Kräfte und beschleunigungen am Motorrad

Garmin fenix 7X und epix Gen 2 im Test

Der Schwerpunkt dieses Tests und Vergleichs der Garmin Fenix 7X Solar und Garmin Epix Gen 2 liegt auf den Sensoren wie Höhenmesser, Positionsbestimmung und Herzfrequenz. Was unterscheidet die beiden GPS-Outdoor-Smartwatches? Und wie gut ist die Taschenlampe der Fenix 7X für den Outdoorbereich? Hier geht es zum Test der Outdoor-Smartwatches ...
  • Da in dem Thread http://www.naviboard.de/vb/sho…hp?p=152167&postcount=413 es zu sehr OT wird, hier mal weiter.


    Ich lese das mit interesse mit. Es gibt auch einige Sensoren, die inzwischen ohne Gyro und Flüssigkeiten auskommen. Es gibt mehrachsige Piezo Sensoren für Beschleunigungsmessung als SMD Bauteil. Diese setze ich in Verbindung mit einem Microcontroller für die Lageregelung eines Modell U-boots ein.

  • wie fahrt ihr eigentlich alle eure Moped-Kurven?


    ...mit Stützrädern kurvenaussenseitig???


    man nehme eine Milchkanne und drehe sich mit ausgelegten Arm um die eigene Achse, die Fliehkraft macht den Rest, die Milchkuh/kanne bzw. das Moped erfahren im Normalfall keine Querkräfte, ausser an der Reifenaufstandsfläche, also was kriegt dann ein fest installierter Sensor mit?


    Mahlzeit, muß jetzt Pause machen und komme um ca. 18h wieder!


    Gruß, Roland

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  • Der Sensor reagiert auf kräfteänderungen. Dabei ist er sehr feinfühlig und misst bereits Richtungsänderungen von wenigen milli-G zur relativen Lage. Der Sensor wird beim in betreib nehmen geeicht auf seine Neutralstellung. Waagerecht und Lotrecht am Objekt. Ausgehend von dieser 0-Stellung werden sämtliche Änderungen der Richtung in 3D erfasst und zur Auswertung an einen Microcontroller übergeben.


    Wioe empfindlich die Teile sind kann man sehen wenn man weiss, das mein U-Bot grade einmal 40cm lang ist und ca 15km/h schnell unter Wasser flitzen kann (mit anderen Motor bis 25). Dabei wirken kleinste Ruderausschläge oder Strömungsänderungen bereits sehr heftig so das ohne Regelung das Boot in einer Delphin Artigen Bewegung auf und ab Tauchen würde. Ein Manueller ausgleich dieser Bewegung über die Steuerung ist nicht möglich, da der Mensch viel zu träge ist.
    Die Regelung greift nun nach 25ms ein und steuert gegen (Servoimpuls in Gegenrichtung). Das geht so schnell das nur minimale Bewegungen des Ruder nötig sind um den Ansatz einer Steig und Sinkphase auszugleichen. Das Ergebnis ist überzeugend: Das Boot fährt unter Wasser wie an einer Schnur gezogen.

  • ... mein U-Bot grade einmal 40cm lang ist und ca 15km/h schnell unter Wasser flitzen kann ...

    Goil! :dafur:

    Offtopic im Offtopic: taucht es nur dynamisch, oder auch statisch, wenn es sich nicht fortbewegt?

    paul-josef



  • Da liegst Du leider vollkommen daneben und würdest es auch in der Praxis tun, neben Deinem Mopped meine ich, wenn die Querkräfte zur Fahrzeuglängsachse (Fliehkräfte) nur an der Reifenaufstandfläche wirken würden. ;) Die resultierende Fliehkraft wirkt im Schwerpunkt des Mensch-Maschine-Systems sowie auch m*g des Sytems. Die Resultierende aus beiden geht durch die Reifenaufstandsfläche. Weiter will ich das jetzt hier nicht vertiefen, aber wer ganz ins Eingemachte der Fahrzeugphysik gehen möchte, der kann für den Einstieg z.B. mal "Motorrad-Technik pur" von Gaetano Cocco lesen. (Aber Vorsicht, in der 1. Auflage von 2001 sind bei der Übersetzung einige grobe mathematische Fehler bezüglich der Nachlauf- und Rollwinkel enthalten, so dass man die angebenen Gleichungen selbst kontrollieren und ggf. korrigieren muß.)


    Du kannst die Querkraft also an jeder beliebigen Stelle des Moppeds messen. Berücksichtigen muß man nur, dass durch eine unterschiedliche Schräglage bei gleichem Kurvenradius, hervorgerufen durch unterschiedliche Geschwindigkeiten, sich auch die gemessene Querkraft verändert. Und zwar steigt sie bei größerer Schräglage gleich durch zwei Faktoren: Durch die steigende Kreisbahngeschwindigigkeit und durch den kleiner werdenden Kreisbahnradius des Messgebers infolge der größeren Schräglage (er ist ja nicht an der Reifenaufstandsfläche montiert). Bei einer nachträglichen Auswertung zur Analyse des Kreisbahnradius müssten also diese Werte mit herangezogen werden, um eine genaue Aussage über den Radius treffen zu können.


    blackwilli

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  • Ich verspreche das es das letzte OT meiner seits hier ist :)
    Das ist ein Dynamischer Taucher, so ausbalanciert das er knapp auftaucht. Wenn also der Akku alle ist sollte es von selber hochkommen :)


    Wenn man das Auftauchen beschleunigt sieht es mit meinem schwachen Motor so aus:

  • Noch mehr OT:


    Ich will mir gar nicht vorstellen, was passieren könnte, wenn Schäuble das Foto sieht ....
    :lol:


    blackwilli

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  • Und hier haben wir noch was hübsches ...


    http://www.sander-electronic.de/be00006.html


    3-Achsige Beschleunigungssensoren auf Microchipbasis für 20 Euro.
    Durch die 3-Achsen-Messung kann auch bei fester Lageinstallation bei der Auswertung die Schräglage und die reine Querbeschleunigung softwaremäßig herausgerechnet werden.


    Da kann Roland ja schon mal anfangen zu basteln. ;)


    blackwilli

  • 3-achsig und softwaremäßig rausrechnen lass ich mir eingehen,
    die Zunahme in Moped-z-Achse lässt sich auswerten, das ist soweit ok...


    mein Tankrucksack, auch ein Querkraftmessgerät, zuckt nicht hin und her wenn ich heize!
    2D-sensorik für Beschleunigung und Querkraft am Auto versagen bei der Messung am Moped, deswegen hat er auch nur vorn und hinten Riemen und nicht seitlich!


    ...wollte eigentlich Popcorn kaufen...


    Roland

  • .... mein Tankrucksack, auch ein Querkraftmessgerät, zuckt nicht hin und her wenn ich heize! .... deswegen hat er auch nur vorn und hinten Riemen und nicht seitlich!


    Ist ja auch logisch. Das Verständnisproblem dabei ist, dass Du natürlich nur das interpretierst, was Du siehst: Dein Tankrucksack bleibt still auf dem Tank liegen. Wie Du auf dem Mopped ja auch. Aber die Querkräfte sind da, horizontal wirkend. Und die Massenkräfte des Tankrucksack sind da, vertikal wirkend. Aus beiden bildet sich eine resultierende - die wirklich "angreifende" - Kraft, und diese geht vom Schwerpunkt des Tankrucksack durch das Mopped in einer Linie bis durch die Reifenaufstandsfläche. Deshalb und durch die dadurch entstehende Haftreibung zwischen Tank und Tankrucksack, rutscht er nicht herunter. Würdest Du die Auflagefläche des Tankrucksack schön einfetten, um die Haftreibung komplett zu eliminieren, wäre er schwupps weg.


    Wären die Querkräfte nicht da, könntest - nein, müsstest - Du Deine Kurven aufrecht ohne Schräglage fahren.


    Ich weiß im Moment nicht, wie ich es noch erklären sollte, aber eines kannst Du ruhig glauben: Würde man rein hypothetisch bei der Kurvenfahrt mit dem Mopped die auf jedes Materieteilchen wirkenden resultierenden Querkräfte abschalten können, würdest Du in dem Moment wie ein nasser Sack mit dem Mopped umfallen.


    Vielleicht hilft das hier noch etwas weiter ...


    http://de.wikipedia.org/wiki/Fliehkr%C3%A4fte
    http://de.wikipedia.org/wiki/Seitenf%C3%BChrungskraft


    oder dies (gilt beim Mopped natürlich auch) ...


    http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrrad_fahren


    blackwilli

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  • Würdest Du die Auflagefläche des Tankrucksack schön einfetten, um die Haftreibung komplett zu eliminieren, wäre er schwupps weg.
    blackwilli


    macht er nicht!


    angenommen: stationäre Kreisfahrt, Glas Wasser steht auf polierten und angefetteten Tank, keine Windkräfte: das Glas bleibt stehen und es wird auch nix verschüttet, weil:
    die Resultierende normal durch die Bodenfläche des Glases geht und keine seitliche Kraftkomponente anliegt, das Glas wird aus Sicht des Tanks nur schwerer!

  • .... die Resultierende normal durch die Bodenfläche des Glases geht und keine seitliche Kraftkomponente anliegt, das Glas wird aus Sicht des Tanks nur schwerer!


    Na, nun schreibst Du es selbst. ;) Jetzt müssen wir nur nochmal klären, woher denn Deine Resultierende kommt: Aus den vertikalen Gewichts- und den horizontalen Fliehkräften.


    Wir könnten das jetzt tagelang so fortsetzen, würde aber an der Physik nichts ändern. :rolleyes:


    Übrigens: Wenn Du im HangingOff fährst, geht die Resultierende vom Glas bzw. Tankrucksack nicht mehr genau durch das Zentrum der jeweiligen Bodenfläche und die beiden verabschieden sich.


    blackwilli


  • Übrigens: Wenn Du im HangingOff fährst, geht die Resultierende vom Glas bzw. Tankrucksack nicht mehr genau durch das Zentrum der jeweiligen Bodenfläche und die beiden verabschieden sich.
    blackwilli


    stimmt, davon war aber nicht die Rede...


    habe nur das gemeint:
    zwei Beschleunigungssensoren, je einer für ax und einer für ay bringen beim Moped keine Aussage zur Schräglage.


    man könnte nur seinen hangingoff-grad messen.


    Roland

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  • Aber die Querkräfte sind da, horizontal wirkend.

    Natürlich, wo solllten sie denn auch hin? Wenn sich ein Objekt auf einer (idealisierten) Kreisbahn um ein (gedachtes) Zentrum bewegt, entstehen natürlich Fliehkräfte. Hier ist aber das Messgerät (Popometer) selbst Teil des bewegten Systems und kann sie daher nicht wahrnehmen. Es erfährt, wie der Fahrer auch, nur eine Zunahme der (scheinbaren) Gewichtskräfte, das Mopped geht dadurch "in die Federn", was übrigens auch die Schräglagenfreiheit verringert. Nur von ausserhalb lässt sich ein solches System analysieren. Unsere Sinne reichen dafür nicht aus.

    Trotzdem kann man Zweiradfahren, ohne das zu wissen, ganz intuitiv, und der Physiker kann's vielleicht nicht. Was versteht der Ornithologe vom Fliegen?

    paul-josef

  • Natürlich, wo solllten sie denn auch hin? Wenn sich ein Objekt auf einer (idealisierten) Kreisbahn um ein (gedachtes) Zentrum bewegt, entstehen natürlich Fliehkräfte. Hier ist aber das Messgerät (Popometer) selbst Teil des bewegten Systems und kann sie daher nicht wahrnehmen. Es erfährt, wie der Fahrer auch, nur eine Zunahme der (scheinbaren) Gewichtskräfte, das Mopped geht dadurch "in die Federn", was übrigens auch die Schräglagenfreiheit verringert. Nur von ausserhalb lässt sich ein solches System analysieren. Unsere Sinne reichen dafür nicht aus.

    Trotzdem kann man Zweiradfahren, ohne das zu wissen, ganz intuitiv, und der Physiker kann's vielleicht nicht. Was versteht der Ornithologe vom Fliegen?

    paul-josef


    ;););)


    Na logisch, hier gehts aber vor allem um die Meßbarkeit dieser Größe, wobei Roland und ich anscheinend unterscheidlicher Meinung sind. ^^


    Und nach meiner Auffassung sind die erforderlichen Werte zur späteren Berechnung z.B. des Kurvenradius mit Hilfe der 3D-Beschleunigungssensoren zu erlangen, da sie auch zur Messung der [SIZE=-1]statischen Beschleunigungen, wie z.B der Gravitationen in der Lage sind.
    Da sie x,y,z-Werte liefern und der korrekte z-Wert aufgrund der bekannten Gesamtmasse von Mopped+Fahrer * g bekannt wäre, könnte die Richtung eines Korrekturvektors bestimmt werden, um die Größe der Vektoren von x und y zu berechnen und so die richtige Größe der Querkraft zu bestimmen, woraus wieder aufgrund der bekannten Gesamtmasse auf den Kurvenradius geschlossen werden könnte ....


    :huh: Was mach ich hier eigentlich ? - NEIN, ich werde das nicht in GTA integrieren. ^^


    blackwilli


    [/SIZE]

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  • wollen wir nicht doch im GTA-thread weiter machen?:lol:


    ist doch alles easy, wir stolpern nur über unsere Terminologie...
    Angefangen hats mit der Aussage, daß die Driftbox nur mit ax und ay-Sensoren bestückt nicht fürs Moped taugt.
    Mit 3D-sensoren klappts wie beschrieben, nur ob links oder rechts rum weiss man so immer noch nicht.


    Roland

  • wollen wir nicht doch im GTA-thread weiter machen?:lol: .....


    Lieber nicht. :rolleyes:



    .... Mit 3D-sensoren klappts wie beschrieben, nur ob links oder rechts rum weiss man so immer noch nicht.


    Ich denke mal, dass das gehen sollte, da in den techn. Beschreibungen der Sensoren von +/- xx g geschrieben wird. Per Definition werden sie dann wohl in der einen Richtung +Werte und in der anderen -Werte liefern. Und wenn man dann weiß, wierum man sie eingebaut hat ...


    blackwilli