Vibrationsempfindlichkeit Piezzo- oder SMM-Sensor

[Gast_1336]

Hi Alle,

im MFI 1/2003 steht ein Bericht über die Kreisel GYA350 und GYA351, in dem Vorteile des SMM-Sensors (Silicone Micro Machine-Sensor)behauptet werde. Insbesondere dessen Vibrationsunempfindlichkeit.

Die im MFI angegebenen Tests sind allerdings mit kleinen Flugzeugen erfolgt, die weit von den Vibrationsstärken (Frequenz und AMPLITUDE) bei größeren Verbrennungsmotoren entfernt sind. Wie große Modelle bei wenig Gas schon am Boden tanzen, ist ja leicht beobachtbar.

FRAGE: Weiß jemand Vergleichendes zur Vibrationsempfindlichkeit beider Systeme?
Unterfrage: Wenn ja: Hat der SSM-Sensor quasi eine wesentlich höhere Integrationsrate oder -Zeit, sodass er gegengleiche Rüttelamplituden systembedingt besser kompensiert als der Piezzosensor?

Der gerne angeführte Hinweis auf die Sensoren im Auto hinkt natürlich, weil ein schweres Auto am Boden eine wesentlich stabilere Montagebasis bietet als ein fliegendes Modell, das den Drehmomentstößen und Unwuchten nur seine baubedingten Trägheitsmomente und Aerodynamische Dämpfungen entgegen setzen kann.

[ 15. Januar 2003, 19:38: Beitrag editiert von: Rudy Fiala ]

 

[Rüdiger]

Servus Rudy,

im Manual zu diesen Kreiseln kann nachlesen, daß SMMs den Vorteil verringerter Temperaturdrift haben. Daß sie vibrationsunempfindlicher sind, steht dort nicht.

hth,

rüdiger

 

[Steffen]

Zum einen heissen die Dinger SMM (Silicone Micro Machine).

Zum anderen stellt sich die Frage, was mit Vibrationsunempfindlichkeit gemeint sein mag:

-Lebensdauer?
-Resonanz?
-Messverhalten?

Die Lebensdauer ist sicherlich hervorragend, da die im Sensor bewegten Massen immens klein sind.

Das Resonanzverhalten des Sensors selbst ist erstklassig, verglichen mit mechanischen Kreiseln. Vorteile gegenüber Translastionssensoren (paarweise für Drehsensorik) sind auch erkennbar.

Die aufgeprägten Vibrationen aus Modellbewegung werden vom Sensor detektiert. Eine Integration des Signals ist nicht im Sensor und muss vom Kreisel durchgeführt werden (RC-glied oder microcontroller)

Wir haben drei Sensoren aus dem GY501 als Drehratensensoren in Gebrauch (ohne den Kreisel), leichtes Rauschen auf dem Sensor erfordert eh ein RC-Glied.

Ciao, Steffen

 

[Gast_1336]

Hi Steffen,

danke für Bezeichnungskorrektur.

Ich meinen ausschließlich die sich in Servobewegungen und Ruderschwingen zeigende Empfindlichkeit auf Motorvibrationen, besonders von größeren Motoren.

Damit inkludiert, ob SMM-Gyros eine größere fliegerische Toleranz haben und noch verwendbar sind, wenn Piezzo-Kreisel bereits ununterbrochen die Servos betätigen. Auch ohne Kursänderung, versteht sich. Die Frage ist somit eindeutig nur auf die fliegerische Verwendbarkeit bei stärkeren Motoren gerichtet.

Danke Rüdiger, DAS steht auch in dem Testbericht.

[ 15. Januar 2003, 14:32: Beitrag editiert von: Rudy Fiala ]

 

[Steffen]

Was ja nun keine Vibrationsempfindlichkeit ist, sondern welches Regelverhalten der Kreisel hat.

Das wirst Du wohl selber durch Versuch messen müssen.

Ciao, Steffen

 

[Gast_1336]

Hi Alle,

ich hoffe, dass diejenigen, die zu diesem Thema echte Erfahrungen beisteuern können, nicht den Mut zum Posting verlieren. Die Frage ist aus bestimmten fliegerischen Gründen sehr interessant. Auch vergleichsweise zu meinen Piezzo-Erfahrungen, die quasi zwischen den Zeilen im Anfangsposting enthalten sind.

 

[Peter]

Hallo,

Ich glaube, dass neben den oben genannten Gründen die Vibtationen sich eher auf die Lebensdauer schlagen. Es gibt ein paar Beiträge in Piccolo Foren, die darauf hinwiesen. Picco gecrasht und Kreisel tot....

 

[Ticmic]

Hallo alle,

aufgrund meiner Erfahrungen bei der Mitarbeit an Drehratensensoren (SMM Basis) stellen Vibrationen durchaus ein ernst zu nehmendes Problem für die Messung der Drehrate dar.
Dies gilt auch für Beschleunigungssensoren.
Wenn das durch die Vibrationen erzeugte Signal (Rauschen) nicht wesentlich geringer als das eigentlich zu messende ist (Nutzsignal), so wird das Nutzsignal erheblich vom Rauschen beeinflusst und damit das Messergebnis verfälscht.
Durch geeignete Massnahmen kann das Verhältnis Nutzsignal zu Rauschen verbessert werden.
So z.B. eine wesentlich höherfrequente Ansteuerung des mechanischen Elements (SMM).
Es wird derzeit versucht, die Ansteuerung mit einer ca. 10 mal höheren Frequenz als die zu erwartende Störfrequenz durch zu führen.
Leider ist dies nicht so einfach möglich, da bei dieser höheren Frequenz die Empfindlichkeit des Sensors abnimmt.

Dies nur mal so als Denkanstoss ...

 

[Norbert Eisert]

Hallo Rudy,

dieser Sensortyp (SMM) ist ja schon seit geraumer Zeit das Non plus Ultra beim Heli auf Heck. Auch ich habe einen. Der einzige Unterschied, den ich zum Piezo bemerke: Der SMM hat keine Temperaturdrift.
Mit einem schnellen Servo gleicht er jede noch so kleine Bewegung des Hecks sofort aus.

Das heißt aber auf Deine Frage bezogen: Er wird versuchen, daß Schütteln Deines Modelles mit Ruderausschlägen zu kompensieren.

Steffen hat es schöner als ich geschrieben :
"Die aufgeprägten Vibrationen aus Modellbewegung werden vom Sensor detektiert"

 

[Gast_1336]

Danke Freunde,

jetzt ist doch noch ein Ergebnis aus dem thread ableitbar.

Ergebnis: Schüttelproblem wie gehabt.
Hm--, müsste eigentlich mit einer Integrationsschaltung mit geringem Zeitverlust stark dämpfbar sein. zB der Durchschnitt der letzten 5-10 Impulse oder Ähnliches. Liegt noch immer weit unter der menschlichen Reaktionszeit.

 

[Gast_1336]

Nachtrag,

Hallo Chris!!!

Nett, dass wir uns wieder mal begegnen

Hi Norbert, für dich besonders veilchenduftende Grüße!

Topic On: Irgendwo kugelt bei mir ein Delay-Modul von Simprop herum, dass ich irgendwann erstanden habe, bevor ich draufkam, dass man als Drosselservo überhaupt gleich langsamere Servos verwenden kann.

Vielleicht wäre das schon ein Teil der integrativen Problemlösung "etwas langsamer als möglich, aber noch immer viel schneller als der Mensch".

Grüße Rudy

 

[Norbert Eisert]

Hallo Rudy,

danke und die besten Grüße zurück

Stell Dir mal bitte vor, Du hast einen Regelkreis mit einem sehr empfindlichen Sensor/Geber, der es ermöglicht, die Regelzeit sehr kurz und die Regelamplitude sehr groß zu wählen.Das wünscht sich Jeder. Durch äußere Einflüsse musst Du jetzt die Regelzeit und auch die Amplitude stark dämpfen.
Damit ist Dein empfindlicher Sensor eigentlich fehl am Platze, quasi "Perlen vor die Säue geworfen" Außerdem erhöst Du durch den zusätzlichen Dämpfer noch die Ungenauigkeit und das Ausfallrisiko.

Besser ist dann m.E.einen weniger empfindlichen Sensor zu benutzen und das Dämpfungsglied wegzulassen.

 

[Gast_1336]

Hallo Norbert,

eh klar!!!

wäre Wunsch eines Kollegen für die Heading Hold Verwendung beim Hovern.

Praktisch interessiert es mich kaum, aber unter zugrundelegung der menschlichen Reaktionszeit würde der Sensor bei zB Durchschittsbildung aus den immer letzten 10 Impulsen schön das Schwänzchen senkrecht halten. Bei nicht mehr "schütteltanzendem" Seitenruder. Das ist die Problemstellung, Viel schneller als der Mensch. Bei 10 Impulsen Durchschnittsbildung wäre das Servo schon ca. 1/10 sec in der richtigen Stellung, bevor der Menschh überhaupt reagiert!

Und Heading-Hold würde auch schon bei viel kleineren Abweichungen in der Luft reagieren, die man aus zB 50m Entfernung noch gar nicht richtig sieht.

Und dafür der empfindliche LAGE-Sensor, der sensibelst erkennen soll, aber nicht das Servo mit Gerüttel überfüttern soll.

Bei meinem Vorschlag, den Sensor auf einen 1 kg Bleiplatte zu packen, hat er sich leicht gefrozzelt gefühlt. wundert mich nicht.

Habe das weiter o.a. Delay-Modul leider jetzt nicht mehr gefunden. Vielleicht wäre das eh schon die Lösung gewesen.

[ 19. Januar 2003, 13:49: Beitrag editiert von: Rudy Fiala ]

 

[Norbert Eisert]

Hallo Rudy,

ach dafür...

Wenn Du einen einfachen SMM- Kreisel nimmst, wie z.B.den GY 240 und ein hinreichend schnelles Servo, so ist das m.E. nach mit dem Einsatz im Heli durchausvergleichbar und sollte so funktionieren.
Wenn Alles korrekt eingestellt ist, müsste man sogar auf heading Hold gehen können und der Vogel sollte schön ruhig an der Latte hängen.
Ich stelle mir den Einbau des Kreisels etwas schwierig vor, denn er muß ja exakt parallel zur Latte sein.
Hat das überhaupt schon Jemand versucht, unabhängig vom Kreiseltyp?

 

[Gast_1336]

Hallo Norbert,

mir ohnedies alles klar, aber lies bitte den Eröffnungsbeitrag von wegen Motorschütteleien.

Nach einem Test mit dem MVVS26 habe ich einen guten Piezokreisel sofort am Boden wieder rausgeschmissen. Der erwähnte Interessent an der Hoverunterstützung möchte halt wissen, ob da ein SMM-Kreisel genau so sinnlos ist.

MIR kommt so und so kein Kreisel hinein, dafür bin ich viel zu viel Purist.

Und gehe ohnedies nur bis 2 bft. fliegen

 

[Norbert Eisert]

Hallo Rudy,

da ich ja von Fläche so gut wie keine Ahnung habe, gestatte mir die Frage:

Schüttelt so ein Motorflieger tatsächlich so arg?
Ärger als ein Heli(10ccm)mit etwas Unwucht in der Rotorwelle?

Diese Frage deshalb, Rudy, weil so ein Heli durch Pilotenfehler auch mal "leidet" und meist die Rotorwelle einen abkriegt, was ein sofortiges "Schütteln" zur Folge hat.Nicht richtig eingestellte Blätter verursachen das auch.
Die Regelgenauigkeit des Kreisels leidet dadurch, aber kaputtgegangen ist mir deswegen noch keiner.

 

[Gast_1336]

Hi Norbert,

das Problem tritt bei erst bei relativ großvolumigen Motoren, besonders bei 1-zylindrigen Glühzündern mit ihrer kaum laufoptimalen Gemischaufbereitung, auf. Die Benziner mit einer ganz anderen, weicheren Zündzeitpunkts-Philosofie sind problemloser. UND verwenden auch nicht so die leistungsfördernde Hochkompression.

Deswegen u.a. verwenden ja trotz des Zündungsaufwand die großrotorigen Hubis einen Benziner!

Kreiselgünstig arbeitet jeder Hubimotor im oberen Drehzahlbereich und trotzdem gibts da ja auch Kreiselprobleme - siehe Artikel FMT1/2003, Seite 97 vom Fachmann Debatin.

Die größeren Flächenmethanoler laufen aber zwischen ca. 2000 und 7500 Touren mit entsprechenden Gegendrehmoment- und Massenbewegungs-Stößen. Beim 1-Zylinder stimmt die Motor-Trägheitsachse (als Dämpfer) nicht einmal annähernd mit der Motorwelle überein - auch einer der Gründe, warum (echte) Boxer viiiel besser sind fürs Modell. (Und natürlich noch der so oft zitierte Massenausgleich durch die gegenbewegenden Kolben.)

Folglich gibts so große Auslenkungen in und an der Zelle, dass Kreisel echt überfordert sind. Ob sich für diesen Zweck irgendwelche intern vorhandenen(???) Dämpfungsglieder SERVOSCHONEND justieren lassen, keine Ahnung.

Kreiselinduziertes Heckservo-"tanzen":
Bei einem 1:1 gekoppeltem Seitenruder sieht man da halt sofort, was sich beim Aufdrehen der Empfindlichkeit abspielt. Ob das beim Hubi genau so optisch erkennbar ist, erscheint mit fraglich.

Dazu kommt noch die mechanische Aufschaukelung des ganzen Kreises: Das riesige, schwere Seitenruder ... brauch ich sicher nicht erklären, was da am elastisch gelagertem Servo via federelastischer Anlenkungen passiert.

Dagegen am Hubiservo bei aerodynamisch einwandsfreien statisch ausgewuchteten Heckrotorblätterpaar: Nebbich.

Hm--, wenn ich das da alles so verinnerliche, sollte man eigentlich gleich mit einem Benziner-Hubi anfangen. Da ich eine Einladung zum Lehrer-Schülerfliegen nach einem RC-Heli-thread habe - Thema war so ungefähr "Wenn man schon Hovern kann, erleichtert das den Hubi-Anfang?", werde ich das nachher mal überdenken.

Ach ja, das Echo aus dem erwähnten thread: "ja, ja, ja!"

Oh Gott, bin schon wieder ganz Off Topic, sorry.