Vorüberlegungen: Unterschied zwischen den Versionen
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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. |
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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) |
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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]? |
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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] |
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danach verfährt der Linearmotor mit vmax. |
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Zurückgelegter Weg nach tmax: smax=1/2 amax*tmax^2 = 0,41 [m] |
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Verbrauchte Zeit des Balls beim Spielzug Ball vom eigenen Spieler quer zum nächsten eigenen Spieler (5-er Stange)und dann senkrecht zur abblockenden Computerkickerstange: |
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tball= 0,12 [m] / 12[m/s] + 0,15 [m] / 12 [m/s] = 0,0225 [s] |
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Zurückgelegter Weg nach tball: |
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sstange(tball)= 1/2*78[m/s^2]*0,0225^2[s^2] = 0,019 [m] ==> mau!!! |
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Dabei ist noch nicht berücksichtigt, dass der Motor auch wieder abgebremmst werden müsste, um eine Position stationär einzunehmen. |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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(Se) m.E. 12[m/s]*0,1[s]=1,2[m] ; gut wenn vmax=3[m/s] dann obrige Rechnung: |
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amax=F/m= 312[N]/4[kg]= 78 [m/s^2] ; tmax=vmax/amax=8[m/s]/ 78 [m/s^2] = 0,1026 [s] |
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danach verfährt der Linearmotor mit vmax. |
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Zurückgelegter Weg nach tmax: smax=1/2 amax*tmax^2 = 0,41 [m] |
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Verbrauchte Zeit des Balls beim Spielzug Ball vom eigenen Spieler quer zum nächsten eigenen Spieler (5-er Stange)und dann senkrecht zur abblockenden Computerkickerstange: |
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tball= 0,12 [m] / 3[m/s] + 0,15 [m] / 3 [m/s] = 0,09 [s] |
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Zurückgelegter Weg nach tball<tmax: |
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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" |
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Fazit: |
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(se) wir brauchen dringend einen gemessenen Geschwindigkeitswert vmax |
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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). |
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