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Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors

Posted by Escalus 
Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 03, 2018 01:57PM
Hallo,
ich habe seit kurzen eine VBC-t und passend dazu einen Kolibri mit Telemetrie.
Vom S32 Logger bin ich es gewohnt den Shunt Resistor kalibrieren zu müssen, damit die Verbrauchten mAh mit der nachgeladenen mAh zusammen passen.
Nun bin ich heute 4 Lipos geflogen und hab das mal verglichen.

Nachgeladen / Telemetrie
3664 / 3262
3648 / 3275
3943 / 3565
3875 / 3492

Man kann sehen, dass dort doch eine größere Differenz besteht die ich nun gerne korrigieren würde.
Gibt es da eine Möglichkeit und wenn nicht wäre es nicht sinvoll das in der VBC Firmware zu implementieren?

VG,
Escalus



Edited 1 time(s). Last edit at 11/03/2018 07:16PM by Escalus.
RV
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 03, 2018 03:58PM
Eine Kalibrierung sollte immer da stattfinden wo die Missweisung entsteht. Also im Kolibri selber. Wenn dann in jedem einzelnen am Ende der Fertigung bei einem Probelauf.

Unsere U/I Sensoren werden z.B. im Werk mit einer Mehrpunkt Kurve durchgetestet und kalibriert. jeder Einzelne - da dies toleranzbedingt immer unterschiedlich sein kann.

Was man auch immer beachten muss - wenn man einen "Oversized" Regler nimmt (z.B. einen 300A Regler in einem Modell das nur max. 100A zieht) wird die Differenz größer werden, selbst bei kalibrierten Shunts.

Aber - wenn man den Sinn und Zweck sieht dass man eher zu früh landet als zu spät (hatte ich bei einem anderen Hersteller) ist das akzeptabel, 10% sind das etwa hier was über die Zeit aufsummiert an Missweisung da ist.

Du kannst mit einer VBC-touch nun auch einen unserer UI dazu einbauen - wir nehmen dann die Strom-: Spannungs-: und Kapazitätswerte des UI und den Rest vom Regler.

Ich würde an Deiner Stelle mal bei Kontronik vorstellig werden, vielleicht ist da auch was nicht in Ordnung.

regards (EN) / Gruss (DE)

Rainer Vetter

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Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 03, 2018 04:40PM
Man darf auch nicht vergessen, dass die Ladegeräte ja auch nicht "amtlich geeicht" sind - von daher welcher Wert stimmt schon?
Wie meistens liegt die Wahrheit wohl irgendwo in der Mitte...
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 03, 2018 07:11PM
Wie ich gerade sehe, hab ich die Werte vertauscht confused smiley. Es wird bei der Telemetrie weniger angezeit, als dann am Ende nachgeladen wird. Das ist natürlich die unangenehme Richtung.
Es ist am Ende auch egal wo der Messfehler entsteht. Es sollte nur auch eine Möglichkeit geben, diesen zu korrigieren. Klar ist es immer einfach die Arbeit auf andere weiter zu geben, aber wie man am S32(jLog) sieht, ist eine Korrektur am Telemetrie"hub" eine sehr gute Stelle. So kann auch ein Oversized Regler vom Benutzer angepasst werden. So wird es auch bei Quadcoptern mit ihren 1000 verschiedenen Flightboards gemacht.

VG,
Escalus
RV
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 03, 2018 08:33PM
Quote:
Klar ist es immer einfach die Arbeit auf andere weiter zu geben,

Nein - es ist klar dass eine Messungenauigkeit dort korrigiert werden muss wo sie entsteht. Insofern - auch wenn es andere als Workaround tun - ist das bei den "weiterverarbeitenden Instanzen" mit Sicherheit nicht die richtige Stelle. Wenn Korrekturwertetricksereidurchdenkunden - dann sollte das in der Reglerseite passieren.

Bitte wende Dich an Kontronik. Vielleicht passt ja wirklich was mit dem Regler nicht.

regards (EN) / Gruss (DE)

Rainer Vetter

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Edited 1 time(s). Last edit at 11/03/2018 08:33PM by RV.
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 03, 2018 08:40PM
Hallo Rainer,
du hast doch oben selber beschrieben, dass bei überdimensionierten Reglern auch ein korrekt kalibrierter Regler falsche Werte zurück geben kann. Wo soll das den korrigiert werden?

VG,
Frank
RV
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 03, 2018 09:14PM
Quote:
du hast doch oben selber beschrieben, dass bei überdimensionierten Reglern auch ein korrekt kalibrierter Regler falsche Werte zurück geben kann. Wo soll das den korrigiert werden?

Das kann man nicht korrigieren - hier muss der Kunde eben sinnvoll den Strombereich des Reglers auswählen.

So wie man eben auch bei einem Messshunt den "richtigen" nimmt - denn der "falsche" brennt entweder durch - oder bringt - auch mit Kalibrierung - zu große Messdifferenzen, insbesondere wenn er "unterbelastet" ist. Bitte Bedenke dass die Messerei des Spannungabfalles über einen Shunt zur Errechnung des Stromes und Aufintegration der Kapazitäten im Mikrovolt Bereich geschieht - und sich dann eben solche Sachen auch auswirken. Von einer Temperaturkompensation der Shunttemperatur reden wir mal gar nicht …

Ich fliege in der BO 105 einen 300A Regler - und sie braucht max. 90A. Genau deswegen habe ich einen UI Sensor zusätzlich drin und die Apps so programmiert dass UI immer vorrang hat vor Reglerwerten. Glaub mir - ich war auch enttäuscht, aber Messtechnisch ist das leider nicht von der Hand zu weisen dass es so ist.

regards (EN) / Gruss (DE)

Rainer Vetter

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Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 03, 2018 09:46PM
Hallo Rainer,
ich bin ja bei dir, wenn es darum geht das der Hersteller eines Reglers dafür sorgen sollte das er möglichst genau misst. Aber auf der anderen Seite ist es doch kein Problem, dem Benutzer die Möglichkeit zu geben, dies je nach Temperatur, Auslastung, Messfehler... selber korrigieren zu können. Ein Feld in der Regler App wie eine % Korrektur annimmt, würde da schon reichen.
Wenn ich jetzt bei Kontronik anfrage, werden die mir sagen, dass ich mit solchen Ungenauigkeiten leben muss oder mich an euch wenden soll. Wie Thomas schon angemerkt hat, kann es natürlich auch an dem Lader liegen(Junsi 308 Duo). Dann steh ich dumm da wenn mir Kontronik die Rechnung für ihre kontrolle schickt sad smiley

VG,
Escalus
RV
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 04, 2018 08:23AM
Also - da gemäß unserer Philosophie alle Modellbezogenen Einstellungen im Modell - also als Parameter in der Stabi - gespichert werden ist das an dieser Stelle zu realisieren - und da muss man sich dann schon fragen ob diese "Verschwendung" überhaupt sinnvoll ist nur weil hier Messungenauigkeiten anderer korrigiert werden sollen.

Ein weiterer Aspekt ist dann die Verantwortlichkeit. Wir wären dann in der Pflicht unserern Kunden zu erklären was das ist und wie man das macht. Damit bauen/entwickeln/supporten wir etwas womit sich andere Hersteller (die ja auch Geld für Ihre Ware nehmen) beschäftigen müssen weil es ihr Produkt ist.

Aber - Thomas hat auch recht, der Lader könnte auch etwas daneben liegen. Mach doch einmal eines:

Du hast sicher Flugkollegen mit anderen Ladern.

Fliege mal nochmals (stell dann auf ca. 60% zu verfliegend um sicher zu sein dem Akku nichts zu tun) und lade mit verschiedenen Ladern nach um Dir ein besseres Bild zu machen.

Ich persönlich habe hier 2 alte Hyperion Lader und die gehen - zusammen mit unserem UI Sensor - recht gut konform. Natürlich kommen auch immer so 30-100 mAh durchs Balancieren auch dazu, aber das ist dann ja erklärlich.

regards (EN) / Gruss (DE)

Rainer Vetter

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Edited 1 time(s). Last edit at 11/04/2018 08:27AM by RV.
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 04, 2018 07:42PM
Hallo Rainer,
ich werde das demnächst mal Testen und einen Lipo am Feld laden. Ich habe mich heute Vormittag mit ein paar Fliegerkollegen aus Köln unterhalten. Dabei waren die ehr verwundert das man das nicht einstellen kann. Es kann halt immer zu gewissen unterschieden kommen. Das kann ja auch schon mit dem Flugstile zusammen hängen und da man eine Neo immer mit dem gleichen Model und meistens auch ähnlichen Lipos fliegt, ist die Bindung dieser Einstellung mit dem Neo eigentlich eine sehr gute Lösung.
Die optimale Lösung wäre natürlich wenn alle Geräte perfekt kalibriert wären und alle Seiteneffekte von den Geräten mit eingerechnet werden würden. Da wir aber in keiner Perfekten Welt leben, ist das leider nicht so.
Mich wunderte es eigentlich etwas, dass du dich von Anfang an so gegen so ein Feature gesträubt hast. Es geht doch hier nicht darum anderen Firmen die Arbeit abzunehmen, es geht darum euren Kunden das bestmögliche Gesamtergebnis zu ermöglichen. Ein solches Feature ist im Grunde auch kein Hexenwerk. Es reicht da schon ein Prozentwert mit dem die Werte aus dem Regler Multipliziert werden. Ich will mir jetzt nicht herausnehmen uns sagen, dass das leicht zu implementieren ist, da ich die Infrastruktur eurer Firmware nicht kenne.

VG,
Escalus



Edited 1 time(s). Last edit at 11/04/2018 07:45PM by Escalus.
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 09:23AM
Moin,

eine weitere Problematik, die man bedenken sollte: wir haben die Erfahrung gemacht, dass die Regler mit eingebauter Messung selbst sehr unterschiedlich messen können, je nach Belastung, Außentemperatur usw. Bedeutet, kalibriere ich mir extern alles schön hin, fliege dann einen anderen Flugstil/andere Drehzahl, kann die Abweichung wieder recht groß sein.

Meist messen die Regler innerhalb ihres vorgesehenen Leistungsbereichs (Regleröffnung, Strombelastung für die sie konstruiert sind, vermutlich so im Bereich 80-100 % Leistungsausnutzung) _relativ_ genau. Fliegt man andere Leistungsprofile (Low-RPM, Schwebeflugtraining, F3C-mäßig) rutscht man aus dem Wertebereich, innerhalb dessen die Messung (wieder: relativ) genau ist.

Die Messung über einen Shunt (wie bei uns beim Stromsensor) ist in einem weiteren Wertebereich hinreichend präzise (+/– 50 mAh bei einem gut balancierten Akku, im Vergleich zu verschiedenen Hyperion-Ladern unterschiedlichen Alters hier), damit kann ich bei einem ~5.000 mAh-Akku gut leben. Dabei ist's relativ ob 12s in der BO bspw., oder 6s im 550-er, deutlich unterschiedliche Ströme, doppelte/halbe Spannung, passt trotzdem erstaunlich gut.

Klar könnte man einen Korrekturfaktor einbauen, der müsste dann aber auch eher eine Kurve sein, oder eher eine Matrix, je nach Temperatur und Leistungsanforderung, sonst müsste man ihn ähnlich wie beim Durflussmengen-Sensor (Turbine, Verbrenner) auch regelmäßig 'auslitern', anpassen, je-nachdem wie sich Parameter in der Gleichung (hier Viskosität, Temperatur) ändern.

Dazu kommt noch die Variable, was nimmt sich z .B. das BEC, ist das schon in der Messung drin oder nicht? Erfahrungsgemäß gehen so 200-400 mAh pro Flug für die Servos etc. durch ... beim Stromsensor zwischen Akku und allen Verbrauchern wird jede mAh erfasst, im Regler würde ich es auch erwarten, aber ... ist es so?

Als Workaround kann man im Moment in jedem Fall mal die Akku-Kapazität verbiegen, oder den Prozentwert, den man entnimmt, so dass man auf der sicheren Seite ist. Nicht die schönste, aber eine Lösung, die auch eben einen Faktor (nach Dreisatz) erlaubt, aber auch eben keinen Rundumschlag, der alle Variablen berücksichtigen kann.

Grüßle

Eddi

Born to fly ...
forced to work.



Edited 1 time(s). Last edit at 11/05/2018 02:10PM by Eddi E. aus G..
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 12:54PM
Moin

wie Rainer, Fingolf und Eddi auch schreiben, gibt es auf keiner Seite der Messstrecken wirklich zuverlässige Werte.

Ladegeräte die die genaue Ladestrommenge angeben kannst du an einer Hand abzählen. Selbst mein Pulsar3 hat eine gewisse Toleranz, die ich aber mit Messgeräte für den Hausgebrauch nicht feststellen kann.
Zu Reglern die einen Shunt verwenden (und das sind meines Wissens nach ALLE; ich kenne keinen der zB ein HAL-Element nutzt) wurde genug geschrieben.
ZB veranstaltet R²-Prototyping an seinen S32 auch einen Rechenaufwand um auch nur über einen Faktor eine gewisse Korrektur einzustellen. Das ist kein einfache Dreisatz, obwohl es nach aussen hin so scheint.

Meine Erfahrung mit Mikados UI-Sensor ist besser als zB mit den Werten eines Jive und JivePro; Der UI-Sensor gibt mir Werte die besser zu den Daten des Pulsar3-Laders liegen, als die der Jives.

Gruß Jürgen
RV
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 12:55PM
Sodele … aaallsooo …. wenn man bei Kontronik nachfragt … sieht es so aus dass da wohl in der nächsten Firmware diesbezüglich eine Änderung vorgenommen wird.

Somit sollte das dann vermutlich vom Tisch sein.

regards (EN) / Gruss (DE)

Rainer Vetter

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Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 02:01PM
Hallo,

kann die von Eddi eingangs geschilderte Problematik bestätigen.

Konkret handelt es sich um einen 130-A-Regler von Hobbywing, 14-S-Lipo, 4035er Motor in einem 700er Heli mit etwa 5,5 kg Masse. Als Telemetrie wird J-Log verwendet, die Rohdaten werden von dem HW-Regler abgegriffen.
Das J-Log-System erlaubt ja eine Anpassung des Stromwertes, allerdings nur als Faktor für alle Drehzahlen.
Ist die Einstellung für z.B. 1300 1/min hinreichend genau, so wird bei 1600 1/min eine zu geringe Kapazität erfasst. Hinzu kommt, dass insbesondere stromintensive Flugmanöver diesen Effekt nochmals erhöhen.

Man muss also im Flug immer etwas mitkalkulieren, "wie" man bisher geflogen ist. Oder man stellt seine Kapazitätswarnung auf die absolut sichere Seite.

Verbessern könnte man dies, wenn das J-Log die Festlegung einer Kennlinie erlauben würde. Ist aber nicht möglich. Ob es das neue S-32 erlaubt weiß ich nicht.

Dann ist man allerdings wieder so weit, dass man die Mängel eines Systems, also die etwas "liederliche" Stromerfassung, mit eigenem Aufwand ausbügelt.

Insofern bietet ein externer Shunt schon Vorteile. Die heutzutage erhältlichen Strommesswiderstände sind kompakt, sehr genau, niederohmig und preiswert. Den geringen Preis verdanken wir dem massenhaften Einsatz dieser Widerstände in Automobilen.

Hier ein Link zur Information:Strommesswiderstände
Interessant ist die Seite 13.

Genauere Infos über die Variante BVR: Baureihe BVR

Gruß, Wolfram
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 02:35PM
@Jürgen, das mit dem Shunt (alle) wäre schön ... ich glaube aber mindestens in einem Fall zu wissen, dass hier eine recht optimistische Abkürzung genommen wird, die zwar technisch gangbar, aber so präzise wie die erlaubten Toleranzen der Kupferdicke auf Platinen ist, und so konstant wie der Widerstand von Kupfer bei unterschiedlichen Temperaturen winking smiley

@Wolfram, ich würde sogar noch weiter gehen, man bräuchte bei aktuellen Ist-Zustand mancher Hardware eine Matrix, die Kennlinien für Drehzahl, Temperatur, Last und vielleicht noch ein paar weitere Parameter vereint, und müsste die Werte dafür natürlich auch erfassen und verarbeiten/können.
Und trotzdem müsste man die Messstrecke wenigstens rudimentär kalibrieren.

In wieweit man das eventuell hinschummeln kann, indem man nur einen (führenden/gewichtigsten) Parameter hernimmt und Erfahrungswerte drumrum einbaut, schwer zu sagen, denke aber, da geht mit Hirnschmalz schon einiges, immerhin scheinen manche aktuelle Telemetrie-Regler präziser über einen weiteren Arbeitsbereich zu messen als andere. Aber ich würde auch unken, dass auch hier Kollege Toleranzbereich ganz ordentlich rein spielt, trotz vieler Tests bezweifle ich, dass es viele vergleichende Messreihen gibt.

Anyway, soll erst mal nicht unser Problem sein – über die einstellbare Kapazität oder die zu entnehmende Prozentzahl kann ich mich auf die sichere Seite Manövrieren, und die (nahezu) absoluten Werte als Berechnungsgrundlage dazu kann mir der Lader liefern ... mit der sicheren Seite verschenke ich halt im Zweifel Flugzeit abhängig vom Flugstil, ist dann eher wie Timer stellen grinning smiley aber besser als tiefentladene oder kaputte Akkus.

Grüßle

Eddi

Born to fly ...
forced to work.
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 02:53PM
Hallo,

habe meinen Beitrag nach dem von Eddi geschrieben. Kannte daher den Beitrag von Jürgen nicht.

@Jürgen: Warum erwähnst Du einen Hall-Senor?

Was die Reglerhersteller als "Shunt" bezeichnen, verdient oft diesen Namen nicht. Zumindest dann, wenn man mit dem Begriff eine gewisse Genauigkeit verbindet.
Oft werden Abschnitte einer Leiterbahn als Messwiderstand verwendet. Damit sind Messfehlern Tür und Tor geöffnet. Ich denke dabei an Schwankungen der Leiterbahndicke, den Temperaturkoeffizienten, Montagefehler usw..

Insofern kann man sich schon vorstellen, dass auch zwischen gleichen Reglern eines Herstellers gravierende Abweichungen bestehen können.

Gruß, Wolfram
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 02:55PM
Und schon wieder einen Beitrag nicht gelesen!

Vielen Dank Eddi für Deine Ausführungen.

Gruß, Wolfram
RV
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 03:59PM
Zum Abrunden des Themas - in Richtung berührungslose Messung (Ferritring/Hall):

Diese Technik setze ich hauptberuflich ab und zu bei Messungen ein.

Allerdings muss man auch hier die richtige "Größe" wählen - auch da gibt es Abweichungen. Zudem kommt hier noch eine Schwierigkeit mit der Remanenz im laufenden Betrieb - man muss also vor (Stromlos!) und NACH einer Messreihe (Stromlos!) kalibrieren um die Veränderung durch die Aufmagnetisierung danach (!) rückwirkend über eine 2-Punktkurve halbwegs herauszurechnen wenn man es genau will ;-)

regards (EN) / Gruss (DE)

Rainer Vetter

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Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 05, 2018 08:02PM
@Eddi und Wolfram: Dass Jives keine echten Shunts nutzen sollte ja mittlerweile hinlänglich bekannt sein. winking smiley
Wie Eddi es auch schon beschreibt müsste für jeden Regler dazu eine mehrdimensionale Krve individuell erstellt werden. Ich hatte bereits mit JLOG und einem Jive bereits viel "Spass" gehabt: Je nach Temperatur hatten die Messwerte eine SPanne von +/- 5%; da konnte auch ein JLOG nix mehr vernünftig gerade bügeln.

Ohne irgendjemand zu nahe treten zu wollen, ist ers immer wieder verwunderlich wie sehr Menschen Messdaten vertrauen ohne das Messverfahren zu kennen oder gar zu hinterfragen.

mfG
Jürgen, der eine Zeit lang in der industriellen Messtechnik tätig war.

Gruß Jürgen



Edited 1 time(s). Last edit at 11/05/2018 08:02PM by JMalberg.
Re: Kalibrieren eines Kolibri Shunt Resistors
November 06, 2018 01:35PM
Schön das sich hier drüber etwas Diskutiert wird thumbs up.
Die Messungen in den Reglern sind leider wirklich nicht immer die besten. Klar wenn man sich extra ein Stromsensor holt, welcher genau nur diese Aufgabe hat, dann ist das bestimmt schon um einiges genauer.
Ich bin mir jetzt auch nicht ganz sicher, inwieweit der Kolibri den BEC Strom mit einrechnet oder nicht. Das alleine wäre ja dann schon ein großer Teil.
Ich bin jetzt um die 20 Flüge geflogen und hab immer eine Differenz von ca. 10%. Das ist jetzt auch nicht wirklich verwunderlich, da ich immer das gleiche Modell mit den gleichen Lipos und dem gleichen Flugstil fliege. Klar man kann sich da wirklich viele Gedanken machen wie man das möglichst perfekt implementiert. Aber mit 2 Parametern könnte das schon recht gut abgefangen werden.
ax+b wobei x der ursprünglich gemessene Wert ist und a, b die Parameter. JLog gibt einen dabei nur den Parameter a als Einstellgröße und reicht mir auch schon.
Ich werde jetzt erst einmal testen wie genau mein Ladegerät ist und dann mal weiter schauen.

Grüße
Escalus
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