Vibrationen erkennen und beseitigen

[mastersurferde]

Ganz genau so sehe ich das auch. Deswegen hab ich geschrieben, dass ich die Methode nicht als Option für grosse Motoren sehe.
Bei den kleinen Motoren bekommt man evtl. höherfrequente Schwingungen gedämpft.

[MrSpike]

Ganz genau so sehe ich das auch. Deswegen hab ich geschrieben, dass ich die Methode nicht als Option für grosse Motoren sehe.
Bei den kleinen Motoren bekommt man evtl. höherfrequente Schwingungen gedämpft.

Wie Du schon geschrieben hattest... Schau mal, was Deine O-Ring-Box so hergibt.
Bin auf Ergebnisse gespannt

[faboaic]

Problem:
Die Entkopplung mit dem einen O-Ring ist nicht ausreichend. Im besten Fall wird es nur geringfügige Verbesserungen bringen, da die Schrauben zum Motorsockel nicht entkoppelt sind.
...
Ein weiteres Problem, welches ich kommen sehe, ist das Ansprechverhalten der Kopters im Allgemeinen. Lastwechsel wird er vermutlich etwas träger umsetzen.

Hallo,
genau deswegen habe ich die 3d Druck Teile konstruiert. habe es vielleicht in meinem Text nicht perfekt formuliert, aber da kommt natürlich noch ein Gummi zwischen 3d Teil und Arm.

bin jedenfalls auch auf Messungen gespannt.

Stefan, dann streng dich an, dass du mit deinem präzisen Wucht Gerät einen Propeller so schlecht hin gewuchtet bekommst, damit das dämpfen mit Gummi Sinn macht. sonst würde es ja keinen Spaß machen.
evtl noch Messung mit verschieden stark angezogenen Schrauben.. sollte ja auf die Frequenzkurve der Dämpfung Einfluss haben.
fest angezogen eher höhere Frequenzen gedämpft .. je leichter angezogen sollte die Frequenz sinken.
interessant auch Resonanz Effekte. etc.

viele Grüße,
Fabian

[Wolle Can Fly]

Hallo zusammen,
habe gerade mit der Microhexe 3 Lipos leergeflogen.
War windstill, Sie driftete noch ganz leicht nach links hinten, was ich
aber mit einer Schwebeflugkali verbessert habe.
Nach Austausch der ausgelutschten 2 Blatt 3030 gegen 3 Blatt 3045 und
einer Verkürzung der Landekufen, war schon zu hören und am FPV-Bild
eine deutliche Besserung der Vibrationen zu erkennen.
Hier nun ein Ausschnitt bei reinem Schwebeflug im POS-Hold:

Beachtet das sind IMU-Werte genau wie im Ardupilot als gutes Beispiel abgebildet:

Der Maßstab ist bei mir etwas anders, aber die Werte oben links
sehen für mich das schon viel besser aus, ist auch gut fliegbar.
Dennoch hält die Microhexe noch etwas unganau die Position im LOITER
und im POS-Hold. (Beim Gieren bricht Sie noch einen guten halben Meter seitlich
aus, trotz 15 Sats.)
Kommt es mir nur so vor, oder ist so ein kleiner Kopter viel schwieriger zu kalibrieren
und einzufliegen wie ein größerer Hexa

[mastersurferde]

Hi Wolfgang,

wenn Du einen Pix draufhast, dann sind die Vibrarions 3.3 interessant. Deine Grafik sieht zwar gut aus - hilft aber nix. Du brauchst den anderen Graph.
Und ja, der kleine Kopter ist schwieriger einzustellen,

Gruß
Stefan

[Wolle Can Fly]

Danke Stefan,
dann hier die Vibrations 3.3 aber teilweise experimentell maximal rasant geflogen.
Aber da sehen die Werte nicht so TOP aus, konnte dazu auch nichts bei Ardupilot finden.

Aber sie fliegt recht gut für so ein kleines Monster
Wenn ich die Clip0 bis Clip2 sehe, heißt das doch das der PIX beziehungsweise dessen
Beschleunigungssensoren nicht wegen zu hohen G-Werten ausgeflippt ist ?
Oder da wird nichts aufgezeichnet ?

[FrankSchulze]

Ich habe nun mal eine zusätzliche Platte zur FC Lagerung entworfen.

Werde diese nachher mal fertigen und testen.
Der gedanke ist folgender: die erste platte wird mit 5mm Distanzen an den Kopter geschraubt und die FC-Platte mit Gummidämpfern darauf gelagert.
Durch die schmalen stege der ersten Platte werden schon Vibrationen absorbiert. Die Gummis machen dann den Rest hoffentlich weg.

Mir kommt allerdings noch ein weiterer Gedanke, was ist wenn das ganze zu leicht ist?

Beispiel...man nimmt einen langen dünnen Stock und mach am ende einen tischtennisball fest. Nun bewegt man den Stock schnell auf und ab.
Der Ball wird aufgrund seines geringen Gewichtes jede Bewegung Übernehmen.
Nimmt man nun statt des Tischtennisball´s einen etwas schwereren Tennis Ball wird man feststellen das dieser sich weniger bewegt da sich hier ein trägheitsmoment aufbaut.

Ich denke nun, das es vieleicht auch sinn machen würde die FC Platte schwerer zu machen.

LG, Rene

[Wolle Can Fly]

Danke Rene (FrankSchulze).

Sehr guter Entwurf: Für FCs in der Größen- und Gewichtsklasse des
Pixhawks (2.4.6 -2.4.8) und den APM (2.5 - 2.8 u. Mini APM Pro) halte ich
die Lagerung für das Optimalste mit den weichesten Gummis.

Für kleine FCs, wie den Pixfalcon, MicroPix und den APM 3.1 halte ich
eine Lagerung auf Anti-Vibration foam (Orange Latex) für am geeignetsten.
https://www.hobbyking.com/hobbyking/sto ... duct=41759
Hier sollte abhängig vom Gewicht des FCs dann ein an der Grundfläche angepasstes
Viereck, aus dem weichen Latex mit einem ebenfalls viereckigen Auschnitt in
der Mitte, benutzt werden. (Öffnung für das Baro nicht verkleben)

Für die kleinen FCs wäre eventuell eine angepasste Grundplatte und
ein Gegenstück mit jeweils 4 Bolzen für eine 4-fach O-Ringmontage
am besten geeignet. Da in kleinen Koptern die Bauhöhe meistens
sehr begrenzt ist und die O-Ringe gegen weichere leicht auswechselbar
wären.
Meine Feststellung, mit 2-fachem doppelseitigem Klebezeugs, sowie
es im orginalen CX-20 Anwendung findet, erreichte ich keine so gute
Ergebnisse wie mit dem rosa Latexschaum.
Allerdings mit dem Nachteil, das alle Kabel- Steckverbindungen ohne
Zug und Druck flexibel entkoppelt werden müssen und man auf eine
leichtgängige Bewegungsfreiheit des FCs achten muß.

[Baumi]

Hallo,

Vibrationen lassen sich bei unseren Fluggeräten NIE vermeiden.

Erstmal sollte man die Vibrationen an den Stellen minimieren, wo sie entstehen. Und dies ist immer der Antriebsbereich.
Heißt > Propeller auswuchen - am besten an dem jeweiligen Motor mit einer dynamischen Wuchtung.

Da dieses Wuchtprojekt nicht jeder hat (eher die Wenigsten) muss man die Prop Unwucht minimieren.

Die Arme der Copter sollten möglichst steif sein. Bei größeren Koptern aufgrund der weiten Entfernung zur Motormitte und der entstehenden Kräft logisch. Diese müssen dann aber möglichst gut vom eigentlich Mittelteil des Copters entkoppelt sein. Hier haben wir nun ein Problem. Arme fest mit der Frame Mitte verbinden und Entkopplung der Vebrationen. Lösung ? Daran verzweifeln wir grad bei unserem Long Range Projekt.

Ein weiterer Punkt ist die Eigenresonanz. Diese entsteht meist in einem bestimmten Drehzahlbereich und ist von vielen weiteren Faktoren abhängig. Kurze, aber wirklich nur ganz kurze Definition des Begriffes..... ".....Eigenresonanz ist ein molekular bedingtes Resonanzverhalten eines Werkstoffes. Nahezu jeder Werkstoff schwingt bei einer oder mehreren bestimmten Frequenzen mit, wenn er angestoßen wird, oder einer anderen äußeren Einwirkung unterworfen wird. Die spezifische Eigenresonanz-Frequenz ist abhängig von Form, Gewicht und Steifigkeit des Werkstoffes...."

Weiter gehts mit der möglichst freien Verdrahtung von Leitungen. Was meine ich damit ? Klar sieht es toll aus, wenn man mit etlichen Kabelbindern schöne Stänge der ganzen Leitungen formt. Ist aber völlig negativ für die Stärke der Vibrationen. Wir wollen ja die Vibras vom FC fernhalten bzw. reduzieren. Also Leitungen möglichst freigängig verlegen die an den FC angeschlossen werden wie ESC Leitungen, GPS, Telemetrie usw. da darf nichts auf Zug sein oder direkt am Anschluß mit einem Kabelbinder fixiert werden.

Zu der Lagerung des FC hat Wolgang bereits ein paar "blumige" Sätze geschrieben.

Obwohl ich erstmal nichts mehr an meinem Long Range machen und auf die weiteren Fortschritte von René warten wollte (siehe oben), habe ich mich noch mal vor lauter Langeweile mit den Vibrationen beschäftigt. Meine aktuelle Lösung sieht so aus:

Gimbal Daempfer Gummis

DamperNeu.jpg (365.95 KiB) 7065 mal betrachtet

Bestehend aus 2 GFK Grundplatten wie diese hier:

Gimbal Platten

GimbalPlatte.jpg (53.15 KiB) 7065 mal betrachtet

Das Ergebnis sieht dann so aus und ist um LÄNGEN besser aber eben immer noch nicht optimal.

Vibrationen 3.3

Vibrationen

Die Leitungsverlegung wurde Heute nochmals optimiert, was die Vibrationen weiter reduzierten.
Alle Bilder und Logs hier sind von Gestern ohne Optimierung der Leitungsführung.

Many Greetz
Baumi

[mastersurferde]

@Baumi: Du kannst in die Löcher der Dämpfergummis noch je 1/4 Ohrenstöpsel reinfädeln. Das hilft nochmals ungemein.

@Rene: Ich bin auch der Meinung, dass der FC zu leicht ist. Auch wenn es Platzverschwendung ist: Konstruiere ddn Dämpfee besser Symmetrisch. Die sichtbaren Vibrationen sind auf der Y-Achse. Und das beim symmetrischen Kopter.

Gruß
Stefan

[faboaic]

Hi,
mal ganz blöd ins Blaue gesponnen...

manche Foto Objektive haben Mini Motoren mit gyro zur Entwackelung . hätte man sowas für den FC, könnte das vielleicht auch helfen. Also ähnlich unseren gimbals.
nur nicht so extrem und mit definierter Frequenzkurve und wenig 'Hub'.
und gerade so viel, dass der gyro des FC schon noch weiß, wie die Lage ist.
sicher recht anspruchsvolles Projekt, aber könnte interessanter Ansatz sein...
Viele Grüße,
Fabian

[FrankSchulze]

Hallo zusammen,

Heute habe ich endlich Zeit gefunden um mich der Sache einmal anzunehmen.
Zuerst habe ich meinen LR X8 genommen und ihn testschweben lassen. Bisher ging ich immer davon aus das er relativ Ruhig ist.
Ich habe die Haube entfernt, die als zusätzliche Verstrebung dient. Jetzt konnte ich beim Abheben auch den FC sehen.

Beim Abheben der erste Schock...der FC Vibriert Sichtbar sehr stark. Dies hat sich aber bis jetzt auf keinem Flug negativ ausgewirkt.
Da dies aber definitiv so nicht geht, habe ich alle RC Timer 15 x 5.5" demontiert und angefangen die einigermaßen gut gewuchteten Propeller absolut Perfekt zu Wuchten. Hier gibt es allerdings immer das Proplem, das die Bohrung im Propeller einen Durchmesser von 4.2mm hat und die Welle nur 3.0mm.
Es ist nie 100%ig möglich die Wuchtwelle exact mittig in dem Propeller zu verschrauben. Um dies zu optimieren habe ich an einer der Befestigungsschrauben einen Absatz mit 4.2mm angedreht. Jetzt wird der Propeller exakt mittig fixiert.

Als nächstes habe ich den Kopter scharf geschaltet und ohne Propeller Vollgaß laufen lassen um festzustellen wieviel Vibrationen von den Motoren allein entstehen. Der Copter vibriert kaum spürbar.
Leider kann ich mit dem FC keine Log´s auslesen und ein interner Log lässt sich nicht löschen. Er taucht jedes mal wieder auf und kann auch nicht ausgewertet werden.

Ich habe ja noch mehr Copter zum testen. Jetzt werde ich die Perfekt gewuchteten Propeller wieder aufsetzen und einen Testflug machen. Ich hoffe das der FC zumindest nicht mehr sichtbar Vibriert. Bevor ich an eine andere Dämpferlösung gehe, möchte ich erstmal die Vibrationen am entstehungsort so weit es geht beseitigen.

Ergebniss in kürze...

Gruß, Rene

[FrankSchulze]

Erster Test:

Ich habe nur 4 der 8 Propeller montiert und einen Testflug gemacht. Die Vibrationen sind wieder da.
Ich denke, es kann auch vom Drehmomet her kommen. Wenn die Motoren permanent Beschleunigen und Bremsen beim Hoover-Ausgleichen wird ja der Arm erst beansprucht in X/Y, dann in Z und wenn die Drehzahl wieder runter geht lässt die spannung nach. Wenn dies nun sehr schnell im intervall passiert entstehen natürlich auch Vibrationen...
Eventuell sollte man hier einmal die Motoraufnahme überdenken.
Das ist mir aus Zeitgründen heute leider nicht Möglich, werde ich aber zuerst machen.

[FrankSchulze]

Nächster Test:

LRX4

Ich habe im FC erstmal alle alten Log´s gelöscht...hier ging es Problemlos und wieder in den Standartparametern "IMU" aktiviert.
Dann ging es zum Probefliegen.
Erst einmal kurz zum Setup:

Der LRX4 fliegt mit Emax Mt 3515 - 650KV Motoren, 12 x 4.5" Propeller und 4S 5500 Lipo. Das Abfluggewicht beträgt: 2140 Gramm.

Beim Abheben konnte man sofort sehen das der FC absolut ruhig liegt. Optisch sind keinerlei Vibrationen erkennbar.
Dies zeigt auch die Auswertung im LOG.
Die starken Ausschläge kommen einmal vom durchbescheunigen und zum schluß von der Landung.

IMU Consist xyz

IMU Consist xyz mit Throttle out

Vibrations

Ich würde mal sagen, hier beim X4 ist alles im grünen Bereich.
Würde meine Theorie vom Drehmomet bestärken, da ich hier kleinere Propeller habe.

Gruß, Rene

[Baumi]

Hallo René,

danke für Deine Tests und Lösungsansätze.
Interessant wäre mal ein vorher/nachher Vergleich.

Aber an sich sieht es ja recht passabel aus.

Welche Dmpferhärte hast Du verwendet ? Weich ? Mittel ? Hart ? Vermutlich weich bis mittel...

Many Greetz
Baumi

[FrankSchulze]

Hallo Baumi,

Diese Vorher nachher test werde ich auf jeden Fall machen.
Um die Starken Vibrationen vom X8 darzustellen werde ich erst dessen FC tauschen müssen. Werde den vom X4 tauschen.

Als Dämpfer habe ich die Originalen vom Alu-china Gimbal verbaut. Finde diese rein vom gefühl passend.

Sobald der Fc getauscht ist, werde ich als erstes ein wenig mit den beschleunigungswerten spielen.
Ich möchte erreichen das er weniger agressiv reagiert. wenn die Motoren "langsammer" Beschleunigen und Abbremsen/auslaufen müsste das Drehmoment das auf die Carbonrohre wirkt geringer werden.
Ich kann mir vorstellen das es bei Kunststoffarmen um Welten besser aussieht da diese etwas flexibler sind und schon einiges von dem Drehmoment ausgleichen.
Dies ist aber keine Option...es muss einen Weg geben dies auch mit Carbonarmen zu schaffen.

Priorität hat jetzt erst einmal die Motorplatte. der Motor muss dort schon anders gelagert sein.

Ich werde auf jeden Fall hartnäckig bleiben und das Prob. lösen.

LG

[faboaic]

Priorität hat jetzt erst einmal die Motorplatte. der Motor muss dort schon anders gelagert sein.

versuch es mal mit längeren Schrauben und oben und unten einem Dichtungsring, wie bei meinen Bildern .
wir warten ja alle gespannt auf Ergebnisse mit dieser einfachen, kostengünstigen Methode.

viele Grüße und danke,
Fabian

[mastersurferde]

Hallo Rene,

vielen Dank erst mal für Deine Bemühungen. Ich bin schon mal heilfroh, dass du die Probleme mit dem LR nachvollziehen kannst. Bei meinem Setup ist das alles wahrscheinlich noch viel extremer sicht- und spürbar wie bei dir.
Die Einstellungen der ESC's haben sogar einen recht grossen Einfluss bei diesem Kopter auf das Schwingungsverhalten.
Ich hatte dazu einen Threat auf FPV-Community aufgemacht.
http://fpv-community.de/showthread.php? ... der-Profis
Das hab ich alles schon durch. Die Einstellungen kannst nur mit BlHeli ESC's machen. Was Du dem Antrieb an Dynamik nimmst, das musst du durch die PID Settings wieder ausgleichen und bekommst trotzdem nur nen schwammig fliegenden Kopter.
Das Drehmoment der Motore ist bei mir beim Anlauf stark sichtbar.
Ein Test mit Alurohren wäre recht einfach und preisgünstig durchzuführen.

Gruß
Stefan

[FrankSchulze]

Zum nächsten Test:

Da der FC des LR-X4 mit den 12x4.5" Propeller´n sehr wenige Vibrationen aufgezeichnet hat, habe ich ihn nun mit den 15x5.5" RC-Timer ausgerüstet.
Diese wiesen beim LR-X8 ja sehr starke Vibrationen auf. Bei einem kurzen Schwebeversuch im freien konnte ich keine Änderung feststellen, eher eine leichte Verbesserung.
Allerdings schwebt der Copter aufgrund der Propeller- Größe nun bei deutlich geringerer Drehzahl.

Da es aufgrund der Wetterlage nicht Möglich ist einmal vollen Schub zu geben und ich bei der Beschleunigung warscheinlich ne halbe Stunde bräuchte bis er wieder unten wäre, habe ich mir folgendes Überlegt.

Nachdem der Kopter auf den Steinen befestigt war, habe ich langsam Gaß gegeben und den FC beobachtet.
Bei ca. 60% Schub war es mir dann jedoch zu Gefährlich, reichte für den Test aber aus.
Am FC waren keine Optischen Vibrationen zu erkennen.
Die Auswertung im MP sieht wie folgt aus:

Vibrations 15x5.5

IMU Consistency XYZ 15x5.5

IMU Consistency XYZ - Thr out15x5.5

Betrachtet man nun die Min/Max Werte: 4/-4 ; -6/-13 so liegen diese absolut im grünen Bereich.

Warum dieser Test?

Ich wollte den Copter beim Beschleunigen Waagerecht halten um ein Ausgleichen des Lagesensors zu unterdrücken.
Hier aufgezeigte Vibrationen kommen rein vom Antrieb.

Hier das ganze noch einmal als Video... (PS: ich würde den Ton etwas leiser Stellen...es war sehr laut )



Als nächstes werde ich den FC auf den X8 bauen und diesen Versuch wiederholen.


LG,Rene

[MrSpike]

Zum nächsten Test:

Als nächstes werde ich den FC auf den X8 bauen und diesen Versuch wiederholen.

LG,Rene

X8 dann bitte auch mit Video

Zum aktuellen Video:
HAAAMMER !!!
Krieg mein Grinsen gerade nicht aus'm Gesicht gebügelt !!!

Und als wenn der Zufall es so wollte: Noch bevor ich die heutigen Vibes-Beiträge so gelesen hatte, stieß ich auf ein interessantes Video: Motor comparison "SunnySky vs DJI"

Eines weiss ich gewiss, wenn ich wieder ein paar Taler übrig habe, order ich die SunnySky X2212 980 II für mein Brumsel

[FrankSchulze]

Und als wenn der Zufall es so wollte: Noch bevor ich die heutigen Vibes-Beiträge so gelesen hatte, stieß ich auf ein interessantes Video: Motor comparison "SunnySky vs DJI"

[mastersurferde]

@Rene: Wenn Du die Arme des Kopters praktisch festschnallst - was soll da noch schwingen? Den Versuch hättest Du Dir sparen können, auch wenn er schön anzusehen ist.
Die Rotoren ziehen mit etwa 1-3 kg (10-30 Newton) nach oben und die Steine mit der selben Kraft nach unten. Der Karbonarm ist da praktisch eingespannt. Oder zumindest der schwingende Teil Motor mit Rotor.
Außerdem hast Du ja die wirksame Auslegerlänge stark verringert, indem Du die ESC´s nach außen gesetzt hast.
Die Vibrationen in Deinem Log sind für den APM grenzwertig. Beim Pixhawk geht das gar nicht mehr. Trotz festgeschnallt.

Und bitte bedenke: Das sind immer noch verhältnismäßig schwache Motore, die Du da verwendest.

Gruß
Stefan

[FrankSchulze]

@Rene: Wenn Du die Arme des Kopters praktisch festschnallst - was soll da noch schwingen?

Ich habe es nich allzu fest gezogen. Auch wenn man es nicht sieht, eine gewisse Bewegung war möglich.
Beim X8 kann ich direkt an das Landegestell...mal schauen ob ich das beim X4 auch kurzfristig mal installiere.
Allerdings werde ich beim X8 zum testen auch nur 4 Propp´s nehmen. Für 8 hab ich nicht genug steine da.

Komisch ist nur...X4 Ruhig und X8 mit 4 Propp´s Vibrationen. Alles Baugleich...wo liegt der Fehler.
Ich werde auch mal die Schellen lösen...ich denke beim X4 hab ich sie nicht so fest gezogen wie beim X8. Vieleicht hat es auch was damit zu tun.
Die paar mm die der Motor weiter drinnen sitzt können das nicht ausmachen. Die Motorplatte hatte ich nur gedreht das ich die Kabel vom ESC besser in das Rohr bekomme...hatte mich auch mit der länge vertan.

Gruß, Rene

[mastersurferde]

Rene, das sind praktisch 4 Festpunkte. Die Kraft und auch die Schwingungen der Motore werden direkt über die Kabelbinder oder was Du da genommen hast auf die Steine übertragen. Da kommt bei den Centerblades nichts mehr an. Das ist einfache technische Mechanik. Je mehr Gas Du bei dem Versuchsaufbau gibst, umso weniger wird der Kopter in der Gegend des FC schwingen.

[DeWe]

Gleich dazu der nächste Vergleich :
Sunnysky vs. NTM (HK) (evtl. fahren wir die Tests in einem Motorrad Thread zusammen?