Schwerpunkt Waage mit Arduino

So ...

mit der neuen elektronischen Schwerpunktwaage mein Art Hobby Serenity auf Schwerpunkt 92mm eingestellt. Dann mit der guten alten wackeligen manuellen SIG Schwerpunktwaage nachgemessen. Die manuelle Waage zeigt mir ca. 89mm

Was ist denn nun richtig ?

Die elektronische Waage ist kalibriert und zeigt die Gewicht jeweils korrekt an. Kann das an 10tel mm liegen bei der Messung der Abstände zwischen den Bügeln und vom Anschlag zum ersten Auflagepnkt ?

Mit freundlichen Grüßen Todde

Am Sketch nichts, lediglich am Zip-File

Was dein Messergebnis betrifft, verweise ich auf mein Post #429 in dem ich auf einen Artikel in der FMT hingewiesen habe. Allerdings ist diese Berechnungsmethode auch in dem Sketch benutzt worden. Die Formel ist folgende:

F1 = Messung Waage vorne
F2 = Messung Waage hinten
D = Distanz zwischen Auflage F1 und F2 (wobei hier schon die ersten Abweichungen entstehen ; bedingt durch die Mechanik ist die Auflage mal punktueller oder auch mal etwas "großflächiger". Wenn deine Referenzgewichte auf den Wiegebalken vorne und hinten exakt angezeigt werden, liegt die Differenz des Ergebnisses in den "mechanischen Abweichungen".

Die Berechnung des Schwerpunktes ergibt sich aus SP = (F2 * D) / (F1 + F2) mm

Im "Raw-Modus" der Waage (Taste 2) sieht man die Messergebnisse von F1 und F2. Dann kann man das Ergebnis zur Kontrolle mit dem Taschenrechner (schlaue Leute im Kopf) nachrechnen.

Bei der "3D-Waage" kommt ja noch der Offset (vorne) dazu. Allerdings wenn ich den programmtechnischen Standardwert von 30mm beibehalte, kommt es zu Abweichungen. Bei Konstruktionen, bei denen die Fläche bündig mit dem vorderen Messpunkt abschließt, kommt es manchmal vor, dass der Offset von NULL im Eeprom nicht abgespeichert wird (weiß nicht warum, aber dann muss man nachkalibrieren). In dem Fall unterscheidet sich das Schwerpunkt-Ergebnis aber um den Wert 30!

Das ist ja der Vorteil dieses Sketches, dass ich ohne Computer die Werte im "Setup" (Taste 3 für Distanz und Offset) so lange verändern kann, bis das Ergebnis meiner Referenzmessung (steht bei mir noch aus mangels einer geeigneten mechanischen SP-Waage) entspricht. Bei meinem 3D-Druck habe ich eine Distanz von 120mm und einen Offset von 27mm.

Das genaueste Ergebnis habe ich mit meiner "Holz-Waage" die auf 1mm Winkelprofilen auf den Wiegebalken aufliegt (Post #429).

Man darf natürlich niemals außer Acht lassen, dass das Schwerpunkt-Ergebnis lediglich eine "Verhältniszahl" ist. Lege dein Modell mal auf die mechanische Waage und bleie es so aus, dass es leicht nach vorne neigt (nach althergebrachter Methode). dann setze es auf deine "E-Waage" und notiere das Ergebnis.

Dann stellst du den Schwerpunkt auf der mechanischen Waage so ein, dass das Modell neutral darauf liegen bleibt und nun noch einmal auf deiner "E-Waage" nachmesssen. Ich hoffe du siehst dann den Unterschied

Letztendlich geht es darum, dass du eine gewisse SP-Größe für dein Modell ermittelt hast und erst beim praktischen Versuch erkennst du, ob der Schwerpunkt stimmt oder noch verändert werden muss. Allerdings hast du dann eine feste Größe, an der du dich orientieren kannst.

Ich habe mir eine Excel-Tabelle gemacht, in der ich jedes Modell mit der SP-Vorgabe und der SP-Messung mit meiner "E-Waage" eingetragen habe. Dann bin ich fliegen gegangen und habe bei einigen Modellen den SP verändern müssen, bei anderen konnte ich ihn beibehalten. Bei Veränderungen habe ich das Modell noch einmal gewogen und den neuen Wert abgespeichert. Dabei konnte ich feststellen, dass manche SP-Vorgaben vom Hersteller nicht passten. Natürlich ist die Einstellung des Schwerpunktes auch abhängig von der Vorliebe des Piloten.

Viel Spaß beim Einstellen
Gruß Udo

todde3000 schrieb:

Moin Moin,

was hast Du denn verändert im Vergleich zur originalen Datei ?

Mit freundlichen Grüßen Todde

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Hallo Udo,

danke für die Ausführung. Das muss ich mir erstmal alles angucken und verstehen. Ich melde mich dann

Cheers, Todde

Hallo Udo,

Du hast Recht, dass der Schwerpunkt ja eh nur eine Verhältniszahl ist. Die Schwerpunktangaben der Hersteller sind m.E. auch nur anfängliche Richtwerte, bei welchen die Modelle gut steuerbar sind. Letztendlich stellt jeder dann seinen Schwerpunkt nach Gusto oder nach Aufgabe ein.

Was ich aber erfreut festgestellt habe ist, dass auf meiner Waage die Messung reproduzierbar ist. Ich habe diverse Male das Modell entfernt und wieder aufgelegt. Der Schwerpunkt/das Gewicht war immer gleich. Auch nach Wiedereinschalten. Das heißt für mich, dass ich einen einmal erfogenen Schwerpunkt immer wieder sehr schnell herstellen kann, z.B. nach Wechsel von Akkutyp und/oder Komponenten. Einfach nach dem Glücklichen Flug das Modell mit der Waage auswiegen und den SP im Deckel aufschreiben :-)

Ich habe nochmal die Längen von Offset und den Auflagepunkten gemessen. Mein Offset könnte 0,5mm mehr sein. Meine Länge zwischen den Auflagepunkten messe ich mit der Schiebelehre 123,0mm. Das liegt aber wohl daran, dass ich für mich extra veränderte Auflagen habe (10cm x 10cm für etwas größere Modelle). Ich werde das nochmal mit den geänderten Werten mit der manuellen Waage vergleichen und versuchen so anzugleichen, dass ich in etwa den gleichen Schwerpunkt, wie auf der manuellen habe. Mit den Schwerpunkten der manuellen Waage hatte ich nie ein Problem in all den Jahren. Die war genau genug.

Danke nochmal für die Ausführung

Viele Grüße, Todde

Hallo Todde,

ich habe gestern Abend endlich meine mechanische Waage wieder zum Einsatz gebracht und meine Konstruktionen aus Post #431 (Holzwaage) und #453 (Aluwaage) mit dem "Referenzflieger" überprüft. Dabei habe ich festgestellt, dass meine "Holzwaage" bis auf 0,xx mm mit der mechanischen Wiegung übereinstimmt, wobei ich die mechanische Waage auf das Messergebnis der "Holzwaage" eingestellt hatte (70 mm). In diesem Zustand pendelte das Modell exakt waagerecht aus. Das heißt im Umkehrschluss, dass die elektronischen Helfer den Schwerpunkt ermitteln, bei dem das Modell in der Waagerechten ist. Will man das Modell etwas "kopflastiger" machen (es heißt ja immer, dass man ein Modell so auswiegen soll, dass es die Nase leicht nach unten nimmt) dann kann ich das "online" machen.

Die Alu-Konstruktion war etwas ungenauer und da ich ja jetzt eine "elektronische Referenzwaage" hatte, habe ich die Distanz der Alu-Waage so lange verändert, bis ich auch dort das gleiche Ergebnis hatte. Man muss nur darauf achten, dass man nach jeder Veränderung im Set-Up (Taste 3) die Wiegebalken wieder auf NULL (Taste 2 und Taste 3) bringt, ansonsten zieht sich die Korrektur in die Länge . Offensichtlich hat die Abweichung bei der "Alu-Waage" etwas damit zu tun, dass die Mechanik durch eine festere Anbindung an die Wiegebalken zu einer Verfälschung des Messergebnisses führt je größer der Abstand zwischen den Auflagepunkten ist. Das ist bei meiner "Holz-Waage" nicht der Fall . Deshalb habe ich die "Alu-Waage" aus Post #453 mechanisch etwas verändert, um kleinere Auflagepunkte zu erhalten.

Meine "3D-Waage" konnte ich leider mit diesem Modell nicht korrigieren, da es nicht darauf passt .

Viele Grüße Udo

Veränderungen gegenüber Post #453

todde3000 schrieb:

So ...

Die elektronische Waage ist kalibriert und zeigt die Gewicht jeweils korrekt an. Kann das an 10tel mm liegen bei der Messung der Abstände zwischen den Bügeln und vom Anschlag zum ersten Auflagepnkt ?

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Hallo Todde,

hast du mal zwei identische Gewichte auf Höhe der Auflagenwippen gelegt? Dann sollte der Schwerpunkt genau zwischen den zwei Auflagen sein und auch so angezeigt werden.

Gruß Heinz

So ...

Die elektronische Waage ist kalibriert und zeigt die Gewicht jeweils korrekt an. Kann das an 10tel mm liegen bei der Messung der Abstände zwischen den Bügeln und vom Anschlag zum ersten Auflagepunkt ?

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@Todde

Ja genau. Deshalb bietet der Sketch ja auch die Möglichkeit, Distanz und Offset mit einer Nachkommastelle einzugeben. Das Ergebnis verändert sich ganz schön, wenn ich z. B. einen Offset von 21,0 oder 21,7 eingebe

Hallo Todde,

hast du mal zwei identische Gewichte auf Höhe der Auflagenwippen gelegt? Dann sollte der Schwerpunkt genau zwischen den zwei Auflagen sein und auch so angezeigt werden.

Gruß Heinz

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@Heinz

In dem Fall wird wohl die Messung sehr genau sein. Allerdings haben meine praktischen Erfahrungen gezeigt, dass mit zunehmendem Abstand der Messbalken zueinander die Ungenauigkeit zunimmt, zumal sich dann auch noch das Gewicht des aufliegenden Flugmodells ungleichmäßig auf die Wiegezellen verteilt. Deshalb dann auch die Möglichkeit, durch Eingabe von 1/10 Millimetern das Ergebnis "hinzubiegen".

Gruß Udo

Moin Moin,

@Heinz
Hallo Heinz, ich habe die Waage bislang mit einem 100gr Kalibriergewicht kalibriert. Erst vorne, dann mit dem selben Gewicht hinten. Ich habe nur ein Gewicht, welches genau 100gr ist ... Ich kaufe mir ein zweites Gewicht.

@Udo
Hallo Udo,

Ich habe mal ein kleineres Flugzeug heute Abend gemessen. Der Flieger ist eine ältere Höllein Libelle, wo laut Hersteller der SP bei 54mm liegt.

Also, die analoge SP-Waage raus und auf 54mm eingestellt. Dann die Arme (so gut es wirklich geht) mit den Kontergewichten ausbalanciert. Dann Modell drauf und Akku solange verschoben, bis das Modell balanciert. So habe ich bislang immer SP gemessen, und das hat immer geklappt. Beim (Ein)Fliegen habe ich dann den SP nach Gusto geändert und dann im Modell markiert, so dass der Akku dann immer an der gleichen Position liegt.

Dann die E-Waage angeschaltet, kalibriert mit dem 100gr. Gewicht. Eingestellt waren meine gemessen Werte:

Offset 30,5mm
Distanz F1 zu F2 123,0mm


Dann den Flieger drauf. SP ist 4mm mehr ... dann den SP mir der E-Waage auf 54mm einegestellt, Akku fixiert und dann wieder auf die analoge Waage - das Modell kippt stark nach vorne ...

So ... dann wieder auf der analogen Waage alles auf 54mm eingestellt, Modell balanciert.

Dann mit dem Flieger auf der E-Waage solange den Offset verstellt (mit kalibrieren jedesmal), bis der SP sich von 58,0 bei 54mm eingestellt hat. Neue Werte

Offset 26,9mm (??)
Distanz F1 zu F2 123,00mm

Raw-Gewichte (btn 2) : vorne 338gr. hinten 96gr.

Nach Deiner Formel sollte der SP sich dann berechnen : SP=(F2(96) * D(123)) / (F1(338) + F2(96))

Das ergibt bei mir SP = 27,2 mm

Und dann war ich raus ...

Viele Grüße, Todde (total )

ps. Das ganze oben habe 2x gemacht, ich konnte das nahezu reproduzieren.

todde3000 schrieb:

Moin Moin,

Offset 26,9mm (??)
Distanz F1 zu F2 123,00mm

Raw-Gewichte (btn 2) : vorne 338gr. hinten 96gr.

Nach Deiner Formel sollte der SP sich dann berechnen : SP=(F2(96) * D(123)) / (F1(338) + F2(96))

Zum Vergrößern anklicken....

Bei der Formel musst du auch noch den Offset aufaddieren.
also: SP=(F2(96) * D(123)) / (F1(338) + F2(96)) + Off(26,9)

Udo hat die vordere Loadcell quasi fast direkt unter der Nasenleiste. Damit ist der Offset fast Null und wurde deswegen in der Formel bestimmt weg gelassen.

LG Patrik

Hi Patrik,

vielen Dank für den Tipp. Das passt dann mit 54,1mm nach der Korrektur.

Komisch ist dann nur, dass die E-Waage bei mir erst bei einem Offset von 3,6mm weniger als dem tatsächlich gemessenen Offest einen einigermaßen korrekten Wert anzeigt, der annähernd vergleichbar mit den analogen Waage ist.

Ich prüfe nun den neuen Offset-Wert morgen mit einem größeren Flieger (ArtHobby Serenity). Wenn der Analog-Elektro-Vergleich dann ähnlich genau bei gleichem Offest ist, dann werde ich den Wert beibehalten und die Waage ist für mich betriebsbereit

Quasi die digitale Waage mit der analogen Waage kalibriert ...

Vielen Dank und schönen Abend noch.

Grüße, Todde


Schnelles Update:
Eben doch noch die Serenity (1459gr) ausgewogen. SP laut Hersteller 92mm. Analogwaage darauf eingestellt und die Auflagenhebel bestmöglich balanciert. Dann den Flieger auf SP 92mm mit dem Akku gestellt, so dass er genau waagerecht steht.

Danach auf die E-Waage. SP stimmt auf 0.1mm. Das reicht mir allemal. Das wird dann tatsächlich so bleiben.

Guten Nacht !

Todde

Hallo und guten Abend.

@todde

Offset 26,9mm (??)
Distanz F1 zu F2 123,00mm

Raw-Gewichte (btn 2) : vorne 338gr. hinten 96gr.

Nach Deiner Formel sollte der SP sich dann berechnen : SP=(F2(96) * D(123)) / (F1(338) + F2(96))

Das ergibt bei mir SP = 27,2 mm

Und dann war ich raus ...

Zum Vergrößern anklicken....

... wenn du jetzt noch deinen Offset von 26,9 mm dazurechnest bist du bei 54,1 mm

Aber jetzt noch einmal zum Verständnis:

1. Es gibt die Funktion "Kalibrieren der Wiegebalken, Wägezellen (wie auch immer)" die man nur einmal durchführt, solange man die Zellen nicht wechselt. Und das geschieht mit der Taste F1. Danach sollte - wie @Heinz ausführt - das Gewicht auf der Auflage vorne und hinten mit dem Referenzgewicht übereinstimmen (Ich habe Zellen, die allerdings um 2-3g vom tatsächlichen Gewicht abweichen. dann bleibt nur ein Austausch wenn man 100-prozentige Ergebnisse haben will).
   
   
2. Das zweite ist die Funktion "Nullen, Tarieren (wie auch immer)" die lediglich das laufende Messergebnis - bedingt durch die mechanische Reibungskräfte und die Auflage einer vorhergehenden Last - wieder auf Null zurücksetzt. Das passiert mit der Taste 2 und dem "Raw-Modus". Dort kann ich dann durch wiederholtes Drücken der Taste 3 tatsächlich eine "Nullanzeige" der beiden Wiegezellen erreichen. Wenn ich dann auf die Normalanzeige mit Taste 1 zurückschalte, sollte eigentlich bei CG der Wert "NAN" angezeigt werden.

Jetzt lege ich mein Modell auf und lasse es eine Zeitlang auf der Waage liegen, da die endgültige Anzeige der tatsächlichen Gewichte auf den beiden Auflagepunkten und die Berechnung des Schwerpunktes durch die internen Programmstrukturen etwas Zeit benötigt.

Wenn nun die Anzeige des Schwerpunktes von dem vorher auf einer "Analogwaage" eingestellten Schwerpunktes abweicht, muss ich

• entweder den Offset-Wert (bei Waagen, bei denen die Flächenvorderkante vor dem 1. Auflagepunkt F1 liegt) oder aber
• den Distanz-Wert (bei Waagen wo die Flächenvorderkante mit dem 1. Auflagepunkt F1 bündig abschließt)

so lange abändern, bis der "elektronische Wert" mit meinem Analogwert übereinstimmt.

Dann dürfte die "elektronische Waage" endlich die genauen Schwerpunktwerte deiner Modelle anzeigen und zwar genauer als die "mechanische Komponenten".

Gruß Udo

Hallo Udo,

gute Zusammenfassung !

Genauso habe ich es gemacht. Meine Waage zeigt beim Einschalten 0 gr. Gewicht und NAN als CG. Vorne und hinten wird jeweils das korrekte Gewicht meines Kalibriergewichts angezeigt.

Den Anzeigewert des SP habe ich dann mittels Änderung des Offsets in mehreren Versuchen solange angenähert, bis er mit dem gemessenen SP der Analogwaage übereinstimmte.

Die korrekte Funktion habe ich dann mit 2 Modellen in unterschiedlichen Gewichten mit unterschiedlichem SP gemacht und beide SP wurden korrekt angezeigt.

Fazit ist, dass die digitale Waage nun mittels der analogen Waage kalibriert ist, und nunmehr genau so genau oder ungenau wie diese ist.

Die Waage, die ich gebaut habe war die mittlere größe. Es folgen noch eine mit kleinen Bügeln für kleine Modelle (ich warte hier gerade auf die Wiegezellen aus China) und eine große für Modelle mit ausladendem Rumpf ( hier warte ich noch auf Teile, die mir freundlicherweise gedruckt werden). Die große kommt in die Bastelbude vom Verein.

Vielen Dank an alle im Thread, die dazu beigetragen haben, dass ich mir meine eigene CG_Scale bauen konnte

Viele Grüße, Todde

Die elektronischen Waagen kann man schön mit einer rechteckigen Metallplatte überprüfen. Da das Gewicht des Materials (gleiche Stärke mal vorausgesetzt) "symmetrisch" verteilt ist, liegt der Schwerpunkt dann genau auf der halben Materialtiefe. Zur Not kann man auch eine Wandfliese mit 25 cm Breite nehmen.
Gruss
Christoph

Ich hab nun auch ein bisschen mit den Dateien gespielt und eine neue Version erzeugt. Sie beinhaltet ein Feld mit 5 Tastern, damit man ein Referenzgewicht über die Tastatur eingeben kann und nicht jedesmal an den Rechner muß, um neu zu flashen. Die Daten werden ins EEPROM geschrieben und die Waage kalibriert sich anschließend automatisch. Durch den ganzen Vorgang wird man über ein OLED Display geleitet. Wer Interesse hat, kann mehr dazu hier finden https://github.com/sgamp/CG_Scale_modifiedSG









Viele Grüße
Stephan

Hallo,
eine neue Version mit kleinen Änderungen speziell für Konstruktionen ohne Offset. Weiterhin kann die Positionierung des Textes nun mit 2 Parametern angegeben werden, also Zeile, Spalte.

Gruß Udo

Anhang anzeigen DB_CG_scale_LCD_2_4_public_Ver_1_3.zip.txt

.STL bearbeiten

.STL bearbeiten

Feigao schrieb:

Ein tolles Programm zur Bearbeitung von 3D-Dateien ist das kostenlose DesignSpark
Und hier ein Link, wie man damit STL-Dateien bearbeitet: STL Dateien bearbeiten

Zum Vergrößern anklicken....

Vielen Dank für die Info - damit geht .STL bearbeiten verblüffend gut

sgamp schrieb:

Ich hab nun auch ein bisschen mit den Dateien gespielt und eine neue Version erzeugt. Sie beinhaltet ein Feld mit 5 Tastern, damit man ein Referenzgewicht über die Tastatur eingeben kann und nicht jedesmal an den Rechner muß, um neu zu flashen. Die Daten werden ins EEPROM geschrieben und die Waage kalibriert sich anschließend automatisch.

Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Stephan!

Find ich sehr geil. Ich bin gerade dabei die letzten Teile zu drucken und würde ein bisschen Information von dir brauchen.

Ist der Aufbau sonst analog zur Waage von Tobias Reik?

LG Markus

Hallo,

bin neu hier im Forum und habe mir die Teile für die Schwerpunktwage gedruckt und heute die letzten Elektronik- Teile bekommen.
Zusammengelötet und montiert.



Jetzt bekomme ich beim hochladen der CG-scale_RCN Datei folgende Fehlermeldung:

Arduino: 1.8.0 (Windows 7), Board: "Arduino Nano, ATmega328"

H:\Desktop\3-D Drucker\Schwerpunktwage\CG_scale_RCN\CG_scale_RCN\CG_scale_RCN.ino:40:17: fatal error: LCD.h: No such file or directory

#include <LCD.h>

^

compilation terminated.

exit status 1
Fehler beim Kompilieren für das Board Arduino Nano.

Ich bin bisher absoluter Arduino Laie kann mir hier jemand helfen ?

Arduino: 1.8.0 (Windows 7), Board: "Arduino Nano, ATmega328"

H:\Desktop\3-D Drucker\Schwerpunktwage\CG_scale_RCN\CG_scale_RCN\CG_scale_RCN.ino:40:17: fatal error: LCD.h: No such file or directory

#include <LCD.h>

^

compilation terminated.

exit status 1
Fehler beim Kompilieren für das Board Arduino Nano.

Kann mir hier jemand helfen, bin absoluter Arduino Laie?

Gruß
Edgar

Und hier noch eine Fehlermeldung:
Arduino: 1.8.0 (Windows 7), Board: "Arduino Nano, ATmega328"

H:\Desktop\3-D Drucker\Schwerpunktwage\CG_scale_RCN\CG_scale_RCN\CG_scale_RCN.ino:56:26: fatal error: SSD1306Ascii.h: No such file or directory

#include "SSD1306Ascii.h"

^

compilation terminated.

Mehrere Bibliotheken wurden für "LiquidCrystal.h" gefunden
Benutzt: H:\Dokumente\Arduino\libraries\LiquidCrystal
Nicht benutzt: H:\Dokumente\Arduino\libraries\Newliquidcrystal_1.3.5
Nicht benutzt: C:\Program Files\Arduino\libraries\LiquidCrystal
exit status 1
Fehler beim Kompilieren für das Board Arduino Nano.

?????

Werde mal nix weiter machen bevor mich jemand auf den "Richtigen Pfad " führt

Viel gelesen und probiert, jetzt läuft es
Morgen mal schauen wie es mit der Genauigkeit aus sieht!