VStabi Pioneer of Flybarless

Die erweiterte Vibrationsanalyse wird über den Modellstatus "Vibrationsanalyse" aufgerufen. Sie steht für die NEO in ab der "Pro" Ausbaustufe für Helis zur Verfügung.

Vibrationseinträge sind wichtig und sollten nicht ignoriert werden!

Generelles zu Vibrationen

Vibrationen sind immer ein wichtiges Thema. Hubschrauber haben immer gewisse Vibrationen, das ist normal und kann
nicht komplett vermieden werden.

Die Stabi benötigt die Werte von empfindlichen Sensoren über die Drehraten und die Beschleunigung des Modelles.
Die Stabi verwendet hochfeine Algorythmen um zwischen den gewünschten Signalen und den Störsignalen von Vibrationen zu unterscheiden.

Der Algorythmus der Software ist nicht der limitierende Faktor, es sind die Hardware Sensoren. Bei sehr starken Vibrationen können unschöne physikalische Effekte auftreten. Man sollte immer darauf achten, die Vibrationen so klein wie möglich zu halten.

Vibration Rectification - stufenweiser Einfluss
Dies bezeichnet einen durch Vibration auftretenden Effekt, der Sensor zeigt mehr und mehr einen Offset-Wert abweichend von Null an. Dies kommt durch eine minimale Linearitätsabweichung der Sensor Ausgabe zustande. Leider kann dieser Effekt nicht durch die Software beseitigt werden, da es nicht möglich ist, zwischen der aktuellen Bewegung und des Vibrations Effektes zu unterscheiden.
Eine Vibrations Gleichrichtung tritt immer auf und wirkt sich bei höheren Vibrationen immer schlechter aus. Dieser Effekt tritt nicht aus dem Nichts auf.

Sensor Limit - Auswirkung Schwellwerte
Alle Sensoren, insbesondere aber die Beschleunigungssensoren haben ein Messlimit. Ist dieses Limit erreicht und überschritten, zeigt der Ausgabewert nicht mehr korrekt den aktuellen Zustand. Das kann zu einen Daten-Offset führen, der durch die Software nicht mehr bereinigt werden kann. Das Erreichen der Limits ist für die Gyro Sensoren im Normalfall kein wirkliches Problem, jedoch für die Beschleunigungssensoren. Dies kann dann die Rettungsfunktion negativ beeinflussen.

Sensor Störung - Direkter starker Einfluß
Wenn Vibrationen auf ein extremes Level ansteigen, kann der Sensor sein mechanisches Limit erreichen und dadurch nur noch zufällige Werte ausgeben. Das kann bis dazu führen, dass das Sensor Element ausfällt oder an seinem physikalischen Anschlag festhängt. Bevor es zu so einem extremen Vibrations Level kommt, werden einige "Extremes Vibrations Level" Einträge im Log File vorhanden sein. Das passiert in der Regel bei mechanischen Defekten von Komponenten oder der Elektronik in der Folge der Vibration.

Richtung der Vibration
Vibrationen können an allen 3 Gyro Achsen und an allen 3 Bewegungs-Achsen auftreten. Normalerweise treten diese mehr oder weniger gemischt an allen Achsen auf, da die Stabi nicht 100% steif montiert werden kann. In diesem Fall führt eine Vibration der Bewegungs-Achse zu einer leichten Schieflage, welche sich auch auf die Gyro Achsen auswirken kann.
Ein weiterer wichtiger Parameter ist die Frequenz. In einem Hubschrauber können alle drehenden Elemente eine Vibration in der Frequenz ihrer Rotation erzeugen.
Diese Frequenz gibt einen guten Hinweis auf die Ursache der Vibration. Die Analyse arbeitet mit einer Frequenz von 1 kHz, diese erlaubt es, Vibrationen bis zu einer Frequenz von bis zu 500 Hz (30.000 1/min) anzuzeigen. Das ist ausreichend um auch Vibrationen des Motor zu ermitteln. Möglicherweise entstehen durch das Getriebe auch höhere Frequenzen, die dann nicht mehr gefunden werden, aber dennoch Vibrations Effekte erzeugen können.
 

Funktionen der erweiterten Vibrationsanalyse

Gyro Einzelachse FFT
Die bekannte Frequenz Spektrum Anzeige zeigt nur die Roll Achse des Systems an. Diese Achse ist erfahrungsgemäß die "kritische" Achse. Nun kann man die weiteren Achsen und auch die Werte der Beschleunigungssensoren als Eingangswert für die Anzeige verwenden. Dazu unter "Achse für FFT" den entsprechenden Sensor auswählen. Dadurch kann man diese Achse direkt betrachten und sich den jeweiligen Vibrationswert anzeigen lassen. Die rote Linie zeigt das Limit der Gyro Sensoren.

Vibrationslog Datei / Ansehen
Das Tool erlaubt es, ein Logfile während eines Tests oder eines Fluges zu Erstellen. Das Logfile beinhaltet das Vibrationslevel als Werte und zusätzlich alle Vibrationswerte der Highrange Beschleunigungssensoren in "g". 1 g ist: 9,81m/s2. Die Highrange Beschleunigungssensoren haben einen Messbereich von +- 200g.

Über "Zeige Graph", können die Daten grafisch angezeigt werden. Das Logfile startet direkt nach Auswahl der Checkbox und stoppt direkt nach Inaktivierung. Bei erneuter Aktivierung wird das Logfile fortgeschrieben. Je Flug wird nur 1 Logfile erstellt. Es kann nur solange angezeigt werden, wie das Modell verbunden ist.

Detail Beschleunigungssensor
Dieses Panel zeigt die Beschleunigungswerte aller Sensoren an. Über "Aktivieren" wird die Anzeige gestartet. Dadurch wird automatisch die FFT Einzelachse Anzeige deaktiviert.
Der Lowrange-Sensor ist sehr präzise und hat einen Messbereich von 16g. Der Highrange-Sensor hat einen Messbereich bis 200g ist aber nicht so präzise. Beide Anzeigen sollten annährend die selben Werte zeigen. Der Highrange Wert wird etwas langsamer dargestellt, damit er einfacher lesbar ist.

"Noise" sind unerwünschte Signale für den Highrange-Bereich. Geringe Werte dort sind in der normalen Toleranz üblich.
Die Balken auf der rechten Seite zeigen die Werte ebenfalls an. Die beiden oberen Balken zeigen die aktuellen Werte von -3g bis +3g (1. Lowrange, 2. Highrange). Der dritte Balken zeigt die Vibration in g an.

Das graue Dreieck zeigt ein Warnsignal an, wenn der Lowrange-Sensor komplett ausgenutzt wurde. Das ist nicht das  zwangsläufige Limit des Systems aber es zeigt die Grenze dieses Sensors und ab wann der Highrange-Sensor übernimmt.
 

Interpretation von Graphen.

Beispiele von Vibrationsgraphen:

Logo 200 mit sehr geringen Vibrationen. Die Auflösung ist "nur" 1g, daher sind kaum Ausschläge zu verzeichnen!

Graph eines LOGO 700 mit 3 verschiedenen Drehzahlen

Wenn man den Graphen gleich im Sender checkt, kann man mit der Lupenfunktion (eimal im Graphen tippen) die genauen Momentanwerte ablesen. Beim Vergleich der Kanäle ist darauf zu achten, das zuerst der Maximalwert rechts im Graphen abgelesen werden muss, da alle Kanäle separat auf den gesamten Bildschirm skaliert werden.