Wann ist ein Copter zu leicht bzw. übermotorisiert/"überbe-propt"?

[jodi2]

Tilman hat ja hier gerade in einem anderen thread etwas von mind. nötiger Kreisflächenbelastung für Props erwähnt, daruf komme ich jetzt mal zurück...

Ich hatte vor ein paar Tagen bei einem Leichtbauprojekt schonmal überlegt bzw. gefragt, wie extrem das Verhältnis (max.) Schub zu Gewicht sein darf bzw. was da noch alles zu beachten sein könnte, aber vermutlich ist gar nicht dieser Paramter allein entscheidend.

Ich habe einen leichten kleinen 8" Copter, der letzte Woche noch ein Verhältnis (max.) Schub zu Gewicht von ca. 5,4 : 1 hatte, Schwebegas ca. bei 30%. Jetzt nach nochmal massivem Abspecken hat er etwa 6,6 : 1, Schwebegas ca. bei 25%.
Vorher flog er Klasse und "hing" superexakt und agil am Gas, jetzt hängt er eher wie ein Blatt Papier in der Luft und wirkt vertikal in beide Richtungen sehr wacklig (zumindest bei Höhe halten oder langsamem Steigen, bei starken Gasstößen ist es ok). Props und Motoren sind trotz 24% Abspecken (des vorher schon leichten Copters) gleich geblieben.

- Sind jetzt die Props zu groß/brauchen eine höhere Last? Props sind Standard 8045 Gemfam mit 5,2-5,3g.
- Oder fehlt (FC/Regelung-) stabilisierende Masse, die ihn nach unten zieht?
- Oder ist das Verhältnis von Gewicht außen zu Gewicht innen zu schlecht? Es wurde mehr innen abgespeckt, vereinfacht gerechnet hatte ich vorher innerhalb der CP ca. 52%, außen 48% des Gewichts, jetzt eher umgekehrt, von der prozentualen Gewichtsverteilung her eigentlich kein so großer Unterschied.
- Oder sind die ESCs beim Schweben und leichten Steigen (beim Sinken dann wohl erst recht) außerhalb/an der Grenze ihres Regelbereiches? MinThrottle mit NanoWii ist 1120, Weg wie immer 1000-2000, Schwebegas dann also ca. 1250, d.h. es geht also etwa um den Bereich so zwischen 1150-1300.
- Oder ist es einfach die geringere Drehzahl der Props im normalen "Flugbereich", die Regelung ist dann einfach weniger effektiv/langsamer mit der jetzt geringeren Drehzhal der Props?

Oder von allem ein bisschen? Für mich ein recht neues Problem, Copter zu leicht, wann hatte ich mal sowas??? ;-)
Einfache Tests wäre wohl, wieder 30%/70g dran hängen und sehen ob er wieder präzise wie vorher fliegt oder 7035 Props...

Ich hab nur 1-2 threads dazu hier gefunden, bei einem ging es nur um die ESCs. Aber da müsste ja bei Camcoptern, die für großes Payload ausgelegt sind, sogar häufiger vorkommen.
Gibt es da vielleicht ein paar generelle Faustregeln, Drehzahl der Props um Schwebegas herum bzw. Drehzahl zu Propgröße, Propgröße+Drehzahl zu Coptergewicht, empfohlener Regelbereich der (SimonK) ESCs (typ- oder FC-abhängig?), Verhältnis Masse innen zu Masse außen, Verhältnis max. Schub zu Coptergewicht (oder ist das vielleicht osgar unwichtig bzw. nur eine Folge, wenn die anderen Parameter überschritten/zu ungünstig sind), so dass man vorher schon etwa ausrechnen kann, mit diesen oder jenen Komponenten wird es eng?

Gruß
Jo

 

[Nitro]

Hast du die PIDs angepasst?
Wenn ja, welche Werte hattest du vor dem Umbau, welche Werte hast du jetzt?

Gruss Nitro

 

[r0sewhite]

Wenn Du Deine PIDs ordentlich eingestellt hast, hängt es in der Regel nur am Prop. Prinzipiell könnte auch der Motor Probleme haben, aus dem Drehzahlkeller rauszukommen, doch das lässt sich mit Minthrottle in der Regel in den Griff kriegen, zumal wir hier ja von zu starken Motoren sprechen. Beim Prop ist es kritischer, weil jeder Prop einfach eine bestimmte Last und Drehzahl braucht, um einen zuverlässigen Schub aufzubauen. Daher hast Du auch bei schnellen Steigflügen kein Problem, bei langsamen hingegen schon.

Probier einfach mal verschiedene Props aus und schau, was sich im Flugverhalten ändert. Vermutlich wird ein Prop mit großer Auftriebsfläche außen (EPP-Profil) besser arbeiten, als einer, bei dem die größte Auftriebsfläche innen ist (E-Prop). Ebenso wirst Du vermutlich mit einer höheren Steigung mehr Erfolg haben. Aber das sind alles nur Vermutungen. Hier wird Dir nichts anderes übrig bleiben, als zu testen und zu vergleichen.

 

[jodi2]

Asche auf mein Haupt, mit PID habe ich noch nichts gemacht, meiner bisherigen Erfahrungen nach ist PID bei MultiWii (anders als bei anderen FCs) recht unkritisch, ich hab noch bei keinem(!) Copter daran drehen müssen, manchmal sogar die gleiche NanoWii von einem 18cm/8 Zoll Standardquad auf einen 25cm 9-10 Zoll Quad auf einen nichtmal rotationssymmetrischen Hexa umgebaut und flog immer wie eine eins.
Der Copter jetzt ist auch in Form und Größe und Komponenten kaum anders als vorher, nur eben ca. 24% leichter, daber aber immer noch sehr steif, bei Schwebegas dürfte da kein großer Unterschied in der Steifigkeit sein.

Aber ich gebe zu, da es möglicherweise ja ein Regelproblem ist, sollte man sicher auch mal testweise an den Regelparamtern drehen. Werde es mal versuchen.
Ob die Regler evtl. teils außerhalb ihres Regelbereiches sind, läst sich ja recht einfach testen mit einem 2S Lipo, wenn es dann schon ok ist, lag es nur daran (denke ich aber nicht).
Dann wie schon vorgeschlagen, andere Props und mal mehr Gewicht versuchen.

Dauerhaft soll der Copter aber keine anderen Props bekommen, dann stelle ich den Rahmen lieber wieder auf "superstabil" um...
Oder ich mach halt einen dicken Lipo rein und versuche Ferdl Konkurrenz im Dauerschweben zu machen, 40min sollten drin sein laut ecalc... ;-)

Laut ecalc sind es übrigens sogar nur 15% Schwebegas (vorher ca. 19%).
Für das Problem bzw. eine eventuell zu niedrige Drehzahl bzw. Strömungsabriss bei den Props ist ecalc aber wenig hilfreich, da kann man fast beliebige Coptergewichte bis zu 50g hinunter eingeben, mit 4% Schwebegas und außer dass das schon nur für die Summe der Antriebsteile zu wenig ist, beklagt sich ecalc da über gar nix...

 

[jodi2]

Ich bin etwas weiter, aber auch etwas ratlos...
Ich hatte wohl einen defekten ESC, beim Anlöten eines Motorkabels hab ich scheinbar ohne es zunächst zu merken ein Bauteil (fragt mich nicht, was...) mit dem Kolben berührt und verschmurgelt. Die Folge war zum einen, dass der ESC-"Ready-Piep" (erst dieses aufsteigender Piepen aller ESCs, dann der gemeinsame "Ready-Piep" danach) sich ewig verzögerte, erst ca. 10s nach dem aufsteigenden Piepen, sonst mit der Nano geht das alles direkt nacheinander, dann noch das Kalibrieren der FC und ca. 3-4s nach Akku anstecken kann es normalerweise losgehen. Weiterer sichtbarer Effekt - so dachte zunächst - dass der Copter öfter mal wie blöd 20-40cm in der Veritkalen hüpfte, also ob einige Motoren (nicht alle aber auch nicht nur einer) öfter mal eine kurzen Gasstoß geben und dann gleich wieder wegnehmen, es ist kein exaktes Steigen oder Sinken, aber auch nicht nur ein Motor, Copter giert dabei manchmal geringfügig.
Also ESC getauscht, jetzt kommt der "Ready-Piep" sofort und der Copter ist wieder nach 3-4s startklar und zunächst war mit dem kleinen 3S Akku/320g Abflugggewicht alles wieder ok, nur eben das er nicht wie angenagelt schwebte, sondern öfter mal sanft nach unten oder oben wegdriftet, was ja der Auslöser für diesen thread war. Mit 70g Extragewicht oder mit kleineren Props (7035) oder mit gleich schwerem 2S statt 3S Lipo ist das wie erwartet weg, Copter braucht dann deutlich mehr throttle zum Abheben/Schweben aber steht dann wie angenagelt in der Höhe. Das müsste eigentlich heißen, dass es wohl mehr/nur an den Regler/am Regelbereich lag, denn sonst war ja bei 2S alles gleich beim Schweben (wie Props/Drehzahl, Gewicht). Das lässt sich vermutlich nicht in Setup/config.h der Nano oder mit den Servo-/Knüppelwegen des Senders beheben, oder? Wenn der Copter schon kurz über Minimalöffnung des ESC abhebt und dann nicht genug Bereich hat für eine vernüftige Regelung um diesen Wert herum, wird ein Rummfummeln nur an der Ansteuerung der Regler wohl nichts nützen... Evtl. würden andere Regler helfen, deren Regelbereich schon weiter unten beginnt?

Aber noch zu meiner "Ratlosigkeit": Wenn ich größere und schwerere 3S Akkus verwende, hab ich wieder dieses Hüpfen wie oben beschrieben (also ob einige Motoren öfter mal eine kurzen Gasstoß geben und dann gleich wieder wegnehmen), was ich zuerst nur auf den einen ESC geschoben hatte. Das habe ich mit zwei bisher probierten größeren 3S Akkus, die beide ok sind (volle Spannung, vor wenigen Tagen noch am anderen Copter problemlos genutzt) und mit denen der Copter etwas das gleiche Gewicht hat wie mit dem kleinen 1000er Akku und dem Extragewicht darunter (womit er völlig problemlso fliegt!). Wenn ich wieder einen kleineren Akku nehme und/oder ein Extragewicht, 2S, andere Props, ist wieder alles ok, nur mit diesen beiden schwereren 3S Akkus. Andere Akkus dieser Größe hab ich nicht nicht probiert, erwarte aber, dass er damit genauso hüpft.
Hat da jemand eine Idee oder sitzt ich irgendwo auf der Leitung? Mit PID kann das wohl kaum zu tun haben, oder?

Danke&Gruß
Jo

 

[jodi2]

Also ich denke inzwischen, der Copter ist noch nicht zu leicht, wenn auch bei Schweben oder Sinken nicht mehr weit davon entfernt.
Das meiste meiner Unruhe oder der oben beschriebenen vertikalen Hüpfer kam wohl vom Wackeln bei Anstecken, Asche auf meine Haupt...
Ich hatte noch nie so einen kleinen Wii Copter, bisher meist 2-3 mal so groß/schwer, oft noch mit Landgestell, da war Wackeln beim Akku Anstecken sehr selten. Bei diesem Blatt im Wind ist das dagegen seeehr leicht... Ich drehe ihn zwar beim Anstecken zwar wenn möglich auf den Kopf, aber bei Nässe nicht so gern und der Lipostecker ist auch recht kurz, Anstecken geht richtig rum einfacher.

 

[der-Frickler]

Generell hast du halt das Problem sauber schweben zu können wenn du zu viel Power hast, da:

1. 1mm Knüppelweg an der Funke schon starkes Sinken oder Steigen veranlasst -> schwer zu steuern, lässt sich teils noch per Gaskurve oder so in den Griff bekommen.

2. minimale Änderungen beim Gas-PPM was die FC an den Regler gibt der Motor schon starke Schubänderungen umsetzt. -> es wird schwierig gute PID Settings zu finden die noch sauber Regeln ohne zu Übersteuern, da hier der Grenzbereich recht klein wird.

Mein Fazit/Erfahrung: Zum Bolzen ist viel Power klasse, es leiden aber meist die Schwebeeigenschaften, vor allem das saubere Höhe halten.

 

[jodi2]

Danke. Das sind alles noch recht neue Erfahrungen für mich. Aber es macht Spaß, die Unterschiede so quasi live zu lernen, nützt auch für spätere "große" Copter...