OXSENS openXsensor: Hochpräziser Geschwindigkeitsensor SDP3x

R

RayX

Ein niemand
#81
#81
Ihr müsst bei euren Tests drauf achten das das Rohr gerade zur Laufrichtung gehalten werden muss, wenn man es etwas schräg hält werden die Geschwindigkeiten immer kleiner.

Von der Logik her würde ich am Sensor die Öffnung für den Schlauchanschluß Innendurchmesser messen, das sollte dann eigentlich dem benötigtem Rohrdurchmesser entsprechen.
 
fa223

fa223

Erfahrener Benutzer
#82
#82
RayX hat gesagt.:
Ihr müsst bei euren Tests drauf achten das das Rohr gerade zur Laufrichtung gehalten werden muss, wenn man es etwas schräg hält werden die Geschwindigkeiten immer kleiner.
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Nein. Es ist gerade ein Vorteil des Staurohrs nach Prandtl, dass es sehr unempfindlich auf Schräganströmung reagiert. Deutliche Fehlmessungen erzeugt man mit dem Prandtlrohr bei Geschwindigkeiten oberhalb von 0,3 Mach, aber das hat andere Ursachen und das schaff ich weder zu Fuß, noch mit meinen Modellen.

RayX hat gesagt.:
Von der Logik her würde ich am Sensor die Öffnung für den Schlauchanschluß Innendurchmesser messen, das sollte dann eigentlich dem benötigtem Rohrdurchmesser entsprechen.
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Im Prinzip sind die Durchmesser egal, solange sie im richtigen Verhältnis zueinander stehen. Der SDP3x ist ein Differenzdrucksensor, es wird also "nur" der Druckunterschied zwischen beiden Anschlüssen gemessen. Der Druck ist unbhängig vom Rohrquerschnitt. Der Rohrquerschnitt könnte also deutlich kleiner/größer, als der Anschluss sein. Verfälscht wird das Ergebnis jedoch durch zu kleine Querschnitte, bei denen die Oberfläche des Rohres im Verhältnis zur Querschnittsfläche groß ist. Es entsteht dann im (längeren) Rohr ein relevanter Druckabfall.
Den Fehler kann man aber auch berechnen. Der Fehler ist zudem von Druck abhängig. Bei höheren Drücken (Geschwindigkeiten) sinkt der Druckabfall.
 
R

RayX

Ein niemand
#83
#83
fa223 hat gesagt.:
Nein. Es ist gerade ein Vorteil des Staurohrs nach Prandtl, dass es sehr unempfindlich auf Schräganströmung reagiert. Deutliche Fehlmessungen erzeugt man mit dem Prandtlrohr bei Geschwindigkeiten oberhalb von 0,3 Mach, aber das hat andere Ursachen und das schaff ich weder zu Fuß, noch mit meinen Modellen.
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Das waren nur meine Erfahrungen mit dem MS4525, vielleicht ist das da anders, keine Ahnung oder es ist mein Nachbau des Hacker Rohres obwohl die Maßlich identisch sind.

Zumindest war meine Vergleichsmessung Messung mit Autotacho, GPS und Handy GPS gleich, Ok vielleicht bis auf 1-3 km/h das kann ich vermutlich nicht so schnell alle Anzeigen überprüfen (beim Autotacho muss ich aber 6Km/h abziehen, der zeigt Zuviel an ) aber man merkte sehr schön wenn man den Versuchsaufbau schräg aus dem Fenster hielt wurde grundsätzlich Zuwenig angezeigt.
Für mich war das Logisch :), und ich habe mich auch nicht weiter drum gekümmert.
IM Flieger wo das Rohr verbaut ist bekomme ich ebenfalls im Vergleich mit dem GPS, recht identische Werte, zumindest bei Windstille, mit Wind geht da natürlich nicht, auch VSPD im Senkrechten Fall stimmt recht gut überein.
 
fa223

fa223

Erfahrener Benutzer
#84
#84
Ok. Vielleicht hatte ich es zuvor zu einfach formuliert.

Bei einem Prandtl-Rohr mit eliptischer Nase macht der Druckfehler bis ca. 15° Anströmwinkel einen Fehler von rund 1% aus. Danach wächst der Fehler deutlich schneller. Bei ca. 25° sind es dann ca. -15 %.
Hat das Prandtl-Rohr eine kreisrunde Nase (Halbkugel), liegt der Fehler bei 5° Anströmwinkel bei ca. 1 %, bei 15° sind es etwa +4 %, bei 30° dann ca. -4 %.
Die konische Spitze verhält sich bis etwa 15° ähnlich wie die halbkugelförmige, schlägt aber dann nicht in die andere Richtung um, sondern hat dann bei 30° Anströmwinkel einen ca. 13 % höheren Druck, als bei 0°.

Zusammengefasst kann man sagen, dass bei einer einigermaßen richtigen Ausrichtung (~ 10°) die Fehler durch Schräganströmung sehr klein (ca. 1 % bis 3 %) sind. "Sehr klein" beziehe ich hier auf unsere Anwendung.

Eine Messung im/mit Auto ist problematisch, da man das Rohr so weit vom Auto weg halten müsste, bis es in ungestörte Luftströmung reicht.
 
Tempo

Tempo

Erfahrener Benutzer
#85
#85
Hallo ihr kreativen Bastler,

1) Zum Kalibrieren auf etwa 1m/s eignet sich Fahrradfahren bei Windstille und ein Vergleich mit dem Fahrrad-Geschwindigkeitsmesser gut.

2) Die Vorteile des sehr kleinen SDP3x kommen zur Geltung, wenn er direkt am Prandtl-Rohr sitzt.
Warum die Durchströmung mit langen Schläuchen und geringen Querschnitten verschlechtern ? Deshalb baue ich gleich passende Prandtl-Rohre mit mehreren ausreichend großen Statikbohrungen und Rohrquerschnitten.
Siehe da: New speed sensor: SDP3x - openrcforums
 
Carbonator

Carbonator

Allerhopp ;)
#86
#86
Hat eigentlich mal jemand den SDP3x kalibriert, damit konkret gemessen und ist damit geflogen? Gibt es Logfiles davon?

Ich würde gerne diese Saison einen F5J vermessen, der kann so langsam fliegen, dass der MS4525 systembedingt an seine Grenzen kommen könnte.
 
Norbert

Norbert

Erfahrener Benutzer
#89
#89
Vielen Dank - Kosten halten sich ja in Grenzen ~ 30€ incl Versand

Wenn ich das richtig verstehe hat man hier nicht das Problem des Nullabgleichs ( Windzug ), da es keinen Absolutdruck misst, sondern nur Strömungsgeschwindigkeit?
 
Carbonator

Carbonator

Allerhopp ;)
#90
#90
Ja, prinzipbedingt kein Offset und auch die Auflösung bei niedrigen Geschwindigkeiten sollte besser sein, wie bei einem "echten" Differenzdrucksensor. Scheinbar hat aber noch niemand ernsthaft mit dem oXs gemessen. Bei mir kommt auch jetzt erst wieder etwas Leidensdruck auf ;)

Vielleicht finden sich ja ein paar Leute, damit man sich gegenseitig ein bisschen ergänzen kann.
 
Leo1962

Leo1962

Erfahrener Benutzer
#91
#91
Nach dem Moto pikup einer fährt dei anderen sitzen mit Model hinten Draussen Model mit Leinen Festgemacht wie beim Drache steigen lassen. Der 3te meldet ständig dei Geschwindigkeit des Autos und ein weitere schreibt alles Zeit Geschwindigkeit des Autos und Display anzeige des Segler in den Laptop.

Das ganze natürlich mit und geben den Wind und bei verschieden Temperaturen und verschiedenen Höhen über Meer.

Danach gib es dann ein schönes Fest corona konform natürlich mit corona Bier;)
 
fa223

fa223

Erfahrener Benutzer
#92
#92
Carbonator hat gesagt.:
...damit konkret gemessen und ist damit geflogen?
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Ich hatte damals (siehe #84) zwei Rohre fertig gemacht und auch eingesetzt. Die Ergebnisse waren vielversprechend, wobei mir die konkrete Referenz gefehlt hat.

Ein "echter" FrSky ASS-70 lag schließlich auch parat (für Vergleiche im Flug), genauso wie ein kalibrierter Fahrradsensor (für die Geschwindigkeitskalibrierung), aber dann hatte ich erst einen Landeschaden am Testmodell und dann wurde das Thema aus beruflich/privaten Gründen auf Eis gelegt.

Aber du hast Recht, das Thema gehört weiter verfolgt. :)
 
Carbonator

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#93
#93
Inzwischen habe ich einen Plan, wie es weitergeht. Das völlig andere Messprinzip des SDP ist wohl angewiesen auf einigermaßen große Durchmesser der Düse und der Verbindung. Mit der Hacker-Duplex-Sonde hatte ich ja deutlich zu niedrige Werte bekommen.
Bei der Suche nach sinnvollem Material bin ich auf 2mm Goldstecker für die Sonde gestoßen, Außendurchmesser 2,6 mm. Der Silikonschlauch mit 2 mm Innendurchmesser lässt sich gerade so noch aufschieben. Als Halter für die Düse verwende ich ein Glied einer Teleskopantenne mit 3mm Innendurchmesser. Der Stecker wird schräg angefeilt, hinten verrundet und eingeklebt (das Entlüftungsloch ist natürlich auch noch verschlossen worden). Am anderen Halterende wird ein zweiter gekürzter Goldstecker als Adapter auf den Silikonschlauch innen eingeklebt.
Den statischen Druck nehme ich innen im Modell, inzwischen bin ich überzeugt davon, dass sich im Rumpf kein nennenswerter Staudruck aufbauen kann. Vor allem nicht bei den niedrigen Geschwindigkeiten, die mich hier interessieren. Für hohe Geschwindigkeiten gibt es andere Lösungen.
1644057771591.jpeg
Am Modell reicht dann ein Loch von 3,2 mm Durchmesser an einer sinnvollen Stelle, um die Sonde zu befestigen. Der erste gelaufene Test hat schon ganz gut gepasst (den Faktor 10 habe ich im Script eingebaut).
1644058023430.png
 
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#95
#95
Das Hacker-Duplex-Rohr hat einen sehr kleinen Einlass. Ich befürchte, dass die Abweichung auch noch geschwindigkeitsabhängig ist, vor allem nach dem Blick ins Datenblatt.

Deswegen hatte ich die Idee, wenn das System bei 5 km/h schon vernünftig funktioniert, muss ich mir keine großen Gedanken um Nichtlinearitäten mehr machen. Unter 25 km/h wird sich bei meinem F5J vermutlich nichts abspielen.
 
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#96
#96
Die Düse und der SDP funktionieren erstaunlich genau. Zum Testen habe ich die LGB meines Enkels missbraucht und auf halber Strecke SH gezogen und nach einer Runde wieder losgelassen. Die Düse war exakt über der äußeren Schiene montiert und der Umfang wurde mit dem Maßband gemessen: 4,58 m. Der Fehler bei 2,8 und 4,0 km/h war unter 5 %! Log hängt an, wenn jemand nachrechnen will. Der nächste Schritt ist jetzt der Vergleich bei höheren Geschwindigkeiten mit dem MS4525.
LGB.jpg
LGB_Log.jpg
 

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#98
#98
heinrich hat gesagt.:
Viele lesen doch nur mit!...
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Mitlesen ist ja OK. Bei RCN hat mich der Chef persönlich gesperrt, weil ich den Vorschlag gemacht habe, Flugleistung zu messen - das störe den Forenfrieden :)
Die Luft wird dort sehr dünn, wenn es über "Shopping Queen"-Aktionen hinausgeht ;)

Aber zum Thema: der Sensor ist flugfertig und werkbankgetestet. Der Sketch ist für elektronisch kompensiertes Vario (umschaltbar) und Messung der Leistungsparameter online eingerichtet. Steuerung des oXs (Varioempfindlichkeit, Kompensation, Leistungsmessung) über den SPort Uplink mit dem LUA-Script oxsppm. Hier Bilder vorm Einschrumpfen, die Teile sind mit doppelseitigem Klebeband und Kaptonband gesichert, über dem MS5611 ist ein Filtertuch, um zu verhindern, dass die Öffnungen abgedichtet werden.
Jetzt muss es nur wieder wärmer werden ....
 

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#100
#100
Jetzt habe ich mich endlich überwunden und ein 3,5mm Loch in meine Maxa gebohrt, um die Eigenbaudüse zu befestigen. Als die Weinkrämpfe nachgelassen haben, bin ich dann heute morgen die erste SDP-Runde geflogen. Netterweise war großflächige Thermik. Vermutlich weil die Großsegler in Landau ein paar km weg aktuell Wettbewerb fliegen und die können halt nix Enges ;)
Ich hänge mal den Log an. Im modifizierten Log ist der VSpd in km/h umgerechnet zusätzlich enthalten. Man sieht, wie der SDP bei 105 km/h in die erwartete Sättigung kommt. Ich habe versucht, mehrmals senkrecht abzusteigen, um dann VSpd und ASpd vergleichen zu können. Falls Überdruck im Rumpf auftritt, sollte man es so merken - Überdruck würde ASpd reduzieren und VSpd erhöhen, wenn ich keinen Denkfehler mache. Ich werde den Log noch in Ruhe analysieren.

Schön zu sehen ist übrigens auch die enorme Butterfly Wirkung am Ende des Fluges, die Landung ist mit diesem Segler wirklich ein Kinderspiel ;)

Als nächstes geht es mal in der Morgendämmerung an's Flugleistung messen ....

Duese.jpg
 

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