watts (potencia) do motor para voar num determinado estilo. Segue abaixo:

Aeromodelo/Tipo de Vôo Relação Peso x Potência (Watts/kg)
Slow-Flyers e Park-Flyers de baixa carga alar 110 a 154
Treinadores e Escala de Vôo Lento 154 a 198
Esporte-Acrobático e Escala de Vôo Rápido 198 a 243
Acrobáticos Avançados e Modelos de Alta Velocidade 243 a 287
3D c/ baixa carga alar e Ducted-Fan 287 a 331
3D de desempenho ilimitado 331 a 441

Com base nisso é fácil determinar quanto de potência precisa um aeromodelo de um determinado peso (lembre-se, calcule com o peso da eletronica junto).

Como a tabela está em Watts por Kilo e o peso dos modelos é em grama é só dividir o número por 1000 e você terá Watts por Grama, multiplicar pelas gramas do seu aeromodelo e pronto, terá a potencia mínima para o determinado estilo, a formula então fica:

W = RPP/1000*P

Onde W = potencia necessária em Watts, RPP é o número da tabela (Relação de Peso por Potencia) e P = Peso do aeromodelo em gramas.

Tempo de Consumo

Para calcular o tempo de consumo de um motor x bateria, é um calculo simples também, porém não preciso por causa da variação que ocorre em vôo de velocidade e dos servos.

Quando uma bateria diz que tem 1000mAh de carga quer dizer que podemos gastar no máximo 1000mAh a cada segundo por 60 segundos (ou 1 minuto). Como o consumo do motor é dado em consumo em Amperes e por minuto, temos que converter os padrões.

Então pegamos 1000mAh e transformamos em Amperes dividindo por 1000. O que nos dá 1A. Depois multiplicamos isso por 60 para obter o consumo possível em minuto o que daria 60A/m.

Para saber quanto tempo um motor consome a bateria (supondo que ele estará em consumo máximo durante o vôo todo) é só dividir esse número pelo consumo do motor. Por exemplo, um motor com consumo de 20A, demoraria 3 minutos para consumir a bateria de 1000mAh. Logo a fórmula é:

tempo = (mAh/1000*60)/A

Onde tempo é o número de minutos do tempo de vôo em potencia máxima, mAh é a carga da bateria e A é o consumo do motor.

Velocidade (Pitch Speed)

A velocidade ou pitch speed é o quanto a hélice consegue deslocar de ar para promover uma movimentação, logo isso está diretamente relacionado a quantidade de voltas que ela pode dar (RPM) e ao passo da hélice (quantidade de inclinação da hélice que provocara a movimentação do ar).

O calculo aqui feito baseia-se em médias e experiencia e não é real, pois não leva-se em conta outros fatores que contribuem para todo o conjunto.

Se o passo da hélice representa a movimentação em Polegadas, multiplicando isso pela quantidade de vezes que será movimentada por minuto (RPM) você obtera o deslocamento em 1 minuto, tendo esse valor é só fazer as conversões. Converte polegada para centimetros (multiplicar por 2,54), converter para metros (dividir por 100), converter para segundos (dividir por 60) e ai teremos a velocidade em metros por segundo. Logo a formula fica sendo:

v = (passo*2.54/100)*RPM/60

Onde v = velocidade em metros por segundo, passo é o passo da hélice em polegadas e RPM são as rotações por minuto do motor com a hélice em questão.

Como considero que não temos os RPMs reais com a hélice e motor, calculamos o RPM do motor (veja abaixo como calcular), calculamos uma média de perda entre 20% a 40% do RPM por estar com uma hélice e teremos uma idéia do RPM do motor com a hélice.

RPM do Motor

Com a quantidade de KVs do motor, é fácil calcular o RPM, pois KV é a unidade de medida de Voltas por Volt. Ou seja, multiplicando-se pela tensão da bateria (volts) você obtem o RPM do motor (nesse caso sem a hélice, ou como é chamado Vazio). A formula então fica:

rpm = KV * V

Onde RPM = rotações por minuto do motor vazio, KV unidade fornecida pela fabricante do motor que indica voltas por volts e V volts fornecidos pela bateria.

Lembrete: Novamente lembrando, cada motor tem seu limite de volts, por mais que os calculos sejam atrativos com mais volts não coloque mais volts no motor do que ele suporta.

Referencia: Fórum do E-Voo

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4 Comments

  • At 2012.07.10 22:25, Stephano said:

    Olá, sou iniciante, e acabo de adquirir o modelo Yak 54 art-tech, e queria saber se tem como comprar umas bateria que dure mais, e o que preciso saber para comprá-la. Obrigado desde já.

    • At 2012.07.13 11:25, Meison Almeida said:

      Stephano,

      Veja na própria bateria as caracteristicas dela, qual a voltagem, qual a amperagem (mAh) e o tipo, se é LiPo, Life, etc.

      Qualquer coisa manda uma foto da bateria.

      Abs,
      Meison

      • At 2013.02.04 15:58, Lalau said:

        Boa tarde Meison, tudo bom? Voce saberia me falar como eu faço para encontrar a eficiencia de uma helice uma vez que tenho a potencia no eixo do motor, a velocidade da aeronave, o passo e o diametro da helice e também a razão de avanço?

        Desde ja, obrigado!

        • At 2013.09.05 18:46, Jose said:

          Como transformar o consumo de (W) Watts para Ah?

          • At 2014.03.12 08:44, DANILO CARDOSO said:

            bom dia amigo. eu tenho um tocano da juniaer que usava um motor os 46. mas agora eu quero colocar um motor eletrico nele, porem nao sei qual. vc teria ideia de qual colocar? qual motor, bateria helice e esc?
            agradeço.
            abraço

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