openXsensor: Hochpräziser Geschwindigkeitsensor SDP3x

#21
Man muss unterscheiden zwischen einer Überlast durch Abfangmanöver und den Schwingungen, die durch Überschreiten der maximalen Fluggeschwindigkeit entstehen. Außerdem gibt es noch Ruderflattern, wenn die Ruderanlenkung unsachgemäß ausgeführt wurde.

Die maximale Geschwindigkeit kann man relativ gefahrlos erfliegen, man muss aber genau hinhören um schnell abbrechen zu können. Vorzugsweise in niedriger Höhe, da sich die Schalllaufzeit noch zur Reaktionszeit addiert. Da kommen schnell ein paar Sekunden Flattern zusammen.

Bei meinem Thermik XL geht es z.B.. bei 160km/h los, den fliege ich nur bis Richtgeschwindigkeit ;)

 

Tempo

Erfahrener Benutzer
#22
:) Bei den beiden Videos zum Flattern handelt es sich um präparierte Segelflugzeuge, die für wissenschaftliche Versuche manipuliert wurden. Es wurden übliche flatterverhindernde Maßnahmen aufgehoben bzw. bewußt Maßnahmen ergriffen, um das Flattern bei kleinen Geschwindigkeiten von z.B. 130 km/h anregen zu können.
Normalerweise werden unsere modernen Segelflugzeuge bis 270 km/h flatterfrei ausgelegt und gebaut. :cool:
Jenseits dieser Auslegungsgeschwindigkeiten bekommt man jedes Flugobjekt zur Selbstzerstörung.
Das gilt auch für unsere Modellflugzeuge ;)
 

Leo1962

Erfahrener Benutzer
#23
Hmmm 800 kmh werden schon geflogen mit Spied Seglern wegen so einem Piloten bin ich zu Frsky gekommen. Der hat die Tatanis gelobt und als einizige 2.4 Steuerung bezeichnet die das machen kann was er barucht.
Hier mahl so ein presse berich über die 800kmh
Segelfliegen an der Schallmauer
 

Tempo

Erfahrener Benutzer
#24
Messungen mit dem SDP32-125Pa im Flug.

Man kann mit dieser Version Fluggeschwindigkeiten im Messbereich von 0 km/h bis 52 km/h messen.
( Wenn das Flugzeug schneller ist , ist das kein Problem, nur die Werteausgabe stoppt bei 52 km/h ;) )
Man erhält eine Auflösung der Fluggeschwindigkeit von 0,05 m/s = 0,18 km/h.

SDP32_ASpd_Resolution_measurement.png

Und einen Überblick mit anderen Einstellungen beim Datenloggen.
Je doller das Flugzeug, desto doller die Phygoide :cool:

F3J311_X-2020-05-12-Session1.csv_ASpd_um_Zeit175300_Analyse_300dpi_landscape.jpg
 
#25
Die 0,18km/h Auflösung ist für uns gut genug. Es wäre aber schon mal interessant, wie die echte Auflösung des Sensors ist, die muss wesentlich höher sein. Die 0,18 Stufe kommt durch die SPort-Übertragung in Knoten mit einer Nachkommastelle. 0,1kn = 0,18km/h

Bau doch mal in den Sketch einen Faktor 100 ein, dann sieht man vermutlich die Genauigkeitsgrenzen.
 

Tempo

Erfahrener Benutzer
#26
Die Auflösung im Log-Diagramm entsteht aus mehreren Verrechnungen und ist gröber, als die mögliche reine Sensorauflösung. Das kommt so:

(1)
Der SDP3x hat eine vom Messbereich abhängige Auflösung.
Der Differenzdruck wird mit einer vorzeichenbehafteten Auflösung von 16 Bit aufgelöst, d.h. etwa 15 Bit für die positiven Differenzdrücke, die in die Strömungsgeschwindigkeit umgerechnet werden. Der kalibrierte Skalenfaktor ist im Datenblatt angegeben.
SDP32-125 Pa hat die absolute Auflösung von 240 Schritten pro Pascal oder 0,004 Pascal pro Schritt.
SDP31-500 Pa hat die absolute Auflösung von 60 Schritten pro Pascal oder 0,016 Pascal pro Schritt.

Die Auflösung für die dem Differenzdruck entsprechende Fluggeschwindigkeit ist eine Funktion der Fluggeschwindigkeit selbst:

res_v = sqrt ( v² + 2 * res_p/ rho) - v

Mit
res_v = Auflösung der Strömungsgeschwindigkeit in m/s
v = Strömungsgeschwindigkeit in m/s
res_p = digitale Auflösung des Sensors (z.B. SDP32 hat 1/240 Pascal = 0,004 Pa)
rho = Luftdichte

Zum Beispiel führt die digitale Auflösung des SDP32 bei 20km/h zu einer Auflösung von etwa 0,0023 km/h.
Zum Beispiel führt die digitale Auflösung des SDP32 bei 50km/h zu einer Auflösung von ca. 0,0009 km/h.

(2)
Die Berechnungen im Code von oXs_sdp3x.cpp führen eine Glättung und Interpolation der Sensor-Rohdaten durch. Daher gibt es auch Zwischenwerte für (1)
Und die Rechengenauigkeit auf dem arduino Mikrokontroller ist im Code eingeschränkt.

(3)
Für die Telemetriewerte werden in openTX auch Umrechnungen und Dezimalstellen definiert. Diese werden dann auf SD-Karte protokolliert.
Das Auswertediagramm zeigt am Ende die scheinbare Auflösung in Abhängigkeit von (1) und (2) und (3), die in den Stufen der Kurve im Messdiagramm sichtbar sind.

Alles klar ? ;)
 
Erhaltene "Gefällt mir": Elyot
#27
Das Auswertediagramm zeigt am Ende die scheinbare Auflösung in Abhängigkeit von (1) und (2) und (3), die in den Stufen der Kurve im Messdiagramm sichtbar sind.

Alles klar ? ;)
Nicht ganz, denn die Auflösung wird meines Erachtens bei fliegbaren Geschwindigkeiten ausschließlich durch das Übertragungsverfahren auf 0,1kn begrenzt. Bau einen Faktor 100 ein, dann sieht man im Log was Sache ist ;)
 

Tempo

Erfahrener Benutzer
#28
Nicht ganz, denn die Auflösung wird meines Erachtens bei fliegbaren Geschwindigkeiten ausschließlich durch das Übertragungsverfahren auf 0,1kn begrenzt. Bau einen Faktor 100 ein, dann sieht man im Log was Sache ist ;)

Hallo Carbo,
ja deine Aussage stimmt und ist bei mir hier versteckt

Die Auflösung im Log-Diagramm entsteht aus mehreren Verrechnungen und ist gröber, als die mögliche reine Sensorauflösung. Das kommt so:
...
(2)
...
Und die Rechengenauigkeit auf dem arduino Mikrokontroller ist im Code eingeschränkt.
...
Ich werde deinen Vorschlag beim nächsten Mal ausprobieren und nachprüfen, wieviel maximale Auflösung vom Sensor über den modifizierten openXsensor-Code bis zur Telemetrieübertragung übrigbleibt.

Und dank deiner persönlichen Unterstützung bei "PPM_VIA_SPORT" bin ich auch bereit, die elektronische Variometerkompensation demnächst auszuprobieren.

Fliegergruß vom schönen Baden in die schöne Pfalz :)
 

fa223

Erfahrener Benutzer
#30
Hallo Tempo,
wie hast du den SDP32-125PA im Code vom oXs eingebaut?
Bisher sind ja explizit nur der MS4525 und der MPXV7002 vorgesehen.
Kann man die verwenden oder gibt es einen Sketch bei dem das schon implementiert ist?

Grüße,
Klaus
 

Tempo

Erfahrener Benutzer
#32
Hallo Tempo,
wie hast du den SDP32-125PA im Code vom oXs eingebaut?
Bisher sind ja explizit nur der MS4525 und der MPXV7002 vorgesehen.
Kann man die verwenden oder gibt es einen Sketch bei dem das schon implementiert ist?

Grüße,
Klaus
Hallo Klaus,

openXsensor-autor mstrens hat eine Betaversion von openXsensor mit dem SDP3x erstellt, die du unter "Branch:sdp3x" findest:

openXsensor/openXsensor

Wenn du einen kaufen möchtest, bekommst du die z.B. da:
1-101570-02 SENSIRION - Sensor: Drücke | Bereich: -125÷125Pa; differenziell; -40÷85°C; SDP32-125PA | TME - Elektronik Bauteile
 
Zuletzt bearbeitet:

fa223

Erfahrener Benutzer
#35
Hallo Tempo,

DANKE für den Link!
Den Spieltrieb hattest du schon mit deinen ersten zwei Beiträgen hier im Thema geweckt. :giggle:
Dementsprechend müssten die bestellten Sensoren (wie von dir verlinkt) also demnächst eintreffen.

Auch Danke fürs Teilen, dieses interessanten Themas.
Grüße, Klaus.
 
#36
Wenn ich noch mal eine Messung der Leistungsparameter machen würde, dann würde ich sicher diesen Sensor genauer anschauen. Die Auflösung bei niedrigen Geschwindigkeiten ist schon vielversprechend.

Was mich noch ein bisschen grübeln lässt, ist, dass im Hintergrund mit einem Volumenstrom gearbeitet wird, wenn ich das Prinzip richtig verstanden habe. Im Datenblatt werden aber Drücke genannt. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass im Sensor eine Querschnittsverengung existiert, wo aus einem Druck ein proportionaler Volumenstrom erzeugt wird. Das könnte wiederum bedeuten, dass für die Staudruckabnahme ein bestimmter Mindestdurchmesser der Düse erforderlich ist. Sonst entsteht ein zweiter "Engpass", der das Messergebnis beeinflussen kann. Auf diesen Punkt sollte man beim Testen auch mal achten, speziell wenn man Eigenbaudüsen verwendet.
 

Tempo

Erfahrener Benutzer
#37
...
Was mich noch ein bisschen grübeln lässt, ist, dass im Hintergrund mit einem Volumenstrom gearbeitet wird, wenn ich das Prinzip richtig verstanden habe. Im Datenblatt werden aber Drücke genannt. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass im Sensor eine Querschnittsverengung existiert, wo aus einem Druck ein proportionaler Volumenstrom erzeugt wird. Das könnte wiederum bedeuten, dass für die Staudruckabnahme ein bestimmter Mindestdurchmesser der Düse erforderlich ist. Sonst entsteht ein zweiter "Engpass", der das Messergebnis beeinflussen kann. Auf diesen Punkt sollte man beim Testen auch mal achten, speziell wenn man Eigenbaudüsen verwendet.
Richtig geschlossen, Carbo !

Und gerade deshalb baue ich meine Sonden selbst, weil ich dann die passenden minimalen Querschnitte selbst bestimme und einbaue. Meine Leitungs-, Rohr- und Schlauchquerschnitte unterschreiten deshalb nie den Anschlussquerschnitt am SDP3x-Gehäuse.
Mein SDP3x sitzt deshalb direkt am Prandtl-Rohr, weil dann Druckabfälle durch lange Leitungen entfallen.
Gut, dass der SDP3x so klein ist und man mit der Lupe löten muss :devilish:

(Bei gekauften Sonden muss man sich erst erkundigen oder nachmessen, ob die gut dafür sind.)
 

Tempo

Erfahrener Benutzer
#38
Hallo Tempo,

DANKE für den Link!
Den Spieltrieb hattest du schon mit deinen ersten zwei Beiträgen hier im Thema geweckt. :giggle:
Dementsprechend müssten die bestellten Sensoren (wie von dir verlinkt) also demnächst eintreffen.

Auch Danke fürs Teilen, dieses interessanten Themas.
Grüße, Klaus.
Hallo Klaus,

meine vollständige Dokumentation findest du direkt bei den Entwicklern unter
New speed sensor: SDP3x - openrcforums

Toll, du bist momentan der erste von dem ich weiß, daß er auch einen SDP3x einsetzen will :)
Ich habe nun alles für eine elektronische Totalenergiekompensation mit SDP32-125Pa vorbereitet.
Ich habe den oXs_sdp3x.cpp-Code von mstrens noch etwas optimiert und warte auf Zeit für weitere Flugexperimente.
 
#39
Und gerade deshalb baue ich meine Sonden selbst, weil ich dann die passenden minimalen Querschnitte selbst bestimme und einbaue. Meine Leitungs-, Rohr- und Schlauchquerschnitte unterschreiten deshalb nie den Anschlussquerschnitt am SDP3x-Gehäuse.
Mein SDP3x sitzt deshalb direkt am Prandtl-Rohr, weil dann Druckabfälle durch lange Leitungen entfallen.
Diese Hinweise halte ich für sehr wichtig in Zusammenhang mit dem SDP Sensor. Ein reiner Differenzdrucksensor ist in dieser Hinsicht unkritischer.
 

fa223

Erfahrener Benutzer
#40
... meine vollständige Dokumentation findest du direkt bei den Entwicklern unter
New speed sensor: SDP3x - openrcforums ...
Hallo Tempo,

ich hatte den Link schon im Beitrag #4 gefunden und das war dann wohl auch der Auslöser. :unsure:

Gerade kam der gelbe Wagen mit einem Päckchen. Ich muss schon sagen, schnelle Lieferung und vor allem vorbildliche Bauteile-Verpackung - da könnte sich das große C was abschauen.
Größte Überraschung war aber trotz der bekannten Abmessungen die Größe - bzw. "Kleine", denn groß sind die SDP3x wirklich nicht.

Jetzt muss ich noch zusehen, wie ich an entsprechende Röhrchen komme.

Viele Grüße,
Klaus

SDP32-125.jpg
 
RCLogger

FPV1

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