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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Höhenschlag präzise zentrieren ohne Reifen zu entfernen



Weihnachtsmann
20.02.2008, 21:06
Hallo,

hier ist eine kleine Anregung wie man einen Höhenschlag rausbekommt:

Rad in Gabel Einspannen. Ist ziemlich egal ob das im Fahrrad ist oder in einer auf ein Holzbrett montierten etc..

Nun braucht man einen Computer (Laptop mit Soundkarte), eine Solarzelle und einen Laser. Der Strahl des Lasers sollte am besten einstellbar sein (kostet in guter Ausführung mit ordentlich Leistung 10€).

Jetzt wird der Laser auf die Felge gerichtet, und zwar auf der Innenseite (da wo die Nippel sind), und zwar so dass ein Teil des Strahls auf die Felge, der andere Teil daneben fällt (Bild). Seine Projekt Projektion sollte auf der Solarzelle auftreffen (Bild).

Nun schließt man die Solarzelle an den Computer an.

Der nächste Schritt ist sehr wichtig: Man geht in ein Aufnahmeprogramm (z.B. Audacity) und nimmt auf. Man muss jetzt feststellen ob das angezeigt Digramm bei mehr Spannung höher oder niedrige wird. Das hängt davon ab wie man die Solarzelle gepolt hat.

Jetzt braucht man nur noch das Rad andrehen und Aufnehmen. Ist eine Unwucht nach innen vorhanden, so fällt weniger Licht auf die Solarzelle, die Spannung ist niedriger. Ist eine Unwucht nach außen Vorhanden, so fällt mehr Licht auf die Solarzelle. Die Spannung ist höher.
Jede Speiche wirft einen Schatten, das Ventil wirft einen großen Schatten (bzw. es wird kurz heller wenn keins da ist wie bei mir, weil da dann ein Loch ist). So kann man jeder Stelle im Diagramm eine Punkt auf dem Rad zuordnen.

Wichtig ist noch, dass die Vibrationen die beim andrehen entstehen nicht mehr vorhanden sind in der Messung. Außerdem ist es besser das Rad dreht sich schnell. Das liegt daran dass viele (alle?) Soundkarten nach 1-2s die Spannung X als 0V definieren.

Ja und jetzt muss man nur noch die Speichen bei denen die Spannung (elektrische Spannung!!!) niedrig ist lockern, und die Speichen bei denen sie zu Hoch ist anziehen. Man könnte auch sagen dass die elektrische Spannung umgekehrt Proportional zur Speichenspannung.

Bei Laufrädern die innen kein ebenes Profil haben (Ksyrium oder so, aber mal ehrlich wer fährt sowas schon ;-)), geht das naturlich nicht ohne Weiteres. Da muss der Mantel dann doch ab und man muss andere Makierungen an der Felge anbringen, um das gleiche Verfahren von der Außenseite zu machen.

Bei Seitenschlag funktioniert das auch, aber ich würde sagen da lohnt es sich nicht, das geht ja indem man die Bremsen erst ein bischen dreht, und dann immer enger Stellt viel einfacher.

Anbei ist eine Sounddatei von einem Laufrad, schlecht zentriert. Dazu das Bild einer Umdrehung.

Die Idee stammt übrigens aus einer optischen Vibrationsanalyse, die ich für Jugend forscht entwickelt habe.

Viel Spaß dabei, geht schneller als die Beschreibung.

Weihnachtsmann
20.02.2008, 21:11
Und noch das Bild...

Beast
20.02.2008, 21:17
Is' jetzt nich' wahr, oder? :eek:

Kann mal bitte jemand technisch fundiert belegen dass das nur ein Joke ist?

EDIT:

Ich fang mal an.

Wie schliesse ich eine Solarzelle an einen Computer an? Welche?

toxy
20.02.2008, 21:42
Doch, das geht :Applaus: Mit ner Soundkarte geht alles...

Felix

Weihnachtsmann
20.02.2008, 22:37
Also man kann so ziemlich alles was keine zu hohe Spannung hat an eine Soundkarte anschließen und bekommt dann sehr viele, genaue Messungen. Wird auch total oft in vielen Bereichen der Physik gemacht. Ersetzt sozusagen den X-Y-Schreiber bis zu einem gewissen Grad.

Was übrigens theoretisch daran auch ganz nett ist: man könnte nach dem gleichen Prinzip Unwuchten an einem Rad feststellen. Ist jetzt allerdings rein hypothetisch. Das Rad muss halt nur etwas beweglich befestigt sein (vielleicht reicht ja eine Weiche Gabel schon) und dann schnell angedreht werden).

Was noch die Messgenauigkeit angeht, so sollte man für niedrige Frequenzen eher niedrige Samplingraten verwenden. Kann ich bei meiner Soundkarte leider nicht einstellen, die geht nur auf 41000Hz.

greyscale
21.02.2008, 07:43
Is' jetzt nich' wahr, oder? :eek:

Kann mal bitte jemand technisch fundiert belegen dass das nur ein Joke ist?


Nö, das ist vielleicht etwas "overdone", aber es sollte gehen. 28-Speichen-Standardlaufrad, wenn ich das richtig sehe. Was mich etwas wundert ist diese systematische(?) Oberschwingung.



EDIT:

Ich fang mal an.

Wie schliesse ich eine Solarzelle an einen Computer an? Welche?

Wie der Weihnachtsmann schrieb, via Soundkarte. Das ist relativ üblich und deutlich billiger als ein Speicher-Oszi. Hauptproblem ist dann neben der relativ niedrigen Samplingrate von Soundkarten das Ignorieren des DC-Anteils bei den Dingern. Man kann halt nicht alles haben...

g.

pinguin
21.02.2008, 08:13
Grandiose Idee - Glückwunsch von nem absoluten Elektrik/Elektronik/Physik/Chemie-Deppen... :applaus:

Allerdings, bis der Mess aufbau steht, ich begriffen habe, welche Speiche jetzt grad fällig ist usw.

Eine kleine Anmerkung aus der Praxis: Höhenschläge eliminiert man "immer" mit aufgelegter Decke bei Betriebsdruck. Das hat seine Gründe darin -> man möchte einen Höhenschlagfreien Reifen haben, die Felge ist zweitrangig. Zudem verringern sich nachweislich die Speichenspannungen, wenn Druck auf der Felge ist.

Das wurde im TF schon kontrovers diskutiert, aber es ist spürbar/messbar so.

Itsme
21.02.2008, 08:29
Coole Idee :Applaus:
Man muss nur drauf kommen. Für was hast Du das eigentlich bei Jugend forscht eingesetzt bzw. was hast Du da analysiert?

Smile
21.02.2008, 08:30
...Höhenschläge eliminiert man "immer" mit aufgelegter Decke bei Betriebsdruck. Das hat seine Gründe darin -> man möchte einen Höhenschlagfreien Reifen haben, die Felge ist zweitrangig. Zudem verringern sich nachweislich die Speichenspannungen, wenn Druck auf der Felge ist.

Wenn du vom "Höhenschlag freien Reifen" sprichst, dann wohl vom Schlauchreifen oder? :rolleyes:
Dann pass ich aber mein LR doch nicht der Decke an :9confused
Lieber wechsel ich da den Schlauchreifen :) :drinken2:

pinguin
21.02.2008, 09:15
Wenn du vom "Höhenschlag freien Reifen" sprichst, dann wohl vom Schlauchreifen oder? :rolleyes:
Dann pass ich aber mein LR doch nicht der Decke an :9confused
Lieber wechsel ich da den Schlauchreifen :) :drinken2:

Nein. Das gilt auch für DR. Viele DR-Felgen haben einen schlecht gemachten Felgenstoss und da dann nicht zu selten einen Höhenschlag.

Nun ist es einfacher, den Schlag in dem Bereich über die Decke als Referenz zu entfernen als direkt an der Felge rumzurödeln, denn die Decke verzieht den Schlag über einen größeren Bereich und man kann sensibler arbeiten.

Smile
21.02.2008, 09:22
Nein. Das gilt auch für DR. Viele DR-Felgen haben einen schlecht gemachten Felgenstoss und da dann nicht zu selten einen Höhenschlag.

Nun ist es einfacher, den Schlag in dem Bereich über die Decke als Referenz zu entfernen als direkt an der Felge rumzurödeln, denn die Decke verzieht den Schlag über einen größeren Bereich und man kann sensibler arbeiten.

Da hast du recht. Jetzt weiß ich auch was du meinst. ;)
Wenn der Felgenstoss aber so schlecht gemacht worden ist, dann reklamiert man das in der Regel. :Angel:

Beast
21.02.2008, 09:33
Hmmhh...

Ok, seinen Platz in unserer Tipps & Tricksschatzkiste hat diese Lösung schon mal sicher.

Allerdings wären einige Hinweise für Nichtelektroniker noch hilfreich.


Wie schliesse ich welche Fotozelle (Link) an die Soundkarte (an welchen Port) an?
Welche Alternativen zu Audacity gibt es?

el5ond
21.02.2008, 09:51
Glückwunsch zur Idee - ist echt ne feine Sache.
Allerdings wundere ich mich doch immer wieder über die hier im Forum nicht vorhandenen photografischen Künste. In dem Photo vom Versuchsaufbau ist wirklich alles unscharf - auch ne gute Leistung. Also bitte Leute, kleine Blende (großer f-Wert) ergibt große Schärfentiefe; und manuelle Fokussierung ist bei ungünstigen Lichtverhältnissen auch oft hilfreich... und das Stativ will auch nicht vergessen werden...

Beast
21.02.2008, 09:58
Glückwunsch zur Idee - ist echt ne feine Sache.
Allerdings wundere ich mich doch immer wieder über die hier im Forum nicht vorhandenen photografischen Künste. In dem Photo vom Versuchsaufbau ist wirklich alles unscharf - auch ne gute Leistung. Also bitte Leute, kleine Blende (großer f-Wert) ergibt große Schärfentiefe; und manuelle Fokussierung ist bei ungünstigen Lichtverhältnissen auch oft hilfreich... und das Stativ will auch nicht vergessen werden...

Generation D (wie digital). ;)

Dürfte eine Handycam sein.

pinguin
21.02.2008, 09:59
Welche Alternativen zu Audacity gibt es?
[/LIST]

Audacity ist Open Source, von daher schon mal eine gute Wahl. Muss keiner ein schlechtes Gewissen haben.

el5ond
21.02.2008, 10:08
Generation D (wie digital). ;)

Dürfte eine Handycam sein.


Digital ist ja auch in Ordnung - aber auch mit digital braucht man minimales Grundwissen, um wenigstens halbwegs akzeptable Bilder zu machen. Diesen ganzen Handycammist habe ich noch nie verstanden. Wer will sowas? Wer will wirklich so schlechte Bilder machen? Dann doch lieber gar keine.

Beast
21.02.2008, 10:29
Noch was zur generellen Vorgehensweise. Speichen würde ich nie lockern. Zentriert wird durch anziehen.

(ok, wenn ich eine zu stark angezogen habe kann ich die wieder etwas zurück nehmen...)


EDIT:

Könnte man das nicht auch für Seitenschläge umbauen? Man müsste dann nur Marker anbringen um die Position am Laufrad bestimmen zu können... :hmm:

Weihnachtsmann
21.02.2008, 12:46
Hi,

also erstmal zu meinen Fotographikünsten: Ich habe eine große Blende, schlechtes Objektiv und 800Iso verwendet bei einer Eos400d. War zu faul ein Stativ zu verwenden, und Blitz mach bei Laseraufnahmen wenig Sinn. Ist auch etwas verwackelt, mal schaun vielleicht mach ich nochmal eine Anleitung inkl. Fotos und allem. Da kann ich dann auch mal einfügen wie man alles am besten anschließt, welche Programme noch gehen und so. Es geht auch für einen Seitenschlag, ist aber ein etwas anderes Prinzip.

Das hochfrequente Rauschen da irritiert mich auch. Es ist zwischen 110-112 Hz (T=0,009s), kann man leicht mit einer Fast Fourier Analyse herrausfinden. Hat jemand eine Idee? Es gibt dieses Phänomen übrigens fast immer, bei allen möglichen Frequenzen. Liegt vielleicht wirklich nur an Fehlmessungen der Soundkarte. Falls es stört kann man es aber auch einfach eliminieren: FFT Analyse machen von unterschiedlich schnell drehenden Laufrädern. die Frequenzen die sich bei anderer Drehzahl nicht verändern sind Artefakte oder Resonanzen.
Jetzt einfach noch ein Frequenzfilter an der entsprechenden Stelle durchlaufen lassen. Je nachdem wie stark das ist muss man es widerholen.

Alternativ ist es auch Hilfreich die Rauschunterdrückung zu verwenden: mit Nulllinie Profil erstellen und dann anwenden.

Was Programme angeht so habe ich übrigens Adobe Audition verwendet. Das ist für so eine einfache Anwendung nicht unbedingt nötig, hat aber viele Vorteile und ist 30Tage umsonst...

rider
21.02.2008, 13:06
Vielleicht habe ich zu schnell gelesen, aber: wie ordnest du den Höhenschlag einem bestimmen Bereich der Felge zu? So wie ich es verstanden habe, weisst du nach der Messung ja erst, wie schlimm es um den Rundlauf des Rades bestellt ist, aber nicht genau der Fehler liegt relativ zu einem Bezugspunkt (z. B. Ventilloch)...

heatric
21.02.2008, 13:23
Hi,
Das hochfrequente Rauschen da irritiert mich auch. Es ist zwischen 110-112 Hz (T=0,009s), kann man leicht mit einer Fast Fourier Analyse herrausfinden. Hat jemand eine Idee?

Vielleicht sind es auch genau 100Hz. Dann könnte es eine Einstreuung der Netzspannung (oder eine Oberwelle derselben)sein, lange Strippen wirken hier wie Antennen.
Oder die Raumbeleuchtung wird durch die Netzspannung moduliert und deine Fotodiode detektiert diese Modulation.

Grüße Reinhold

greyscale
21.02.2008, 13:36
[...]
Das hochfrequente Rauschen da irritiert mich auch. Es ist zwischen 110-112 Hz (T=0,009s), kann man leicht mit einer Fast Fourier Analyse herrausfinden. Hat jemand eine Idee? [...]

Es ist kein Rauschen, sondern eine systematische Störung;). Dir liegt da ein netter Sinus auf deinem "Nutz-" Signal. Die Frequenz ist allerdings ungewöhnlich, die üblichen Verdächtigen liegen schließlich alle bei n * 50 Hz:confused:.

Vielleicht läuft das Lager unrund:rolleyes::ä?

g.

RobBj123
21.02.2008, 14:50
Coole Idee! Das ganze müsste man jetzt noch an einen Zentrierständer anbauen.

Weihnachtsmann
21.02.2008, 17:15
Die 111Hz waren eine Fehlmessung. Es handelte sich dabei um die Frequenz der Speichen, und nicht um diese systematische Störung.

Die systematische Störung ist relativ Schwach, deshalb habe ich sie nicht gleich in der FFT-Analyse entdeckt. Anbei sind zwei Graphiken: Einmal von der FFT-Analyse. Bei dieser Analyse wird praktisch ein Querschnitt durch einen Moment, bzw. über einen gemittelten Zeitraum gemacht. Dabei ist auf der X-Achse die Frequenz, und auf der Y-Achse die "Lautstärke" (Das ist einfach der 10er log von einem Wert X durch den Refferenzwert x0). Ich habe immer über 0,25s gemittelt und an Vier stellen gemessen. Oben Links sind vier Farben mit Nummern drin. Bei der linken Nummer 1 dreht sich das Rad am schnellsten (höchste Frequenz) und bei Nummer 2;3;4 dreht sich das Rad immer langsamer. Daher verschieben die Frequenzen sich nach links, werden also kleiner. Außer ein kleines Maximum bei 100 Hz. Das ist konstant.

Sieht man auch sehr schön in der Spektralansich der Umdrehung. Die Wellenlinien der hier dargestellten Frequenzmaxima sind wahrscheinlich auf eine Unwucht zurückzuführen. Die waagerechte Linie bei 100Hz ist die schon genannte Netzfrequenz.

Kennt eigentlich jemand ein Programm bei dem die Spektralansicht besser aufgelöst ist als 16000?

Weihnachtsmann
21.02.2008, 17:25
Vielleicht habe ich zu schnell gelesen, aber: wie ordnest du den Höhenschlag einem bestimmen Bereich der Felge zu? So wie ich es verstanden habe, weisst du nach der Messung ja erst, wie schlimm es um den Rundlauf des Rades bestellt ist, aber nicht genau der Fehler liegt relativ zu einem Bezugspunkt (z. B. Ventilloch)...

Doch man hat Bezugspunkte: Die Speichen sind die 28 Ausschläge nach unten, und das Ventilloch ist der Ausschlag nach oben (kommt ja dann mehr Licht auf die Solarzelle). Dann muss man nur zählen.

rider
21.02.2008, 17:29
Doch man hat Bezugspunkte: Die Speichen sind die 28 Ausschläge nach unten, und das Ventilloch ist der Ausschlag nach oben (kommt ja dann mehr Licht auf die Solarzelle). Dann muss man nur zählen.OK, merci.

RobBj123
21.02.2008, 17:33
Die "Frequenz der Speichen" sollte ungefähr bei 28hz liegen, an der Grafik kann man ja sehen, dass die Laufradumdrehung ca. 1s gedauert hat. Ähnlich kann man genauso abschätzen, dass die Oberschwingung um 100hz hat, deiner Frequenzanalyse nach zu urteilen könnten es ja sogar genau 100hz sein. Also ist es auch nicht ganz unwahrscheinlich, dass das von der Netzfrequenz kommt.

spoky
21.02.2008, 21:08
Ob das klappt?

Ich bekomme auf alle Fälle eine Diffuse Reflektion.

Die Reflektion ändert sich mit Höhen und Seitenschlag. Ob man das Physikalisch so ganau hinbekommt, das es Klappt. Und bei Eloxalteilen, wenn der Remissionsfaktor nicht überall exakt gleich ist. Oder Öl irgendwo drauf ist.

Waren mal ein paar Gedanken, die mir dazu kamen. Wenns kein gekitteter Schlauchreifen ist, dann würde ich die Pelle runternehmen. Und Konventionell arbeiten. Eine Reifenzange, wie Cyclus sie anbietet, könnte das Zeitlich optimieren.

Aber interessant ist es schon.

SPOKEY

RobBj123
21.02.2008, 21:15
Bei der Sache sind keinerlei Reflektionen im Spiel...