Hovercraft stabilisieren

[pongi]

Hallo!

Endlich hatte ich Zeit, meinen Hovercraft fertigzubauen, und eine erste Testfahrt zu machen (http://www.youtube.com/watch?v=H77pqVpzFtE). Dabei bin ich zu folgenden Ergebnissen gekommen:

-mein Zimmer ist auf alle zu klein :D
-das Ding ist höllenschnell
-Kurvenfahren ist nicht besonders leicht.

Und der dritte Punkt ist etwas, wo ich mir was einfallen lassen muss, da der Hovercraft sich anstatt ne Kurve zu fahren, sich nur in die neue Richtung dreht, und wegen der Trägheit und der fehlenden Reibung noch sich noch in die Originalrichtung weiterbewegt. Somit ist das Ding völlig unberechenbar, und somit eine präzise Lenkung unmöglich.

Meine Lösung würde folgendermassen aussehen: mit einem Beschleunigungssensor könnte ich die Querbeschleunigung messen, und somit erkennen, wie lange der Hovercraft schleudert. Anhand dieser Information könnte ich die Drehzahl des BLDCs was den Auftrieb liefert reduzieren, damit ich mehr Reibung habe, und somit der Querbewegung entgegenwirke. Wenn die Querbewegung weg ist, kann man die Drehzahl wieder erhöhen, damit erhöht sich wieder der Auftrieb, und ich kann geradeaus weiterfahren. Also eine Art ESP für Hovercrafts :D

Meine erste Frage: ist dieser Lösungsansatz funktionstüchtig, oder habe ich was übersehen?

Die zweite, welchen Sensor soll ich für die Beschleunigung nehmen? Im RN-Wissen wird die ADXL-Reihe erwähnt, aber die Information ist nicht sehr detailliert, daher würde ich eure Erfahrungen brauchen.

Danke im Voraus, mfG

pongi

[the_playstat]

Man muß vor der Kurve den Hoverkraft umdrehen und per Gegenbeschleunigung umdrehen. Danach muß man in z.B. 90 Grad ausrichten, und in die neue Richtung lenken. Der Übergang von Gegenschub und Querschub kann auch dynamisch erfolgen. Bei Nullreibung ist die Beschleunigungsstrecke = der Abbremsstrecke. D.h. man muß im Vorraus wissen, wann man gestoppt haben sollte. ;)

Beschleunigungssensor + weitreichenden Abstandssensor.

Die Reibung der Schürze würde Ich nicht erhöhen. Sonst ist Sie schnell defekt!!!

[jeffrey]

hi,
hi, colles teil, hast da mal paar genauere daten zum aufbau dazu?
wenn es sich nur dreht, aber konstant in die alte richtung weiter fährt, wird der bschleunigungssensor nicht wirklich was messen.
mfg jeffrey

[the_playstat]

Bei der Beschleunigung könnte man einen Wert (Geschwindigkeit)hochzählen / aufadieren. Der muß dann wieder reduziert werden.
Also Beschleunigungssensor + Gyro.
Ein Geschwindigkeitssensor würde aber auch gehen.

[pongi]

@Jeffrey: wenn der Beschleunigungssensor getrennt x und y Achse misst, kann ich daraus schon erkennen obs nach vorne oder quer geht. Das war eigentlich die Hauptidee. Wenn ich die Werte dann integriere, bekommen ich eh die Geschwindigkeit in x und y Richtung.

Die Drehung würde ich mit dem Kompass CMPS03 bestimmen, den hab ich schon aus einem anderen Projekt.

Kurz zum Aufbau: die Schürze ist eigentlich ein BMX-Innenschlauch, halb aufgeblasen, und oben mit einem Plastikstück abgedeckt. Als Auftrieb dient ein Impellerantrieb mit BLDC, für die Vor- und Rückwärtsbewegung ein normaler DC Motor mit Propeller (alles aus dem Modellbau). Die Steuerung wird von einer Atmega8 übernommen, kommuniziert wird über Bluetooth mit dem Laptop, mit einer kleinen Command Prompt im Hyperterminal. Als Stromversorgung gibts einen 4000mAh 2-Zellen LiPo, mit dem man ziemlich lange Spass hat. Das ganze wiegt etwas über 1kg, Auftrieb ist ca. 600g.

[Gock]

Hä!
Aber die "Probleme", die Du beschreibst sind doch die typischen Eigenschaften eines Hooverkraft!?! Wenn Du die beseitigen willst, dann bau Dir lieber ein schwimmfähiges Auto, sofern Dein Hoover überhaupt auf dem Wasser fahren kann... Andernfalls geht das typische Feeling von dem Teil doch völlig verloren.
Die Beherrschung dieser "Probleme" machen einen guten Piloten aus.
Ich verstehe garnicht, was Du hast. Man baut sich doch auch keinen Hubschrauber, um ihm dann Flügel zu montieren, weil er so instabil in der Luft liegt...
Gruß

[pongi]

@Gock: gegen ein bisschen Drift hätte ich ja auch nichts. Aber es gibt schliesslich Grenzen, und daher mein Optmierungsbedarf.

Ausserdem gibt es bei einem Hubschrauber auch ziemlich viel elektrische Hilfe zur Stabilisierung, damit es bequem zum steuern ist. Und ein Auto hat auch ESP und ABS, damit die Sicherheit grösser wird, obwohl driften ja an sich auch Spass macht. Deshalb finde ich Deinen Beitrag bei allem Respekt ziemlich daneben...

Ich sehe es hauptsächlich als Herausforderung, diese Probleme so in den Griff zu bekommen, dass die positiven Eigenschaften des Hovercrafts erhalten bleiben.

Konstruktive Ideen und Erfahrungen mit dem ADXL Sensor sind weiterhin willkommen.

[Gock]

Schon gut, war ja nicht so gemeint. Habe mich nur gewundert, dass jemand sowas geiles wie ein Hoovercraft umfunktionieren will. Aber wenn Das Dein Ansinnnen ist...
Allerdings sind Beschleunigungssensoren immer mit Vorsicht zu genießen, weil sie relativ ungenau sind, vor allem bei Erschütterungen. Außerdem wird es schwierig sein, die ohnehin geringe Bremskraft zu erkennen.
Wie wäre es mit einer Art Gleiter unter dem Craft (damit man es nicht sieht), der an einer Art frei drehbarem Poti oder ähnlich montiert ist und sich automatisch entgegen der Fahrtrichtung ausrichtet, weil er quasi hinterhergezogen wird? So ähnlich, wie die Rolle bei einem Einkaufswagen, die einen Nachlauf hat.
Gruß

[pongi]

Wäre auch eine Idee, muss ich mal näher überlegen. Da ist es halt problematisch wenn ich auf Wasser oder im Schnee fahre (wenn ja schonmal Winter ist :D ), wie sich das unter solchen Umständen verhält, bzw. wie wasserfest die ganze Konstruktion am Ende ist.

Die geringe Bremskraft, die Du erwähnt hast, macht mir weniger Sorgen, da es genügen würde eine evtl. Querbeschleunigung zu erkennen. Ich weiss nicht genau, wie es bei den Sensoren mit zwei Achsen ausschaut, aber ich stelle mir folgendes Szenario vor: ich fahre in x-Richtung, Beschleunigung in x- sowie y-Richtung ist bei konstanter Geschwindigkeit 0. Dann mach ich eine Kurve, der Hover stellt sich quer, es erscheint plötzlich eine Beschleunigung in y-Richtung, durch die Trägheit; und eine in x-Richtung wegen dem Schub (die aber in dem Punkt deutlich kleiner ist, als die in y-Richtung). Jetzt gilt es eine Gegenmaßnahme zu treffen, bis die y-Komponente abnimmt, und die x-Komponente überwiegt. Da der Vorschub auch bei geringer Drehzahl des Auftriebs ausreicht, um den Hover nach vorne zu bewegen, sollte eine Verringerung des Auftriebs in diesem Punkt genau zu dem erwünschten Effekt führen.

@Gock: Du hast ja recht, dass es Schade wäre den Hovercraft in dieser Hinsicht umzufunktionieren, will ich auch nicht machen. Ich will ja keine Haarnadelkurven mit dem Ding fahren können, aber es gefällt mir auch nicht, dass der Wenderadius von einem 20cm Durchmeser Gefährt 2m beträgt (bei kleiner Auslenkung der Lenkklappen), oder dass das Ding unkontrollierte Drehungen ausführt (bei grosser Auslenkung der Lenkklappen).


MfG

pongi

[Besserwessi]

Beschleunigungssensoren werden am Hoovercraft eher weniger bringen, denn die Beschleunigung kommt fast nur vom Antrieb selbst und ist schon von daher fast verfügbar. Sinnvoller wäre da ein Kreisel bzw. Gyroskop um die Drehungen zu messen. Im Extremfall könnte man sich einen Regler für die Rotation vorstellen, sodaß man mit der Lenkung nicht mehr direkt die Lenkklappe steuert, sondern die Drehgeschindigkeit vorgibt. Vermutlich wird es dann auf eine Art zwischending herrauslaufen, bei dem die Drehrate der Lenkung etwas entgegenwirkt.
Kompiziert wird das ganze dadurch, das man für sehr steile Kurven das Hoverkraft schon vor der eigentlich Kurve drehen muß und dann in der Kurve vor allem Gas gibt. Mit zu viel Stabilisierung werden solche Manöver dann unmöglich.

[jeffrey]

hi,
meine aussage war auch gemeint, weil du durch die drehung nicht genau weißt, in welche richtung die beschleunigung wirkt. du solltest die drehung auf jeden fall messen. außerdem glaube ich, dass die querbeschleunigungen relativ klein sind, weil die reibung ja nicht sehr groß ist, es deswegen weiter in die alte richtung rutscht.
ich würde die drehung auch lieber mit nem drehratensensor messen.
wie vorher schon geschieben, ist es sinnvoll weiter zu drehen, und dadurch dann auch schon zu bremsen.
mfg jeffrey

[lpw]

Moin,
wie weit ist denn die Unterseite des Hovercrafts vom Boden entfernt?
Wenn das nicht zu weit ist, könnte man (für Fahrten die nicht über Wasser gehen) einen Maussensor verwenden oder?

[pongi]

Beim Maussensor habe ich das selbe Problem wie bei Gocks Vorschlag. Ausserdem ist die Höhe mit 3 cm schon ein bisschen zu hoch.

Da ich einen Kompassensor hab, werde ich mal mit dem einige Tests bzgl. der Stabilisierung Anhand der Drehung unternehmen.

@Jeffrey, jetzt verstehe ich schon Deinen Ansatz mit dem weiterdrehen, dass werde ich auf alle Fälle ausprobieren.

Bis dahin: Danke an alle

[Excalibur]

Wenn Du kleine Wendekreise haben willst, solltest Du vielleicht mal die Möglichkeit eines Querstrahlruders ins Auge fassen. Oder wie bei den Sporthoovercrafts eine dynamische Schwerpunktverlagerung.

MfG

Michael