Tipp Grundlagen zum Flywheel Modding - Warum mehr Spannung nicht mehr Leistung sein muss

Wodan

Lernender Modder
Hallo liebe Nerfer !

seit ein paar Monaten beschäftige ich mich auch mit Nerf-Tuning und habe großen Spaß an den Flywheel Blastern.
Jetzt hat mich aber mal der Ehrzeig und die Neugierde gepackt und ich habe mir mal angeschaut was hinter der "Leistung" von Flywheel Motoren steckt.

Meistens wird die Leistung bei Flywheel Blastern mit der Spannung gleichgesetzt. Die Allzwecklösung für bessere Leistung : Soviele Trustfires rein bis das Ding beinahe qualmt ! YOLO !

Das ist aber nur ein Faktor für Leistung. Fangen wir mal mit den Grundlagen an:

Leistung = Spannung x Strom

In Einheiten sieht das so aus:

Watt = Volt x Ampere

Und der Faktor Strom/Ampere wird beim Tuning der Flywheel Motoren häufig vernachlässigt. Wenn ich einen Flywheel Blaster offen habe schließe ich gerne mal mein Labornetzteil an um zu schauen welchen Strom die Motoren bei welcher Spannung ziehen. Dazu vielleicht noch ein bisschen Grundlagen zu DC-Motoren, die in Flywheel Blastern zum Einsatz kommen.

Solche Motoren benötigen immer dann hohe Ströme (Ampere) wenn Kraft aufgewendet werden muss. Insbesondere beim Anlaufen aus dem Ruhezustand und beim Abfeuern müssen die Motoren hart arbeiten um wieder ihre volle Drehzahl zu erreichen. Die maximale Drehzahl hängt dann von der Spannung ab.

Im Prinzip gibt die Spannung dem Motor eine Ziel-Drehzahl vor, die der Motor mit Leibeskräft zu erreichen versucht. Dabei ist es Bestandteil der Characteristik jedes Motors mit welcher Kraft oder welchem Drehmoment die Drehung beschleunigt werden kann um diese Drehzahl zu erreichen. Leistungsfähigere Motoren brauchen in diesen Phasen sehr, sehr hohe Ströme - nur so lässt sich ja bei gleicher Spannung eine höhere Leistung erzielen (Leistung = Spannung x Strom)

Was jetzt aber passiert wenn die Stromquelle nicht genug Strom liefern kann für den Motor ist der Einbruch der Spannung. Und zwar genau in den Momenten, in denen es zählt (Beim Hochdrehen, Abfeuern)

Wer also die Spannung von seinem Flywheel Blaster erhöht sollte sehr genau darauf achten, dass seine Stromquelle (Batterien) ausreichend Strom liefern können um beim Hochdrehen den Motor zu versorgen. Andernfalls erreicht man nur hohe End-Drehzahlen und massive Spannungs/Leistungseinbrüche sobald die Motoren wieder arbeiten müssen. Und die hohen Drehzahlen sind das, was dem Motor am meisten zusetzt.

Anbei noch zwei Videos, die ich zu dem Thema gemacht habe. Darin lasse ich meine Elite Rapidstrike mal mit 6V und 9V laufen und veranschauliche den Strombedarf bei diesen recht "harmlosen" Spannungen.

Bei 9V ziehen die Motoren schon 5 Ampere beim Hochdrehen und Abfeuern und 3 Ampere im Leerlauf. Mehr würde ich diesem Blaster definitiv nicht zumuten solange ich kein Konzept habe woher ich deutlich mehr als 5 Ampere bekomme.

[video=youtube_share;s645vC365ow]http://youtu.be/s645vC365ow[/video]
[video=youtube_share;PwoHp8FS7ug]http://youtu.be/PwoHp8FS7ug[/video]


PS: Würde mich freuen wenn jemand mal BELASTBAREN Input hätte welchen Strom die häufig verwendeten Trustfires denn so liefern. Derzeit arbeite ich viel mit Eneloop NiMH Akkus, die laut Hersteller zuverlässig 1.1V bei 4-6 Ampere liefern können
Panasonic Eneloops Datasheet
 

Dominik

Auf Blasted zuhause
Endlich noch mal jemand, der den Trustfires auch nicht so recht traut.

Noch interessanter wäre allerdings ein grafischer Datenlog mit Strom, Spannung und Drehzahl der Motoren. Da könnte man schön die Stromspitzen beim Einschalten und Abfeuern sehen. Dafür ist die Anzeige von Multimetern im Allgemeinen zu träge. Kannst du mal den Peak messen?
 

Wodan

Lernender Modder
Hab mal nachgelegt mit dem Flywheel Blaster schlechthin ... JOHN G.G. STRYFE :

Hier bei 6V:

Dann mal bei 9V:

Und für die Schmerzfreien noch mal mit 11V:

Und zum Vergleich mal der Verlauf mit 8 Stück Eneloop Pro Batterien:
[video=youtube_share;4s8z4UxH2oU]http://youtu.be/4s8z4UxH2oU[/video]

Wie man sehen kann saugt die Stryfe ERHEBLICH weniger als die Rapidstrike. Daher vermutlich auf der Ruf der Rapidstrike ein Batteriefresser zu sein.
Das bedeutet aber auch, dass in der Rapidstrike leistungsfähigere Motoren eingebaut sind. Und man erreicht vermutlich mit geringerer Spannung eine vergleichbare Leistung zur Stryfe wenn man denn in der Lage ist genug Strom zu liefern.

Am Ende noch mal im Detail die Performance meiner 8x Eneloop Pro Batterien. Die schlagen sich praktisch genau den Erwartungen entsprechend. Die Datasheets der Batterien habe ich im Threaderöffner verlinkt und der Spannungsabfall sobald die Motoren anlaufen entspricht recht genau der Spezifikation.
 
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Wodan

Lernender Modder
Noch interessanter wäre allerdings ein grafischer Datenlog mit Strom, Spannung und Drehzahl der Motoren. Da könnte man schön die Stromspitzen beim Einschalten und Abfeuern sehen. Dafür ist die Anzeige von Multimetern im Allgemeinen zu träge. Kannst du mal den Peak messen?

Das ist leider nicht ganz so trivial. Peak-Messungen bringen nur absurde Werte zu Papier. Bei der Stryfe kam bei einer Peak Messung immer 6A raus. Das ist halt schon SEHR SEHR peakig ...

Kann mal mein Fluke 287 anschließen, damit lassen sich ganz nette Graphen zeichnen.
Finde aber die Darstellung im Video ganz okay. Man kann ja auch sehr kurzes Flackern der Ampereanzeige gut erkennen und bekommt so einen Eindruck in welchen Bereichen man sich beim schnellen und langsamen Abfeuern bewegt.
 

Moggih

Auf Blasted zuhause
Ok, ok ... und für mich als Laien bedeutet das nun, dass ich mit einer höheren Anzahl Eneloops besser beraten bin als mit Trustfires?
 

Mazna

Super-Moderator
Wie man sehen kann saugt die Stryfe ERHEBLICH weniger als die Rapidstrike. Daher vermutlich auf der Ruf der Rapidstrike ein Batteriefresser zu sein.
Das bedeutet aber auch, dass in der Rapidstrike leistungsfähigere Motoren eingebaut sind. Und man erreicht vermutlich mit geringerer Spannung eine vergleichbare Leistung zur Stryfe wenn man denn in der Lage ist genug Strom zu liefern.

Erstmal danke für deine ausführlichen Tests, ich bin mal gespannt was sich da so draus entwickelt !
Dass die Rapidstrike auch aus weniger Spannung schon ordentliche Reichweiten und Kadenzen zaubert, haben wir auch schonmal herausgefunden.
Sehe ich das richtig, dass man mit Motoren, die eine höhere Stromaufnahme und dadurch höheres Drehmoment haben, auch bei niedrigerer Spannung ein vergleichbares Ergebnis erzielen würde wie beim "Standard-Voltmodding" ? Natürlich immer die passende Stromversorgung vorrausgesetzt.
 

Wodan

Lernender Modder
Jetzt noch meine Videos zur N-Strike Rayven:

Diesmal mit nur 6 normalen HR-3UTGB Batterien:
[video=youtube_share;YNct3p89w-o]http://youtu.be/YNct3p89w-o[/video]

Dann aus irgendeinem Grund mal mit 8V:
[video=youtube_share;AUc-64_jiKg]http://youtu.be/AUc-64_jiKg[/video]

Und noch mal mit 10V:
[video=youtube_share;JcfnPXMr0Jw]http://youtu.be/JcfnPXMr0Jw[/video]

Sieht für mich sehr ähnlich aus wie bei der Stryfe. Mittlerweile lasse ich die Rayven auch mit 8 Eneloops laufen. Die Schussleistung hinkt aber gefühlt der Stryfe nach. Vermutlich liegt das am Lauf, der ja einigen Experten zufolge (Coop772) bei Flywheel Blastern nur Nachteile hat.
 

Wodan

Lernender Modder
Ok, ok ... und für mich als Laien bedeutet das nun, dass ich mit einer höheren Anzahl Eneloops besser beraten bin als mit Trustfires?

Tja gute Frage. Dazu müsste ich mal Trustfires in die Hand bekommen. Irgendwie gibts da ja auch zig verschiedene ... mir fehlt einfach der Ansporn mich mit diesen Dinger auseinanderzusetzen.

Was ich aber aus eigener Erfahrung sagen kann, Eneloops sind in entsprechender Anzahl in der Lage beachtliche Ströme zu liefern und vom Handling viel eher mein Fall als der Lithium-Kram.
 
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Wodan

Lernender Modder
Sehe ich das richtig, dass man mit Motoren, die eine höhere Stromaufnahme und dadurch höheres Drehmoment haben, auch bei niedrigerer Spannung ein vergleichbares Ergebnis erzielen würde wie beim "Standard-Voltmodding" ? Natürlich immer die passende Stromversorgung vorrausgesetzt.

Danke für das Feedback !

Hm also ich will für mein Verständnis von diesen Motoren keine Gewähr übernehmen. Elektronik ist nur ein Hobby von mir.
Aber so wie ich das sehe gelingt es Motoren mit höherem Drehmoment schneller wieder auf Touren zu kommen und unter Last auch die Drehzahl besser zu behaupten.

Wenn ich nur eine vernünftige und einfache Möglichkeit hätte die tatsächliche Drehzahl der Flywheels zu messen ...

Unser Ziel ist es ja eine maximale Drehzahl der Flywheels WÄHREND dem Kontakt mit dem Dart zu erhalten.

Das kann man erreichen indem man eine extreme Leerlaufdrehzahl erreicht und deren Schwung benutzt um den Dart zu beschleunigen. Hat den Nachteil, dass beim schnellen Schießen die hohe Leerlaufdrehzahl nicht wieder erreicht werden kann und so die Schussleistung kontinuierlich sinkt.
Das wäre quasi das Szenario Hohe Spannung/Leerlaufdrehzahl - Magerer Strom/Drehmoment

Bei der Rapidstrike stelle ich mir das so vor, dass im Leerlauf eine _relativ_ niedrigere Drehzahl erreicht wird, die beim Abfeuern aber auch nicht so stark einbricht weil der Motor mit viel Kraft/Drehmoment dagegenhalten kann (ausreichend Strom vorausgesetzt ;) ) und danach auch sehr schnell wieder die _relativ_ niedrige Leerlaufdrehzahl erreicht. Das würde auch schnellere Schussfolgen mit gleichbleibender Schussleistung ermöglichen. Hier wäre es natürlich interessant die Kadenz genau so einzustellen, dass die Drehzahl sich zwischen den Schüssen wieder erholen kann.

In meinen Videos kann man ja gut sehen wie die Stromaufnahme immer weiter steigt je schneller ich abdrücke ...
 
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Moggih

Auf Blasted zuhause
Wie sind Eneloops so vom Gewicht? Trustfires wiegen ja ziemlich wenig, "normale" Akkus eher mehr ...
 

Dominik

Auf Blasted zuhause
Eneloops sind im Grunde auch nur Nickel-Metallhydrid-Akkus, sie haben nur eine leicht veränderte Chemie/Aufbau, daher die geringere Selbstentladung als normale NiMH.
Sie sind so schwer wie andere Akkus dieser Größe.
 

GestiefelterKöter

Auf Blasted zuhause
Zum Thema Lauf in Flywheelern bin ich, und auch andere hier, schon dahinter gekommen das Flywheeler warscheinlich die einzigen Nerfs sind wo Läufe genau das tun was sie sollen. Sie erhöhen die Genauigkeit, das man das natürlich mit Reibungsverlusten bezahlt ist klar. Mach mal den Versuch mit der Rapidstrike, die ist das Höchstmaß an Unpräzision. Mach danach mal den Testlauf mit nem aufgesetzten Retailiatorlauf. Die Reichweite nimmt zwar ab, aber die Streuung wird genauso rapide runter gehen.

edit: Mal ne überlegung, würden Pufferkondensatoren was bringen. Denn wenn ich das noch richtig im Kopf habe stehen ja Strom und Spannug in einem verhältnis zueinander, Wenn der Strombedarf ansteigt bricht meistens die Spannung ein. Davon ab das Motoren ja auch Induktivitäten Darstellen welche dem Stromfluss auch nicht grad förderlich sind. Also sollte doch eine Konstanthaltung der Spannung dem Stromfluss zuträglich arbeiten. Oder hat mich die Physik grad in die irre geführt? Bei großen Musikanlagen macht man das doch genauso, und hier haben wir es ja auch mit Spulen zu tun.
 
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KlotziDotCom

Blasted Kenner
Ich würde hier kurz Informationen einwerfen, die ich vor kurzem gelesen habe.

Die regulären Motoren liegen irgendwo zwischen 2A und 5A Peak und liefern dafür 18.500 RPM.

Dann gibt es zwei andere Motoren, die gerne in Moddingkreisen verbaut werden:

Tamiya 130er "Spirit Dash" Motoren: 32A Peak, 40.000 RPM

Mabuchi 180er FK-180SH-3240: 23A Peak, 28.500RPM

Das alles bei gleicher Voltzahl (7,6V Lipo) - Wenn man sich den Spirit Dash reinzieht, weiß man, warum man bei Trustfires vorsichtig sein sollte...
 

Wodan

Lernender Modder
Grundlagen zum Flywheel Modding - Warum mehr Spannung nicht mehr Leistung sei...

Guter Punkt, die Rapidstrike profitiert stark von einem längeren Lauf. Aber das Ding ist auch das reinste Schaumstoffmegaphon. Bei der Stryfe klappts auch mit Stummellauf gut ...

Bin schon extrem versucht die Rapidstrike Motoren in eine Stryfe einzubauen ... Die klingen stark danach als wären sie diesen Polulu 611 Motoren recht ähnlich. Sobald ich die in die Finger bekomme gibts eine Stryfe Mod Präsentation hier ... Kann nämlich auch sein, dass diese starken Motoren zu dieser elenden Streuung führen bei der Rapidstrike weil sich zwischen den Motoren stärkere Drehzahlunterschiede behaupten können.

Wie synchronisiere ich die Drehzahl von zwei DC Motoren unter Last ? :(


Zu deinem Edit, Köter:

An Kondensatoren hab ich auch schon gedacht. Hab hier sogar welche mit 1F rumliegen. Die ziehen beim Aufladen aber auch erstmal an der Spannung, müssten also _vor_ den Rev-Switch gebaut werden damit sie voll sind wenn man die Motoren startet. In dem Fall würde ich aber einen weiteren On/Off Schalter vorschalten damit man nicht Tagelang die Kondensatoren an den Batterien Hängen hat.

Ist aber alles auf der Liste für Modding-Ideen für meine Rapidstrike und Stryfe. Hab in der Stryfe schon mal angefangen, dort hängen die Motoren an einem 220v/32a Relay, das vom Rev Switch nur geschaltet wird. So spare ich mir den Stromfluß durch den mickrigen Schalter :)

Denke mal wenn man richtig Spaß haben will mit den Flywheel Blastern baut man sowieso einen Stromkreis mit 5v oder 3.3v der die Steuerung und ggf. Anzeige übernimmt und schaltet von dort ein Relay, dass die Motoren dann direkt auf dem kürzesten Weg mit den Batterien verbindet. Wenn man dem Stromfluß in der Rapidstrike zu folgen versucht wird man ja schwindelig.
 
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KlotziDotCom

Blasted Kenner
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Wodan

Lernender Modder
OUCH !!! Dafür bin ich viel zu knauserig ;)

Diese Polulu Motoren kosten 2-3€ pro Stück ... wenn man sie dann mal bekommt !

Das ist eher meine Preislage für einen 15€ Blaster.

Denke mal dir ist das bekannt aber wer mit dem Gedanken spielt sich 180er Motoren in den Blaster einzubauen muss irgendwie Platz im Blaster schaffen weil die Motoren etwas Länger sind.
 

Nachtmahr

Lernender Modder
Ihr vernachlässigt hier eine Kleinigkeit:
Wie Wodan ja im ersten Post schreibt, ist

Leistung = Spannung x Stromstärke

Daraus ergibt sich aber auch: Höhere Spannung = geringere Stromstärke für die gleiche Leistung.
Trustfires müssen gar keine Entladeraten von 10 oder 20 C haben. Für die kurze Spitze beim Anlaufen der Motoren reicht es aus. Bei 4 Trustfires, also 14,8 - 16 Volt habe ich auch noch bei keinem einzigen Schwungradblaster einen Abfall der Reichweite im Feuerstoß/schnellen Schießen bemerken können.

EDIT:
Die Leistungsaufnahme eines Motors ist ja nicht beliebig steigerbar, sondern mehr oder weniger Konstant. Die Motoren, die ich standardmäßig verbaue haben meines Wissens nach eine Leistungsaufnahme von 10,8 Watt. Davon 2 pro Blaster = 21,6 Watt. Mit voll geladenen Turstfires bin ich bei 16,8 Volt, da reichen also 1,3 Ampere für Volllast. Das entspricht bei 900mAh Kapazität 1,44 C Entladerate, bei 12,8 V (Mindestspannung) bin ich bei 1.87 C. Trustfires sind meines Wissens nach für mindestens 2C ausgelegt, da ist also noch ein wenig Luft.
 
Zuletzt bearbeitet:

Dominik

Auf Blasted zuhause
Zu den Kondensatoren muss man allerdings bedenken, dass die beim Anschließen mit maximaler Stromstärke gelden werden, das kenne ich von Brushless-Reglern. Die haben auch eine recht große Kapazität an Kondensatoren und deren Ladung erzeugt speziell bei Spannungen ab ca. 10 Volt beim Anschließen jedes Mal einen Funken an den Kontakten, wodurch die Kontakte irgendwann abbrennen. Wenn man einen Schalter dazwischen setzt brennen entsprechend die Schaltkontakte ab.

Um das zu vermeiden sollten die Kondensatoren mit einem Widerstand von etwa 100 Ohm geladen werden, ehe dieser dann mit dem eigentlichen Stecker überbrückt wird.
 

Wodan

Lernender Modder
... Die Motoren, die ich standardmäßig verbaue haben meines Wissens nach eine Leistungsaufnahme von 10,8 Watt. ...

Moin !

Was für Motoren sind das denn ?
Würde mich wundern wenn es Motoren mit statischer Leistungsaufnahme gibt. Die Originalmotoren reagieren auf höhere Spannungen auch mit höheren Strömen - es steigen also beide Leistungsfaktoren.

Wenn meine Austauschmotoren da sind kann ich in meiner Stryfe mal 16V anlegen und zeigen welche Ströme da laufen. Denke nicht, dass mein Netzteil da noch genug liefern kann ...

Naja ich bleibe mal lieber bei meinen Leisten, mir sind die Lithium-Dinger suspekt und mir fehlen einfach die Erfahrungswerte um dazu viel sagen zu können. Versuche das lieber mal stromquellenunabhängig am Labornetzteil zu probieren um einen "Sweet Spot" zu finden für meine Lieblingsstromversorgung Eneloop.

Und solange ich keinen Speedometer für Dartblaster gebaut habe sind die Messungen noch argh theoretisch. Interessant wäre hier bestimmt mal Spannung, Strom und m/s ;)
 
P

PlopAutsch

Guest
Was ist denn dein Ziel, also dein sweet spot? Maximale V0? Wenn ja, warum? Auf nem War oder im LARP wirst du für sowas gelüncht :crazy:

Wenn der Grund ist, daß du beweisen willst, daß deine Darts die schnellsten sind, ist das durchaus in Ordnung und nachvollziehbar.^^

Nur wenns dir geht wie mir, daß du nen Großteil deiner Blaster so hochzüchtest, daß du dich auf keinem LARP damit blicken lassen solltest, dann beisst dich in den Hintern wenn du mal auf n LARP willst :crazy:

keep going



@LoX: Wer hat da n Chrono mit?????? Timo?????? Chrono!
 

Agash

Lernender Modder
@Nachtmahr: Hier wurde der Wirkunsgrad vergessen. Der wird umso schlechter je höher ich über die nennspannung komme. Je nach motor früher oder später. Je nach Spannungssteigerung sind da durchaus hohe Amperemzahlen drin. Der Rest wird einfach verheizt.

Drehzahl einbruch beim feuern vieler Darts kann übrigends mehrer Ursachen haben.
Natürlich sind die Verwendeten Motoren der 130, 180er Größe eher Drehzahlmonster denn drehmomentstark. Wodurch die Schwungmaße in Form von flywheel und rotor sehr viel mithilft das die drehzahl wenig absackt.
Hier wären drehmomentstärkere mororen angebrachter, effizienter als die kleinen über das limit zu belasten. Leider sind die immer größer als das was ohne große änderungen passt (als nebeneffekt braucht man weniger leerlaufdrehzahl und hätte so, it weniger geräuschpegel und vibrationen).
Zum anderen kann auch der akku, da er nicht genug strom bereit stellt der Grund sein. Da bricht schonmal die Spannung ein wenn man akkus mit hohem innernwiderstand erwischt.
Ebenso ist die Verkabelung wichtig. Zu kleine Kabel stellen bei diesem Stromstärken einen hohen widerstand dar. Als grobe faustregel 1 quadratmillimeter pro ca 10A, Spmit wird schnell klar das in gemoddeten Blastern min 2quadratmillimeter als flywheelstromversorgung rein sollten. Selbes gilt wie bereits angemerkt ganz klar auch für den Schalter jnd ich muß sagen die relais lösung sagt mir zu.
 
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Being blasted

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