Hallo, ich möchte eventuell zum Spaß eine Wasserrakete basteln und habe ich mal bei Wikipedia informiert: http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserrakete Da findet man dann auch folgenden Abschnitt: >Das Auslösen des Fallschirm wird zum Beispiel mit >[...] oder einer Servo-Auslösung durch einen >Mikrocontroller [...] Ich kenne mich mit Servomotoren nicht aus, habe also dazu den Wikipedia-Eintrag gelesen und auch bisschen gegooglt: anscheinend kann dieser Motor eben die aktuelle Position zum Beispiel seines Hebelarms messen. Wie nutzt man das dann, um herauszufinden, wann die Beschleunigung der Rakete sich umkehrt und der Fallschirm geöffnet werden soll? Danke schon mal. Liebe Grüße
Das Servo kümmert sich nur darum, den Steuerbefehl des Atmega umzusetzen, der ihm dann eben mitteilt, den Hebel von -30 auf +60° zu stellen (Z.B.) Mit dem Messen der Beschleunigung hat das Servo nichts zu tun.
Die Beschleunigung der Rakete ist in der Freiflugphase bis auf den Anteil der Luftreibung konstant null.
qwertzuiopü+ schrieb: > Das Servo kümmert sich nur darum, den Steuerbefehl des Atmega > umzusetzen, der ihm dann eben mitteilt, den Hebel von -30 auf +60° zu > stellen (Z.B.) > Mit dem Messen der Beschleunigung hat das Servo nichts zu tun. Das ist ja komisch. Wie schreibt die Wikipedia dann so präzise von einem Servomotor? Ist doch mir überlassen, welche Technik ich dann zum Freigeben des Fallschirms nutzen möchte - muss doch kein Servomotor sein? Also von der Bestimmung des Auslösezeitpunkts siehst du da in dem Abschnitt dann auch keine Information, richtig?
Ich glaube du bringst da was durcheinander. Ich stelle mir das so vor: Der Microcontroller bekommt die Höheninformation von einem angeschlossenen Sensor. Dieser Wert wird ständig vom Microcontroller mit dem vorher gemessenen Wert verglichen. Wenn die Differenz zwischen altem Wert und neuem Wert gleich null oder negativ ist, steuert der Microcontroller einen Modellbauservo an, welcher wiederum den Fallschirm freilässt. Kenne mich aber nicht mit Wasserraketen aus.
Martin schrieb: > Die Beschleunigung der Rakete ist in der Freiflugphase bis auf den > Anteil der Luftreibung konstant null. Vielleicht verstehe ich nicht ganz, was du damit meinst? Aber kommt es nicht auf das Bezugssystem an? Und ein Beschleunigungssensor innerhalb der Rakete sollte ja verschiedene Kräfte spüren und so eine Beschleunigung ermitteln können.
Frank G. schrieb: > Ich stelle mir das so vor: > Der Microcontroller bekommt die Höheninformation von einem > angeschlossenen Sensor. Ja, das habe ich mir auch schon gedacht: der Auslösezeitpunkt liegt ja einfach am Umkehrpunkt der Höhe. Mich hat die Formulierung der Wikipedia da irritiert. Da kam mir das so rüber, als würde man den Servomotor irgendwie als Sensor nutzen können, um den Umkehrpunkt zu bestimmen - nur dann über Beschleunigungsmessung und nicht über Höhe.
Natürlich Kommt es auf das Bezugsystem an. Deshalb sieht der Sensor in der Rakete keine Beschleunigung wie ein Passagier beim Parabelflug keine Beschleunigung spürt. Wie gesagt, bis auf den "Fehler" der Luftreibung. Die Fallschirmauslösung per Beschleunigungs-Nulldurchgang zu machen haben schon andere erfolglos versucht und eine saubere Stecklandung hingelegt.
Martin schrieb: > Natürlich Kommt es auf das Bezugsystem an. Deshalb sieht der > Sensor in > der Rakete keine Beschleunigung wie ein Passagier beim Parabelflug keine > Beschleunigung spürt. > Wie gesagt, bis auf den "Fehler" der Luftreibung. > > Die Fallschirmauslösung per Beschleunigungs-Nulldurchgang zu machen > haben schon andere erfolglos versucht und eine saubere Stecklandung > hingelegt. Hä? Das wäre ja peinlich, wenn ich das intuitiv falsch gedacht habe. Da muss ich gleich nochmal nachdenken. Ich stelle mir nur Astronauten in Ihrer Rakete vor: die merken doch einen Unterschied zwischen den einzelnen Startphasen?! Ich denke nach... Moment. :D
Julia schrieb: > Wie nutzt man das dann, um herauszufinden, wann die Beschleunigung der > Rakete sich umkehrt und der Fallschirm geöffnet werden soll? Die Beschleunigung ist wegen der auf die Antriebsphase folgenden Freiflugphase nicht gut geeignet, um den Gipfelpunkt der Flugbahn festzustellen, aber schon vor über 100 Jahren hat man den Staudruck dafür benutzt: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/inostr-yazyki/nemets/knopp-maul-1903_2003.pdf
Nettes Dokument :ok: Der Staudruck / die Geschwindigkeit macht aber auch Probleme, wenn die Rakete einen Bogen fliegt und daher nie wirklich stehen bleibt. Nicht umsonst wird in Wikipedia etwas von Zeitauslösung geschrieben. Das ist am Zuverlässigsten, sofern man den vom Treibsatz gelieferten Impuls genau genug kennt. k.A. ob inzwischen schon jemand die Startbeschleunigung mißt um die Zeit zu bestimmen. Für ungenau definierte Treibsätze dürfte das besser sein als eine feste Zeit.
Julia schrieb: > Und ein Beschleunigungssensor innerhalb > der Rakete sollte ja verschiedene Kräfte spüren und so eine > Beschleunigung ermitteln können Damit bekommt man direkt erstmal nur den "Brennschluß" der Antriebsstufe mit. Um aus der Beschleunigung auf den Bahnscheitelpunkt zu kommen, müßte man die Beschleunigung ab Start sauber aufintegrieren und die Reibungskräfte dabei richtig abziehen. Die Luftreibung sauber in den Griff zu kriegen und den Fehler des Beschleunigungssensors sauber zu korrigieren, stelle ich mir dabei nicht ganz einfach vor, wäre aber sicher mal interessant, das zumindest anhand geloggter Höhendaten mal zu versuchen.
An sich könnte man es schon mit Beschleunigungsmessung schaffen. Man darf natürlich nicht mit einem Nulldurchgang in Längsrichtung arbeiten, aber wenn man davon ausgeht,dass die Rakete im Scheitelpunkt umkippt, sollte die Erdbeschleunigung in eine andere Richtung kippen(im Bezug auf das Raketenkoordinatensystem).
icke schrieb: > aber wenn man davon ausgeht,dass die Rakete im Scheitelpunkt umkippt, > sollte die Erdbeschleunigung in eine andere Richtung kippen(im Bezug auf > das Raketenkoordinatensystem). Die Erdbeschleunigung steht in der Rakete nicht zur Verfügung, weil sich die Rakete (bis auf Luftreibung) frei im Schwerefeld bewegt. Guck dir mal vom Astronautentraining einen Parabelflug an. Die Austronauten sind während der Parabelflugphase schwerelos. Und die Luftreibung kommt immer von vorne, weil sich die Rakete auf Grund ihrer Aerodynamik so hindreht.
Thomas W. schrieb: > Die Austronauten > sind während der Parabelflugphase schwerelos. Das ist doch optimal, auf den Beschleunigungssensor wirkt also keine Kraft und er misst in diesem Fall keine Beschleunigung, somit ist die Rakete im Sinkflug und der Fallschirm darf auslösen.
Hans schrieb: > Das ist doch optimal Findest du? Meist will man doch den Fallschirm erst kurz nach dem Scheitel auslösen und nicht schon, bei "Brennschluss".
Thomas W. schrieb: > Hans schrieb: >> Das ist doch optimal > > Findest du? > > Meist will man doch den Fallschirm erst kurz nach dem Scheitel auslösen > und nicht schon, bei "Brennschluss". Vermutlich ist manchen nicht klar daß so eine Rakete nur kurz am Anfang angetrieben wird und anschließend frei fliegt. Frei wie ein geworfener Ball oder Stein. siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsche_Gesetze
icke schrieb: > An sich könnte man es schon mit Beschleunigungsmessung schaffen. Man > darf natürlich nicht mit einem Nulldurchgang in Längsrichtung arbeiten, > aber wenn man davon ausgeht,dass die Rakete im Scheitelpunkt umkippt, > sollte die Erdbeschleunigung in eine andere Richtung kippen(im Bezug auf > das Raketenkoordinatensystem). Dummerweise kann man das mit einem Accelerometer nicht messen. Den Kippvorgang an sich könnte man u.U. mitkriegen, da ist aber ein Gyro-Sensor besser geeignet. Noch gscheiter ist vermutlich ein Luftdrucksensor mit ein paar Heuristiken, in den Quadrocoptern funktionieren die Dinger auch sehr gut zur Stabilisierung der Höhe.
rmu schrieb: > Noch gscheiter ist vermutlich ein Luftdrucksensor mit ein paar > Heuristiken ... Als Ansatz bietet sich an, steigenden Luftdruck als Abwärtsbewegung zu werten ;-) Der Sensoreintritt muss dafür an "strömungsneutraler" Stelle sitzen - sonst mißt man die Airspeed mit.
Thomas W. schrieb: > Meist will man doch den Fallschirm erst kurz nach dem Scheitel auslösen > und nicht schon, bei "Brennschluss". Naja, nachdem der Schub, also die positive Beschleunigung der Rakete, endet, fliegt sie mit abnehmender Geschwindigkeit weiter nach oben, hat also eine negative Beschleunigung. Die Summe aus dieser Bremsbeschleunigung und der Schwerebeschleunigung sollte aber noch immer noch das selbe Vorzeichen habe wie zuvor, um dann, im Umkehrpunkt und der Fallphase, auf Null zurück zu gehen.
Sag einmal wie viele Raketen hast du schon gestartet. Ich schätze mal noch nicht sehr viel. Versuche mal klein anzufangen: eine Plastikflasche mit Korken als Verschluss. Danach mit Autoventil. Startsystem mit Gardena Auslöser. Dann kommt ein Leitwerk dran. Bau einer Startrampe. Rakte mit Aufprallschutz mittels Tennisball, usw. Wenn du es dann geschafft hast eine Rakte einigermassen sicher und gerade zu starten und diese Rakete eine gewisse Höhe erreicht, dann kannst du dir Gedanken über den Schirm machen. Walta
Hans schrieb: > Die Summe aus dieser > Bremsbeschleunigung und der Schwerebeschleunigung sollte aber noch immer > noch das selbe Vorzeichen habe wie zuvor, um dann, im Umkehrpunkt und > der Fallphase, auf Null zurück zu gehen. Die Rakete fliegt - nach "Brennschluss" - vor und nach dem Scheitelpunkt, bis auf die Bremskräfte durch den Luftwiderstand, frei im Schwerefeld. Wie soll sich da die in der Rakete gemessene Beschleunigung vor und nach dem Scheitelpunkt unterscheiden. Mit einem Gyro könnte man die Drehung der Rakete detektieren.
Ihr habt recht, nach dem Schubende wirkt auf die Rakete nur mehr die Schwerkraft und beschleunigt diese negativ, wodurch diese abgebremst wird und schlussendlich ihre Richtung umkehrt. Da auf die Rakete (abgesehen vom Luftwiderstand) keine weitere Gegenkraft wirkt, misst der Sensor keine Beschleunigung nach Schubende und wärend der Rückkehr. Dennoch finde ich, mit einem Beschleunigungsmesser ist der Scheitelpunkt bestimmbar. Integriert man die gemessene Beschleunigung (abzüglich der Schwerebeschleunigung) vom Start an, so weiß man zu jeder Zeit, welche Geschwindigkeit die Rakete hat. Da nach Schubende die gemessene Beschleunigung Null ist und durch das subtrahieren der Schwerebeschleunigung nun eine negative Beschleunigung Integriert wird, erreicht die berechnete Geschwindigkeit nach einer bestimmten Zeit negative Werte, was genau im Scheitelpunkt der Fall sein sollte.
Bei der geringen Geschwindigkeit, die eine Wasserrakete erreicht (im Scheitel ohnehin v=0), sollte es ausreichen den Fallschirm händisch mittels Fernsteuerung auszulösen. Bei der ebenfalls geringen Flughöhe reicht als Empfänger wahrscheinlich auch schon ein billiger IR-Fernsteuerempfänger aus, wenn man dem Fernbedienungssender noch ein paar zusätzliche IR-LEDs spendiert. Z.B.: http://www.conrad.de/ce/de/product/184294/IR-Empfaenger-Sonderform-axial-bedrahtet-38-kHz-940-nm-35-OS-838G
lrep schrieb: > Bei der ebenfalls geringen Flughöhe reicht als Empfänger wahrscheinlich > auch schon ein billiger IR-Fernsteuerempfänger aus, wenn man dem > Fernbedienungssender noch ein paar zusätzliche IR-LEDs spendiert. Laut Wikipedia liegt der Rekord bei 630m und mit normalen Polyethylenterephthalatflaschen werden auch knapp 200m erziehlt, insofern könnte es schwierig werden, den Fallschirm überhaupt manuel auszulösen.
lrep schrieb: > Bei der ebenfalls geringen Flughöhe reicht als Empfänger wahrscheinlich > auch schon ein billiger IR-Fernsteuerempfänger aus Über 600m mit einer IR-Fernsteuerung - Optimist. http://www.uswaterrockets.com/world_record/2007_6_14/flight_log.htm Zum Glück muss man den Fallschirm aber nicht direkt nach dem Scheitel auslösen. Aber wehe, wenn ein leichter Wind weht oder die Rakete nicht ganz senkrecht gestiegen ist. Dann heißt es "Füße in die Hand", damit du rechtzeitig trotz aufgepeppten IR-Fernsteuerung die frei fallende Rakete mit die Reichweite bekommst ;-) Da scheint eine Lösung mit einem kleinen Drucksensor für 1.5€ doch praktikabler.
Hans schrieb: > Laut Wikipedia liegt der Rekord bei 630m und mit normalen > Polyethylenterephthalatflaschen werden auch knapp 200m erziehlt, > insofern könnte es schwierig werden, den Fallschirm überhaupt manuel > auszulösen. Laut einer Schülerarbeit des hiesigen Gymnasiums wurden dort Flughöhen um die 10m erreicht. Verwendet wurden PE-Flaschen, Korken, Fahrradventil und Fahrradpumpen. Ich weiß jetzt nichts über den verwendeten Druck. Für 100m und mehr wird wohl eine professionelle Druckerzeugung und Auslösevorrchtung (hier löste sich der Korken aufgrund des Druckes von selber) benötigt.
Wolfgang schrieb: > lrep schrieb: >> Bei der ebenfalls geringen Flughöhe reicht als Empfänger wahrscheinlich >> auch schon ein billiger IR-Fernsteuerempfänger aus > > Über 600m mit einer IR-Fernsteuerung - Optimist. > http://www.uswaterrockets.com/world_record/2007_6_14/flight_log.htm Vor allem bei Tageslicht, wo sich durch die Sonne der Störabstand verschlechtert. Für den oben zitierten Sensor wird als maximale Reichweite übrigens 10 m angegeben. Wobei das sicher auch vom Sender abhängt. Mit einem IR-Flutlicht mag's vielleicht gehen ;-)
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