Onderwerp: Ultralight windvaan zelfstuur?

En hij werkt, gelukkig want is een mooi werk!

Mag ik vragen hoe ver de ideeen al gevorderd zijn, of is het voor nu puur een ideetje en wil je je nog flink gaan inlezen?

het is geen "ideetje" meer. Ik ga een erg goed werkend èn erg licht ding maken.
Ben al jaren ingelezen.

Ga er nu echt werk van maken. Materialen, onderdelen verzamelen; prototypes op onderdelen maken, etc.
Maar: ik heb natuurlijk geen haast, volgende winter klaar.

Sunday,

Klinkt leuk, maar meeste zorgen maak ik me zelf nog over het fietskabel systeem, en de daaruit voortvloeiende hysterese in dit idee.
Kan me voorstellen dat de schuif weerstand in die fietskabels en daardoor veroorzaakte hysterese het zelfsturen verpest.
Wanneer ik een paar andere succesvolle windvanen bekijk dan zie ik dat het bij een Pacific light ziet gaat dit via een haakse vertanding, bij een Bouwvaan via een krukas, kan me voorstellen dat beide lichter gaan dan die kabels.
Maar niet geprobeerd, dan weet je dat niet. Ben benieuwd of het je gaat lukken.
Misschien eerst keertje van goedkoop materiaal eenvoudige proto maken wat triplex/multiplex en staal en kijken of het werkt voor je duur ding qua materiaal en tijd maakt.

Freek

Sunday schreef :
Ik zou er niet van uit gaan dat het zomaar werkt met fietskabels. Ook niet met heel goede.

De remkabels zijn vaak geslagen en ietsje dikker: sterker en wat meer rek dan derailleurkabels. Voor probleemloos schakelen is precisie belangrijker. Met goede buitenkabel tegenwoordig inderdaad met weinig wrijving.

Ik vraag me vooral af of jouw constuctie al het "transport" aankan. De kabels bewegen voortdurend en over veel langere afstanden dan bij remmen of schakelen op de fiets.


Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Mochten fietskabels niet werken, bestaan er natuurlijk ook nog ander soort trek- en duwkabels. Inclusief bevestigingaccesoires, bochten etc.

En om de moed erin te houden, alles kan: Deze man heeft het met visdraad in buisjes gedaan!

Niet eens zo'n slecht idee hoor.
Kijk maar eens in dat linkje met wrijvingscoëfficienten wat ik laatst ( week geleden of zoiets) heb geplaatst . www.werktuigbouw.nl/abc/cof.htm
Even als vergelijk: Nylon op Nylon of Polytheen is iets van 0,05 en dat is dus bij deze oplossing het geval.
Raar eigenlijk , die fietskabels met staal op staal
Ad

Staal op staal? In 1960 misschien.. Moderne buitenkabels hebben altijd een kunststof binnenvoering. Bij de duurdere kabels is bovendien teflon toegepast. Die kabels lopen echt best wel licht en soepel tegenwoordig..

De twijfel over gebruik van kabel met buitenkabel heb ik niet zo erg.
Ik schreef eerder al: “die kabels zijn er tegenwoordig en erg roestvrije vormen. Roestvrij stalen gepolijste binnenkabels in ptfe mantel, Aluminium geanodiseerde buitenkabels (Nokon: www.bikeradar.com/gear/categor...kon-cables-11-40194/) of buitenkabel van ceramische fish spine beads: Vertebrae: www.vertebr.ae/ceramic-bicycle-components/ met teflon binnenmantel”
Die Nokon dingen zijn mooi en duur: zeker €75. Dat Vertebrae spul is mooi en erg duur: tot wel zeker€150.
Mijn proto’s maak ik met goedkoop; €10

FMJ schreef :
Nou , op mijn fiets uit begin 90er jaren is dat ook echt niet zo hoor. Maar ja , was ook een goedkope.
Ik denk trouwens dat ook die ouderwetse types nog steeds te koop zijn.
Ad

Sunday schreef :
Ook al heb ik het idee dat het commentaar van Herr Doctor Jörn niet klopt (hij heeft de hellingshoek v.d. USD tenminste verkeerd), heeft 'ie ter gedachtenvorming wel een aardig alternatief systeem beschreven in een uitgebreide bouwbeschrijving op www.windautopilot.de/_de/7_dy_area/bauanleitung.html

Leesvoer!

Volgens mij is dit trouwens een uitgelezen voorbeeld van een toepassing om gebruik te maken van de gratis "start-up / enthusiast" licentie op Autodesk Fusion 360.

knowledge.autodesk.com/support...-for-Fusion-360.html

Toch eens kijken hoe ik voor de onderdelen gebruik kan maken van de Makerspace / fablab hier in de stad. (Leiden is trouwens zeker niet de enige stad met een makerspace )

Leuk JotM, wat ga je maken bij FabLab?

Ook leuk dat je met fusion360 wilt gaan werken.
Ik ben nu nog aan het schetsen, maar ga komende weken 3D ontwerpen maken met mijn tool /app op iPad: Shapr3D.

Fusion360 is een mooi programma inderdaad, Ik modelleer nog veel meer met rhino, maar gebruik fusio360 voor de CAM voor mijn freesmachine. Er zitten ook aardig wat simulatie mogelijkheden op.

Sunday schreef :
Plan is een inzet-frame zodat ik een klein zeiltuig op m'n Ally vouwkano kan zetten. (Dan niet alleen een gezinskano, maar een "zeilboot" in een zak in de schuur, die zo achterin de auto kan. Dat dan nog met een ultra-ultralight windvaan zelfstuurinrichting erop zou helemaal mooi zijn.

Fusion gebruik ik trouwens al een tijdje voor de hobby. Naast o.a. Polycad (voor bootjes), Freecad, Blender, Salome Meca en Draftsight.
En sinds heel kort obv een home-use licentie gekoppeld aan m'n werk Inventor + Nastran-in-cad + AutoCAD + 3DS Max Design. Een beetje een keuzeprobleem op het moment eigenlijk. Blijf ik thuis trouw aan m'n best goede gratis / FOSS set ontwerp- en simulatiesoftware, of switch ik naar de commerciële set? Moeilijk.

Wat leuk dit! Helemaal off-topic, maar door op een zeilersforum te lezen word ik geïnformeerd over het bestaan van FabLabs. Er gaat een wereld voor me open. Wat interessant!

JotM schreef :
De bouwbeschrijving van het windvaansysteem die Jörn Heinrich heeft gemaakt, is in feite het basis systeem van Walt Murray met wat aanpassingen. Gelukkig noemt hij ook Walt bij naam. Een mooie en uitgebreide beschrijving overigens. Op het "windvane forum" van "Cruisenews.net" hebben we veel onderlinge discussies gevoerd en ook via de mail. Later heeft Sven Heesterman z'n Mr Vane ontwikkeld en Jörn z'n "Wind Gear". Een leuke tijd met al de discussies en ideeen en ook de contacten met andere zeilers over de hele wereld. Jammer dat het forum opgedoekt is.

Jan

Toen ik jaren geleden nog wel eens met een kayak op het Wad ging peddelen, had ik daar een klein balansroertje achterop zitten. Dit bediende ik met mijn voeten, met 2 kabels. Hiervoor had ik een stuk perslucht slang met een binnendiameter van 2 mm :zoiets en als binnenkabel een soort dikke nylon draad. Die kabel was een soort nylondraad dat werd gebruikt om schilderijen etc. op te hangen. Heeft altijd prima gewerkt!
Ik zit ook nog steeds te broeden op een windvaansysteem, alleen heb ik midden op mijn spiegel de motor hangen. En dat wil ik zo houden, want nu kan ik er onder alle omstandigheden goed bij. Nou zit de motorsteun vrij laag, en zou iets omhoog kunnen. Dan zou er een Mr. Vee met een uit het midden geplaatste vaan onder passen. Maar.. dan zitten mijn zonnepanelen ook weer in de weg. Die zouden op het kajuitluik kunnen, maar zijn dan weer een stuk minder efficiënt.
Ik neig toch naar het verplaatsen van de panelen om een Mr. Vee te monteren, gezien mijn plannen voor komende zomer lijkt dat toch de beste oplossing te worden. Binnenkort gaat de boot er even uit, kan ik de spiegel eens goed opmeten.

Martijn

Go west schreef : Dat ben ik zeer met je eens, inderdaad een mooie en uitgebreide beschrijving.
Bedoel je deze webstek?: web.archive.org/web/2016032221...m/viewforum.php?f=62
Als ik naar het "volume" kijk zie ik een patroon die ik ook wel in (wat mij betreft) erg leuke YaaHoo groepen heb gezien: op een gegeven moment droogt de discussie een beetje op en dan trekken mensen verder.

Wat vaker erg spijtig is.

Zelf vind ik zowel het windvaan-gedeelte als het "servo"-gebaseerde sturen erg leuk en interessant.

Ik snap ook niet zo goed dat dat laatste niet meer aandacht krijgt onder bijvoorbeeld "vertrekkers". Want als je een rechtoe-rechtaan (Autohelm oid helmstok gebaseerde) stuurautomaat dmv een kwadrant aan je "servo" (trimtab of pendulum) koppelt zoals je dat met je windvaan doet, krijg je volgens mij een stuursysteem dat veel minder energie uit je accu's trekt.
De bulk van de voor het sturen benodigde energie wordt dan immers door de "servo" aan het water onttrokken, de stuurautomaat hoeft alleen de arbeid voor het instellen van de servo te leveren, wat maar een fractie is van de arbeid die de stuurautomaat anders, direct gekoppeld aan de helmstok of kwadrant op de roerkoning, moet leveren.

Ik heb bij kennissen gezien dat die stuurautomaat tijdens hun rondje Atlantic veruit de grootste energievreter was.

Jaap

JotM schreef :

Ik ben er net ook losjes doorheen gegaan. Wat ik veel tegenkom is de 'bevel-gear' ratio, die je daar een aantal keer aanhaalt Jan. Bedoel je daarmee ratio windvaan-hoek=servo-hoek? Dus stel bij een windvaan-hoek van 45gr zou bij 2:1 ratio de servo-hoek 22.5gr zijn. Waarom zou dat beter zijn en waarom voorkomt dat de aangehaalde resonantie? Ipv een ratio 1:1

Lees met aandacht mee hier (ook een aangehangen roer, maar dan ook nog eens omhoog schuivend ivm droogvallen).

@Pimpel: die ratio vormt een soort gevoeligheidsfactor. Redeneer even in extremen: als een hele grote vaan uitslag nog steeds maar een heel kleine servouitslag geeft dan verzwak je het foutsignaal dat de feedback verzorgt. Omgekeerd zou ben je het foutsignaal aan het versterken.
Hoe hoger die versterkingsfactor, hoe eerder er resonantie en onstabiliteit optreed.

Zoals anderen ook al opgemerkt hebben: ik mis de terugkoppeling van roeruitslag op de trimtab uitslag. In het concept met de vaan op het schip en de trimtab op het roer dmv de kabelverbinding heb je een vast verband tussen trimtabuitslag en windvaanstand, onafhankelijk van de roeruitslag.
Ik heb indertijd een van de eerste Navik vaanstuurinrichtingen gehad (1975), om van Curacao naar Nederland te varen. Een briljant apparaat, bestaande uit een trimtab (dit is officieel een Flettner roer, naar de man die ook de Flettner rotor heeft bedacht) die een pendulum stuurde wat op zijn beurt via touwtjes het hoofdroer stuurde. In feite dus een dubbele bekrachtiging waardoor het geheel met een klein vaantje zelfs bij weinig wind van achterin nog redelijk presteerde.
Helaas was het Frans, dus slim verzonnen maar te licht gemaakt: aan het begin van de oversteek allerlei versterkingen met staaldraadjes moeten maken om de vervormingen nog enigszins in de hand te houden, en een dag voor aankomst in Engeland, met harde wind van achterin, brak het complete pendulum eraf...Toen al ontdekt dat de krachten op een (pendulum)roer vaak zwaar onderschat worden!
De koppeling tussen vaan en trimtab was zodanig dat bij toenemende pendulumuitslag de trimtab weer in lijn kwam met het pendulum (bij dezelfde vaanuitslag). Dit houdt dus in dat een bepaalde vaanuitslag overeenkomt met een bepaalde pendulum - dus roer - uitslag, maw een proportioneel systeem.
In de regeltechniek zijn er drie regelacties: Proportioneel, Integrerend en Differentierend.
Scheepsstuurautomaten zijn altijd PID, dus alle drie, waarbij de verhouding tussen de diverse acties de stabiliteit bepaald.
Proportioneel is dat de correctie recht evenredig is met de verstoring: bijvoorbeeld roeruitslag recht evenreding met koersafwijking. Op stuurautomaten meestal Gain (versterking) genoemd)
Integrerend blijft corrigeren zolang er afwijking is: bijvoorbeeld een hydraulische servo.
Differentierend reageert op de snelheid van de afwijking: deze wordt meestal "Counterrudder" genoemd, en geeft tegenroer als het schip naar de gewenste koers toekomt om overshoot te voorkomen.
Het kenmerk van een P actie is: stabiel maar heeft een statische afwijking: dit betekent dat de correctie invloed heeft op het instelpunt: hoe groter de correctie hoe verder de instelwaarde ("setpoint") verloopt.
Het kenmerk van een I actie is: geen statische afwijking maar zeer sterk slingerend omdat de roeruitslag pas gaat verminderen nadat de gewenste koers bereikt is, dus het schip "schiet door".
Bij het huidige concept genereert een koersafwijking een vaanuitslag welke een trimtabhoek veroorzaakt onafhankelijk van de roeruitslag, dus het roer wil gaan uitwijken zolang de vaan niet in de middenstand staat. Op het moment dat het schip weer op koers ligt komt de vaan in het midden en begint het roer pas met terugkomen, dus het schip zwabbert de andere kant op, ofwel een zeer instabiel koersgedrag: het is een I regeling.
Bij mijn weten zijn alle goede windvaanautomaten P regelaars, gisteren op Boot nog eens de Aries bekeken, die heeft ook een terugkoppeling van pendulumhoek met pendulum uitslag bij constante vaanpositie, ofwel vaanhoek evenredig met pendulumhoek.
De D actie is alleen electronisch of hydraulisch (praktisch) te verwezenlijken, aangezien voor windvaaninrichtingen een van de hoofdprincipes is: hoe simpeler hoe beter.
Belangrijkste voordelen van een windvaan boven een moderne elektrische automaat: verbruikt geen stroom en er kan niets aan kapot wat je niet snapt. Nadeel: stuurt minder goed dan een elektrische, en is niet bruikbaar onder alle omstandigheden, alhoewel hiervoor dan nog de "hybride" oplossing geldt: de vaanfunctie laten overnemen door een simpel helmstokautomaatje en de vaaninrichting de power laten leveren.
Overigens is dit een zeer gecompliceerd onderwerp, en er zijn vele stuurmachines om zeep geholpen door tgv onbegrip verkeerd ingestelde stuurautomaten.

Pimpel schreef :
Ja het is de verhouding tussen windvaanhoek en servo hoek. Bij toepassing van kegeltandwielen (bevel-gear) kom je dan op bevel-gear ratio. Oudere systemen hadden indertijd 1:1, maar later werd 2:1 meer toegepast. Hoger kan ook.
Ik heb het gehele systeem "zeilboot-windvaansysteem" gesimuleerd, dus van windkoersafwijking, via krachten op de windvaan naar het krachten op pendulum naar roerkrachten, naar koersverandering van de boot. Uit die simulaties blijkt dat die ratio invloed heeft op koersslingeringen, die kunnen ontstaan na een windkoersafwijking.

Jan

Ik zie een "in-line" instelbare veer + dempertje (mechanische PD-regelaar) aankomen.

Ik heb de schets van @ Sunday iets aangepast en de trimtab een klein helmstokje gegeven. De vaanmast is uitgebreid met een U-vormige buis, waaraan de uiteinden van de kabel kunnen worden bevestigd. Hierdoor wordt trimtab teruggestuurd bij het verdraaien van het roer. De besturing is nog net zo eenvoudig, maar nu wel proportioneel.

Jan