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Futterboot mit Brushless oder Brushed an 4S


Guest Mario1977

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Guest Mario1977

Sehr geehrte User,

Ich bitte um Eure Hilfe.

Ich bin dabei ein Futterboot (Katamaran) aufzubauen, der von zwei Motoren Angetrieben und gesteuert (Panzersteuerung) wird.

Ich hatte diesen Rumpf bereits mit zwei Bürsten Motoren (6.000U/min an 12V) und LiFePO4 Akkus mit 13,6V laufen mit 3-Blatt Schraube 50mm und das Ergebnis war schon recht gut.


Jetzt möchte ich einen weiteren Rumpf aufbauen jedoch mit Brushless Motoren und Li-Ion Akkus mit 16,8V und wollte hier im Forum um Eure Mithilfe bitten eine gute Motor Regler Kombination zu finden.

Hier ein paar Anhaltspunkte:
Katamaran LxBxH: 60x40x20cm
Gewicht: ca. 7kg mit Ladung
Motormaße: Durchmesser 35mm / L 50mm
Wellendurchmesser: 3,2-4,0mm

 

Danke und Gruß Mario
 

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Guest Mario1977

Da sich der Stromverbrauch natürlich in Grenzen halten soll, sollte das Boot in der Verdrängerfahrt bleiben. Die Geschwindigkeit im Video ist völlig ausreichend und müsste bei ca. 3,5m/s liegen.

Ich habe zwei Akkupaare in Benutzung mit denen das Boot betrieben werden soll.

2x LiFePO4 4S 13,6V 6.600mA

2x Li-Ion 4S 16,8V 7800mA

 

Gruß Mario

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Hallo Mario,

3,5 m/s sind 12,6 km/h oder 6,8 Knoten - das kommt mir doch recht viel vor. Das Fahrbild im Video sieht auch nicht danach aus.
Wenn ich deine Wunschdaten mal in die Antirebsberechnung eingebe, kommt das dabei heraus:
image.png

Der von dir ausgewählte Motor würde also beim 4s Li-Ion-Akku im Leerlauf ca. 13000 U/min machen. Das passt einfach nicht, selbst wenn man noch den ein oder anderen Verlust mit einrechnet.
Wo siehst du denn den Vorteil bei einem Brushless-Motor? Ich würde da eher bei einem leisen und langsam laufenden Bürstenmotor bleiben. Für den BL-Motor musst du dir auch einen neuen Drehzahlsteller kaufen.

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Guest Mario1977

Vielen Dank erstmal für Deine Hilfe,

da ich Karpfenangler bin und von Modellbau nur bedingt Ahnung habe müssen wir leider ganz von vorn anfangen :cry:

Das Boot im Video können wir als Referenz nehmen und wurde von mir mit folgenden Komponenten aufgebaut:

Motor: 2x Kraftprotzmotor von Modellbau-Regler (Leerlauf 6.000U/min an 12V)
https://www.modellbau-regler.de/shop/product_info.php?products_id=81&MODsid=armvnnn24c3q4addma1mb2p4a6
Regler: 2x AS12/15RW BEC
https://www.modellbau-regler.de/shop/product_info.php?products_id=90&MODsid=armvnnn24c3q4addma1mb2p4a6
Schrauben: 2x 3-Blatt 50mm R/L
https://www.hobbydirekt.de/Boote/Schiffsschrauben/Ms-Propeller-R-3-Bl-50mm-M4-Krick-534051::120216.html
Akkus: 2x LiFePO4 4S 13,6V 6.600mA (mit Balancer, ohne BMS)
https://www.i-tecc.de/shop/lifepo4-batterien/speicherbatterie-12v/126/lifepo4-akku-12v-6-6ah-mit-bms?c=108

Die Geschwindigkeit des Boots im Video ist für meine Anwendung schon ganz ok und die Geschwindigkeitsangabe war nur von mir geschätzt.
Das neue Boot soll flott unterwegs sein (etwas schneller als im Video) jedoch soll es mit dem Strom haushalten und kein Akkufresser werden!!!

Ich habe jetzt noch folgende Akkus 2x Li-Ion 4S 7.800mA in meinem Besitz und das neue Boot soll mit beiden Akkutypen gut zurecht kommen.
Ach ja, unter dem Bootsrumpf kann ich max. 50mm Schrauben verbauen.

Können wir gemeinsam eine passende Motor Regler Kombination auslegen, einmal Brushless und einmal Bürste???

Folgende Motormaße sollten dabei berücksichtigt werden.
Motordurchmesser: 35-37mm
Motorlänge: max. 57mm (ohne Welle)
Motorwelle Durchmesser: 3,2-4,0mm

 

Danke und Gruß Mario

 

 

 

 

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Der Rumpf im Video läuft imho Rumpfgeschwindigkeit oder 9x% Rumpfgeschwindigkeit. Schneller wird es als Verdränger nicht, egal was für ein Motor.

Um schneller zu werden, müsste die Wasserlinie länger werden oder so viel Power reingesteckt werden, dass der Rumpf aufs Wasser kommt. Bei der Rumpfform eine mehr oder minder aussichtslose Idee.

Um richtig schnell zu werden müssten die Schwimmer mind. 8 mal so lang wie breit werden, dann geht es auch in Verdrängerfahrt deutlich schneller als die theoretische Rumpfgeschwindigkeit. Auch hier müsste es also deutlich länger werden, um noch auf die 7kg Verdrängung zu kommen.

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Hallo Mario,
bei den vorgegebenen Rumpfdimensionen erreicht das Boot ca. 3,5 km/h und braucht dafür an der Welle ca. 17 W. Bei 16,8V Nennspannung wäre das ein Strom von etwa 1 A. Selbst wenn wir mal unterstellen, dass die Leistungsaufnahme doppelt so hoch ist, um die Verluste im Antrieb auszugleichen, sollte dann ein Akku schon für 1,5 Stunden Fahrzeit reichen.
Hast du die Möglichkeit, die Stromaufnahme mit dem aktuellen Set-up zu messen? Wenn die deutlich höher liegt, scheint die Abstimmung nicht o.k. zu sein.

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Guest Mario1977

Hallo Time Bandit,

die Geschwindigkeit im Video ist ok und wird auch nicht bemängelt. Das Boot im Video mit dem genannten Setup sollte lediglich als Anhaltspunkt dienen. Das Boot im Video wurde auch verkauft.

Jetzt wird ein neues Boot aufgebaut und es kommen neue Akkus ins Spiel, Li-Ion 4S 16,8V 7.800mA und ich benötige eine komplett neue Motor, Regler, Schrauben Kombination.

Und genau diese neue Kombination möchte ich gerne hier im Forum einmal als Brushlesskombi und einmal als Bürstenkombi mit bzw. von Euch auslegen lassen.

Gruß Mario

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Hallo Mario,
es lesen ja noch ein paar Leute hier mit und so hoffe ich doch, dass wir dir wieterhelfen können...
Ich würde auf der Bürstenseite mit einem Bühler-Motor starten, z.B. den hier. Nicht zu dem, aber zu ähnlichen Motoren gibt es bei Bühler sogar die passenden Daten dazu. Dazu eine 60er-Schraube, nimm eine aus Kunststoff, dann kannst du damit noch etwas experimentieren. Und da das mit den theoretischen Antirebsauslegungen immer so eine Sache ist, würde ich den Motor einbauen und den Stromverbrauch mit verschiedenen Schrauben messen (wie oben schon gesagt, für die Rumpfgeschwindigkeit brauchst du so ca. 20 W). Der Motor sollte also maximal 2A mit deinen Akkus ziehen.

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Ralph Cornell

Eines noch: Alles, was mit Lithium betrieben wird, sollte mit Telemetrie überwacht werden.Du weißt wahrscheinlich schon, daß eine einzige Tiefentladung reicht, um den Akku zu killen.

Ich bin sonst ein großer Fan von BL-Motoren, aber da Du Deine Karpfen wohl nicht mit pfeifenden Motoren beunruhigen willst, scheinen langsam laufende Bürstenmotoren die bessere Wahl zu sein.

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Wobei hier der Bürstenregler möglich flankenflach arbeiten sollten, sonst brummen/pfeifen (je nachdem, ob sie die alte Impulsdifferenzmethode verwenden, oder den Impuls abtasten und  mit einer PWM den Motor bedienen) die auch vor sich hin ... Eventuell hilft eine hichstromtaugliche Drossel, um hier eine ordentliche Stromglättung zu erreichen, Wenn Bedarf, erstelle ich eine Schaltung, so wie sie mir grad im Kopf schwebt.

 

Edited by Loria
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Guest Mario1977

Ich freu mich sehr über Eure Anteilnahme!

Pfeifgeräusche kann ich beim Angeln natürlich nicht gebrauchen also Grenzen wir das ganze auf Bürstenmotoren ein.

Leider wird das mit 60mm Schrauben sehr eng unter dem Runpf darum wären max. 50mm Schrauben besser geeignet.

Wie gesagt wäre es schön einen Kompromiss zwischen den beiden Akkutypen zu finden da ich gern beide verwenden möchte, ggf. würde ich die Schraubengröße jeweils anpassen.

LiFePO4 13,6V mit 50mm Schrauben / Li-Ion 16,8V mit 40mm Schrauben

 

Gruß Mario

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Ich würde das in jedem Fall mit LiFePO4 Headway Zellen versorgen. Dann 12V Bühler Langsamläufer Industriemotoren (die laufen Vibrationsfrei) die möglichst genau zur Welle hin ausgerichtet sind. Kardanlose, gut laufende Kupplungen sind auf jeden Fall von Vorteil. Und dann Regler von modellbau-regler.de da die im Teillastbereich nicht pfeifen.

 

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Ralph Cornell

Äh, liegt da nicht ein Rechenfehler vor? LiFePO4-Akkus erreichen eine Ladeschlussspannung von 3,6 Volt pro Zelle, also 14,4 Volt. Diese Spannung allerdings ist die Ladeschlusspannung. Von diesem Wert aus fällt die Spannung ab auf 13,2 Volt, und wenn man nicht zu viel von dem Akku verlangt, hält er diese Spannung fast über die gesamte Kapazität ein. Der Spannungsabfall bei Erreichen dieser Grenze ist recht plötzlich - daher mein Rat, Lithiumakkus, und auch diese Sorte, telemetrisch zu überwachen.

Der große Vorteil der LiFePO4-Akkus ist ihre Zyklusfestigkeit - laut Datenblatt von Headway sollen bis zu 1000 Ladevorgänge ohne nennenswerte Kapazitätseinbußen möglich sein, wenn man es mit der Entladung nicht übertreibt. Meckisteam hat ganz recht, Dich auf die Headway-Zellen hinzuweisen. Ich nutze sie selbst und bin begeistert.

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Guest Mario1977

Hi Ralph,

ich habe die max. Spannung direkt nach dem Laden der Akkus genannt. Beide Akkutypen Li-Ion und LiFePO4 sind bereits vorhanden und sollen auch mit der Jamara FCX6 Pro Tel telemetrisch überwacht werden.

Gruß Mario

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Guest Mario1977

Wir haben doch jetzt schon einige Parameter festgelegt.
Leider kenne ich mich mit Eurer Exceltabelle nicht aus und kann sie auch nicht lesen bzw. auswerten.

Verdränger LxBxH: 60x40x20cm
Gewicht: 7,0kg mit Ladung
Schraube: max. 50mm
Akkus: 2x Li-Ion 4S 16,8V 7.800mA / 2x LiFePO4 4S 13,6V 6.600mA (beide Akkutypen sind vorhanden)
Motoren: 2x Bürstenmotor (kein Brushless zwecks Geräuschkulisse)

Ich möchte gern zwei Motoren ausgelegt bekommen die mit beiden o.g. Akkutypen gut zurecht kommen.
Ich würde dann je nach Akkutyp die Schrauben anpassen z.B. 40mm bzw. 50mm

 

Gruß Mario

 

 

 

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Von der Geräuschentwicklung ist langsamere Drehzahl auch immer besser. Der Akkutyp ist dabei eher Nebensache; vom Bild sieht es auch nicht so aus, als sei es allzu eng ;)

Desto schneller deine Schraube dreht, desto lauter und höherfrequent ist das Schraubengeräusch im Wasser. Und Du schiebst halt einer großen Schraube mehr wasser/Umdrehung und kannst sie damit langsamer drehen lassen -> weniger und leisteres Drehgeräusch.

Der LiPo läßt sich natürlich leichter überwachen, weil die Entladespannung steiler über den Entladezeitraum abfällt; mit dem LifePos ist das schon schwerer, den waren Entladezustand einzuschätzen und damit die Restlaufzeit. Das hat Ralph ja schon ganz gut beschrieben.

Am Ende ist eine Laufzeitmessung und eine rückwärtslaufende Stopuhr (jeder moderne Sender hat sowas heute) sinnvoll + Akkuspannungstelemetrie um allzuschwächelnde Zellen zu bemerken.

Da Du ja nicht auf Geschwindigkeit oder ähnliches aus bist, sondern so wenig Geräusch wie möglich, wäre auch der Einsatz von leichtlaufenden Getriebemotoren und kleiner Akkuspannung zu erwägen und dann mit den größten und längsten Schrauben, die Du unter den Schwimmkörper bekommst, so daß Du die Drehzahl klein halten kannst. Dazu eine Steuerung der Drehzahl über einen Satz Vorwiderstände, oder so wie es zB den mechanischen Motorsteuerungen gemacht worden ist. Das reduziert das Geräusch auf das reine Drehrumpeln des Antriebssatzes ..  die hatten kein Pfeifen/Summen/Brummen/etc durch die Ansteuerung.

 

Grüßlis

Manuela

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Schifferlfahrer

Nimm zwei langsam laufende Bühlermotoren mit den 4S LiFePO4 an je einer 50mm Messingschraube und du kommst locker auf deine Rumpfgeschwindigkeit. Mit Kunststoffschrauben mit Steigungsfaktor 0,7 eben etwas weniger.

Drehzahlsteller entweder von Modellbauregler.de (mit 20 kHz getaktet) oder z.B. diesen Regler von CTI - der würde womöglich gleich die Steuerung mit übernehmen.

Das sollte eine leise und stromsparende Auslegung des Antriebs liefern, mehr Geheimnis ist da ja nicht dabei ;)

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Hallo Mario,

hier mal die aktualisierte Rechnung, einmal mit 50 mm Propeller
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und mit 40 mm Propeller

image.png

Wenn du den oben von mir verlinkten Motor nimmst (wobei ich mir nicht ganz sicher bin, ob er von der Größe passt) hast du bei beiden Akkutypen ausreichend Reserve (der Motor ist für 12 bis 24 V ausgelegt). Neben dem Druchmesser der Schraube kannst du auch noch mit der Steigung experimentieren, wobei ich allerding von deiner Aufgabenstellung her immer die größere nehmen würde, weil dort die Geräusche bei gleicher Geschwindigkeit weniger sind.

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Um die Grundlaufgeräusche zu ermitteln, kann auch, wie in Aus: Anlauf Geräusche  die Motoren direkt mit einer Spannungsquelle verbunden werden (am besten ein Einstellbares Netzteil .. oder eben auch 1S oder 2S direkt, nicht zu viel, sonst heult der Motor, wenn keine Last (wasser) vorhanden ist.

 

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Guest Mario1977

Hallo JL,

der von Dir vorgeschlagene Bühler Motor wird es wohl werden :) und als Regler hatte ich bereits zwei Thor HF24-1 im Hinterkopf. Mit den Schrauben werde ich dann Testen, evtl. könnte ich noch 55mm drunter bekommen.
Gibt es für den Bühler Motor eine Kompakt-Wellenanlage die direkt angeflanscht werden kann oder kennt jemand das Lochabstandsmaß???

Danke und Gruß Mario

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Guest Mario1977

Hier mal ein Bild vom der Unterschale und von den dazugehörigen Motor- / Akkukonsolen. Momentan ist da noch ein 600er Kraftprotz Motor von Modellbau-Regler montiert.

Gruß Mario

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Edited by Mario1977
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Schifferlfahrer

Ich glaube nicht, dass es für die Bühlermotoren fertige Kompaktwellenanlagen gibt. Den Abstand der Bohrungen kann ich dir jetzt auch nicht sagen, ich habe den Motor grade nicht zur Hand. Zu sicher darf man sich da aber auch nicht sein, weil die von Mal zu Mal variieren können!

Die Bühlermotoren, die wir zu kaufen bekommen, sind meist Überschussproduktion, die vom Hersteller günstig abgegeben werden. Andernfalls wären die Preise, für die wir die Motoren kaufen, absolut nicht darstellbar. Das bedeutet aber auch, dass von Charge zu Charge leichte Unterschiede auftreten können, je nachdem, welche genauen Spezifikationen der Kunde verlangt hat.
Dafür bekommt man aber auch Motoren in Industriequalität.

Generell: Wenn du schon gute Motoren drin hast (und die von Modellbauregler.de sind sicherlich völlig in Ordnung) und dafür auch eine passende Direktwellenanlage hast, stellt sich mir ehrlich gesagt die Frage, warum du überhaupt umbauen willst. Du wirst das Boot nicht schneller bekommen (siehe Rumpfgeschwindigkeit) und auch nur etwas weniger Strom brauchen. Insofern würde ich mir ehrlich gesagt die Arbeit sparen und alles lassen, wie es schon da ist.
Wenn du super leise unterwegs sein willst, musst du sowieso einfach langsamer fahren.

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