Linear
Problem: Der maximale Verfahrweg liegt bei ca. 42 cm. bei einer Ballgeschwindigkeit von 12 m/s daher hat man eine Reaktionszeit (bedingt durch den Abstand er Stangen) von 0,0125 s. Daher bekommt man rein rechnerisch eine Beschleunigung von 5350 m/s^2. Diese Beschleunigung ist leider nicht realisierbar.
Nach einigen Rechnerreien mit dem Szenario: Angriffsreihe (3er) spielt Ball mit 12m/s quer und schießt dann nach aus verschiedenen Positionen, Verteidiger (2er) versucht zu Blocken (nur Linearantrieb)
Dabei ist der der bevorzugte Linearmotor (Karsten, bitte die Bezeichnung ergänzen) mit 312N max. Kraft für 1sec. in der Endgeschwindigkeit (8,7m/s) ausreichend, da diese mit 4kg bewegte Masse (geschätzt 2xStange) nach 0,108s (aus t=v/a mit a=F/m) und 0,468m (aus s=1/2*a*t²)erreicht wird. (Se) Frage wieso 4 [kg]?
Rechnung (Se): amax=F/m= 312[N]/4[kg]= 78 [m/s^2] ; tmax=vmax/amax=8[m/s]/ 78 [m/s^2] = 0,1026 [s]
danach verfährt der Linearmotor mit vmax.
Zurückgelegter Weg nach tmax: smax=1/2 amax*tmax^2 = 0,41 [m]
Verbrauchte Zeit des Balls beim Spielzug Ball vom eigenen Spieler quer zum nächsten eigenen Spieler (5-er Stange)und dann senkrecht zur abblockenden Computerkickerstange:
tball= 0,12 [m] / 12[m/s] + 0,15 [m] / 12 [m/s] = 0,0225 [s]
Zurückgelegter Weg nach tball:
sstange(tball)= 1/2*78[m/s^2]*0,0225^2[s^2] = 0,019 [m] ==> mau!!!
Dabei ist noch nicht berücksichtigt, dass der Motor auch wieder abgebremmst werden müsste, um eine Position stationär einzunehmen.
Der "worst case" im oberen Szenario ist ein maximaler Queerweg des Balles, da der Ball schneller ist als der Motor. Wir benötigen ca. Faktor 3 mehr Zeit OHNE Reaktionszeit, Auswertung, Totzeit Motor etc mehr um mit maximaler Beschleunigung der Querweg zurückzulegen, ohne zu stoppen. Das hieße, dass der Motor nicht ausreichend ist.
Nach Überprüfung/Schätzung/Rechnung mit dem Kölner Modell (bewegte Massen und Drehradien geschätzt, Motorkenndaten aus Fotos gelesen, dann gerechnet) ist dieser Motor jedoch vergleichbar mit den Synchromotoren der Kölner, eher besser.
Fehlersuche: Wir (Karsten+Ivo) vermuten, dass die Annahme einer Ballgeschwindigkeit von 12m/s eher unrealistisch ist. Star-Kick 8das kommerzielle Modell der Freiburger) gibt die vom Kicker gespielte Ballgeschwindigkeit mit 2m/s und die von "guten" menschlichen Spielern von 3-5m/s an.
Desweiteren ist eine sehr sehr gute Reaktionszeit eines Menschen mit 100ms. Das heißt, das selbst bei Überqueren des ganzen Spielfeldes mit 12m/s (6*0.0125=0.075s) kein Mensch überhaupt reagieren kann, bevor der Ball ankommt.
(Se) m.E. 12[m/s]*0,1[s]=1,2[m] ; gut wenn vmax=3[m/s] dann obrige Rechnung:
amax=F/m= 312[N]/4[kg]= 78 [m/s^2] ; tmax=vmax/amax=8[m/s]/ 78 [m/s^2] = 0,1026 [s]
danach verfährt der Linearmotor mit vmax.
Zurückgelegter Weg nach tmax: smax=1/2 amax*tmax^2 = 0,41 [m]
Verbrauchte Zeit des Balls beim Spielzug Ball vom eigenen Spieler quer zum nächsten eigenen Spieler (5-er Stange)und dann senkrecht zur abblockenden Computerkickerstange:
tball= 0,12 [m] / 3[m/s] + 0,15 [m] / 3 [m/s] = 0,09 [s]
Zurückgelegter Weg nach tball<tmax:
sstange(tball)= 1/2*78[m/s^2]*0,09^2[s^2] = 0,32 [m] => nun das könnte klappen bei 3[m/s] da ja der Spielzug in Translationsrichtung von 0,12 [m] Ballabgabe an den Nachbarspieler ausgeht ==> also kann ich mich vor dem Ball "aufbauen"
Fazit:
(se) wir brauchen dringend einen gemessenen Geschwindigkeitswert vmax
Insbesondere durch den Vergleich mit den Motoren der Kölner und der Tatsache, das wir mit 4m/s die Verfahrwegeerreichen könnten (abzüglich Reaktionszeiten etc.) möchten wir diesem Motor gerne testen. Zudem bietet er viele Vorteile, wie Lagerung der Stange und kompaktes Baumaß(160mm x 68mm).
