Prototyp elektrycznej wyciągarki paralotniowej D.I.Y na silniku z hybrydy

[Michał Jantas]

Pisaliśmy już chyba kiedyś o tym , dało by się za pomocą prądu obliczyć siłę na linie (jest nawet taka funkcja w sterowniku, bo jest teoretycznie programowalny ale słabo to działa). Ale takie rozwiązanie ma kilka wad m.i. zmienna średnica bębna, brak schematów i wsadu do stm32 w sterowniku.
I przyszłościowo chyba lepiej będzie jak sterownik będzie tylko wykonywał polecenia a sterowanie będzie jakby z zewnątrz w jednym miejscu bo będzie go można np. podmienić na inny bez kłopotów. I sam czujnik z rolkami pozytywnie wpływa na układanie liny.

[prokopcio]

Jak bardzo zmienia Ci się ta średnica ?

[Michał Jantas]

Jest około 3-4cm linki na bębnie, powiedzmy r1=8, r2=11,5 co daje na obwodzie d1=50cm i d2= 72cm, co daje 44% więcej na obwodzie, jeśli dobrze liczę

[prokopcio]

No sporo. Nawet po uśrednieniu i odjęciu odległości ktora zawsze jest poza bębnem ( ok. 300m ) i tak wychodzi około +/- 20%
U mnie jest to +/- 4%

Może latwo mozna uzależnić od ilości nawinietej liny.

[Michał Jantas]

Pod tym względem czym większa średnica i szerokość bębna tym lepiej.

[up2]

Tylko po co ma być duże i ciężkie?

[up2]

Korekta programowa zależna od promienia nawoju jest raczej konieczna. To tylko liniowa zależność od liny na bębnie. Przy układaczu będzie działać precyzyjnie.Najlepiej zmieniać korektę co warstwę nawoju. Łukasz to ogarnie bez problemu.

[up2]

Michał
"Mam też taki pomysł żeby podzielić w programie gaz na manetce, że np. jeśli jest wciśnięty powyżej 80% to przechodzi na sterowanie z tenso i dąży do zadanej siły na linie, a jeśli poniżej 80% to silnik " słucha się " pilota . Ułatwiło by to poprawianie liny przed holem."

W tej części to dobry pomysł przy elektryku z małą korektą:
- do np 80 % ciąg zależny od manetki (nie prędkość) powyżej zadany przed startem.
W całym zakresie od 0-max pełna regeneracja (silnik będzie sam hamował z pełnym momentem i odzyskiwał energię).
Można będzie ładować aku. rozwijając linę samochodem (może będzie sie mniej zużywała, co myślicie?).
Do uzyskania ciągu 5kg (stabilnych odczytów prądu fazy) ograniczona prędkość.

-od 0 do min zmniejszanie regeneracji do nawrotów i rozwijania ręcznego- nożnego...

[up2]

Michał:
-Jaka masz średnice śruby układacza i jaki trzpień w środku, radełkowany?
-Jaką masz średnice bębna - rura na zewnątrz 160 mm ?

[Michał Jantas]

1. Tylko napisałem że korzystniejsza jest duża średnica z punktu widzenia zmiany promienia. Też jestem zwolennikiem mniejszej średnicy a zwłaszcza
że u mnie się kręci do ponad 1300rpm. Wcześniej powstrzymywała mnie trochę powolność krokowca od układacza liny, ale teraz już nie ma tego
problemu.

2. Prokopcio w swojej chyba liczy obroty. To nie jest problem ale komplikuje to trochę projekt. Teraz dzięki mechanicznemu układaczowi pozbyłem się czujników RPM, Kierunku i krańcówek na układaczu. Uprościło się bardzo i chyba w taką prostotę będę celował. Teraz z czujników zostanie tenso i zderzak z krańcówką który będzie wszystko wyłączał.
A fajnie to działa... podczepiłem do kodu tą metodę regulacji PID , i ciągałem po łące koło domu takiego wyciętego krzaka z zadana 5 kg , z pierwszego dostroiłem, i teraz czekam na pogodę żeby normalnie to wytestować.

3. Ten podział gazu też już dopisałem i chyba się to sprawdzi, sterownik jest "mułowaty" i szybko wciskając manetkę na max przechodzi się do razu na tenso i automat , a jak jest potrzeba to można samemu sobie np. z manetki wystartować.
Co do hamulca do dalej nie wiem kiedy miałby się aktywować, u mnie chyba tę funkcję pełnią rolki od tenso utrudniając trochę linie przemieszczanie.
Regeneracja... mi się wydaje że mało z tego będzie odzyskanej energii, a ja line rozwijam ręcznie więc

4.Teraz mam 20mm tuleje poliamid z stalowym prętem w środku bo mi zostało z testów,(na razie żadnych śladów zużycia ) ale przejdę na 20 lub 28 tak jak mi pisałeś. Trzpień, radełkowany ??? Ja mam raczej bym to nazwał płetwę i raczej polerowaną. Wrzuciłem zdjęcie kilka postów wcześniej .

Tak. rura fi 160mm taka była na złomie. Ale w następnym bębnie będę celował w 130-140 mm i może trochę go zwęże bo jest dużo miejsca na linę.

[up2]

Dzięki Michał,
ilość i kierunek obrotów są potrzebne do automatycznego zwijania, a to niezbędne. Chce to zrobić z resolvera i oryginalnego układu sterowania sterowania. Zrób taką osłonę jak moja i wtedy bęben może być mniejszy (mniejsza rezerwa).
Z tym hamulcem to jeszcze nie wybrałem "mózgu" bo będę robił inżynierię wsteczną. Jeden z projektów daje możliwość płynnej regeneracji, regulację nastawiona na stały moment obrotowy a nie obroty. To bardzo skomplikowany problem. Najpierw robię dwa napędy i będę ich używał do testowania jeden do napędu drugi do hamowania regeneracyjnego.
Nie zrozumiałeś radełkowania?

Przyszły sezon będzie już nie tylko spalinowy.

[Michał Jantas]

W moim pomyśle na dowijanie liny nie ma potrzeby nic wiedzieć , to ma być znowu proste "mechaniczne" rozwiązanie , boja na linie uderza w zderzak i rozłącza przekaznik wyłączając wyciągarkę, co też jest korzystne bo teraz na postoju mniej pobiera ale z 500mA sterownik i przetwornice.
Nie wiem o co chodzi z tym radełkowaniem. Po radełkowaniu to taka antypoślizgowa powierzchnia powstanie, a tam się ma wszystko ślizgać.

[up2]

Cześć Michał, tak chodzi o rdzeń do śruby z POM, a to ma przenosić obrót. A jak blokujesz aby nie spadł niżej na linie? A z czego ta boja? Poziomo nie zadziała?
Przy elektryku to płynne wyhamowanie będzie i pomiar resolverem
Właśnie wróciłem z latania, max 0,3m/s, ale dało się powisieć, chwilami 2km/h postępowej, ale za to hole po 700m z 10000m inwersja

[prokopcio]

W moim pomyśle na dowijanie liny nie ma potrzeby nic wiedzieć , to ma być znowu proste "mechaniczne" rozwiązanie , boja na linie uderza w zderzak i rozłącza przekaznik wyłączając wyciągarkę,

testowałeś To ?
Ja wyłączam silnik i hamuję na max jakieś 15m przed wyciągarką i potrzeba dobrych kilku metrów na wyhamowanie rozpędzonego bębna.
Wg mnie nie ma możliwości zrobić tego tak jak opisujesz i będzie uderzało z potężną siłą kończącą się urwaniem liny lub/i nadwyrężaniem / uszkodzeniem konstrukcji. Sprawdź na sucho jak szybko potrafisz zatrzymać rozpędzony bęben.

[Michał Jantas]

Boja się będzie ślizgać po linie z odpowiednim oporem, będzie pewnie z 20m przed końcem i gdy uderzy w zderzak i wyłączy silnik to będzie delikatnie naprężała linę po stronie bębna co będzie zapobiegać plątaniu a bęben sam sobie wyhamuje. Ale jeszcze tego nie zrobiłem ... a elektrycznie to szeregowo z włącznikiem głównym bedzie przekaznik który sam sobie bedzie zasilał cewkę z przetwornicy 12v i ten obwód będzie rozłączany zderzakiem, i chyba trzeba będzie jakiś przycisk jako zwieracz albo drugi przekaznik czasowy na boczniku żeby obwód się " zatrzasną".

[up2]

Przetestuj...

[Michał Jantas]

Zbudowałem na szybko do testów to wyłączanie z boją na linie i pojechałem dzisiaj na testy. Działa to w miarę, ciągałem pustą linę ze spadochronikiem i kiedy się nie napompował to potrzeba było około 15m liny żeby wyhamować, z napompowanym kilka metrów. Opór na boi zrobiłem na łożyskach, gdzie docisk można zmieniać.

bojafoto.jpg (113.18 KiB) Przejrzano 2439 razy

Można by było dla takiego rozwiązania zrobić taki hamulec że miedzy fazami w silniku dołożyć przekazniki z mocnymi rezystorami lub drutem oporowym które przy braku zasilania by się zwierały. Choć dla mnie takie coś już wystarczy, dorobię jeszcze taki bezpiecznik na końcu liny gdyby coś nie zadziałało że jak w niego bola przywali to utnie linę i nic się nie powinno zniszczyć.

Zapomniałem poprawić kod i nie dało się przetestować PID w normalnym holu. PID aktywował się praktycznie od najniższych obrotów tak że nie dało się zrobić wstępnego naciągu manetką, a bez tego pierwsze szarpnięcie było tak duże że urywało linkę. Po trzecim razie dałem sobie spokój, trzeba będzie aktywację PID przesunąć na sam koniec manetki tak żeby cały start sobie kontrolować pilotem, lub pisać jakaś procedurę startową. Strojeniem raczej się tego nie da zrobić bo znowu w powietrzu będzie za wolno to działać.
Nagrałem wyświetlacz na którym roboczo zamiast rssi jest wyjście na sterownik i widać jak pracuje PID, zadane było tylko 5kg i ciągnięty spadochronik.
Ustawienia PID to Kp=5, Ki=5, Kd=0.1 , dla 5kg jest słaba rozdzielczość wagi (duże przeskoki miedzy 4,5,6) ale widać jak mniej więcej to pracuje.
Pytanie, jak by to ulepszyć ? Na oko i ucho, za wolna czy za szybka reakcja ?

[Michał Jantas]

Pomyłka ten test dla 5kg nic nie mówi , teraz sprawdziłem. Jak jest 5kg to startuje powoli bo zaraz osiągnie zadaną i nie chce przedobrzyć. A jak ja sobie ustawiłem 80kg to " z butów wydzierało " , trzeba będzie taki filmik z normalnego holu zrobić żeby można było coś ocenić.

[Grzegorz Pelikan]

Cześć Michał,
"Pytanie, jak by to ulepszyć ? Na oko i ucho, za wolna czy za szybka reakcja ?" - Myślę, że powinieneś sobie określić, która lub które z poniższych cech są najważniejsze i próbować ustawić parametry PID tak aby je osiągnąć.
- mały błąd ustalony pomiędzy wartością zadaną i mierzoną
- brak przestrzału siły ponad wartość zadaną przy początkowym wzroście siły
- brak oscylacji siły
- szybka reakcja na zakłócenia typu wejście lub wyjście z komina
- inne wg twoich potrzeb
Końcowy wynik będzie pewnym kompromisem pomiędzy ww. wymaganiami.
Wstępnie próbowałbym ustawić to wg poniżego schematu.
1. Ustawić Ki i Kd na 0.
2. Sprawdzić jak działa regulator, jeśli są oscylacje siły to zmniejszyć Kp tak aby ustały.
3. Zwiększać powoli Kp aż pojawią się oscylacje siły mierzonej, odczytać wartość Kp.
4. Ustawić Kp na 50% odczytanej poprzednio wartości( po ustawieniu nie może być oscylacji).
5. Zwiększać Ki tak aby błąd ustalony był możliwie najmniejszy, nie było oscylacji siły oraz nie było przestrzału siły ponad wartość zadaną przy początkowym wzroście siły (jeśli będą oscylacje lub przestrzał to należy zmniejszyć Ki, w przypadku przestrzału może pomóc wprowadzenie limitu na wartość całkowaną jeśli regulator posiada taką funkcję).
6. Ustawić Kd tak aby była zadawalająca reakcja na zakłócenia typu kominy (odpowiednio szybka, bez oscylacji i przestrzałów), Kd będzie prawdopodobnie się mieścić w zakresie 10-50% wartości Ki.
7. Skorygować wartości do potrzeb w trakcie prób/eksploatacji (zazwyczaj są to już niewielkie zmiany)
Częstotliość próbkowania powininna być znacznie większa od częstotliwości oscylacji siły, myślę że co najmniej 20 razy.
Idealnie byłoby jeśli mógłbyś podłączyć się pod wyjście wzmacniacza czujnika siły oscyloskopem lub zapisać odczyty siły w czasie i robić wykresy w excelu. Obserwacja siły na wyświetlaczu też może być wystarczająca.
Pozdrawiam,
Grzegorz

[Michał Jantas]

Dzięki za porady... Chyba lekki przestrzał jest akceptowalny i błąd do zadanej Ki też bo można wyżej zadać, na pewno oscylacje są niedobre może nawet gorsze niż brak PID. I jakiś kompromis miedzy szybkością reakcji a bujaniem... Musze sobie chyba większe sztuczne obciążenie wymyślić i testować na dużych zadanych, maiłem stary zapas to oddałem jak sprzedawałem starą uprząż a teraz może by się sprawdził jako obciążenie na linie.
A z tym szarpaniem mnie podczas prób holu to chyba jeszcze inna historia... chyba błąd w kodzie , do PID mam przypisane zmienne i program opuszając pętle nie zerował ich, i kiedy ponownie się aktywowała wpadała na wartości ze starej pętli. A ja próbując zrobić naciąg wstępny kilka razy ja aktywowałem. Musze trochę uporządkować kod bo tak dolepiam i wycinam że już mi jest się ciężko w tym połapać.
Mam nawet moduł czytnika kart sd i można by było wszystkie te dane zapisać i zrobić wykresy, tylko też korzysta z SPI na którym jest lora, niby można współdzielić łącze ale trochę to komplikuje sprawę.
Chyba jeszcze przerobię ten patent z boją, skoro jest już gotowy hamulec to szkoda go nie wykorzystać, sygnał ze zderzaka poleci do arduino, to wyzeruje gaz , włączy hamulec i dopiero za kilka sekund wszystko wyłączy przekażnikiem. Można by też zastąpić uderzenie np. nadajnikiem IR lub bluetooth których zasięg jest optymalny do takiego zastosowania.