Hallo, ich möchte für ein Modellsegelboot (Masthöhe ca 2 m) eine Steuerung bauen, die zusätzlich zur normalen Fernsteuerung auf Böen ragiert und evtl, auch das Boot auf dem richtigen Kurs hält. Mit GPS, Gyros, Accelerometern und Kompass hab ich schon viel gearbeitet. Meistens nehme ich 8-Bit Atmel Prozessoren, die reichen da aus. Nun wollte ich aber die Windgeschwindigkeit und -richtung an der Mastspitze messen und suche dafür 2 kleine Sensoren. Ich dachte, dass man ein Windrad auf einen kleinen Hallsensor-Inkrementgeber steckt (Windgeschwindigkeit) und die Richtung mit einer Windfahne mit 360-Grad-Poti misst. Aber diese Sensoren müssen natürlich total leichtgängig sein, was beim Poti vielleicht schwierig ist. Daher meine Frage: Hat jemand so etwas schon mal gmacht? Wie? habt ihr Ideen, welche Bauteile man verwenden könnte? Danke, Hamster
ich möchte für ein Modellsegelboot
Bedeutet "ich möchte":
(1)"Ich würde die Idee nicht schlecht finden und denke gerade darüber nach"
(2)"Ich will unbedingt!"
Falls (1), vielleicht noch mal drüber nachdenken:
- 'auf Böen reagieren' und 'Kurs halten': Anluven? Abfallen? Segel fieren?
- 'Windstärke', 'Windrichtung': Ist natürlich nur der scheinbare Wind.
- 'zusätzlich zur normalen Fernsteuerung auf Böen ragiert': Automatik 'im Kampf' gegen Handsteuerung würde ich problematisch sehen.
-> Wenn der Kahn sauber durchgetrimmt ist, sollte dieser automatisch auf einfallende Böen mit vorsichtigem Anluven reagieren. Einfach Pinne festhalten ;-)
Edit: Böen, Windrichtung, Wellen... Da wird dann jeder Furz ausgeregelt! -> Akku!!
Aber diese Sensoren müssen natürlich total leichtgängig sein, was beim Poti vielleicht schwierig ist
Deshalb nimmt man da auch eher optische Inkrementalgeber. Z.B. bei den "Erwachsenen":
Ob das ganze bei einer beweglichen Befestigung überhaupt möglich ist was Sinnvolles zu messen?
Ist zwar nicht ganz Stielecht aber...
ganz ohne bewegliche Teile geht das mit einem Ultraschall Anemometer.
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2D_Ultrasonic_Anemometer.jpg
(36 KB)
Ich dachte, dass man ein Windrad auf einen kleinen Hallsensor-Inkrementgeber steckt (Windgeschwindigkeit) und die Richtung mit einer Windfahne mit 360-Grad-Poti misst
Im Prinzip geht das Poti, aber es ist schwer, 360 Grad Leitplastik Potis billig zu finden. Daher besser auch magnetisch
Hallo, K. M. schrieb im Beitrag #7739707:
Bei einem Modellboot?
rhf
Bei einem Modellboot?
Wo siehst du da Probleme?
Anbei ein Beispiel für eine kommerzielle Ausführung.
Mit einer auf 10cm reduzierten Ausführung (und damit geringeren Auflösung, aber darauf kommts bei dieser Anwandung ja nicht so an) passt das auch optisch noch auf einen 2m Mast.
Mir fallen da die Magnetfeldsensoren ein, welche gerne in den asiatischen Modellflug Funken verbaut werden. Stichwort "Hall Gimbal".
Gibts für wenige Euro und lässt sich quasi beliebig leichtgängig bauen. Keine Probleme mit verschmutzter Optik.
-> Wenn der Kahn sauber durchgetrimmt ist, sollte dieser automatisch auf einfallende Böen mit vorsichtigem Anluven reagieren. Einfach Pinne festhalten ;-)
Genauso hab ich das ca. 30 Jahre bei meiner Modellsegeljacht gemacht: funktioniert tadellos ohne Anwesenheit von (störanfällig programmierter) Elektronik. Ein einwandfrei gebautes und getrimmt Boot ist natürlich die Voraussetzung dazu. Kurshalten ohne Elektronik geht übrigens auch mit einem 'Windruder', vor mehr als 70 Jahren wurde das schon erfunden.
Mein Rat: erst mal das Boot eigenstabil trimmen, dann kann der Rest immer noch per Elektronik aufgepeppt werden.
Schräglage, Winddruck, Geschwindigkeit erfassen und optimieren, automatisierte Wenden und Halsen mit vorgegebenen Zielrichtung machen, wären mir wichtiger als kleinste kurzzeitige Richtungsänderungen zu kompensieren.
Blackbird
Hallo, K. M. schrieb im Beitrag #7739731:
Mit einer auf 10cm reduzierten Ausführung ... passt das auch optisch noch auf einen 2m Mast.
Nein.
rhf
und die Richtung mit einer Windfahne mit 360-Grad-Poti misst.
Die Richtung kannst du besser mit einem kleinen Hallsensor-Drehposition messen (rotary position sensor, z.B.AS5147). Der EV-Kit enthält auch den passenden Magneten (AS5147-TS_EK_AB) https://ams-osram.com/products/sensors/position-sensors/ams-as5147-rotary-sensor
- 'Windstärke', 'Windrichtung': Ist natürlich nur der scheinbare Wind.
Es ist der scheinbare Wind, der für den Vortrieb des Bootes genutzt wird - also alles gut.
Böen, Windrichtung, Wellen... Da wird dann jeder Furz ausgeregelt!
Nein, das Filter vor dem Regler entscheidet, was davon ausgeregelt wird, z.B. adaptive Filter, die abhängig vom Seegang die Steuerung unterschiedlich schnell auf Windrichtungsänderungen reagieren lassen. Das spannende ist, Ausbrechbewegungen möglichst frühzeitig zu erkennen, um das Boot mit kleinen Steuerbewegungen z.B. auf optimaler Höhe am Wind zu halten.
Mit einer auf 10cm reduzierten Ausführung (und damit geringeren Auflösung, aber darauf kommts bei dieser Anwandung ja nicht so an)
Ein Modellboot reagiert am Wind genauso empfindlich auf die Windrichtung wie ein großes. 5° können da schnell die Welt bedeuten. Und alles, was man nicht im Masttop haben möchte, ist Gewicht, das man durch ein Mehrfaches in Form von Ballast kompensieren muss.
Nein, das Filter vor dem Regler entscheidet, was davon ausgeregelt wird, z.B. adaptive Filter, die abhängig vom Seegang die Steuerung unterschiedlich schnell auf Windrichtungsänderungen reagieren lassen.
Und deswegen meine Frage am Anfang, ob genau durchdacht ...
Es gibt den Kurs zum Wind: Das macht der Kahn, ordentlich getrimmt, (fast) von alleine. Oder man bastelt ein Windruder dazu. Oder man meint den Kurs zum Ziel: Dann kann man mal über Elektronik nachdenken.
(Oder man will einfach mal was ausprobieren.)
Oder man bastelt ein Windruder dazu.
Darum geht es hier doch genau. Ob die Steuerung anhand des aktuellen Windes nun über eine Mechanik oder eine Elektronik läuft, ist von der Wirkung auf den Kurs des Schiffes erstmal egal.
Schau dir mal https://github.com/norbert-walter/Windsensor_Yachta und https://gitlab.com/norbertwalter67/Windsensor_WiFi_1000 an.
Die Teile haben sich zumindest auf "echten" Segelbooten bereits bewährt. Vielleicht liefert das ja Anregungen, auch wenn die Bauform etwas groß ist.
Schau dir mal https://github.com/norbert-walter/Windsensor_Yachta und https://gitlab.com/norbertwalter67/Windsensor_WiFi_1000 an.
Die Teile haben sich zumindest auf "echten" Segelbooten bereits bewährt.
Ein großer Plus-Punkt ist die zukunftsorientierte 4-stellige Anzeige der Windrichtung in der App mit einer Auflösung von 1 Grad - man kann ja nie wissen ... s.c.n.r.
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Instrument2.png
(130 KB)
Danke für Eure Tipps! Ich denke nun auch, dass ich erst mal das Boot bauen sollte, es richtig trimmen und dann weitersehen. Von Windmessern am Masttop hab ich mich also schon verabschiedet.
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