Project - fffiddle - 3D Printable Electric Violin

去年暑假時，不乖乖讀書準備學測，做了兩把 open source 的 3D printed電子小提琴

• 官網在這：http://openfabpdx.com/fffiddle/
• 組裝過程：http://openfabpdx.com/wp-content/uploads/2013/11/FFFiddle_Assembly_R1.pdf
• 模型下載在這：http://www.thingiverse.com/thing:219040

可是，為了做這把電小提，遇到了不少問題：

1. reprap i3列印空間不夠長，印不了
2. 它用的吉他弦紐太貴、且在台灣難以購買
3. K&K Twin Spot pickup 的接頭這麼漂亮又這麼貴，卻居然要把它剪掉!?

以下是解決方法：

1. 印表機改裝，把y軸加長，我順便也把噴頭換成遠端 JD head，適合高速列印，邊緣漂亮又不斷料，用起來超爽 !  ( 因為是玩家朋友自己做自己賣，要買的話只能私下問我 )
2. 改用一般的吉他旋鈕，並且把多餘的金屬片切除，並修改原版模型，載點在這：http://www.thingiverse.com/thing:749230
3. 同時修改放置pick up接頭的地方，讓K&K的原廠接頭可以塞進去

在完成之後，發現小提琴超難用下巴夾住，因此自己畫了肩墊，載點在這：http://www.thingiverse.com/thing:452766

以下為照片&說明：

 i3 y軸加長俯視圖，我也忘記加多長了

不過如果你也要加長，務必使用更粗的光軸。

要不然會跟我一樣列印底板一直震動，甚至下陷，因為細光軸太軟了!

 

測試列印ing.....

那麼漂亮的音訊接頭，你捨得切掉嗎!!?

因此，我修改原本的模型，好讓音訊頭塞得進去

開始列印第一把小提琴，雖然印成功但沒有用

因為我買的便宜吉他弦鈕，孔徑不合

再次修改後，再印!

注意：我為了防熱翹，你可以看到這種很蠢，但很實用的方法

終於印好後，塞弦鈕座

我先用打火機把金屬烤熱，塞進去時讓pla微熔，等冷卻後就塞很緊了

接著印琴頸，同樣為了防熱翹，兩邊皆用夾子夾住brim ˊ_>ˋ

安裝音訊頭

我用的是一般的吉他旋鈕

先把旁邊多餘的金屬片切掉，再用螺絲固定

為了讓音色變好，我用木製琴橋來改裝

切下琴橋最頂部裝上去

量測肩墊需要的高度與角度

師大附中工研社 ITRS 35th 招生傳單

師大附中工業技術研究社 第35屆 招生傳單
Industrial Technology Research Society, ITRS

Crosswind Tethered Plane Prototype Construction

The Butterfly's Wing-Shape of Idea leuconoe and Idea stolli on Flight

師大附中工研社 ITRS 35th 社團簡介本

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專題研究 RC KITE-2 風箏製作筆記

前言：
    上次因為風太小飛不上去，所以參考影片後，把RC KITE-1增加一顆馬達，主翼因為重心位置改變而向前移
    今天寒假最後一天，天氣很冷但風很大，爸爸下午陪我去試飛
 (一樣沒有風速計，不過風大到branch有被吹動，重要指標之一)
    風大到風箏有被微微吹起，而且此時是增加了無刷馬達、ESC、更大的鋰電池、馬達座等重量，因此我猜測沒有裝動力模組的話，在今天是飛得上去的。

試飛方式：

1. 飛機綁風箏線 (長約50m) ，線在地面拉直開來，線尾端綁啞鈴，固定於地面。
2. 油門摧下去，手擲飛機，如擲標槍般，迎著風輕輕往空中射出去。

試飛結果：
    失敗，爬升上去沒多遠，機頭就一整個偏掉，轉了個大彎栽下來，還忘了拍照留念。

試飛結論：

1. 飛機結構其實不會太重
2. 可是珍珠板也相當不耐摔，必須使用其他材料製作
3. 爬升過程相當不穩定，這點必須仔細考慮與分析

機翼材料調整：

用整塊EPP，用鎳鉻絲來切，並且挖洞偷輕後包膜蒙皮

製作過程參考：How to build a Swiss Fish Thread Gallery

機身結構調整：

採用雙機身

爬升穩定性分析：

水平飛行與垂直受風時的aerodynamic center位置是不一樣的?

專題研究 文獻探討

起降過程：

1. 緩慢放線-》靜止滯空-》轉為垂直盤旋-》靜止滯空-》緩慢收線

    優點：接近一般的風箏，比較輕比較安全，盤旋速度慢，易控制

    缺點：風要足夠，或是飛機要做的夠輕才飛的起來

    影片：

   

paper: tethered kiteplane design.pdf

paper: Flight dynamics and stability of a tethered inflatable Kiteplane

(從6分50秒開始)

參考資料：
http://www.kitepower.eu/publications.html
http://www.kitepower.eu/research/67-kite-design/56-kiteplane.html

2. 發射升空-》直接高速轉為盤旋-》斷線-》轉為滑翔降落

    優點：飛機重量可以大一點，高速飛行下維持升力

    缺點：發射不易，馬卡尼用火藥發射W3,W4 (這台有全成人工控制過，之後改為自動控制)

    影片：

    Ampyx Power的影片：
\

3. 垂直停懸緩緩升空-》靜止滯空-》調整舵面（增加受風面積）-》轉為盤旋-》停懸滯空-》緩緩降落

    優點：微風下也能起飛，到高空後高速盤旋，就可以產生足夠升力而不會墜落

    缺點：四軸機停懸轉為盤旋技術門檻高，要有前面幾項基礎才可能達成
    影片：


翼荷重：

製作方法：

TU Delf kiteplane prototype用整塊電熱絲切割的EPP

專題研究 Crosswind Tethered Plane Prototype Construction

//這篇主要是要把學校的專題研究做統整。先把片段的想法，以及目前所做的半成品做個集結，資料持續更新增加中。

前言

    為了確認製作出風箏能達到我要求的運動軌跡，以及符合目前我個人能力所及，因此直接製作一台綁著風箏線的遙控滑翔機，以人工控制來進行飛行載具外形確認。

    其實這個寒假執行的進度內容，在去年五、六月早就構思好專題執行步驟，實驗企劃書也寫好了，投稿中等科學獎助計劃，拿到了一小小筆研究金費。不過這個期間不斷在做大量的文獻查詢，學習基本數學工具、運動學、飛行力學等等。不過到了寒假，因為開學要繳交科展作品說明書給學校，全部理論推導也不太好，總得實作點東西出來才是，才促成這個還學不會走路就想飛的風箏原型設計。

背景知識

    1. 風箏發電發展

          好處

          類型

    2. 質點運動模擬

          Loyd 1980 

          MATLAB 模擬結果

    3. 空氣動力設計

         何謂空氣動力設計？

         為什麼需要空氣動力設計？

         飛機運動方程組

         飛行運動特徵值

         風箏跟一般的飛機有什麼不同？

    4. 自動控制方式

         

設計概念

   由於要簡化到我的能力範圍內，因此我想直接以人工控制數據，加上量測地面風箏線角度變化，分析這兩組數據，希望能用來進行自動控制時使用。

    1. 記錄手動控制的訊號

    2. 量測地面風箏線的角度變化

        球座標系

        座標變換

        位置、速度、加速度

        

    3. 地面站設計

        風速計

        放線滾軸

        風箏起降架

    4. 自動起降流程設計

        起飛流程

        穩定滯空轉為繞圈盤旋

        繞圈盤旋轉為穩定滯空

        降落流程

    5. 意外狀況處理對策

        忽然沒風！

實驗過程

    1. 製作遙控風箏

    2. 利用arduino連接接收器，記錄遙控器控制訊號

    3. 利用可變電阻+arduino製作球座標角度感測計

    4. 利用arduino連接風速計，記錄風速變化

    5. 利用Xxx通訊模組，讓空中與地面數據取樣時間同步

（為什麼不直接量發射器的發射訊號就好了？可以事前做量測發射器與接收機之間的誤差分析啊！）

實驗結果

    1. 遙控風箏試飛結果

    2. 手動控制數據分析

        尾翼角度變化

        副翼角度變化

    3. 球座標角度感測器數據分析

        飛行路徑

        飛行速度

    4. 副翼角度、風速與飛行路徑的關係