Konstruktionscamp für Studenten - Anfängerfragen

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    • Konstruktionscamp für Studenten - Anfängerfragen

      Hallo und einen schönen Sonntag zusammen,

      Ich bin ein blutiger Modellbauanfänger und brauche dringend eure Erfahrung bei der Planung für ein kleines Projekt.
      Ich plane für Studenten aus dem technischen Bereich eine Art Konstruktions- bzw. Bastelcamp in der diese Studenten innerhalb eines Wochenende aus verschiedenen Werkstoffen (z.B: Kanalrohre, Holz, Verbindungselemente) schwimmende Konstrukte aufbauen sollen und in einem kleinem Wettbewerb gegeneinander antreten und einen Parcour entlang eines kleinen Flusses entlangfahren sollen.

      Die Studenten bekommen neben den og. Werkstoffen auch Akku, Fahrtregler, Elektromotoren, Schottelantriebe sowie einen Arudino für die Programmierung zur Verfügung gestellt.

      Etwas konkreter:
      Wenn man nun zum Beispiel von der einfachmöglichsten Konstruktion wie einem ganz primitiven motorisierten "Katamaran" ausgehen würde.
      Also:
      • Zwei Schwimmkörper (z.B. verschlossene Rohre) rechts und links
      • Ein Brett als Verbindungs- bzw. Stabilisierungselement
      • Akku, Fahrtregler, Motoren, Arduino Controller spritzwassergeschützt auf dem Brett untergebracht
      • 1-2 Schottelantriebe am Brett angebracht
      • (Siehe auch Skizze im Anhang)

      • Frage:
        • Kann sich ein solcher primitiver motorisierter "Katamaran" auf einem kleineren Fluß (genauer: de.wikipedia.org/wiki/Lenne_(Ruhr) - Fließgeschwindigkeit 25 m³/s lt. Google) überhaupt halten?
        • Reicht dafür ein Motor+Antrieb aus oder braucht man zwingend 2 Motoren+Antriebe im Kampf gegen die Strömung?
        • Oder sind diese generell zu schwach dafür und der Fluß wird die Konstruktion einfach mit sich reißen?
      (PS: Es ist uns hierbei nicht wichtig das die Konstruktionen sonderlich schnell unterwegs sind, aber ich kann halt ohne Erfahrung nicht einschätzen wieviel Power solche Motoren überhaupt haben.)

      Wir würden die folgenden Bauteile verwenden:



      Vielen Dank für alle Infos und euch ein schönes Wochenende!

      Gruß
      Tachoron
      Dateien
    • Die angabe des Volumenstroms des Flusses reicht aber dafür nicht aus, da sich je nach Querschnitt die Fleißgeschwindigkeit ändert. Das Boot muss halt schneller fahren können, als der Fluß fliest. Bei deiner Angabe vom 25m³/s lässt sich das nicht ableiten. Angenommen der Fluß hat eine Querschnittsfläche von 5m², liegt die Fliesgeschwindigkeit bei 5m/s, was schon ordentlich ist. Je größer also die Querschnittsfläche, um so geringer ist die Fließgeschwindigkeit und umgekehrt. Am besten mal selber messen. Ein Korken über eine definierte Strecke schwimmen lassen und die Zeit stoppen.
      In Arbeit: "Bismarck" in 1:200
      Geplant:
      " Prinz Eugen"
      "Admiral Graf Spee"
    • Da kommt es eher auf die Rumpfform an. Ohne das das Floß ins Gleiten kommt (was bei deiner geplanten bauweise nicht passieren wird), wirst du nicht über die normale Rumpfgeschwindigkeit herauskommen. Die errechnet sich aus der Quadratwurzel der Wasserlinie in m, multipliziert mit 4,5 = Geschwindigkeit in km/h.
      Daher ist es sinnvoller die Rümpfe am Bug exzentrisch nach oben zulaufen zu lassen, so dass die Rümpfe eher die Form einer Banane haben.
      In Arbeit: "Bismarck" in 1:200
      Geplant:
      " Prinz Eugen"
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    • Da wir nachher bei den Studenten nicht wissen wie ihre Konstruktionen aussehen gehe ich sicherheitshalber von Worst-Case aus.

      Also wenn ich mal rein theoretisch von von Maßen von 60(Länge)x40cm(Breite) ausgehe bedeutet das also:
      Wurzel(0,60m) = 0,7746

      0,7746 * 4,5 = 3,486 km/h = 0,96824 m/s

      Oder habe ich mich dabei irgendwie vertan?
    • Richtig, mit mehr als ~1m/s brauchst du nicht rechnen.
      Als Schwimmkörper bieten sich Abflussrohre mit 55mm Aussenmaß an. Dafür gibt es passende Deckel, die du in die Muffen stecken kannst (Sind sogar wasserdicht). Das andere Ende könntest du wie folgt bearbeiten. Ich denke, wenn man die Einziehung auf 20mm Durchmesser macht, sollte das reichen. Umfang des Rohres ausrechnen (55x3,14~172mm). Umpfang der Einziehung berechnen (20*3,14~63mm). Die Differents beträgt 109mm. Das Überträgst du so auf das Rohr.

      CIMG6497.JPG

      Den Keil der entsteht (In Form eines Sektglases) sägt man aus, erwärmt das Rohr vorsichtig (max. 110°C) und rollt es zu einem exzentrischen Konus zusammen, dass der Spalt wieder verschwindet. Den Rest verschließt man mit passenden Klebstoff.

      Ich hoffe, es ist verständlich.
      In Arbeit: "Bismarck" in 1:200
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      " Prinz Eugen"
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    • Hey Scouter,
      Danke für die detaillierte Antwort!
      Das kann ich mir so grob vorstellen und lässt sich eventuell auch gut realisieren.

      Damit sollte man dann ins gleiten kommen und so auch Geschwindigkeit von mehreren m/s möglich sein?
      Reicht dann ggf. auch einer von den o.g. Motor+Schottelantrieb (dann könnten wir etwas an den Materialien sparen)?

      Beste Grüße
      Tachoron
    • So sollte es sein. Ich würde aber vorab schonmal einen Prototypen bauen um das auszuprobieren, nicht das du dich vor deinen Studenten rechtfertigen musst, warum das nicht so funktioniert wie gedacht.
      Was die Motore betrifft, würde ich da eher normale Bürstenmotore verwenden, gerade mit dem Blick auf die Kosten. Die kosten gerade ein Drittel im Vergleich mit Brushless-Motore. Brauchst du unbedingt einen Fahrtenregler mit Telemetrie? Einfache Regler für Bürstenmotore sind um einiges preiswerter. Für meinen 40A Brushd-Regler hab ich nicht mal die Hälfte bezahlt.
      Was die Motorleistung betrifft, würde ich auf die eine oder andere Meinung warten, da bin ich nicht unbedingt der Spezi für.
      Allerdings sollten die beiden Schottelantriebe aber nebeneinander sein, nicht hintereinander.
      In Arbeit: "Bismarck" in 1:200
      Geplant:
      " Prinz Eugen"
      "Admiral Graf Spee"
    • Ja ein Prototyp ist vorher auch geplant.
      Gerade auch um festzustellen wo nachher die Probleme auftreten und man den Studenten gerade im Anbetracht der kurzen Zeit zusätzlich etwas Unterstützung geben muss.

      Da ich plane die Regler über einen Arduino anzusteuern braucht es vermutlich keine Telemtrie-Regler.
      Brushless-Motoren wurden mir empfohlen.

      Das mit den Antrieben nebeneinander klingt sinnvoll.
    • Tachoron schrieb:

      ...plane für Studenten aus dem technischen Bereich eine Art Konstruktions- bzw. Bastelcamp...
      Erstmal Danke! Nix geht über Praxis und das "Begreifen"

      Mir fallen spontan folgende Fragen ein:
      - Welches Semester / welcher Studiengang?
      Je nach Erfahrung würde ich diese Planungsarbeit (bis auf die Materialbestellung) denen überlassen und als "Projektplan erstellen" mit in die ToDo Liste schreiben und bewerten.
      - Hast Du / Deine Studies Erfahrung mit Flussschifffahrt (Yes, mit 4F)?
      ich hätte Sorge, dass hinterher weniger an Land kommen... oder sag bescheid, wann und wo Ihre einen Haufen schicke Schottelantriebe abtreiben lasst - ich könnte noch welche gebrauchen.
      - Blätter?
      Es ist Herbst, die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass der ein oder andere Antrieb den Geist dank Verstopfung verliert... (meist hilft kurz Vollgas rückwärts)
      - Warum Schottel?
      recht sophisticated für Newbies

      Aber bitte nicht abhalten lassen!!
      Coole Idee und 3D Druck kommt dann im nächsten Semester nach der Dorfschule.

      Herzliche Grüße
      Georg
    • Am "Bug" einen 45° Winkel und dann noch ein kurzes grades Stück Rohr aufstecken ( nach Oben gerichtet, also quasi wie die Kufen bei einem Schlitten).
      Ergibt eine ganz brauchbare Bugform im Querschnitt, ohne dass man da viel basteln muss. ;)

      Gruß
      Chris :)
      Mein aktuelles Projekt:

      Umbau und Wiederinbetriebnahme meines Bergungsschleppers "Poseidon"


      ***Erst wenn man weiß, was man vorher nicht wußte, weiß man, was man alles nicht gewußt hat, als man noch glaubte, alles zu wissen***


      ***Alles zu Ordnen ist der Rettungsanker derer, die Angst haben, sich im Chaos nicht behaupten zu können!***
    • Vielen Dank für eure vielen Hilfreichen antworten.

      Es ist spät, daher halte ich mich kurz:
      • Es sind kleine Teams von Verbundstudenten der Umgebungsfirmen aus den Bereichen Mechanik, Mechatronic, Elektronik und Informatik. Die meisten vermutlich ohne Modellbau-Erfahrung in diesem Gebiet.
      • Ein 3D-Drucker steht vermutlich nicht zur Verüfung, aber eine Werkstatt und Materialien. Zudem ist unter Berücksichtigung der unten angegeben Zeit ohne Erfahrung die Verwendung eines solchen Druckers vermutlich zu aufwändig.
      • Der Zeitraum ist äußerst überschaubar: Ein Wochenende mit 2 Tagen (also nur etwa 16 Stunden realer Zeit). Daher will ich auch nicht das die Studenten alles von 0 anfangen, sondern wir werden schon vorab Grundvorraussetzungen schaffen. Auch deswegen werde ich vorab einen Prototyp anfertigen um festzustellen was in der Zeit machbar ist und wo sonst vermutlich Probleme auftreten können.
      • Der Wettbewerb wird erst in der Mitte des nächsten Sommers stattfinden. Da es aber ein von der EU gefördertes LEADER-Projekt der umliegenden Gemeinden ist muss man schon vorab kalkulieren was wir an Materialien/Geld brauchen um das rechtzeitig für die Aktion zu beantragen.
      • Meine Wahl viel erstmal auf Schottelantriebe, da man so vermutlich besser vermeiden kann das wertvolle Technik wie Motoren (und ggf. Regler) unter der Wasserkante verbaut wird. Falls eins der Teams aufgrund der kurzen Zeit z.B. bei einem Wellenantrieb bei der Abdichtung schlampt ist die Chance größer das die wertvolle Technik nicht gleich bekanntschaft mit dem eindringenden Wasser macht.
      • Das mit dem Bug ist ein guter Tipp. Vielen Dank Chris!


      Vielleicht kann man so ja auch ein paar Studenten für den Modellbau und die Möglichkeiten begeistern. Ich werde mir auf jeden Fall auch die Hilfe von erfahrenen Modellbau-Hasen für die Umsetzung eines Prototyps einholen.

      Euch einen schönen Abend!
      Dennis
    • Neu

      Hallo zusammen,

      Ich hätte noch eine Frage im Nachgang. Lässt sich mit dem Eingangs geschriebenen Regler
      auch eine Anbindung zu einem Arduino nach dem folgenden Schema durchführen (also via PWM-Signal über das "Signal-Wire")?

      instructables.com/id/Control-Brushless-Motor-Using-Arduino/

      Oder muss man bei dem verwendeten Regler bestimmte Dinge bei der Anbindung besonders beachten (z.B. wegen der Telemetrie-Einheit)?

      Ich will die Telemetrie-Einheit (im ersten Schritt) bei dem Prototyp noch nicht einsetzen und habe mal das Manual dazu durchstöbert, aber kann das irgendwie nicht richtig einschätzen.

      Danke für alle Tipps!

      Beste Grüße
      Dennis
    • Neu

      Tachoron schrieb:

      auch eine Anbindung zu einem Arduino nach dem folgenden Schema durchführen (also via PWM-Signal über das "Signal-Wire")?
      Ohne den Regler genau zu kennen, nur nach Studium der Bedienungsanleitung ( auf der Graupner-Homepage verfügbar) würde ich sagen :JA, Telemetrie fällt dann natürlich weg...



      Gruß
      Chris :)
      Mein aktuelles Projekt:

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    • Neu

      Hey Chris,

      Erstmal Danke für deine Antwort.
      Nur um sicherzugehen nochmal ganz blöd nachgefragt (bevor ich mir sonst noch die Hardware kurzschließe) ob ich das richtig verstehe:
      1. Ich verwende die Leitung die in der Anleitung als Kanal 1 "Gas" und BEC Stromversorgung maskiert ist (siehe markierung) für die Verschaltung mit dem Arduino. Dort gehen beim T18 in meiner XT-60 Variante 3 Leitungen ab:
        1. Rot: BEC Stromversorgung
        2. Braun: Ground?
        3. Orange: Signal-Leitung mit dem PWM-Signal (Ich gehe davon aus das es die Orange Leitung ist da auch die Telemtrie-Signal-Leitung Orange ist)



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