Baubericht eines Anfängers : HF31 >Maria<

[kannix]

Es soll ein Schiff entstehen, das mehrere Ziele verfolgt.

Primär als Betätigungsfeld für die Arbeit mit Holz. 
Das Material soll möglichst vorbildgetreu sein : Rumpfgerüst und Beplankung aus Eiche. Kiel aus Buche, Deckaufbau aus Kiefer.

Dann als Spielfeld für die Steuertechnik.
Ich möchte versuchen, wenigstens Groß, Fock und Besan ferngesteuert bergen und setzen zu können.

Später vielleicht eine Hilfsmaschine.
Ein anderes Projekt ist der Bau einer Zweizylinder-Dampfmaschine. Die könnte vielleicht in der Maria zum Einsatz kommen (statt des orginalen Glühkopfmotors).

 

Natürlich wird das nicht in der Liga spielen, die hier zu Gange ist. Mich reizt aber die Auseinandersetzung mit den modellbautechnischen Problemen, die dabei anfallen. Das geht schon beim Bau eines wasserdichten Rumpfes los, der nicht wie ein Joghurtbecher aussieht. Also möglichst wenig Kunststoff, und der, wenn's geht, nicht sichtbar.  Erste Abweichungen sind Kiel und Deckkonstruktion incl. Schanzkleid aus Fichte, weil ich davon passendes Holz rumliegen hatte, sowie die Deckbeplankung aus Ahorn (weil mir das besser gefällt).

(Erste Bilder im Baubericht-Kommentar von BernhardB, weiter gehts dann hier)

Für Hilfe und Tipps bin ich enorm dankbar (-> Kommentare zu "Baubericht eines Anfängers : HF31 >Maria< " ) !!

Von Moderator JL bearbeitet

Ich war mal so frei und habe die fehlenden Links beigesteuert...

[kannix]

Ein kurzer Bericht bisher :

Das Buch hab ich schon Jahrzehnte. Daraus hab ich die Spantenrisse rausgescannt.
Dann auf 1:10 skaliert (Autocad).
Die Spantenriss-Schnitte sind meine Spanten (natürlich viel weniger als im Orginal).

Spanten einzeln ausgedruckt und ausgeschnitten.
Auf 6mm Eiche geklebt (Pritt-Stift).
Auf der Bandsäge (Proxxon) ausgeschnitten.
Ebenso die Bodenhölzer.

Boden (ist ja eben) ausgedruckt und auf Baubrett fixiert.
Darauf den Boden gebaut, darauf die Spanten geleimt (Ponal, Uhu hart hält auf Eiche nicht).
-> Bild "maria1"

Kiel (Fichte statt Buche, bereue ich), Vorsteven und Achtersteven (Eiche) nach Methode wie Spanten hergestellt, angeleimt.

Barkhölzer dran, vermessen der Spantenlinien.
-> Bild "maria2"

Spanten einzeln (mit Leisten) auf Rumpf "aufgetragen" und gestraakt.
Papier davorgehalten und Spantenformen einzeln auf Papier übertragen.

Ein paar zur Probe aus Papier ausgeschnitten und auf 3mm Eiche geklebt.
Mit Bandsäge geschnitten ... das wird recht ungenau !

Das selbe mit dem Schanzkleid (drucken, aufkleben, ausschneiden).
-> Bild "maria3"

Nächste Schritte : Schanzkleid fertig, dann geht's los mit den Spanten !
(Oh weh, da hab ich großen Respekt davor ;-)
Und wenn ich die Spantenspalten außen mit Tesa beklebe, innen dickes schwarzes Epoxy in den Spalt, und dann alle Spalten mit hauchdünnen Eicheleisten verklebe : dicht ohne GFK ??
Man wird sehen ...

 

 

 

 

[kannix]

Leiste temporär aufleimen, Papier drauf, Form des Plankensegments mit Bleistift aufs Papier übertragen.
Dann am Zeichenbrett das Segment mit Straaklatte in n Teile (das hier sichtbare unten z.b. in 3 Planken) aufteilen. Ausschneiden.
Ausgeschnittene Papierplanke auf Eichenbrett kleben (Pritt), mit der Bandsäge ausschneiden.
Dann Planke auf den Rumpf.

Eiche läßt sich zwar naß/heiß hervorragend biegen, ist aber dann (kalt/trocken) auch sehr widerstandsfähig,
also schwer einzupassen.

Edited June 16, 2021 by kannix

[kannix]

Zitat

 

Schon ne Weile her ...  aber jetzt hab ich Zeit zum weitermachen.

Bis auf das Finish mit der Schleiferei ist die Beplankung jetzt fertig :

Für meine Verhältnisse ganz ordentlich ;-)
Ixch schätze, daß es zum Segeln dann doch das Schwert braucht, obwohl es zum Transport und so doch recht unpraktisch ist.
Ich werd wohl versuchen, das von unten her in einen gesägten Taschenschnitt im Kiel einzusetzen und zu verschrauben.

Mehr kopfzerbrechen macht mir die Beschichtung (Abdichtung).
Das schöne Eichenholz, das kann ich doch nicht schwarz zukleistern !?

Plan : Innen mit sehr leichtem Köper und Epoxi laminieren, damit es dicht wird.
Außen irgendeine matte Klarsichtbeschichtung, vielleicht Mattlack oder irgendwie matt gemachtes Epoxi .
Wenn das nix wird, kann ich es immer noch schwarz machen ;-)

 

Im Forum hab ich die Jungfernfahrt der Maria von BernhardB gesehen :  

 

und da ist am Schluß die Perspektive durch ne Cam zu sehen. Das will ich auch. Also ändere ich ein wenig die Zielvorstellung : Ich lasse das mit der gesteuerten Takelung (also Segel rauf/runter), und mach ein FPV-Projekt draus. Die sonst üblichen Probleme (Delay bei höher auflösenden Kameras z.b.) sind beim Schiff ja alle nicht vorhanden, der Cam-Sender aus früheren Copter-Projekten liegt auch noch rum. Dann bau ich auch gleich die Elektrik aus einem alten Segelprojekt (autonomes Segelboot) mit ein, Platz ist ja massig. Aber : erst mal den Rumpf fertig ;-)

[kannix]

Laminieren innen ist fast fertig.
Ist häßlich, wie befürchtet. Das Plastik und das Holz, das passt einfach nicht zusammen ....
Aber gut, muß halt dicht werden.

Eine Frage stellt sich : wie weit steht das Schwert aus dem Rumpf raus ?
Oben muß der Schwertkasten ja wohl höher enden als die zweite Wasserlinie, die im Rumpfriß eingezeichnet ist.
Das begrenzt die Schwertlänge.

Bernhard, hast du ein richtiges Schwert, also mit Kasten, einholbar, eingebaut ?
Wie verträgt sich das mit dem Deck ?

[kannix]

Dazu noch eine Anmerkung : Ich kann mich schwach erinnern, aus der Zeit als ich noch Flächenflugzeuge gebaut hab', daß bei denen die Steuerflächen nicht maßstäblich, sondern deutlich größer sein müssen, wegen der Viskosität des Mediums wenn ich nicht irre (das sich ja nicht maßstäblich ändert ;-).
Also müßte bei der "kleinen" Maria das Schwert größer sein als Maßstab ...

Edited August 28, 2022 by kannix

[kannix]

Zitat

 

Stand der Dinge :
Innen fertig laminiert, nicht mit Köper oder anderem Gewebe, weil sich das in Ecken so schlecht schneiden läßt (Gewebestruktur löst sich auf), sonderrn mit "normaler" Matte, also ungewebt. Die dünnste verfügbare. Außen matter Acryl-Klarlack.

 

[kannix]

Hallo, wieder mal ne Frage (hier oder in "Kommentare" stellen ?)  :

Ich plane jetzt den Innenausbau, rein soll ein Motor (good old NautoKraft !), Akku, Stevenrohr, Servos, das übliche halt.

Unklar ist mir die Segelbedienung.

1) Bei anderen "rechnergesteuerten" Seglern habe ich die Segelbedienung immer "zwangsgeführt", also direkt vom Knüppel zur Segelstellung mit "Zwangs"-Positionierung über den ganzen Segelweg ausgeführt. Also keine einfache Schotsteuerung, bei der man nur die Schotlänge, nicht die Lage (back/steuerbord) vorgeben kann. Obwohl das sehr gegen den "Scale"-Ansatz läuft, wär das hier wohl auch besser, weil es die Steuerung durch einen Prozessor (vermutlich Arduino) erleichtert.  Andere Meinungen ?

2) Wie fährt man den Besan ? Reicht es, den Besan identisch zum Groß zu stellen ??
 

Edited September 6, 2022 by kannix

[kannix]

Tja, kleiner Rückschlag ;-)
Der verdammte Rumpf ist nicht dicht. Innen laminiert (Epoxy) und außen mit Filler-verdicktem Acryllack (wasserbasiert) überstrichen.
An mehreren "Kanten", vor allem an Stellen, wo innen kein Laminat liegt (Spanten z.b.), läufts rein.

Jetzt die Frage :
Kann ich außen noch eine Laminatschicht (Epoxy, Köpergewebe) auf den Acryllack aufbringen, oder verträgt sich das nicht ??

[kannix]

Habs ausprobiert, Epoxy hält auf Acryl !
Also Epoxy mit Baumwollflocken verdickt, und damit den Rumpf "kalfatert" (von außen).
...Scheint dicht zu sein !

[kannix]

Das Schwert habe ich nun so ausgeführt, daß es als Steckschwert in einem Schwertkasten (aus Messing) geführt wird.
Es ist rund 2 mal so groß wie das im Orginal, wegen der Viskositätsgeschichte.

Rätselhaft ist mir nach wie vor die Segelführung.
Ok, den Besan steuere ich also mit der Groß zusammen über eine Winde. Aus Gründen der Einfachheit (Keep it simple, stupid !) und der Vorbildtreue keine zwangsgeführte Schotsteuerung sondern einfach Winsch/Schot. Dazu die Fock mit einer Winde.
Wenn ich jetzt aus meiner "1:1"-Segelerfahrung ableite, wäre der Klüver wohl so ähnlich zu fahren wie beim Cat der Gennaker, oder ?
Ich bräuchte dazu also nochmal eine Winde, und in der Wende müßte die Schot umgelegt werden ... oder wie ???

[kannix]

Mal ne ganz andere Frage :

Wenn ich die Maria jetzt als FPV / Autopilot - Projekt ausbaue (also Kamera mit Fernsteuerung und umschaltbar ein Arduino zum Waypoint-fahren mit Home-Funktion), interessiert das hier überhaupt jemanden ?

[kannix]

Jetzt wirds peinlich, trotzdem frag ich ;-)

Ich wollte eigentlich einen 6 V Bleiakku (Gel) einbauen, so aus Nostalgiegründen, weil ich als Bub den guten Nautocraft mit Moped-Batterie betrieben hab.
Aber damals hatte ich wohl für die Steuerung einen eigenen Empfängerakku.

Jetzt ist die Anforderung vielfältig. Ich brauche 5 Volt für den Arduino und die Fernsteuerung, der FPV-Sender braucht mehr (ich denke ab 7 Volt), für den Nautocraft sind die 6 Volt optimal. Arduino aus einem 6V Bleiakku ist schon mal kompliziert.

Ich weiß schon, der moderne Mensch macht das mit Lipo. Ich hasse diese Dinger. Immer bläht sich was, beim Laden hab ich das Gefühl ich bin Sprengmeister ;-)
Da lob ich mir die spannungsgesteuerte Laderei vom Blei.

Also ein 6 Volt Bleiakku (3 Ah würden sicher reichen) für den Motor, ein 12 Volt Bleiakku (auch 3 Ah)  für den FPV und ein Step-Down Regler (Schaltregler) für das ganze 5 V- Zeug. Ballast brauch ich ja eh ...    Kleine Sorge : stört der Schaltregler stört den FPV ?

... völlig bescheuert oder was meint ihr ?

 

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Frage an die Moderation : Fragen meinerseits hier oder in "Kommentare" ?
 

 

Edited September 18, 2022 by kannix

[kannix]

der schönste Bootsmotor ever : Nautocraft !

und ein Steckschwert im Messing-Schwertkasten ..

[kannix]

Neue Herausforderung : die Maste !

Aus dem Buch herausgemessen in meinem Maßstab ist der Hauptmast am Fuß 32mm dick und der Besan 26mm. In Wiki steht, daß Masten damals meist aus Kiefer gefertigt wurden, weil die so schön hoch und gerade wachsen. Ist ja fast Fichte, oder ? Also : ich nehme ein Fichtenbrett 32 mm ohne Äste und so, trenne rund 32 mm (+) ab, und versuche das rund zu kriegen. Drehen geht nicht, meine Drehbank steht zu nah an der Wand, da krieg ich die Länge nicht rein, zum Demonieren bin ich zu faul. Also erst mal hobeln und dann schleifen.

Für euch Profis ja "täglich Brot".
Bin ich auf dem richtigen Weg, oder muß der Mast z.b. aus mehreren Teilen geleimt werden (wie das historisch ja gemacht wurde im Orginal) ?

[kannix]

Noch ein paar Bildchen :
Deck als separates Einzelteil gebaut, das ich erst ganz am Schluß einkleben werde, damit ich an den ganzen Kram innen besser rankomme.
Wieder Fichte statt Kiefer, unten laminiert, oben Klarlack.
Hab Holz mit schönem Faserverlauf selektiert.

Schwerer Lapsus bezüglich Scale sind natürlich die Riesen-Luken, aber ich brauche guten Zugang, weil da ja haufenweise Elektronik und Winden rein sollen.

Edited October 6, 2022 by kannix

[kannix]

Der Rohbau ist praktisch fertig, Rumpf, Masten, Bäume und Gaffeln sind "in trockenen Tüchern" (hier : lackiert und trocken). 

Jetzt geht das Nachdenken über die Segelführung remote oder per Software nach.
Zunächst : Besan, Groß und Fock.
Ich will nun doch versuchen, das alles "draußen" bergen und setzen zu können.

Probleme macht mir immer noch das Verständnis des Zusammenspiels von Drik und Großschot. In einer Segelanleitung im Web ("Großherzogin Elisabeth") habe ich
gelesen, daß bei Manövern eine vorhandene Dirk mit bedient werden muß. Scheint mir auch logisch. Es liegt nahe, auf die Dirk zu verzichten, und lieber eine Art
von Baumgabel/bügel oder so vorzusehen.

BB, bist du schon weiter mit Segeln und so ?

[kannix]

Ich brauche jetzt ein wenig Elektrik/Elektronik, um mit dem Rest (Winden, Segelbedienung) vernünftig weitermachen zu können.

Dazu zunächst die Kopplung vom Arduino (Mega) an den Empfänger (Summensignal, 6 Kanäle), dann Bedienung von Antrieb und Winden aus dem Arduino. Wird interessant, weil ich viel weniger Timer (=PWM) habe als Winden.

Interessiert der Elektronik- und Softwarekram jemanden, dann schreib ich's hier ein bisschen mit ?

[kannix]

Hier mal ein Schaltplan-Entwurf.
Der Knackpunkt sind elektrisch die vielen Motoren, die der Ardu mit nur 4 Timern, von denen ich 2 schon für PPM und Betriebssystem brauche, steuern soll.
Es wird also drauf rauslaufen, mit einem gemeinsamen Timer per Zeitmultiplex alle PWM-Signale für die Winden zu erzeugen.

Kommentare

[kannix]

Prozessor : ATMega2560 auf Arduino Mega2560
Software : objektorientiertes C++, Code::Blocks als Entwicklungsumgebung. NPRM-Scheduler für harte Echtzeit, wegen Servos und Reglern und so.

Die Objektorientierung soll eine Bootsmannschaft modellieren. 
Es gibt Klassen wie z.b. "Skipper" oder "Funker" oder so, die gewisse Aufgaben erledigen. 
An "Deck" (in der main) findet die Kommunikation statt.

Beispiel, hier Code::Blocks mit geöffneter "Signalgast"-Klasse. Der kann bis jetzt nur Daten zum PC senden und Lampe schalten ;-)  :

[kannix]

Software fertig !

Die erste Ausbaustufe prüft, ob ein Sendesignal vorhanden.

Wenn ja, wird das vom Arduino aufbereitet und über direkte Ausgänge (Servos, PPM-Winden) oder zwei H-Brücken (Motor, Fallwinden) an die Hardware gegeben.

Wenn nein, wird der Motor gestartet (später, wenns klappt, die Segel geborgen) und mit GPS und Kompassmodul mittels eines PID-Reglers die beim Starten gespeicherte GPS Home-Position angesteuert.

Alles objektorientiert, mit diesen Klassen :

#include "io_settings.h"
#include "scheduler.h"
#include "signalgast.h"
#include "funker.h"
#include "maschine.h"
#include "deckshand.h"
#include "navigator.h"

Bei scheduler und io_settings läuft nur der Konstruktor, der alle nötigen Initialisierungen für Ports, Timer und UART macht.

GPS-Decoder, Scheduling-Timer, PPM-Decoder und PPM/PWM-Generator laufen als Interruptroutinen, Auslastung damit unter 1%.
Der Scheduler läuft mit 10 HZ, das reicht leicht, schneller muß das nur beim Fliegen (z.b. Copter) laufen.

Die anderen Klassen führen (dann als Objekte) in ihren Methoden die Aufgaben durch, die der Klassenname sagen soll. Der Funker z.b. empfängt und decodiert alle Signale von außen (auch GPS), der Signalgast macht das Gegenteil (sendet Signale). Die Deckshand bedient die Winden, Ruder usw. Der Navigator rechnet Kurse, was bei Überschreiten der 360° / 0° - Grenzen tricky ist ;-).

Das Problem, daß viel mehr Aktoren als Timer (für PPM bzw. PWM) vorhanden sind, kann durch Multiplexen leicht gelöst werden.
Für die Navigationsrechnung werden die NMEA-Daten Lat und Lon auf Dezimalminuten und dann in Meter gewandelt. Für die relevanten Entfernungen spielt die Erdkrümmung keine Rolle.

 

[kannix]

Ich hab angefangen, mir eine doku zu schreiben. ich hängs hier mal dran.
wenn das jemand interessiert, verfahre ich weiter so.

Doku Maria 2.docx

[kannix]

Prozessorhardware fertig, funktioniert alles (Bild).
Auch die Navigation und der Kursregler funktionieren in Simulation.
Klasse ist das neue Ublox-GPS, das findet sogar im Haus ausreichend Satelliten !

Für die Fallwinden möchte ich die "Endschalter" umgehen, weil das mechanisch zu viel Zeug wird,. Geplant ist ein Shunt in der Versorgung der H-Brücken, an dem der Windenstrom gemessen werden kann. Dann soll die Winde einfach in den Fallanschlag reinlaufen, und bei Stomanstieg schaltet der Prozessor die Winde dann ab.

[kannix]

Elektronik weitgehend fertig, also wieder ran ans Holz.

Nächste Herausforderung ist die Realisierung der prozessorgesteuerten Segelbedienung, also Bergen und Setzen.

Die Gaffel wird mit Klaufall und Piekfall hochgezogen. Beim Piekfall möchte ich die Tauführung vereinfachen, weil die vielfache Untersetzung durch die Blöcke den Windenweg extrem verlängert. Das Segel wird dabei einfach mit hochgezogen. 

Schwieriger ist das Bergen. Erste Idee wäre, gegen das Piekfall ein Geitau zu ziehen, das "mäandernd" abwechselnd links und rechts vom Segel nach unten läuft (mit Löchern dafür im Segel), durch den Baum durch und dann über einen Block zum Mast und unter Deck zur Winde . Problematisch ist dabei wohl, daß die Angriffswinkel von Piekfall und Geitau verschieden (und veränderlich) sind, was die Bedienung mit nur einer Winde wohl unmöglich macht. 2 Winden, die angepasste Wegkurven fahren ? Klingt eigentlich
schon mal spannend ;-)

Ich spann mal ein paar Schnürchen und spiele ein wenig rum ...

Edited January 1, 2023 by kannix

[kannix]

Das scheint mechanisch zu klappen mit den Schnürchen ;-)

Für jeden Mast brauche ich 3 Winden : eine Klaufallwinde, eine Piekfallwinde und eine für ein Geitau.
2 Falle auf die gleiche Winde klappt nicht, weil sich die Geometrien der Züge während der Aktion ungleich verändern.
Mit der Fockfall-Winde macht das 7 Winden (+ 2 Winden für die Schote).

Um dem Fass den Boden rauszuhauen, möchte ich alle Winden mit je einem (Software-) PID-Regler laufen lassen, dazu brauche ich 7 Inkrementgeber, die sind kein Problem, und dazu 7 externe Interrupts am Rechner. Weil ich bisher nur für den PPM-Decoder einen externen Interrupt verbraucht habe, sind am Mega noch 7 frei, wie praktisch !

Als Steller verwende ich die Dual-H-Brücke LM298, ist billig, und die 2 zusätzlich nötigen Baugruppen (2 hab ich schon auf der Prozessorkarte) haben locker Platz.
Alle Fallwinden werden aus dem Fahrakku (6V) versorgt, die Schotwinden hängen als "Servos" an der uP / Fernsteuerung / FPV - Versorgung mit 12 Volt (+Schaltregler).

Viel Feind viel Ehr'  !