PDA

Näytä tavallinen näkymä : Fillari- lehden mäenlaskuartikkelista tarkempia tietoja?



optimistx
25.08.2014, 13.55
Fillari-lehden viime numerossa on artikkeli, jossa selvitettiin asennon yms vastustekijöiden vaikutusta huippunopeuteen. Testit tehtiin jossain mäessä. Missä osoitteessa tarkalleen ottaen? Tekisi mieleni toistaa noita kokeiluja itse siellä.

Artikkelissa mainittiin, että mäessä oli tyyntä, vaikka mäen jälkeen olleella aukealla tuuli heitti koeajajaa huolestuttavasti. Mitattiinko mäessä tuulen nopeutta, olivatko puiden lehdet hiljaa? Millainen säätiedotus oli koepäivänä? (Tuulen suunta ?)

Montako toistoa tehtiin kulllekin vaihtoehdolle?

Kun nopeutta mitattiin mm. satelliittinavigaattorilla, mikä navigaattori millaisin asetuksin oli kysymyksessä? (oma Nokian navigaattorini kertoo yhteen paikkahavaintoon liittyen monien metrien epätarkkuuden; keskiarvoistamalla useita havaintoja voi tosin asialle tehdä jotain).

Onko alkuperäisiä havaintoja tutkittavissa jossain?

---

Omissa satunnaisissa kokeissani olen alkanut epäillä, että jo lähes huomaamaton 1-2 m/s ilmavirta vaikuttaa tuloksiin aika pahasti. Pitäisi viitsiä herätä aikaisin päivänä, jolloin on aamusumua ja tehdä koeajot silloin.

Jos huippunopeus tyynessä olisi esim. 36 km/h eli 10 m/s, ja satunnaista myötätuulipyörrettä vain 1 m/s juuri huipun saavuttamisen aikoihin, niin ilmanvastusvoima vähenee tyyneen verrattuna arvoon ((10 m/s - 1 m/s)/ 10 m/s)^2 = 0.81, eli 19 % vähennys. Vastaavasti 1 m/s vastatuulenpuuska aiheuttaisi 21 % lisäyksen vastusvoimaan.

Jos etsitään todella pieniä eroja ilmanvastuskertoimissa (harvoja prosentteja) , niin pitäisi riittävän monin toistokokein selvittää, että kysymyksessä ei olisi sittenkin satunnaisuudet ilmanvirtauksien suunnissa ja voimakkuuksissa.

asb
25.08.2014, 15.35
Missä osoitteessa tarkalleen ottaen? Tekisi mieleni toistaa noita kokeiluja itse siellä.

Mitä väliä sillä on? Et kuitenkaan saa aikaan millään tavalla vertailukelpoisia mittaustuloksia. Etsit vain lähialueeltasi sopivan pitkän ja tasaisen mäen, nollaat fillarin matkamittarin joka laskun alussa ja kirjaat kuinka suuren nopeuden se mittasi kullekin laskuasennolle.

timpe
25.08.2014, 15.53
Aavistuksen vakuuttavampi testi aiheesta: https://www.youtube.com/watch?v=T53oGGyl6qg
Samalta kanavalta löytyy myös karvojen ajelusta vastaava testi.

Esa S
25.08.2014, 16.30
En tiedä Fillarilehden artikkelista, mutta tuon timpen linkkaaman videon nopeimmasta laskuasennosta on kokemusta. Aika usein perässä tulijat putoavat peesistä, vaikka se ei olisikaan tarkoitus.

optimistx
25.08.2014, 18.35
Tarkoittamani artikkeli onkin Fillarilehden numerossa 4, sivulla 54, "Tuulta päin". Viime numero on #5, jossa on kahden sivun jatko-osa ko. testille.

Siellä oli mainittu navigaattorin merkki oli VBOX, joka käyttää hyväksi toista maa-asemaa ja saa siksi valmistajan nettisivun mukaan nopeudelle tarkkuuden +- 0.1 km/h. Paikan tarkkuudeksi ilmoitetaan +- 2 cm. Tältä osin kyselyni on saanut tyydyttävän vastauksen, mutta muilta osin jään vielä odottamaan.

Kun artikkelin jatko-osa on merkitty osastoon "Tiedettä ja ...", niin ansiokas artikkeli varmaan hyötyy muiden tekemistä toistokokeista, aivan tavanomaiseen tieteelliseen tapaan :).

Olen vuosien mittaan yrittänyt satoja kokeita selvittääkseni pientekin ilmanvastukseen vaikuttavien tekijöiden suuruuden, mutta hajonta on osoittautunut yhä aivan liian suureksi toistokokeissa. Siksi tämän kokeen yksityiskohtainen järjestely kiinnostaa suuresti.

optimistx
30.08.2014, 10.44
Janne Lehti Fillari-lehden toimituksesta vastasi ystävällisesti ja ripeäasti sähköpostikyselyyni. Hän on/oli Eurobike-messuilla ja siksi muistinvaraisesti arveli paikan olevan Keikkumäentie. Se on Nurmijärvellä moottoritien länsipuolella.

Google-maps -sivuston avulla saa nykyään näkyviin korkeusprofiilinkin mm. Suomesta mistä vaan, jos korkeuseroja on riittävästi. Jos erot ovat pienet, tulee näkyviin ilmoitus "mostly flat". Keikkumäentiellä se ilmoitti pikaisella tutkimuksella "mostly flat". Kuitenkin sain lähistöltä profiilin esim. tästä:
https://www.google.com/maps/dir/60.5058673,24.8383049/60.4597214,24.8330775/60.4850898,24.839507/@60.483875,24.8085945,13z/data=!4m5!4m4!1m0!1m0!1m0!3e1

Profiilin saaminen onnistuu ainakin siten, että valitsee reitin kahden pisteen väliltä ja sitten autoilun tai kävelyn sijasta pyöräilyvaihtoehdon. (ehkä pitää olla myös "karttavaihtoehto" satelliittivaihtoehdon asemasta?). Satelliittikuvasta voi katsoa, onko tuulelta suojaavia metsiä vai aukeita paikkoja.

Fillari-lehden toimitus on Karhukorven alueella Nurmijärvellä, joten koepaikka on aika lähellä sitä. Toistaiseksi on minulle epäselvää, missä kohtaa Keikkumäentietä se on. Ehkä lähipäivinä, kun on tyyntä tai etelänpuoleista tuulta, yritän tutustua olosuhteisiin yksinkertaisilla mittauksilla.

Aiheesta on olemassa saksalaisella perusteellisuudella kirjoitettu Rainer Pivitin artikkeli, joka on käännetty Sheldon Brownin sivustollekin:

http://www.sheldonbrown.com/rinard/aero/measuring.htm

Pivitin kokeet on tehty sisätiloissa rullaamalla 30 m pituisella käytävällä, jotta ilmannopeus olisi nolla. Rullauksen aikana ymmärtääkseni on talletettu jokaisella kiekon kierroksella kiekkoon kiinnitetyn anturin ohittamisajankohta. Pyörähdyksiä mahtuu ko matkalle noin 14 tai 15 kpl, joista voii laskea mm. keskinopeuden ko. pyörähdyksen aikana, hidastuvuusarvoja yms.

Rullaus oli toistettu samalla pyörällä ja samoilla asennoilla 40 kertaa (!).Artikkeliin on liitetty nopeuden ja kokonaisvastuvoiman havainnot. Maastopyörän (ATB) arvoista voi havaita todella suuret vaihtelut. Esim. 6 m/s nopeudella vastusvoima on voinut olla noin 12 newtonia tai 33 newtonia! Luulin itse vuosia sitten, että vastusvoima hyvinkin saattaisi olla eri kokeissa +-5 % sisällä, kun on tyyntä ja sama nopeus. Pivitin kokeessa 6 m/s odottaisin antavan 18 N +- 1 N aina.

Onko niin, että kaoottisen pyörteilyn takia ilmanvastusvoima oikeasti vaihtelee vakionopeudella mäenlaskussa esim. +- 50 % ?

Montako kertaa mäenlasku olisi toistettava, jotta luotettavasti huomaisi esim. sen, paljonko 1 dm2 tasomaisen taustapeilin lisääminen kohtisuoraan ajosuuntaa vastaan muuttaa ilmanvastuskerrointa?

Hermostuin joskus 90-luvulla pulman vaikeuteen niin, että asetin nojapyöräni etuosaan muistaakseni luokkaa 5 dm * 8 dm -kokoisen plexilasin pystysuoraan poikittain ajatuksella, että "nyt varmaan huomaan suuren eron ilmanvastuksessa aivan perstuntumalla".

Ja kattia kanssa. Tuntui, että se tuntunut vaikuttavan yhtikäs mitään! (ehkä mittauksilla olisi saattanut huomata eron, en mitannut).

Mäen laskeminen alas 40 kertaa yhdellä konfiguraatiolla ja sitten taas 40 kertaa toisella ei oikein innosta. Varsinkin, kun/jos huomaa tuon urakan jälkeen, että syystä tai toisesta homma pitäisi uusia. Ja uusia vielä, ja vielä, ja vielä... ja sittenkään ei voi luottaa tuloksiin.

Pitäisi olla vähätöinen konsti. Ideoita?

Iglumies
30.08.2014, 11.30
Ihan vain uteliaisuudesta, miksi?

optimistx
30.08.2014, 13.46
Ihan vain uteliaisuudesta, miksi?
Kiva kun kysyt:)
Luulisin, että useimpia pyöräilynharrastajia kiinnostaa, millä kohtuuvaivalla ja kohtuukustannuksilla toteutettavilla keinoilla voisi nostaa pyöräilynopeutta.

Eikö sinuakin?

Lehden artikkelissa on esimerkkejä muutamista keinoista, aika kalliista tosin.

Kemizti
30.08.2014, 15.14
Kiva kun kysyt:)
Luulisin, että useimpia pyöräilynharrastajia kiinnostaa, millä kohtuuvaivalla ja kohtuukustannuksilla toteutettavilla keinoilla voisi nostaa pyöräilynopeutta.

Eikö sinuakin?

Lehden artikkelissa on esimerkkejä muutamista keinoista, aika kalliista tosin.
iglun tuntien, tuskin kiinnostaa mikään tuontyylinen, ennemmin reiden kasvattaminen ja röllimpi juurakko.. ;)

Jake_Kona
30.08.2014, 16.30
Kiva kun kysyt:)
Luulisin, että useimpia pyöräilynharrastajia kiinnostaa, millä kohtuuvaivalla ja kohtuukustannuksilla toteutettavilla keinoilla voisi nostaa pyöräilynopeutta.

Eikö sinuakin?

Lehden artikkelissa on esimerkkejä muutamista keinoista, aika kalliista tosin.

Jutun selailleenna. Mikä siinä oli kallista? Ajoasennosta muuttaminen on ilmaista ja johan lehti teki tutkivaa journalismia. Eikös se ole sillä taputeltu.

optimistx
30.08.2014, 17.25
Jutun selailleenna. Mikä siinä oli kallista? Ajoasennosta muuttaminen on ilmaista ja johan lehti teki tutkivaa journalismia. Eikös se ole sillä taputeltu.
Joo, kyllä siinä myös ilmaisia konsteja esiteltiin, ja oikein asiallisen tuntuisesti kaikki.

Artikkelin esimerkissä hankittiin lisätangot ( x euroa), merkkikypärä giro ( y euroa), korkeat vanteet eteen ja taakse( z euroa), "stailatut vaatteet" (v euroa). Tosi harrastajalle x + y + z + v on tietysti naurettava pikkusumma, olipa se sitten mitä vaan ;)

---
Kävin juuri tutustumassa Otaniemen vesitornilta kehän länsipuolella olevan pyörätien mäkeen, pohjoissuuntaan, pätkä huipulta Innopolin alikulkutunnelin kohdalle.. Välillä oli tuuli niin pientä, että puiden lehdet eivät heiluneet, ja välillä heiluivat reippaasti. Nojapyörälläni tavanomaisessa retkivarustuksessa peileineen, koreineen, akkuineen, polkimet vakioasennossa huippunopeudeksi tuli noin 42 km/h (1 koelasku, ja sitten 5 mitattua halpismittarilla: 42.2, 42.2, 41.8, 41.8, 42.2 km/h).

Sitten tein 5 laskua muuten samoin, mutta pidin kädellä ohjaustangosta sivullepäin n 10 cm kepin nokassa pahvinpalaa kohtisuorassa ajosuuntaa vastaan. Pahvin mitat 18cm x 24 cm, kepin paksuus noin 1 cm. Muistaakseni nelikulmion cd (coefficient of drag) on luokkaa 1.0 - 1.1. (väärin muistettu: Nasan mukaan se on 1.28) . Huippunopeudet olivat: 39.7, 39.7, 39.2, 39.8, 40.1 km/h. Kädessä tunsi yllättävan suuren voiman. Oli ilahduttavaa, että huippunopeuksissa on ilmeisesti selvä ero.

Halpismittarin nopeusnäyttö hyppii noin 0.3 - 0.4 km/h askelin ja poimii niistä maksimin. Pistän myöhemmin paremman näytön kiinni, ja toistan kokeet huolellisesti.

Pahvinpalan pitäisi olla kauempana, jotta pyörän ja ajajan aiheuttamat pyörteet eivät sotkeutuisi pahvinpalan taakse muodostuviin pyörteisiin. Tuntuu, että hyvässä lykyssä tällä pahvitempulla voisi laskea pyörän + ajajan termin cd*A, jossa cd = ilmanvastuskerroin ja A on (eräänlainen) poikkipinta-ala. Poikkipinta-alaa tuskin voi väittää edestä otetusta valokuvasta näkyväksi poikkipinnaksi, koska peräkkäin on niin monenlaista ilmanhäiritsijää.

Reittioppaan tarjoama linkki, joka antaa korkeusprofiilin:
http://pk.reittiopas.fi/#from%28point*2545605*6674620%29mapcenter%28point* 2546110*6674728%29mapzoom%284%29to%28point*2545331 *6674805%29


Sama maps.google.com:in avulla:
https://lh5.googleusercontent.com/-Jrwn1ETat0E/VAHoqTA-eBI/AAAAAAAAAN8/cT-s1RgE7v8/s640/Kimmeltie.jpg

Lisäys illemmalla:

Voiko pahvinpalan avulla päätellä ajokille tulon cd * A ? ( = ilmanvastuskerroin * poikkipinta-ala)

Kun mäenlaskussa pyörä saavuttaa huippunopeuden, niin sen kiihtyvyys ajosuuntaan on nolla. Siis Newtonin I lain mukaan voima F = m * a on nolla.

Ilmanvastusvoima + vierintävastusvoima + mäen_kaltevuudesta_johtuva_voima = 0


JOS (!) huippunopeuskohdissa asfalttin vierintävastus ja sen kaltevuus ovat pahviajossa ja ilman_pahvia_ajossa samat ja pahvin paino on nolla, niin saadaan pahvittomalle ajolle:

(1) cd1 * A1 * rho * v1^2 / 2 + myy * m * g + sin(-alfa) * m * g = 0

[muokkaus: tarkemmin lauseke myy * m * g pitäisi kertoa cos(alfa) :lla, mutta maantiellä sillä ei ole juuri merkitystä]

ja pahvilliselle, jos pahvi ja ajaja_pyörä eivät vaikuta toisiinsa (eli eivät sotke toistensa pyörteitä tai virtausta)

(2) cd1 * A1 * rho * v2^2 / 2 +cd2 * A2 * rho * v2^2 / 2 + myy * m * g + sin(-alfa) * m * g = 0

Vähennetään jälkimmäisestä yhtälöstä edellinen ja lasketaan yhteen:

(3) cd1 * A1 * rho * v2^2 / 2 +cd2 * A2 * rho * v2^2 / 2 - cd1 * A1 * rho * v1^2 / 2 = 0

ja siitä lopuksi:

(4) cd1 * A1 = cd2 * A2 * ( v2^2 / (v1^2 - v2^2))

Nelikulmaiselle pahvipalalle tunnetaan Nasa:n sivuilta kerroin cd2 = 1.28.
Pahvin mitat ovat 0.18m * 0.24m
Pahvittomien ajojen huippunopeuksien keskiarvo on 42.04 km/h
Pahvillisten ajojen huippunopeuksien keskiarvo on 39.7 km/h

Sijoitetaan arvot lausekkeeseen (4):

(5) cd1 * A1 = cd2 * A2 * 8.24 = 1.28 * 0.18m * 0.24m * 8.24 = 0.456 m2

Pyörän ja ajajan yhteinen ilmanvastusvoima on siis sama kuin plexilasisella 0.6m * 0.6 m levyllä yksin kohtisuorassa ajosuuntaan.

Tulos vaikuttaa odotetulta ja tolkulliselta, vaikka kokeessa on virhelähteitä pilvin pimein. Pivitin kahteen ajoesimerkkiinkin verratessa tämä näyttää luontevalta. Ehkä oli tuuria. Rohkaisee tarkentamaan ja kehittämään koejärjestelyä :) .

Olen kiitollinen ideoista, kommenteista ja virheiden osoittamisesta.

optimistx
31.08.2014, 12.24
Pähkäilin vanhan Arduino-pohjaisen elektroniikkani ja ohjelmistoni kaivamista esiin ja sen avulla huippunopeuden tarkempaa talletusta. Mutta jos sinä lukijana tahtoisit toistaa testit, tarvitsisit semmoisen laitteiston tai Fillari-lehden arvattavasti kalliit mittaussysteemit.

Olisi parempi, jos pärjäisi aivan tavallisilla kymmenen euron hintaisilla mittareilla. Pulmana on, että ne luullakseni laskevan nopeutta keskiarvona tuntemattomasta määrästä kiekon pyörähdyksiä, ja pyöristävät näytölle tuloksen esim. 0.3 - 0.4 km/h hyppäyksin. Eivät siis esim. hyödynnä tavanomaista 0.1 km/h tarkkuudella näyttämistä. Magneettianturi pinnaan kiinnitettynä antaa yllättävän tarkan ja kauniin pulssin, kun etäisyys on oikein ja signaalin suodatus sopivasti. Halpismittarilla olisi potentiaalia toimia tarkemmin kuin ne käyttäjälle näyttävät.

Otan esimerkin henkilövaa'astani selittääkseni yksinkertaisesti, mitä yritän.

Eräässä vaa'assni on 0.1 kg:n resoluutiolla oleva näyttö. Toistokokeissa näytti siltä, että vaaka kuitenkin sisäisesti toimii tarkemmin.

Punnitsin itseni monta kertaa siten, että otin 25 gramman painoja yhden tai useampi käteeni. Heureka! Jos eka punnitus antoi vaikkapa 66.0 kg ja muuttui sitten 66.1 kg:ksi vasta kun otin 3 kpl 25 gramman painoja käteeni, niin siitähän voi päätellä, että tarkempi painoni oli noin 66.025 kg. Toisena päivän vaaka saattoi muuttaa näyttönsä 66.0 kg:sta 66.1 kg:ksi, jos otin yhdenkin painon käteeni. Paljonko siis silloin oli tarkempi painoni? Oliko se 66.075 kg?
(muokkaus: esimerkissä yksinkertaisuuden vuoksi otaksutaan, että vaaka pyöristää tuloksen jättämällä ylimääräiset numerot pois)

Tätä samaa periaatetta tarkentaa huippunopeuden arvoa voi yrittää soveltaa vastaavalla tavalla. 25 gramman painosarjan sijasta olisi tunnettuja erikokoisia pahviläpysköjä, joita otetaan mukaan mäenlaskuun. Näen "pakotetaan" mittari näyttämään myös useita pienempiä huippunopeuksia eikä esim. joka kerran samaa pyöristämäänsä arvoa.

Käytännössä luullakseni sopivasti painotettu tai muunnettu keskiarvojen laskenta korvaisi henkilövaakaesimerkin loogisen päättelyn.

Taidankin kokeilla tätä Kimmeltien mäessä. Kauniaisissa olisi Jorvin sairaalan mennessä mäki, jossa on laskua ainakin 22 m 300 m matkalla (tai 29 m noin 600 m matkalla). Mäen on oltava sellainen, että nopeus alkaa vähentyä huippunopeudesta itsestään ennen jarrutusta, muuten edellä oleva kaavan johtaminen ei päde.

Kimmeltien mäessä huippunopeus saavutetaan juuri puolivälin jälkeen olevassa mutkassa. Kaarteen takia pyörä kallistuu, painopiste laskeutuu ja siksi nopeus lisääntyy. Ajolinjan valinta juuri siinä aina täsmälleen samoin on kriittistä. Välillä on vastaantulija yhtäkkiä edessä ja hätäjarrutus. Ei hyvä.

Sauli Lumikko
31.08.2014, 12.51
Mitä jos pinnoihin laittaisi toisen magneetin 180° eri kohtaan verrattuna ekaan, ja mittariin syöttäisi renkaan kehän arvoksi puolet? Tämä saisi mittarin reagoimaan muutoksiin nopeammin ja siten parantaisi tarkkuutta.

Tai jättäisi kehän arvon sellaisekseen ja jakaisi ilmoitetun nopeuden kahdella. Tämä vähentäisi mittarin pyöristysvirhettä.

optimistx
31.08.2014, 13.16
Mitä jos pinnoihin laittaisi toisen magneetin 180° eri kohtaan verrattuna ekaan, ja mittariin syöttäisi renkaan kehän arvoksi puolet? Tämä saisi mittarin reagoimaan muutoksiin nopeammin ja siten parantaisi tarkkuutta.

Tai jättäisi kehän arvon sellaisekseen ja jakaisi ilmoitetun nopeuden kahdella. Tämä vähentäisi mittarin pyöristysvirhettä.
Oikein rakentava ja kokeilemisen arvoinen idea! Liimasin joskus epoksilla pinnaan irtomagneetin, Sinooperista ostetun, ja hyvin toimi se. Niitä saa sieltä kourallisen pilkkahintaan. Voisi kiinnittää vaikka useampiakin, mutta ehkä mittareiden ohjelmistoissa on järkevyystarkastuksia niin, että esim. luonnottoman pientä kehän pituutta ei hyväksytä. Tai nopeudet jonkin tuntemattoman rajan yli katsotaan virheeksi. Voi olla mittarikohtaisia järkevyystarkastuksia, jotka selviävät ehkä vain kokeilemalla.
Jos omalla elektroniikalla ja ohjelmistolla tutkii kiekon pyörähdyksiä, voi kiinnittää magneetin vaikka joka pinnaan (muistaakseni ehtii signaali silti vaihtua hyvin; reed-releella on kuitenkin rajoitettu elinikä pulssien määrästä riippuen). Tosin 18 tai 36 magneettia on vähän kömpelöä...
Kokeillaan ja kerrotaan kokemuksia!

----
Muokkaus kokeilujen jälkeen.
Nimettömällä mittarillani (yhdellä kuudesta...) oli nopeuden ja maksiminopeuden suurin arvo 99.9 km/h. Kehän pituudeksi voi asettaa esim. vain 100mm, ja se näytti pyöritystestissä senmukaisetnopeudet järkevännäköisesti.
Kiinnitin yhden sinooperin magneetin, sylinterinmuotoisen, halkaisija 10 mm, pituus 2 mm, pinnaan 180 asteen päähän mittariin kuuluvasta. Ilmastoiniteipillä. Sähkömoottorilla pyöritettäessä se näytti noin kaksinkertaisia arvoja verrattuna yhden magneetin käyttöön. Tarkemmin tutkiessa kuitenkin nopeusnäyttö vaihteli muutaman sekunnin väliajon esim. 59.6 km/h ja 60.2 km/h, ja välillä hieman näistä poikkeavia lukuja.
Tuli mieleen, että koska mittarin alkuperäinen magneetti ja tämä ovat varmaan erivahvuiset, niin mittariin lähtevät signaalit lähtevät hieman eri hetkillä verrattuna siihen, että molemmat ovat täsmälleen yhtä vahvat. Siis herkkyydet ovat erilaiset. Siitä seuraa, että puolikierrokset ovat ajallisesti hieman eri pitkät ja sen mukaisesti nopeus vaihtelee sen mukaan, mistä puolikierroksesta se on laskettu. Anturin mikroprosessori poimi aina sitten talteen maksimiarvoksi sen, mikä oli maksimi, eli pienemmän nopeuden antavaa puolikierroksen nopeutta ei ilmeisesti käytetty hyväksi lainkaan.
Asian voisi korjata ehkä käyttämällä kahta Sinooperin samanlaista magneettia. Mutta luulenpa, että pieniä eroja sijainnista ja muustakin johtuen syntyy silloinkin. Yhden magneetin systeemillä onkin yllättävän hienoja etuja: magneetti on itsensäkaltainen kaiken aikaa ... ;) [vakavammin puhuen: pulssin etureunan ajankohta tuntui hyvin vakaalta joskus niitä katsellessani]

Mutta eipä masennuta, kyllä tämä tästä.

leecher
31.08.2014, 14.52
Tuonkin ajan jos käyttäisi vaikka kynnystehon nostoon, niin olen melko varma että nopeus nousee enemmän sillä konstilla.

Jake_Kona
31.08.2014, 15.12
Ylämäkiä nousemalla kehittyy pyöräilyvauhti enemmän kuin mäkilaskuvermeitä testaamalla. Vaikei siinäkään mitään vikaa ole.
#OlenHiljaa #TämäLähetysPäättyiTäältäTähän

asb
31.08.2014, 15.56
Niin kauan kun et saa suljettua ulkoisia häiriötekijöitä pois, niin sun on aivan turha itkea jostain prosentin mittavirheestä. Tekstisi perusteella et liene saanut teknistä koulutusta, joten tällaiset lapsukset ovat ymmärrettäviä.

Kun olet tuulitunnelissa, niin voit alkaa laskemaan niitä sadasosia.

optimistx
31.08.2014, 16.11
Tuonkin ajan jos käyttäisi vaikka kynnystehon nostoon, niin olen melko varma että nopeus nousee enemmän sillä konstilla.
Kiinnostava ehdotus! Pistit miettimään.
Sanasta "kynnysteho" antoi google ensimmäisenä Fillari-lehden linkin
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CB8QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.fillari-lehti.fi%2Fperus%2Fjutut%2F2007%2FJoonantreeni107. pdf&ei=KREDVK3BI6mp4gTTs4GoCA&usg=AFQjCNFLFHEMj9YwyAfdu2tZP13MtpfzrA&sig2=MKwJAteqSj0kTXuvkMWu7Q&bvm=bv.74115972,d.bGE&cad=rja
jossa Joona valmensi kolmea henkilöä:

- Anna-Kaisa Viita, 22 v (harjoittelua 3-6 tuntia viikossa), kynnysteho 1.7 W/kg
- Jorma Paakkari, 52v, aktiiviurheilija (urheilua 4-5 krt/vk), kynnysteho 2.1 W/kg
- Peter Englund, 31v, (hiihtoa ja pyöräilyä 350h/v esim, + muuta), kynnysteho 1.8 W/kg

Jos Viita ja Englund nostaisivat kynnystehonsa Paakkarin tasolle, niin tehonlisäys olisi silti vain luokkaa 20 %.

"Tuulta päin" -artikkelissa Fillari-lehdessä mainitaan, että ilmanvastuksen voittamiseen kuluva TEHO 8-kertaistuu nopeuden kaksinkertaistuessa.

Jos minulla olisi käytettävissä 20 % enempi tehoa pelkästään ilmanvastuksen voittamiseen, niin nopeuteni lisääntyisi kertoimella kuutiojuuri (1 + 20 / 100) = 1.06 eli vain 6 %.

Jos kuitenkin vähennän ilmanvastusta käyttämällä aerodynaamisempia ratkaisuja, niin ilmanvastuskerroin voi pudota puoleen (virtaviivainen matala nojapyörä verrattuna mummopyörään ja kirkkoherra-asentoon). Samalla ilmanvastukseen käytettävällä teholla nopeus lisääntyy kertoimella kuutiojuuri (2) = 1.26 eli 26 %.

Aerodynaamisessa ratkaisussa riittää kertainvestointi, joka on sitten käytettävissä lopun elämää. Kuntoa on pidettävä yllä raivoisasti ja silti se iän mukana rapistuu. On myönnettävä, että kyllä kohtuullinen kunnon ylläpito on hyvä asia.

Molempi parempi :)

Edellä jätin yksinkertaisuuden vuoksi käsittelemättä mm. vierintäkitkan ja mäennousuihin vaadittavan energian. Ilmanvastuksen merkitystä voi pohtia hyvin tilanteessa, jossa tasainen tie laskeutuu alaspäin juuri sen verran, ettei pieni nopeus lisäänny eikä vähene eli vierintäkitkakerroin on kaltevuuskulman sini. Esim. jos vierintäkitkakerroin on 0.010, ja tie laskeutuu koko ajan 1 cm /metri , ja silloin vakionopeudella polkuteho menee käytännössä melkein kokonaan ilmanvastuksen voittamisen (ideaalisilla ketjuilla yms).

orc biker
31.08.2014, 16.28
Luulisin, että useimpia pyöräilynharrastajia kiinnostaa, millä kohtuuvaivalla ja kohtuukustannuksilla toteutettavilla keinoilla voisi nostaa pyöräilynopeutta.

Yllättävän harvaa kiinnostaa. Sen sijaan useimpia kiinnostaa, millä suurilla kustannuksilla voi pudottaa pyörän painoa ja siten nostaa pyöräilynopeutta. Ota näistä selvää, näistä harrastajista.

LJL
31.08.2014, 17.06
Boooooooring

orc biker
31.08.2014, 17.21
Boooooooring
Elämä on. Vaikka tuossa ylläkin on ansiokkaasti pohdiskeltu, miten tärkeää ilmanvastus on, niin silti sen painoarvo keskusteluissa on hyvin pieni. Hyvin harva pohtii, miten saisi ilmanvastuskerrointa pienemmäksi, mutta hyvin useat pohtivat, miten saisi pyörää kevyemmäksi. Tämä on oikeasti tylsää, mutta ei sille näköjään mitään voi. Taidan itsekin luovuttaa ja lopettaa edes yrittämästä. Harmittaa vain vähän, kun moni aloittelija saa ihan väärän kuvan asioista.

CwA
31.08.2014, 17.21
Ihan vain uteliaisuudesta, miksi?

Tieto lisää tuskaa ja kaikkihan tietävät, että mitä enemmän tuskaa, sitä kovempaa ajetaan?

Maastopyöräilijät, lycraa päälle http://www.youtube.com/watch?v=4ReDmvjailA ;D

Mua ainakin kiinnostaa tälläiset pohtivat ketjut, pitää paneutua ajankanssa enemmän tähän, niille joita ei kiinnosta sanon, että aina voi jättää lukematta ja keskittyä vaikka jauhamaan turhanpäiväisistä tyyliseikoista niihin omistetuissa kejuissa, kyllä kai näin isolta palstalta jokaiselle pitäisi löytyä omaan mielenkiintoon osuvaa juttua? :)

Optimistix, nakkaa mulle sähköpostiosoitteesi, niin saat yhden excel taulukon, jolla voi laskea rullaustestin perusteella ilmanvastusta yms.

Fjälle
31.08.2014, 17.26
Helpoin ratkaisu lienee pisaranmuotoinen vartalo.
Toimii heikommin ylämäessä; ei muuten auta ;(

optimistx
31.08.2014, 17.45
Ylämäkiä nousemalla kehittyy pyöräilyvauhti enemmän kuin mäkilaskuvermeitä testaamalla.
...

Kyllä tietysti on myönnettävä, että lihasten maksimiteho lisääntyy ylämäkiä nousemalla, ja sitä kautta mahdollisuus suurempaan vauhtiin.

Mutta Fillari-lehden viimeaikainen panostuksen hyöty lukijoille ilmanvastusasioiden tieteellisessä ja kansantajuisessa kuvaamisessa ei rajoitu suinkaan vain alamäkiin. Ilmanvastus on tasaisella ja loivissa ylämäissä kaikkein suurin vastustekijä ainakin yli 5 m/s (18 km/h) nopeuksissa.

Mittaukset olisi mahdollista tehdä tasaisellakin, mutta alamäissä mittaamisella on etunsa. Jos tahdotaan mitata vastusta myös polkemisen aikana, voi alamäessäkin polkea "tyhjää"(= ilman todellista energiansiirtoa), jotta pyörivien jalkojen ja polkimien vaikutus selviää.

leecher
31.08.2014, 17.51
Voihan kuutiojuuri :) kirjoittelet kyllä ihan asiaa, myönnetään. Jos itsekin hieroisi ajoasentoa maantielle edes vähän jonkun ammatti-ihmisen kanssa saattaisi ajosta tulla aika paljon taloudellisempaa.


Sent from my iPhone using Tapatalk

CwA
31.08.2014, 18.15
Kyllä tietysti on myönnettävä, että lihasten maksimiteho lisääntyy ylämäkiä nousemalla, ja sitä kautta mahdollisuus suurempaan vauhtiin.

Mutta Fillari-lehden viimeaikainen panostuksen hyöty lukijoille ilmanvastusasioiden tieteellisessä ja kansantajuisessa kuvaamisessa ei rajoitu suinkaan vain alamäkiin. Ilmanvastus on tasaisella ja loivissa ylämäissä kaikkein suurin vastustekijä ainakin yli 5 m/s (18 km/h) nopeuksissa.

Mittaukset olisi mahdollista tehdä tasaisellakin, mutta alamäissä mittaamisella on etunsa. Jos tahdotaan mitata vastusta myös polkemisen aikana, voi alamäessäkin polkea "tyhjää"(= ilman todellista energiansiirtoa), jotta pyörivien jalkojen ja polkimien vaikutus selviää.

Eikä pidä unohtaa sitä, että toisin kuin sisätiloissa, tuolla ulkona tuulee ja se 5m/s tulee aika äkkiä kiusaksi jopa hitaassa ylämäkeen kiipeämisessä.

Sitten on monenlaista pyöräilyä, ei kaikki vedä kuntolenkkiä maksimikunnollaan, osa pyöräilee arkiajojaan ja jopa pitkiäkin matkoja, jolloin pienempi ilmanvastus tuo todellista ajansäästöä sekä mahdollistaa ehkä huomattavasti pisempiä ajoja tai suuremman hyötykuorman.

Lisäksi hyötypyöräilijän näkökulmasta se kulutus ei ole ihan mitätön seikka, kaikki vähennetty energiankulutus näkyy suoraan lompakossa, ihmisen polttoaine on kuitenkin aika arvokasta ja säännöllisessä pisemmän matkan ajelussa äkkiä tulee se tilanne vastaan, että touhu rupeaa olemaan auton polttoainekuluja kalliimpaa.

Kalorivajettakaan kun ei kovin moniin tuhansiin pitäisi kuulemma päästää.

Ilmanvastuskeskusteluissa usein unohtuu muutama asia, yksi on tuo tuuli ja sen vaikutus, toinen on se että pyöräilijöitä on hyvin erilaisia ja ilmanvastuksen merkitys on erilainen erilaisessa pyöräilyssä.

Kovin usein vaikuttaisi vaan olevan se, että nähdään asia vain kuntourheilijan näkökulmasta.

Se on kovin valitettavaa, sillä tiedon ja ymmärryksen lisääntyminen toisi lukemattomille pyöräilijöille suoraa hyötyä, jos keskustelua käytäisiin avoimin mielin ilman osan keskustelijoiden suorittamaa keskustelun torppaamista, vain koska eivät kykene näkemään mitään hyötyä itselleen keskustelusta tai jos keskustelu on sellaista jota ei itse kyetä ymmärtämään.

Ilmanvastuksen vaikutus alkaa toisinaan jo 1km/h nopeudesta, mutta on myös tilanteita joissa suurempi ilmanvastus on edullisempi (oikein reipas myötätuuli ja purjevaikutus), siitä ei olisi edes kuntoilijalle haittaa, että ymmärtäisi enemmän ilmanvastuksesta ja sen vaikutuksesta, tuulta voisivat paremmin käyttää hyödyksi harjoitusvastuksena noin esimerkkinä, mutta tohussa pitäisi hieman ajatella ja pohtia, mikä monesta on ikävää ja raskasta, ennemmin vaikka lyijykengillä eteenpäin kunhan on helppouden tunne mukana, ihmiset ovat toisinaan vähän hassuja :)

Olen minä tässä vähän puolivakavissani pohtinut alufolion väärinkäyttöä, jos saisi ilmanvastuksesta pois, alamäkiin kun ei pääse kovin paljoa yli 70km/h nykyisellään tuolla maasturilla ja kelien viilennyttyä alkaa taas tuokin jäämään haaveeksi...

orc biker
31.08.2014, 18.20
Ilmanvastuksen vaikutus alkaa toisinaan jo 1km/h nopeudesta, mutta on myös tilanteita joissa suurempi ilmanvastus on edullisempi (oikein reipas myötätuuli ja purjevaikutus)

Reppu, josta saisi napin painalluksella auki lävähtävät siivet. Jos ne saisi vielä ajossa survottua kasaankin, niin ostaisin heti, koska ne olisivat ainakin ylivertaisen tyylikkäät. Siinä voisi vastaantulijoilta loksahtaa monttu auki, kun orc biker painaisi myötätuuleen demoniväritteisin siivin. No, ehkä saisi olla aika kova takatuuli, että niistä olisi enemmän hyötyä kuin vastusta. Harmi, että todellisuus pilaa aina kaiken kivan.

CwA
31.08.2014, 18.37
Reppu, josta saisi napin painalluksella auki lävähtävät siivet. Jos ne saisi vielä ajossa survottua kasaankin, niin ostaisin heti, koska ne olisivat ainakin ylivertaisen tyylikkäät. Siinä voisi vastaantulijoilta loksahtaa monttu auki, kun orc biker painaisi myötätuuleen demoniväritteisin siivin. No, ehkä saisi olla aika kova takatuuli, että niistä olisi enemmän hyötyä kuin vastusta. Harmi, että todellisuus pilaa aina kaiken kivan.

Jos ajat pyörällä 5m/s (18km/h) ja tuulee takaa 5m/s niistä ei ole juurikaan vastusta, koska ilmanopeus on 0, ihan sama kuin seisoisit paikoillasi ;)

Olennaista tässä ilmanvastusasiassa on erottaa maanopeus ja ilmanopeus, maanopeudella eli mikä mittarissa on ei ole välttämättä juurikaan merkitystä, mutta ilmanopeus merkitsee aivan kaiken.

Harvoin tietysti tuulee tasaisesti, tuuli voi vaihdella vaikkapa 3-9m/s, jolloin välillä siipesi vastustaisivat, mutta välillä kiihdyttäisivät selvästi sun vauhtia, kun ajaisit sitä noin 5m/s nopeutta.

Tätä maanopeuden ja ilmanopeuden merkitystä voi havainnollistaa katsomalla tuulisena päivänä lintua, joka liitelee paikoillaan, tai jos lennättää leijaa, ilmanopeus saa aikaan sen nosteen, aivan kuten ilmanopeus saa aikaan ilmanvastusta, maanopeus merkitsee vain sitä kauanko menee kunnes on siirtynyt lähtöpaikasta määränpäähän, mutta ilmanvastukseen sillä ei ole oikeastaan merkitystä.

Nopeusmittarin ja kadenssimittarin lisäksi venekaupasta voisi hakea tuulimittarinkin, joita purjeveneissä on käytössä, se helpottaisi myös lenkkeilijää jolla ei ole tehomittaria, kun se pyörän nopeus suhteessa maahan ei oikeastaan paljoa kerro todellisesta rasitustasosta.

Sykemittari toki auttaa tuossa rasitustason arvioinnissa ja kokenut voi päätellä mahdollisen tuulen vaikutusta syketasosta, tutusta lenkkireitistä ja ajonopeudesta, välttämättä kovinkaan tarkasti sitä tuulennopeutta ei pysty ajaessa arvioimaan.

Suurin haaste tuulen kanssa on tietty niillä (kuten mulla), jotka luonnostaan vetää liian kovaa, sitten kun ajetaan maksimimatkoja minkä kunto antaa jälkeen tulee helposti ongelmia, jos ajaa sen nopeusmittarin mukaan 'maltillista' nopeutta.

Sellainen jonkinlainen näppituntuma tohon ilmanvastukseen kannattaisi jokaisella siis olla.

orc biker
31.08.2014, 19.03
Kuten sanoin, niin saisi aika kovaa tuulla takaa, koska nopeuteni on yleensä selvästi enemmän kuin 5 m/s ja koska tuuli harvoin tulee pitkän aikaa suoraan takaa, sillä tuuli pyörii ja tie kiemurtelee. Sivutuuli siivissä voisi ollakin aika hauska vrt. esim. https://www.youtube.com/watch?v=H8qgjyqibwY

r.a.i
31.08.2014, 19.22
Mun mielestä nää on hyviä testejä, noilla ulkomaanfoorumeilla on ihan normaalia, että sekä tosissaan että puolitosissaan aika-ajoa harrastavat käyttävät harjoitusaikaansa ilmanvastuksen pienentämiseen. Halvin tapa taitaa juurikin olla tuo mäenlasku ja sitä kautta cda:n laskeminen. Sen verran olen nuita lueskellut, että metodi myös toimii.

CwA
31.08.2014, 19.51
Kuten sanoin, niin saisi aika kovaa tuulla takaa, koska nopeuteni on yleensä selvästi enemmän kuin 5 m/s ja koska tuuli harvoin tulee pitkän aikaa suoraan takaa, sillä tuuli pyörii ja tie kiemurtelee. Sivutuuli siivissä voisi ollakin aika hauska vrt. esim. https://www.youtube.com/watch?v=H8qgjyqibwY

Sopivasti ylävartaloa kiertäen voisi hakea optimaalisimman purjevaikutuksen sivutuulesta :D

Täällä sisämaassa tuuli on sellaista 3m/s aika usein, mutta puuskissa toki kovempi ja joinain päivinä voi olla jopa 8m/s jatkuvaakin, aika usein itsekkin tulee siis ajeltua tuulta nopeammin ja toi tuulen suunnanmuutos on aika rajuakin välillä, muutama kilometri aiemmin jos tuuli tukevasti takaa, niin sen muutaman kilometrin jälkeen tuleekin reipasta puhuria etuviistosta niin, että 20km/h ylläpito edellyttää liki täysillä polkemista, siinä missä aiemmin 40km/h ei edellyttänyt juuri ponnistelua, mutta eiköhän jokupäivä joku kehitä jonkinlaista adaptiivista purjetta pyöräilijälle.

Tollainen 'turvaviiri' nojakissa ei vaikuta ollenkaan hullumalta:
http://www.dailymail.co.uk/news/article-2035425/Introducing-whike-Britains-bike-SAIL-hits-streets.html

Ajatushan ei ole mitenkään uusi, mutta tiettyjä haasteita on kunnes yleistyy ja mahdollistuu liikennekäytössä:
http://en.wikipedia.org/wiki/Land_sailing

Siinä onkin lainsäätäjällä pohtimista, jos noita alkaa tulemaan ihan tuotantomalleina, että onko se nyt sitten pedelec vai mikä, ei siinä moottoriakaan ole, mutta jonkinlainen avustus kumminkin.

optimistx
01.09.2014, 10.54
Mitä jos pinnoihin laittaisi toisen magneetin 180° eri kohtaan verrattuna ekaan, ja mittariin syöttäisi renkaan kehän arvoksi puolet? Tämä saisi mittarin reagoimaan muutoksiin nopeammin ja siten parantaisi tarkkuutta.

Tai jättäisi kehän arvon sellaisekseen ja jakaisi ilmoitetun nopeuden kahdella. Tämä vähentäisi mittarin pyöristysvirhettä.

Ideasi herätti ajatuksen, että voisi käyttää yhtä magneettia, mutta tahallaan pistää kehän pituudeksi sellaisen luvun, että Kimmeltien mäen laskussa huippunopeus olisi noin 90 nopeusyksikkpä ("km/h", siis alle 99.9 yksikköä, joka on näytön maksilukema). Jos huippunopeus olisi 45 km/h oikeasti, niin voisi syöttää mittarille kehän pituuden oikean arvon kaksinkertaisena. Kun näytön resoluutio on 0.1 km/h (tai paremminkin 0.1 nopeusyksikköä), niin näin olisi toiveita kaksinkertaistaa huippunopeuden lukematarkkuus, eli askel olisi 0.05 km/h eikä 0.10 km/h.

Kokeilin tätä työhuoneessa telineessä sähkömoottorilla kiekkoa pyörittäen.

Yllätys yllätys ja voi voi!

Vaikka kiekon piti pyöriä tietääkseni vakionopeudella, niin näyttö hyppi jatkuvasti 90 nopeusyksikön seuduilla vaihteluvälinä 2 nopeusyksikköä, noin 2 %, tai +-1 %. Eli vaihteluväli vastaisi 1 km/h todellisen nopeuden vaihteluväliä.

Näyttö vaihtui tyypillisesti noin 1 sekunnin välein, mikä lienee siihen valmistajan ohjelmoima muutostaajuus. Tiheampi taajuus varmaan näkyisi vain sekavana vilinänä viimeisissä numeroissa. Tyypillinen hypähdys oli luokkaa 1 nopeusyksikkö.

Jotain outoa on tuossa mittarissa, vaikka se on sama mittari, jolla tein pari päivää sitten ne Kimmeltien mäenlaskut. (Mittarin alapuolelta löytyi muuten nimi "Prophete", tuote numero 512).

Miksi sitten noin törkeistä epätarkkuuksista huolimatta mäenlaskukokeen tulos tuntuu järkeenkäyvältä? Ja mikä aiheuttaa nopeusnäytön epätarkkuuden? (saapi ehdotella vastauksia, vaikka etupäässä itsekseni tässä horisen ...)

Muokkaus:
Saattaa olla syynä se, että jospa sittenkään sähkömoottorin nopeus ei ole aivan vakio. Ohjaimessa on varmaan jokin PID-säätöohjelma, joka korjaa nopeutta kaiken aikaa, pienin heilahteluin tavoitearvon ympärillö. Selvinnee, kun käyn kohta ajamassa Länsiväylän varrella hyvin loivaa laskua, jonka pitäisi antaa aika vakionopeus tai ainakin tasaisesti muuttuva nopeus. Ei tee mieli vielä hylätä tätä halpismittarin käyttöä.

Kiitos muuten kaikille kommenteista, erityisesti CwA:n tietopitoiset kirjoitukset lämmittävät mieltä.

Muokkaus2:
Koeajossa mittarin näyttö käyttäytyi niin hyvin kuin odottaa saattoi. Myös kahdella magneetilla se toimi hyvin, näytti kaksinkertaisia nopeuksia luontevasti.Myös luultavasti sisällä tehdyssä kahden magneetin pyöritystestissä kummallista heittoa aiheutti sähkömoottori. Kahden magneetin käyttö saattaisi sittenkin olla toimiva idea!

Kahden magneetin liipaisukohdassa voisi maalaisjärjellä arvella olevan +-3 mm heitto enintään. Kun kehä on noin 1460 mm ja sen puolikas 730 mm, niin 3mm on alle puoli prosenttia. Nopeudessa voisi tämän takia olla +-0.4 % heitto. 50 km/h vauhdissa se olisi +-0.2 km/h. Hyvällä onnella heitto voisi pysyä aina pienempänäkin.

Luultavasti siis sähkömoottori ei pyöritä kiekkoa tasaisella vauhdilla.

---

Niin kauan kun et saa suljettua ulkoisia häiriötekijöitä pois, niin sun on aivan turha itkea jostain prosentin mittavirheestä.
...
Kun olet tuulitunnelissa, niin voit alkaa laskemaan niitä sadasosia.

Merkillistä, juuri prosentin "mittavirhe" tässä työhuoneen pyörityskokeessa. Mistä ihmeestä tiesitkin ;).
Kun kasvan isoksi, niin hankin sitten ihan ikioman tuulitunnelin. Mutta nyt täytyy yrittää selvitä ilman tai vuokrata jostain.

CwA
02.09.2014, 12.48
Ilmanvastusjutut ei muuten aina mene ihan kuten äkkisestään luulisi.

Otsapinta-ala on toki merkittävämpiä asioita, yleensä taidetaan keskittyä sen pienentämiseen matalammalla ajo-asennolla.

Ilmanvastuskerrointa jos tahtoo pienentää, niin asiat menee nurinkuriseksi.

Sillä ei ole kovin paljoa merkitystä millainen on muoto joka kohtaa ilman, taisi olla yli 80% ilmanvastuksesta kun tulee siitä kuinka ilma 'jätetään' eli takaa.

Esimerkiksi kartio, joka kulkee terävä kärki edellä omaa suuremman ilmanvastuksen kuin kartio, joka kulkee tylppä pää edellä.

Usein tosin tehdään kaikesta kiilamaisia keulapäästä, se on puhtaasti markkinointia, eikä se muoto ole ilmanvastuksen vuoksi sellainen.

Jos katsotaan noita Bellin aeromallin kypäriä, niin niissähän huomataan kuinka etupää on aika tylppä ja takapää aika terävä, johtuu siitä, että etuosalla ei niin merkitystä.

Optimaalisin muoto ei suinkaan ole pisara, vaan kaksi pisaran takaosaa leveät päät keskeltä yhteen ja molempiin suuntiin terävä pää, mutta yleensä sellainen muoto on epäkäytännöllinen, joten tyydytään pulleaan nokkaan, koska sillä ei niin suurta haittaa ole.

Lisäksi terävän nokan kanssa hyötyä menee siihen kun on pisempi matka ilmalla kulkea muotoa pitkin, tosin hyvällä muodolla ei ole niin suurta haittaa tuosta.

Syy tuohon on siinä, että hyvässä muodossa muodostuu ikäänkuin ilmapatja kappaleen ympärille ja ilma kulkeekin pikkaisen koholla tuosta pinnasta.

Helpointa kuitenkin pyöräilijälle on keskittyä siihen otsapinta-alaan, polvet tiukasti kolmion putkia vasten laskuissa ja mahdollisimman matala asento, sillä pitäisi saada paras vaikutus.

Toki aerodynamiikkaakin voi parannella, mutta sitten ei taida olla enää mitään asiaa kisoihin tuskin mihinkään porukkatapahtumaankaan, mutta siinä pitää jokaisen miettiä kuinka paljon mistäkin saa itselleen hyötyä ja punnita valintojaan sen mukaan.

Hissitolppa ja tiputtaa alas laskuissa, sillä voisi saada muutaman kilsan lisää rullausvauhtia vauhdikkaissa alamäissä.

Kyynärpäät kannattaa muistaa, kylkiin kiinni ja otsapinta-ala pienenee, sekä ilma kulkee käsivarsista kylkien kautta taakse, optimaalisin olisi jos saisi kankun sivusta vähän ilmaa ohjattua taakseen, kankun takana kun on pyörteilyä ja pyörteily on se mikä tekee ilmanvastuksen, lisää ilmaa jos ohjaa sivusta pyörteilyyn saa paremman täytöksen ja siten vähemmän pyörteilyä.

Yksittäiset jutut tosi pieniä merkitykseltään, mutta kaikki yhdessä voi pikkaisen parantaa vauhtia alamäkeen.

Otsapinta-ala x ilmanvastuskerroin = varsinainen ilmanvastus

eli

A x cd = cdA

Pelkkä ilmanvastuskerroin ei vielä kerro onko ilmanvastus suuri vai pieni, mutta otsapintalan kanssa saadaan jotain mitä voidaan vertailla, vaikkapa pyöräilijöiden välillä.

Kuinkas sitten otsapinta-alan saa selville? Yksi kein on tuossa, täsmälleen suoraan edestä otettu kuva, mielellään kaukaa reilulla zoomilla, kun on tunnettuja mittoja niin ruudukon ruudulle voidaan laskea pinta-ala ja sitten vaan laskemaan kuinka monta ruutua täyttää:
http://www.hotrod.com/pitstop/hrdp_1101_tech_questions_and_answers/photo_04.html

Ilman tuulitunnelia, ilman mitään vaikeita kaavoja voi noin otettuja kuvia vaikka vertailla päällekkäin ja arvioida silmämääräisesti sen millä asennolla saa pienimmän alan ja todennäköisesti se asento on se nopein, jos haluaa saavuttaa hyödyn helpolla, ei tarvitse edes ajaa, että selviää missä asennossa pääsee nopeiten (toki jonkinlaisella virhemarginaalilla johtuen pyörteilystä, joka nostaa ilmanvastuskerrointa ja täten voi jossain poikkeustilanteessa kumota pienemmän otsapinta-alan hyödyn).

optimistx
02.09.2014, 16.41
...
Kuinkas sitten otsapinta-alan saa selville? Yksi kein on tuossa, täsmälleen suoraan edestä otettu kuva, mielellään kaukaa reilulla zoomilla, kun on tunnettuja mittoja niin ruudukon ruudulle voidaan laskea pinta-ala ja sitten vaan laskemaan kuinka monta ruutua täyttää:
...
Hieman kieli poskella: Näinkö?https://lh5.googleusercontent.com/-BZ2me5y_fjE/VAXIFveRH-I/AAAAAAAAAOU/C8mWdgfLfxU/s800/df_vs_volae.jpg

CwA
02.09.2014, 16.54
Toki jos pyöräilijä olisi vielä napojen korkeudella tuossa nojakkikuvassa, niin se pienentäisi sitä otsapintaa entisestään ;)

Anaxagore
03.09.2014, 12.02
Aavistuksen vakuuttavampi testi aiheesta: https://www.youtube.com/watch?v=T53oGGyl6qg
Samalta kanavalta löytyy myös karvojen ajelusta vastaava testi.

Hyviä testejä mutta pyörissä pisti silmään että mihin on jääneet juomapullot ja telineet? Spessukuskit ei juo mitään?

optimistx
03.09.2014, 13.05
Mäenlaskukokeet maanantaina Otaniemessä eivät onnistuneet, kun oli kävelijöitä, hölkkääjiä, pyöräilijöitä kaiken aikaa siinä mäessä. Sangen romanttinen tunnelma silti siellä.

Lehtisaaresta Kaskisaareen johtavalla tiellä on mäki, joka antoi noin 40 km/h huipun, jos potkaisi reippaan lähdön (n. 10 km/h) , mutta sen alaosassa on puolittain aukeaa merelle kaakkoon, josta tuli vienoa tuulta välillä. Huippunopeuden vaihteluväli oli noin 2.2 km/h viidessä laskussa. Ei kannattanut jatkaa siksi.

---

Vanha teekkarivitsi on, että on helpompi päästä perille, jos tietää, minne on menossa.

Eli minne on kukakin menossa?

Fillari-lehden kokeissa on selvitetty, paljonko tietyssä mäessä huippunopeus muuttuu, kun tehdään ilmanvastukseen vaikuttava muutos.

Lehden #4 kokeissa olivat Päivi Aapron huippunopeuksien keskiarvot eri vaihtoehdoissa 42.7 km/h, 43.5 km/h, 44.9 km/h, 45.2 km/h. (toistojen lukumäärät ja hajonnat toistaiseksi tuntemattomia). Mitä niistä voidaan päätellä muuta kuin oliko muutoksen suunta parempi vai huonompi, ja miten on eri muutosten suhteet toisiinsa tuossa koemäessä. Sitä, miten sama muutos vaikuttaisi esim. 100 km retkellä, ei voi päätellä. Pudottaako muutos 1 sekunnin, minuutin vai vartin ajoajasta, jos ajetaan samalla teholla se retki kuten ennenkin?


Yritän mäenlaskussa selvittää ajokin ja ajajan yhteistä ilmanvastuksen lauseketta Cd*A , jota merkitään jatkossa lyhyesti CdA. Kun sitten tehdään muutos johonkin, yritetään laskea, paljonko muutos on numeroilla ilmaisten ja mihin suuntaan. Näin olisi ainakin jotain toiveita arvioida 100 km retken tulosta, tietyin oletuksin ja pohjatiedoin.

Ilmanvastusvoima F = Cd*A*rho*v^2 / 2

(F= voima, Cd = ilmanvastuskerroin, A = poikkipinta-ala, rho= ilman tiheys, v = ilman nopeus kohteen suhteen; yksiköt ovat vastaavasti newton, laaduton, m2, kg/m3, m/s )

Ilmanvastusvoima on verrannollinen nopeuden toiseen potenssiin. Jos nopeus kaksinkertaistuu, kulkemista vastustava voima nelinkertaistuu. (tyynessä maanopeudella kulkemiseen tarvittava teho kahdeksankertaistuu, koska teho = F*maanopeus)
Jos tekijä CdA kaksinkertaistuu (eli esim. poikkipinta-ala kaksinkertaistuu), niin ilmanvastusvoima kaksinkertaistuu.

Tai nyrkkisääntö myös näin: jotta ilmanvastusvoima pysyisi samana, niin CdA pitäisi olla kääntäen verrannollinen nopeuden toiseen potenssiin.

CdA1 / CdA2 = ( v2 / v1)^2

Esim. Nopeudet kahdessa kokeessa ovat 42.7 km/h ja 45.2 km/h. Jälkimmäinen on 5.8 % suurempi (ja edellinen 5.5 % pienempi) . Jos syynä olisi vain ilmanvastuksen muutos, niin

CdA2 / CdA1 = (42.7 km/h / 45.2 km/h)^2 = 0.89

eli ilmanvastuskerroin jälkimmäisessä kokeessa on peräti 11 % pienempi kuin edellisessä.

Voidaanko Fillari-lehden kokeista päätellä, että ilmanvastuskertoimen CdA muutosprosentti saadaan jakamalla huippunopeudet ja korottamalla tulos toiseen potenssiin?


Näin voitaisiin päätellä aiemmin johdetun perusteella edellyttäen, että huippunopeuksien saavutuspaikoissa asfaltin ja kumin välinen kitkakertoimet eivät ole erilaiset eikä myöskään mäen kaltevuus ajosuuntaan. Yhdistelmän massa eli paino pitää olla myös sama eri laskuissa. Ja tietysti ajolinjojen valinnan, alkunopeudet kuten artikkelissa korostettiin.

Missä kohdissa Kimmeltien laskussa saavutettiin huippunopeudet? Onko kaltevuus sama niissä?

Oli vaikea havainnoida tarkasti nopeusmittaria, kun sentään piti katsoa ajolinjaa samalla. Liikuttiin sentään noin 12 m joka sekunti. Olisi pitänyt viitsiä vatupassin tai nesteletkun avulla mittailla ajolinjan profiilia. En viitsinyt. Varsinkin, kun huolestutti, että tulee ikävä tulos...

---

Tarkkaan ottaen useimmat mäet ovat oheisen kuvan valkoisen laskevan käyrän muotoisia poikkileikkaukseltaan. Jos huippunopeudet eri laskuissa saavutetaan olennaisesti eri kohdissa, niin mäen kaltevuus saattaa olla erilainen ja siten laskelman tulos väärä.

https://lh4.googleusercontent.com/-DjYeCoUGSfo/VAbnKP0BVJI/AAAAAAAAAOs/VpWMuxEYQAE/s912/maenlasku_simulaattorissa3.jpg

Saavutetaanko vapaassa laskussa vakionopeuslähdöllä huippunopeus sitten kaltevuudeltaani erilaisissa paikoissa tuon tyyppisessä mäessä?

Oheisessa kuvassa on kuvattu pyöräilijän nopeutta kolmessa laskussa voimayhtälöistä lähtien Runge-Kuttan menetelmällä 20 metriä korkeassa alamäessä, joka on 300 m pitkä ja sinikäyrän muotoinen. Mäen jälkeen on 200 m aivan vaakasuoraa. Laskut ovat punanen, keltanen ja vihreä.. Vierintävastuksen kerroin on 0.008 , massa 100 kg. Punaselle CdA on 0.40 m2, keltaselle 0.80 m2 eli peräti kaksinkertainen, vihreälle 0.72 m2. Alkunopeus = 1.0 m/s vaakasuorassa alkukohdassa. Kiekkojen painot 1 kg ja 1.5 kg (pyörimisenergian laskemista varten).

Kuvassa vaakasuora ruudun leveys on 50 m. Nähdään, että punasessa laskussa pyöräilijän huippunopeus (14.11 m/s) on piirtotarkkuuden rajoissa vakio noin välillä 240 m - 250 m lähtöpaikasta, mutta keltasessa (11.78 m/s) noin 205-240 m välillä. Huiput siis voidaan saavuttaa eri kohdissa mäkeä.

Jos siis alustavasti kuvattua menetlemää CdA:n laskemiseksi käytetään, täytyy selvittää todellisten huippunopeuskohtien kaltevuudet. Jos ovat erilaiset, laskenta voi toimia toimia väärin.

---

Leikitäänpä nyt vielä siten, että otaksutaan keltaisessa laskussa vanha_CdA = 0.80 m2 tunnetuksi. Ketterä mummo asettuu vaakasuoraan vatsalleen ajokkinsä päälle, pukee lycraa sinne, lycraa tänne ja hurauttaa mäen alas saaden nyt punasen käyrän tulokseksi. Mikä on hänen uusi CdA? (eipäs luntata! Lasketaan aiemmin kuvatulla menetelmällä, vaikka tiedetään tuloksen olevan enempi tai vähempi virheellinen).

Uusi_CdA = vanha_CdA * (11.78 m/s / 14.11 m/s )^2 = 0.80 m2 * 0.70 = 0.56 m2

Oikea arvo oli 0.40 m2, joten virhe on liian suuri, ei voi hyväksyä. Kuvastakin nähdään huippunopeuksia vastaavien mäen kohtien suuri kaltevuusero.(kuvassa tosin vertikaalista suuntaa on rajusti liioiteltu vaakasuoraan verrattuna; mäessä varmaan tarvitaan vatupassimittauksia erojen huomaamiseksi).

---

Entä jos näin suurten CdA-erojen sijasta tarkastellaan +-10 % eroja?

Vihreälle kolmannelle vaihtoehdolle on kuvassa nopeuskäyrä, kun CdA = 0.72, eli 10 % pienempi (parempi) kuin keltaisen ajon arvo 0.80 m2.
Nähdään kuvasta, että huippunopeudeksi tulee 12.15 m/s.

Tarkistetaan :

Uusi_CdA = vanha_CdA * (11.78/12.15)^2 = vanha_CdA * 0.94 = 0.75 m2
Vaikka arvot ovat lähellä toisiaan, niin ei tällaista eroa voi hyväksyä: kun pitäisi tulla 10 % putous CdA:n arvossa (0.8 m2 --> 0.72 m2), niin tuleekin vain 6 % putous.

---

Näyttäisi olevan tosiasia, että huippunopeudet saavutetaan tämmöisissä mäenlaskuissa aina kaltevuudeltaan niin erilaisissa kohdissa, että yksinkertainen laskutapa uudelle CdA:lle antaa liian pienen muutoksen. Oikea muutos on olennaisesti suurempi, melkein tupla. Itse asiassa tarkemmin pähkäilemällä tämä alkaa tuntua lähes itsestään selvältä: kun ilmanvastus on pienempi, niin mäki jaksaa kiihdyttää ajokkia pidemmälle nopeutta yhä lisäten.

Ei oikein innostaisi lähteä ratkaisemaan CdA:n arvoa siten, että laskettaisiin vierintäkitkakerrointa , mäen profiilia, kokonaismassaa ensin, ja niiden avulla
vasta CdA. Laiska ja mukavuudenhaluinen kun olen niin oikotiet kiinnostavat aina enempi kuin tallatut polut ...

Ehdotuksia?

Oatmeal Stout
03.09.2014, 14.50
Hyviä testejä mutta pyörissä pisti silmään että mihin on jääneet juomapullot ja telineet? Spessukuskit ei juo mitään?
Ne varmaan on mukana, kun testataan niiden muodon, asennon ja paikan vaikutusta.

CwA
03.09.2014, 18.35
Suoritat testin tasamaalla, siis todellakin aivan tasaisella pinnalla, jollaisen löytäminen on vaikeampaa kuin mäen, mutta kaksi ajoa eri suuntiin samassa kohtaa auttaa.

Lähtönopeus aina sama, (40km/h kai puskee tasamaalla vauhtia kohtuudella?) sitten kellosta sekunnit talteen kuinka kauan menee kunnes on nopeus X eli joku 5km/h. Aloituskohta pitää tietty jotenkin merkitä, samoin kohta johon päätyy. Siitähän saa matkankin sitten.

Mäessä kai onnistuu siten, että käyttää sitä kohtaa mäestä, jonka tietää olevan vakiokulmassa, merkkaa missä kohtaa jarruista irti/lähtö ja merkkaa sen missä 'testirata' päättyy.
Videolle ottaa rullauksen, niin saa ajan tarkasti, mittaa paljonko matka on, siitä voi laskea keskinopeuden ja videolta näkee myös maaliviivan ylityksen nopeuden, kun on vaikka 25 kuvaa sekunnissa ja merkitty mitta-asteikko 'maaliviivan' kohdalle.

Tolla videoinnilla pääsee mielestäni huomattavasti suurempaan tarkkuuteen kuin mittarilla ja täsmällinen toistettavuus on helppoa kun lähtö on mäessä merkattuna, ei alkuvauhtia, päästää vaan jarrut irti ja rullailee. Kaksi pokkaria reiluilla muistikorteilla tohon tarvitsee ja jotain risunpätkiä tai muuta materiaalia, teippiä tjms. Toinen kamera kiinni pyörään ja toinen maaliviivalle, pyörään kiinnitetty kuvaamaan siten, että eturenkaan kontaktipinta tiehen näkyy kuvassa.

Vaikka virtuadubilla voi sitten ruutu ruudulta käydä läpi materiaalia ja saa 1/25s tarkkuuden (tai tarkemmankin jos pokkarissa esim. 60 kuvan video).

Tasamaalla toki myös onnistuu ja siinä ei tarvitse välttämättä videota ottaa, vaikka se siinäkin helpottaa.

Jos noista olisi jotain kehityskelpoista ajatusta.

optimistx
04.09.2014, 11.31
Suoritat testin tasamaalla, siis todellakin aivan tasaisella pinnalla, jollaisen löytäminen on vaikeampaa kuin mäen, mutta kaksi ajoa eri suuntiin samassa kohtaa auttaa.

Lähtönopeus aina sama, (40km/h kai puskee tasamaalla vauhtia kohtuudella?) sitten kellosta sekunnit talteen kuinka kauan menee kunnes on nopeus X eli joku 5km/h. Aloituskohta pitää tietty jotenkin merkitä, samoin kohta johon päätyy. Siitähän saa matkankin sitten.

Mäessä kai onnistuu siten, että käyttää sitä kohtaa mäestä, jonka tietää olevan vakiokulmassa, merkkaa missä kohtaa jarruista irti/lähtö ja merkkaa sen missä 'testirata' päättyy.
Videolle ottaa rullauksen, niin saa ajan tarkasti, mittaa paljonko matka on, siitä voi laskea keskinopeuden ja videolta näkee myös maaliviivan ylityksen nopeuden, kun on vaikka 25 kuvaa sekunnissa ja merkitty mitta-asteikko 'maaliviivan' kohdalle.

Tolla videoinnilla pääsee mielestäni huomattavasti suurempaan tarkkuuteen kuin mittarilla ja täsmällinen toistettavuus on helppoa kun lähtö on mäessä merkattuna, ei alkuvauhtia, päästää vaan jarrut irti ja rullailee. Kaksi pokkaria reiluilla muistikorteilla tohon tarvitsee ja jotain risunpätkiä tai muuta materiaalia, teippiä tjms. Toinen kamera kiinni pyörään ja toinen maaliviivalle, pyörään kiinnitetty kuvaamaan siten, että eturenkaan kontaktipinta tiehen näkyy kuvassa.

Vaikka virtuadubilla voi sitten ruutu ruudulta käydä läpi materiaalia ja saa 1/25s tarkkuuden (tai tarkemmankin jos pokkarissa esim. 60 kuvan video).

Tasamaalla toki myös onnistuu ja siinä ei tarvitse välttämättä videota ottaa, vaikka se siinäkin helpottaa.

Jos noista olisi jotain kehityskelpoista ajatusta.
Kyllä tuntuvat kehityskelpoisilta, kiitos.
Meillä molemmilla on näköjään syntynyt tuo idea edestakaisesta tasamaa-ajosta toisistamme riippumatta.

Tein Otsolahden laiturialueella jokunen vuosi sitten useita edestakaisia tasamaatestejä , kun siinä pystyi mittaamaan korkeuden veden pinnasta helposti. Haittana oli, että siinä oli vähintään vienoja tuulenhenkäyksiä lähes aina. Siirryin sitten kesämökin läheisyydessä olevalla melkein vaakasuoralle tielle, joka oli muutaman kuukauden vanhaa asfalttia.

Yllätys taas.

Merkitsin asfalttiin valkoisella joka venttiilinkohtaa pyörähdyksen paikat noin 100 metrin matkalta + vauhtialue.. Otin joka pyörähdyksellä ohitusajankohdan Arduinopohjaiseen mittariini pinnan magneetista miljoonasosasekuntia paremmalla resoluutiolla. Toistin ajoja edestakaisin niin huolellisesti kuin osasin kymmeniä kertoja.

Yllätys oli, että toistokokeissa laskemani vierintäkitkakertoimen ja CdA:n arvot heittelivät kymmeniä prosentteja.

Kertakaikkiaan ärsyttävää. Pakko arvella, että pienet ilmanpyörteet olivat syy moiseen. Eliminoin pyörteet sitten niin, että otin pyörän vedottomaan huoneeseen telineeseen ja saatoin mittarillisen kiekon pyörähtämään kädellä tyrkäten. Senhän pitäisi silloin seurata ilmanvastuksen osalta neliölakia.

Varmaan satoja pyöräytyksiä tein viikkojen aikana. Jopa pesin saippualla kiekon osia, säädin laakereita ja tasapainotin kiekkoa yhä paremmin. Tarkkuus oli viimein sitä luokkaa, että arvelin näkeväni tuloksista ja pysähtymispaikasta, oliko yhteen pinnaan teipattuna parin sentin pätkä maalarinteippiä vai eikö ole!

Mutta tulokset eivät täsmänneet siltikään siihen, että kiekon pyörimisessä ilmanvastus riippuisi nopeuden neliöstä.

Tuntui, että jotain kaoottista hajontaa oli aina, merkillisen isoa.

Vuosien takaisia koemuistiinpanoja tutkiessani löysin sieltä maininnan, että magneettianturille oli kokeellisesti löytänyt alle 40 mikrosekunnin enimmäispoikkeaman (hajonta siis paljon alle sen). Mittausresoluutio ja tarkkuus eivät siis olleet syynä moiseen. (videossa 1/25 sekuntia on 40 ms eli 40 000 mikrosekuntia; tämä oli siis ainakin 1000-kertaisesti tarkempi; videointi-idea ei ollut tullut mieleeni ja aion ottaa sen käyttöön jatkossa jossain muodossa).

Tasaisella tai suoraviivaisesti laskeutuvassa mäen nopeus ja sijainti voidaan ratkaista differentiaaliyhtälöistä tarkasti eli analyyttisesti. Saadaan ihastuttavan kauniita ja pitkiä kaavoja: vihdoinkin käyttöä logaritmeille, arctangenteille, sineille, neilöjuurille ja muille otuksille. Ei tarvitse tyytyä numeeriseen ratkaisuun esim. Runge-Kuttan menetelmillä.

Tässä hieman neuvottomassa tilanteessa sattui äsken silmiini Fillari-lehden artikkeli . Entäpä jos nyt pääsisi kohti ratkaisua.

Pitäisikö tässä sanoa kommentistasi CwA, että hyvän idean tunnistaa yleensä siitä, että se on jo käytössä :).

Lisäys. Vaikka kiekon pyörityskokeissa työhuoneessa saatiin todella vaihtelevia arvoja ilmanvastuskertoimelle CdA, niin parilla kolmella parametrilla rakennettu regressiomalli antoi aika kauniita tuloksia, kuva alla viidestä pyöräytyksestä.https://lh6.googleusercontent.com/-SVmXrgAV6aQ/VAg52BphMbI/AAAAAAAAAPE/GIADRUVJhdE/s512/5pyorityskoetta.jpg

Aivan toisesta asiasta vuosia ihmettelemäni kuva, jonkun professorin sivuilta, joten pitäisi olla aika uskottava. Mutta silti vaikuttaa mahdottomalta. Kuvan alaosassa olevalla langan poikkileikkauksella väitetään olevan sama ilmanvastus kuin ylemmällä jättimäisen lennokin siipiprofiililla. Jos tämä on totta, eikö se tarjoaisi hurjia mahdollisuuksia vähentää pyörän ja pyöräilijän ilmanvastusta? Väsätään siipiosia sylintereiden sijasta?
https://lh3.googleusercontent.com/-aSVdIvT1cbw/VAg6BQwVG-I/AAAAAAAAAPM/5biaPek1yT0/s500/vastusvertailu_onko_totta.jpg

Voisikohan polkupyörässä käyttää hyväksi samaa ilmiötä kuin golfpallossa: tehdään tahallaan rypyliäinen pinta, jotta tulisi pyörteitä? Netissä on aika dramaattisia kuvia ilmavirtauksista rypyillä tai "trip wire":lla. Ja vielä yksi mahdollisuus muistiinmerkittäväksi pulmalistaan: Reynoldsin luvun miljoona paikkeilla pallon ja sylinterin ilmanvastus putoaa dramaattisesti, alle puoleen. Onko pyöräilynopeus liian pieni sen hyödyntämiseen?

CwA
04.09.2014, 23.34
Mun mielestä tossa pyöräytystestissä ja venttiilinpaikan merkkauksessa mahtuu olemaan liikaa muuttujia, jotka mahdollisesti voivat vaikuttaa tuloksiin.

Kun vähänkin kääntää ohjaustankoa, niin kuljettu matkahan muuttuu eikä venttiili osu merkkeihin.

Pyöräytyksen jälkeen pyörimisaikaankin vaikuttaa aika paljon se alkuvauhti ja jos tuota kompensoi nopeusmittarin avulla, niin yksi magneetti kun kiertää kierroksen nopeus on jo muuttunut siinä vaiheessa kun saadaan nopeus talteen toisesta kierroksesta alkaen.

En tosin tiedä riittävätkö nuo tekijät selittämään hajontaa tuloksissa.


Mitä tulee kuoppaiseen pintaan, niin ehkä tällä sivulla oleva graafi vastaa tuohon:
http://www.titleist.com/technology/details.asp?id=20

Eli jos nopeus on yli 70km/h, ero saattaa olla jopa mitattavissa, en usko, että alle 40km/h vauhdeissa tuolla saa mitattavissa olevaa eroa.

70ft/sec on ~76km/h.

Kokeiles Googlen hakuun tälläisiä sanoja:
bicycle aero body sock

optimistx
05.09.2014, 11.36
Kiitos golfpallolinkistä ja koko kommentista. Kun linkissä olevan kuvan käyrää jatkaa nopeuteen 30 km/h, saattaa pientä hyötyä olla mutta tuskin vaivan arvoista.

Avainsanat "bicycle aero body sock" googlen hakuun antavat kyllä hyvät naurut, kun napsuttaa hakutuloksista pelkät kuvat.

Tuontapaiset ratkaisut kiinnostavat suuresti. Ei ole sietämätöntä melua niinkuin sukkulanmuotoisissa muovipömpeleissä. Ratkaisut ovat kevyitä. Mutta useimmat kai ovat syntyneet mutu-menetelmällä, eikä ole helppo tietää varmasti, miten ne auttavat numeroilla kertoen. Pitäisi kyetä mittailemaan. Ai juu, mutta sitähän me tässä säikeessä yritämme...

---

Tasamaan testissä on tosiaan mahdollista kiemurrella tahtomattaan. 100 - 200 m matkalla nopeuksilla 5- 10 m/s venttiilinpaikan siirtymä koepätkän lopussa oli luokkaa 10 cm enintään, muistaakseni. Kiemurtelu lienee ollut hyvin samantapaista eri ajoissa. Mutta täytyypä jatkokokeissa dokumentoida siirtymätkin.

Huomiosi nopeuden muutoksista pulssivälillä on aiheellinen. Menin aluksi retkuun siinä. Ajossa mitataan oikeastaan vain pulssien ajankohtia ja loput on sitten niistä laskemista. Kehän pituus jaettuna kahden pulssin (alkureunojen) aikaerolla antaa vain keskinopeuden sillä kierroksella. Kiihtyvyys ei ole tarkkaan ottaen laskettavissa keskinopeuksien muutoksista kahdella pulssivälillä!

Alla on vuodelta 2003 ensimmäisistä kokeista taulukkoa, jonka tein kannettava sylissä melkein tasamaata rullaten (lievää laskua kaiken aikaa). Windowsiin oli pistetty säikeen prioriteetiksi real_time_critical, ja prosessille high_priority_class, ja kello oli pc:n suuren tarkkuuden kello hrTimer, jonka arvo heittää alle mikrosekunnin. En tiedä, tuliko silti pulssinajankohtien lukemiseen jotain ylimääräisiä vaihtelevia viiveitä. Tulostaulukko on todella masentava: nopeushan pomppii ylös alas!




pulssi
aikaväli sekuntia
nopeus ms/s
"kiihtyvyys" m/s^2

Kehä = 1,72 m


0







1
0,224071808
7,67611





2
0,223466703
7,69690
0,093013573




3
0,220159573
7,81252
0,525160126




4
0,220293669
7,80776
-0,021587516




5
0,219101058
7,85026
0,193970771




6
0,219298010
7,84321
-0,032149556




7
0,219690240
7,82921
-0,063740144




8
0,217032635
7,92508
0,441731153




9
0,216355454
7,94988
0,114649581




10
0,218027456
7,88891
-0,279624369




11
0,215864329
7,96797
0,366216167




12
0,217214502
7,91844
-0,228012864




13
0,216991569
7,92658
0,037491108




14
0,215818234
7,96967
0,199678517




15
0,216591796
7,94121
-0,131416966




16
0,214543489
8,01702
0,353387200




17
0,215592786
7,97800
-0,180985211




18
0,216956369
7,92786
-0,231116522




19
0,214855260
8,00539
0,360838314




20
0,212446572
8,09615
0,427231779




21
0,217693055
7,90103
-0,896309173




22
0,215981663
7,96364
0,289867556




23
0,217851455
7,89529
-0,313750144




24
0,217217855
7,91832
0,106021052




25
0,218485057
7,87239
-0,210201251




26
0,217346922
7,91362
0,189667753




27
0,217400560
7,91166
-0,008981031




28
0,217450845
7,90983
-0,008413642




29
0,217682999
7,90140
-0,038752033




30
0,217864027
7,89483
-0,030135516




31
0,217779379
7,89790
0,014090490




32
0,217594998
7,90459
0,030756013




33
0,217501132
7,90800
0,015684288




34
0,217832179
7,89599
-0,055171210




35
0,217377094
7,91252
0,076045124




36
0,217926046
7,89259
-0,091459908




37
0,217785246
7,89769
0,023429610






Myöhemmissä kokeissa samalla periaatteella toteutetuissa kokeissa 2013 kesämökkitien uudella asfaltilla oli samantapaista hyppimistä.
Muokkaus. Lisätäänpä oikeanpuolimmaisen sarakkeen kuva. Kun käyrän loppuosassa vaihtelut ovat pieniä, niin siitä voi varmaan päätellä jotain. Kun vain tietäisi, mitä. Tämä esimerkki on satunnaisesti valittu kymmenien joukosta. En välttämättä silloin osannut varoa mitättömiä tuulenpyörteitä yhtä hysteerisesti kuin nykyään. Saattoivat koivunlehdet heilua välillä ja välillä eivät.
https://lh5.googleusercontent.com/-guURDJuYbP4/VAmN0Gc_hEI/AAAAAAAAAPw/kqenhWcApKY/s600/nopeusvaihteluita_2003.jpg

CwA
05.09.2014, 15.14
Oliko sulla kello ja pulssien luku erillään toisistaan, eli eihän käynyt vaan niin, että kello odotti pulssinlukemisen tai datan kirjoittamisen?

Lisäksi olitko testannut tarkasti vakionopeudella annettujen pulssien kanssa ohjelmiston ja laitteiston luotettavuuden?

Jos sulla on prosessin prioriteetti realtime, niin se joskus tekee sen, että esim. kirjoitus levylle aiheuttaa pysähdyksiä, olen huomannut, että high asetuksella toiminta tasavarmempaa :)

Tarkalla reguloinnilla askelmoottoria käyttäen ehkä voisi saada suhteellisen tasaisia pulsseja aikaiseksi? Tosin on varmaan parempiakin keinoja elektroniikan ihmeellisessä maailmassa, mutten niitä niin tunne.

Vanhoissa hiirissä, joissa oli se pallo sisällä, oli optiset vermeet, joilla luettiin muovirullan päässä olevan reikälevyn reikien juoksua, voisithan tehdä renkaan kyljestä pyöritysvoinmansa saavan optisen reikälevyn pyörittimen ja lukea tuota dataa, jolloin saisit hirvittävän määrän pulsseja per kierros ja täten tarkkuus olisi suurinpiirtein reaaliaikainen. Takarenkaasta jos tuo pyörisi niin tulisi ehkä tarkempi.

Toki ainahan voi tehdä kuten aikoinaan TM autotesteissä oli se 'viides pyörä', jolla mittasivat auton suorituskykyä tarkasti, toki pyörän tapauksessa kyseessä olisi kolmas pyörä, sen massa ja vierintävastus toki pitäisi kyetä laskemaan, samoin kuin ilmanvastus, jotta saisi vain fillarin ominaisuudet selville.

Google löytänee lisää, mutta tuossa on esimerkki, josta käynee ilmi, että millaisesta vimpaimesta on kyse.
http://www.pegasem.com/english/products_uk/fwl_uk.htm

Noita vanhoja pallolla varustettuja hiiriä taitaa olla vieläkin monessa paikkaa täysin ilmaiseksi saatavissa, jonka pohjalta rakentelu helpottunee.

optimistx
05.09.2014, 18.04
Oliko sulla kello ja pulssien luku erillään toisistaan, eli eihän käynyt vaan niin, että kello odotti pulssinlukemisen tai datan kirjoittamisen?

Lisäksi olitko testannut tarkasti vakionopeudella annettujen pulssien kanssa ohjelmiston ja laitteiston luotettavuuden?

Jos sulla on prosessin prioriteetti realtime, niin se joskus tekee sen, että esim. kirjoitus levylle aiheuttaa pysähdyksiä, olen huomannut, että high asetuksella toiminta tasavarmempaa :)

Tarkalla reguloinnilla askelmoottoria käyttäen ehkä voisi saada suhteellisen tasaisia pulsseja aikaiseksi? Tosin on varmaan parempiakin keinoja elektroniikan ihmeellisessä maailmassa, mutten niitä niin tunne.

Vanhoissa hiirissä, joissa oli se pallo sisällä, oli optiset vermeet, joilla luettiin muovirullan päässä olevan reikälevyn reikien juoksua, voisithan tehdä renkaan kyljestä pyöritysvoinmansa saavan optisen reikälevyn pyörittimen ja lukea tuota dataa, jolloin saisit hirvittävän määrän pulsseja per kierros ja täten tarkkuus olisi suurinpiirtein reaaliaikainen. Takarenkaasta jos tuo pyörisi niin tulisi ehkä tarkempi.

Toki ainahan voi tehdä kuten aikoinaan TM autotesteissä oli se 'viides pyörä', jolla mittasivat auton suorituskykyä tarkasti, toki pyörän tapauksessa kyseessä olisi kolmas pyörä, sen massa ja vierintävastus toki pitäisi kyetä laskemaan, samoin kuin ilmanvastus, jotta saisi vain fillarin ominaisuudet selville.

Google löytänee lisää, mutta tuossa on esimerkki, josta käynee ilmi, että millaisesta vimpaimesta on kyse.
http://www.pegasem.com/english/products_uk/fwl_uk.htm

Noita vanhoja pallolla varustettuja hiiriä taitaa olla vieläkin monessa paikkaa täysin ilmaiseksi saatavissa, jonka pohjalta rakentelu helpottunee.

Vuoden 2003 kokeissa kelloa luettiin jatkuvasti (8.5 microsekuntia/kysely), ja samassa silmukassa assemblerkoodilla kyseltiin, oliko pulssi alkanut. Jos oli, niin ohjelma ryntäsi kysymään kelloa uudestaan ja vertasi, oliko kahden kellokyselyn väli pieni luku. Yleensä oli. En en osaa kuvitella, miten ajankohta pulssin alulle voisi olla enempää kuin harvoja mikrosekunteja pielessä. Ajankohdat talletettiin RAM-muistitauluun sitten kaikessa rauhassa.

Arduinolla vastaava homma hoidetaan digitaali-inputia kuuntelevalla keskeytysrutiinilla, joka heti kysyy ajastimen mikrosekunnit ja vie RAM-tauluun. Rutiini vie 3 mikrosekuntia ja risat. Taulua luetaan kaikessa rauhassa ajon jälkeen. Virhe tässäkin enintään luokkaa harvoja mikrosekunteja. Ja sen saa halutessaan vieläkin hieman parannettua. Jos pulssiväli olisi tyypillisesti 200 000 mikrosekuntia, niin 1-2 mikrosekunnin heitto täällä ei voi haitata. Vai voisiko...

Ehkä olen tuijotellut noita liian pitkään ja tullut sokeaksi jollekin virhelähteelle.

Täytyypä tulevaisuutta varten hakea kirppikseltä optinen hiiri. Mutta tuo auton perään asetettava laite tuntuu hieman epäkäytännölliseltä ;). Mutta hyvä tietää myös isojen poikien leluista. Kuulemma miehet erottaa pojista vain lelujen koko.

CwA
05.09.2014, 22.45
Ehdottoman epäkätevä se auton perään tuleva, mutta siinäkin voi olla jotain, jota voi hyödyntää omissa systeemeissä, ovat varmaankin montaa asiaa joutuneet miettimään ja kokeilemaan ennen kuin on saatu valmista, joten moisten tekemisestä kertovat tieto voisi tarjota jotain uutta projektiisi.

Tiedon löytäminen on vaan aina sellainen työmaa.

Mulla on takaraivossa muistikuva siitä kuinka prossun kuormitusasteesta johtuen tarkkaa ajankohtaa oli vaikea saada tehtyä, eli jos prossukuorma hyppää hetkeksikin maksimiin, niin siitä osasi tulla jotain viiveitä timeriin, mutta siitä on hirvittävän kauan kun koodasin enkä enää muista ollenkaan mihin tuo edes liittyi.

Kuitenkin kannattaa testata, että varmasti vakionopeudella tuleva impulssi antaa softassa tarkasti oikean lukeman, mitenkäs se menikään, että olettamus oli kaikkien mokien äiti? :D

Jostainhan sen edestakaisin hyppivän nopeuden täytyy tulla, jos sulla on noin 0,22 sekuntia väliä kun nopeus heittelee edestakaisin, niin tuskin tuuli sitä tekee, kova rengas ja epätasaisuudet asfaltissa toki voivat jotain tehdä, mutta epäilyttää sekin, jotenkin mieltäisin sen enemmänkin koodista tulevaksi.

Toki kyllähän kohinan seastakin jonkinlainen trendi löytynee. Sekin pitää muistaa, että aina suurempi tarkkuus ei tuota tarkempaa dataa, jossain menee raja jossa tulee enemmän kohinaa kuin todellista tietoa.

optimistx
06.09.2014, 16.24
...

Kuitenkin kannattaa testata, että varmasti vakionopeudella tuleva impulssi antaa softassa tarkasti oikean lukeman, mitenkäs se menikään, että olettamus oli kaikkien mokien äiti? :D

Jostainhan sen edestakaisin hyppivän nopeuden täytyy tulla, jos sulla on noin 0,22 sekuntia väliä kun nopeus heittelee edestakaisin, niin tuskin tuuli sitä tekee, kova rengas ja epätasaisuudet asfaltissa toki voivat jotain tehdä, mutta epäilyttää sekin, jotenkin mieltäisin sen enemmänkin koodista tulevaksi.
...

Vuoden 2003 rullaustestiesimerkkissä peräkkäisten pulssivälien pituudet erosivat "tyypillisesti" +-1 ms (= +-1000 mikrosekuntia)toisistaan, mikä tekee 220 ms pulssivälistä noin 0.5 prosenttia.

Tarkastelin viimeinkin aiheellisen ehdotuksesi mukaan nykyisen Arduino-mittarini tarkkuutta mahdollisimman vakioisella pulssitaajuudella.

Yksi pinnamagneetti. Sähkömoottorilla työhuoneen telineessä pyörittämään. Ikkuna kiinni, ettei ilma pyörteile vedon takia ;).

Talletettiin muistiin 30 pyörähdyksen ajat sitten kun pyöritysnopeus oli vakiintunut.

Tulos ensimmäisestä yrityksestä:

Kierrosajan suurin arvo oli 181624 mikrosekuntia, pienin arvo 181580 mikrosekuntia. (eli 0.181624 sekuntia - 0.181580 s). Näiden ääripäiden erotus on 44 mikrosekuntia. Vaihteluväli on siis vain 0.024 %.

Jos ulkonarullatessa viereiset pulssivälit heittelevät yhä noin 1000 mikrosekuntia toisistaan, niin sensori, mikroprosessorin elektroniikka ja ohjelmistot voivat olla syyllisiä vain noin 1/50 osaan siitä. Loput täytyy olla jotain muuta. Eikö totta?

Teen pian vastaavan rullauskokeen ulkona, kunhan on varmasti tyyni paikka ja aika.

Muokkaus/lisäys:
Tein saman kokeen telineessä 2 kertaa uudestaan. Ääripäiden välit 32 mikrosekuntia ja 48 mikrosekuntia eli samaa luokkaa kuin aiempi 44 mikrosekuntia.

Alkoi jo tosissaan jännittää, onko ilmanpyörteily sittenkään se syy pulssivälien suureen vaihteluun. Jos ei ole, niin mitä muita syitä voisi olla? Tulee nyt mieleen nämä:
- renkaan litistymisen vaihtelu muuttaa kehän pituutta ja siten pulssiväliä (mittari eturenkaassa)
- kallistelu tasapainon ylläpitämiseksi nostaa ja laskee painopistettä ja siten vaikuttaa mitattuun nopeuteen
- pienet ajajan liikkeet siirtävät painopistettä eteen/taakse ja siksi nopeus muuttuu (pumppaaminen ylämäessä tuttu ilmiö)
- ohjaustangon kääntäminen vähänkin aiheuttaa kummallisia ilmiöitä litistymiskohdassa ja muuttaa kiekon pyörimistä arvaamattomalla tavalla (kuin jäällä lipsuisi tms)
- mikroprosessorin kellon 16 Mhz kide tikittelee epäsäännöllistä vauhtia (tuskin on mahdollista tuotespesifikaatioiden mukaan)
- pienet vihreät miehet kiusaavat (pannaan nyt tämäkin tänne, jotta hullujakin ehdotuksia vastaanotetaan)

Mitä muuta voisi tulla mieleen?

Listan kohtia voisi ulkosalla kokeessa testailla, kenties. (paitsi pieniä vihreitä miehiä).

Voisi tietysti taas kysyä, mitä väliä tällä on? Voihan pyöräillä kilpaa tai huvikseen välittämättä näistä hölkkäsen pöläystä.

Jos pystyy mittaamaan nopeuden vaihteluja tarkasti, voi siis tietää hetkellisen kiihtyvyyden ja siten tietää ajokkiin vaikuttavan kokonaisvoiman (kun massa tunnetaan). Kun tietää sen, voi verrata pyöräsimulaattoria ja tosielämää aivan kaiken aikaa. Se avaa aivan uusia mahdollisuuksia numeroiden ystäville. Ajamisen energiankäytön parempaa optimointia yms.

...
Näköjään olin kirjoittanut samaan aikaan tätä muokkausta, kun CwA vastasi. Samoilla linjoilla näköjään ...

CwA
06.09.2014, 18.05
Vuoden 2003 rullaustestiesimerkkissä peräkkäisten pulssivälien pituudet erosivat "tyypillisesti" +-1 ms (= +-1000 mikrosekuntia)toisistaan, mikä tekee 220 ms pulssivälistä noin 0.5 prosenttia.

Tarkastelin viimeinkin aiheellisen ehdotuksesi mukaan nykyisen Arduino-mittarini tarkkuutta mahdollisimman vakioisella pulssitaajuudella.

Yksi pinnamagneetti. Sähkömoottorilla työhuoneen telineessä pyörittämään. Ikkuna kiinni, ettei ilma pyörteile vedon takia ;).

Talletettiin muistiin 30 pyörähdyksen ajat sitten kun pyöritysnopeus oli vakiintunut.

Tulos ensimmäisestä yrityksestä:

Kierrosajan suurin arvo oli 181624 mikrosekuntia, pienin arvo 181580 mikrosekuntia. (eli 0.181624 sekuntia - 0.181580 s). Näiden ääripäiden erotus on 44 mikrosekuntia. Vaihteluväli on siis vain 0.024 %.

Jos ulkonarullatessa viereiset pulssivälit heittelevät yhä noin 1000 mikrosekuntia toisistaan, niin sensori, mikroprosessorin elektroniikka ja ohjelmistot voivat olla syyllisiä vain noin 1/50 osaan siitä. Loput täytyy olla jotain muuta. Eikö totta?

Teen pian vastaavan rullauskokeen ulkona, kunhan on varmasti tyyni paikka ja aika.

Noinhan se täytyy olla, että jotain muuta sitten on oltava, onhan siinä moniakin mahdollisuuksia, pinta ei aivan tasainen, siinäkin asfaltin karkeusvaihtelu sekä kallistumavaihtelu voivat olla osatekijöitä.
Kumminkin jollain tavalla samoissa paikoissa pitäisi nopeudenmuutoksien olla jos samalla ajolinjalla ajaa samassa paikassa useamman testin.

Teoriassa pitäisi päästä tarkuudessa sellaiselle riittävälle tasolle, kuinka sitten käytännössä jää nähtäväksi :D

Jake_Kona
06.09.2014, 19.27
Saatikka jos puhaltaa vastaan. Kovempaa kulkua saa kun puhaltaa perästä ;)

optimistx
08.09.2014, 12.31
Tein eilen ulkona yhden loivan mäen laskun, Jousenkaarella Tapiolassa. Tarkoitus oli selvittää, hyppivätkö pulssivälit varmasti yhtä rajusti kuin v. 2003 kokeessa.
Koivujen lehdet heiluivat puiden yläosissa, mutta eivät juurikaan alaoksilta. Läppäri syliin ja siihen Arduino syötti magneettianturista oman 16Mhz kellonsa mukaisia pulssien alkujen ajankohtia mikrosekunteina. Ajankohdat taulukkolaskentaohjelmaan ja piirros niiden väleistä. Näkyy, että +- 1000 mikrosekunnin heittelyt olivat tavallisia. (ehkä pistän graafisen esityksen myöhemmin tänne).

---
Sopii tietysti ihmetellä, onko +- 1ms vaihtelut haitallisia, jos pulssivali on tyypillisesti 200 ms. Onhan ero vain 0.5 % .

Mielestäni on. Yritän perustella sitä numeroesimerkillä nyt oikein hitaasti ajatellen ;). Toivottavasti joku huomaa virheen tässä.

Olkoon pyörän kehän pituus 1.5 m ja rullausnopeus sellainen, että pulssiväli on 200 ms (millisekuntia). Nopeus on siis 7.5 m/s eli 27 km/h.

Olkoon seuraava pulssiväli 191 ms (eli 0.5 % pienempi).

Uusi nopeus on 1.5 m / 0.199 s = 7.53768844221 m/s eli 27.13567839196 km/h keskimäärin tuon pulssin aikana.

Minkäkokoinen voima ja teho riittäisivät aiheuttamaan noin suuren muutoksen?

Voima on Newtonin I lain mukaan F = m * a

Otaksutaan pyörän ja ajajan yhteiseksi massaksi m = 100 kg

Kiihtyvyys a on nopeuden muutos aikayksikössä.

Nopeuden muutos on
1.5m/0.199 s - 1.5m/0.200 s = 0.03768844221 m/s

ja aikaväli (suunnilleen), jona aikana tämä nopeuden muutos on tapahtunut, on 0.200 s

Kiihtyvyys on siis 0.18844221105 m/s^2 (vertaa maan vetovoiman kiihtyvyyteen Hgissä 9.81 m/s^2)

F = m * a = 100 kg * 0.18844221105 m/s^2 = 18.8 newtonia ( tämä on suunnilleen se voima, jonka tarvitset kannatellessasi kädessäsi 1.88 kg:n massaa)

"Joku" on tavallaan tyrkännyt melkein 2 kg:n punnuksella pyöräilijää selkään 0.2 sekunnin ajan!

Tämä "joku" on käyttänyt tehoa tuon 0.2 sekunnin ajan kaavan P = F*v mukaan:

P = F * v = 18.8 N * 1.5 m/0.2 s = 140 wattia

Kun retkipyöräilijän tyypillinen teho on esim. suuruusluokkaa 100 wattia, niin lyhyen aikaa tuo "joku" riehuu suuremmalla teholla kuin pyöräilijä itse. Pulssivälien eroja on myös suurempia.

Mikä ihme se voisi olla? Vai ajanko takaa haamuja tässä?

---
Muokkaus.
Alla peräkkäisten pulssivälien pituuserot mikrosekunteina. (1000 = 1 millisekunti = 0.001 sekuntia), kuvattuina ajon pulssin 100 kohdalta eteenpäin noin 100 pulssia. Sinä aikana nopeus pieneni hitaasti siten, että pulssiväli lisääntyi noin 150 millisekunnista 170 millisekuntiin. Asfaltti oli silmämäärin aika tasaista.
Sininen käyrä on alkuperäiset havainnot, punanen viiden pulssin keskiarvot
https://lh4.googleusercontent.com/-SXFdUjCc0FI/VA2EJZuVvSI/AAAAAAAAAQk/dJDHwcSUXog/s576/jousenkaari_osa_tasoituksin.jpg

CwA
08.09.2014, 18.33
Magneettianturi muuttuu epävakaaksi eri lämpötilassa?

Mullahan tuo Karhun langaton nopeusmittari näyttää aika usein nollaa, kun lämpötila on alle +20C.

Esimerkiksi 80km matka noin +12C kelissä rekisteröity 23km matkana mittariin. Vaihdoin kerran takuuseenkin ja sama juttu.

HeikkiO
09.09.2014, 19.23
Laita nopeusmittari takakiekkoon, kiemurtelee ainakin vähemmän.

optimistx
09.09.2014, 20.23
Magneettianturi muuttuu epävakaaksi eri lämpötilassa?

Mullahan tuo Karhun langaton nopeusmittari näyttää aika usein nollaa, kun lämpötila on alle +20C.

Esimerkiksi 80km matka noin +12C kelissä rekisteröity 23km matkana mittariin. Vaihdoin kerran takuuseenkin ja sama juttu.
Voi harmi. Luin asiasta aloittamasi säikeen. En ole näillä vanhanaikaisilla reed-releesen pohjautuvilla langallisilla kokenut mitään tuontapaista pulmaa edes helmikuisissa ajoissa. Ihmetyttää, tuleekohan langattomilla kaikenlaista viivettä lähetyksen aloittamisen ja muun protokollatemppuilun kanssa verrattuna langassa parhaimmillaan lähes valonnopeudella kiitävään signaaliin. Kun mikroprosessori on vastaanottanut signaalin, ja katsoo kelloansa, niin se kellonaikahan on menneen talven lumia, varmaan monta 1/1000 sekuntia sitten se magneetti vilahti ja huitelee jo huitsin Nevadassa... ;)


Laita nopeusmittari takakiekkoon, kiemurtelee ainakin vähemmän.
Hyvä ajatus. Taidanpa oitis lisätä langan takakiekostakin mittariin, niin voi sitten vertailla tuloksia, kiemurtelun määrää ja kenties muuta jännää tai yllättävää.

---
Lisäys sunnuntaina 14.9:

Ajelin 5 laskua Jousenkaarella eilen. Yllätys!Ohessa pulssivälien keston muutoksista kuva. Pystyakselilla mikrosekunteja, vaaka-akselilla pulssinumeroita. Nollan yläpuolella pulssien väliajat pienenevät eli nopeus kasvaa. Nopeus kasvaa noin pulssin 90 tienoille ja alkaa sitten vähentyä hitaasti. Nähdään, että huippunopeuden saavutuspaikan tienoilla pulssien väliajat vaihtelevat yli 500 mikrosekuntia (= puoli millisekuntia) ylös alas ( Eli mikä olisi "oikea" maksiminopeus ?)
Eikös kuvasta aavistele, että muutokset riippuvat asfaltin paikoista (= pulssinumerosta vaaka-akselilla) aika johdonmukaisesti ainakin paikoitellen? Olettamukseni, että pyörteet aiheuttavat suuria äkillisiä nopeudenmuutoksia, saattaa olla väärä. Syynä saattaa olla asfaltin aaltoilu, epätasaisuudet tms. Jos syy olisi ilmanpyörteet, ne tuskin tulisivat eri ajoissa juuri samoilla kohdin.
Toistan vielä nuo 5 ajoa tarkemmin seuraten yhtä ajolinjaa.
Jos käyrät silloin asettuvat kauniimmin päällekkäin, niin voisi ehkä helpottaa ilmanvastuskertoimen määrittelyä melkein kotipihaharjoitteluksi, nopeaksi tehdä milloin vain ...

Ehkä olisi hyvä vaihtaa jatko näistä mittausasioista uudeksi säikeeksi. Kannatusta tai vastustusta?
https://lh6.googleusercontent.com/-4tyDQXf9ThI/VBU5EZ_XgOI/AAAAAAAAAQ8/exk2ZbSOL4w/s1152/jousenkaari5ajoa20140913.png

optimistx
14.09.2014, 16.09
Tämänpäiväiset 5 rullausta Jousenkaarella ovat osaksi tässä kuvassa.


https://lh3.googleusercontent.com/-UinBVBKCk4E/VBWMrvx_EtI/AAAAAAAAARQ/ZpfsRqnYu-I/s1024/jousenkaari5ajoa20140914osa.png Lähtökohdassa venttiili sijoitettiin +-2 cm sisään viemärinkannen keskipisteestä ja pyrittiin rullaamaan niin samaa reittiä kuin mahdollista, samalla tavoin, samassa asennossa.
Kuvassa on lähdöstä 23 pulssia jätetty pois, ja otettu noin 114 pulssiväliä. Arvot ovat pulssiajan muutoksia edelliseen verrattuna miljoonasosasekunneissa eli mikrosekunneissa. Kuvan pulssien 1-70(suunnilleen) aikana pulssiväli lyhenee ( nopeus nousee), ja siksi arvot ovat negatiivisia. Noin pulssin 84 jälkeen muutokset ovat pääosin positiivisia eli nopeus hidastuu.
Suunnilleen pulssien 70-84 paikkeilla nopeus ei keskimäärin muutu (muutokset pomppivat nollan molemmin puolin).

Tulos veti suuta hymyyn. Eri ajojen saman pulssin kohdalla olevat arvot ovat yleensä kauniisti lähekkäin . Enpä olisi etukäteen uskonut näin kaunista yksimielisyyttä!

Tämän perusteella näyttää, että pulssivälien vaihtelut (ja siis nopeuden vaihtelut, ja siitä seuraten kiihtyvyyvaihtelut) riippuvat pääasiassa paikasta. Vaihtelut eivät voi olla peräisin pyörästä eivätkä ajajasta yksin, eikä tuulesta. Pyörällä voi olla tekemistä asian kanssa vain yhdessä tienpinnan paikallisten piirteiden kanssa. Esim. jos töyssyssä kumi litistyy, niin kiekon säde pienenee ja kiekko kierähtää lyhemmällä matkalla ja lyhemmässä ajassa kierroksensa.

Kokeen aikana koivunlehdet heiluivat, ja Harmajalla raportoitiin tuulta 2 m/s:
Muokkaus: Sinertävä hieman muita leveämpi juova on kaikkien viiden havainnon keskiarvo ko. pulssin kohdalla.

Lisäys maanantaina 14.9:

https://lh3.googleusercontent.com/-dhASmkixaSU/VBaRBPI4eWI/AAAAAAAAARo/rLQRxyo55wc/s720/jousenkaari5ajoa20140914huippunopeus.png
Kuvassa on sunnuntaisen 5 ajon sarjan pulssiväliaikoja siltä alamäen pätkältä, jossa nopeus oli suurimmillaan. Vasemmalle on merkitty väliajat mikrosekunteina ja ylhäällä on pulssinumero kuvan aloituksesta lähtien. Paksut 5 viivaa kuvaavat kukin yhtä rullausta mäkeä alas, ja ohut sininien niiden keskiarvoa kullakin pulssivälillä.

Yhden kiekon pyörähdyksen aikana kuljetuksi matkaksi otaksutaan jatkossa täsmälleen 1.460 m .

Kaikki rullaukset mahdollisimman samalla tavalla kaikin puolin. Teoriassa siis kaikkien käyrien pitäisi olla samat, eli "päällekkäin".

Punasessa rullauksessa saavutettin lyhin pulssiväli (suurin nopeus) kohdassa 20. Se on 154044 mikrosekuntia. Sillä välillä keskinopeus on siis 1.460 m/ 0.154044 s = 9.47781 m/s , eli 34 km 120 m tunnissa.

Ruskeassa (hitaimmaksi osoittautuneessa) rullauksessa lyhin pulssiväli (suurin nopeus) oli kohdassa 13, eli 7 pulssiväliä aikaisemmin kuin punasessa. Se on 159684 mikrosekuntia, josta tuntinopeus 32 km 915 m.

Keltaselle 155548 mikrosek kohdassa 24, tuntinopeus 33 km 790 m

Vihreälle 158480 mikrosek kohdassa 13, tuntinopeus 33 km 165 m

Siniselle 159008 mikrosek kohdassa 13, tuntinopeus 33 km 055 m

Ohuesta sinisestä keskiarvokäyrästä saadaan minimiaika 157488,8 mikrosek kohdassa 20, tuntinopeus 33 km 373 m 80 cm ;)

Lasketaan viiden rullauksen maksiminopeuksien keskiarvot riippumatta paikasta.

(34,120 km + 32,915 km + 33,790 km + 33,165 km + 33,055 km ) / 5 = 33 km 409 m / h

Tämä keskiarvo eroaa ohuen käyrän keskiarvosta 31,8 m /h eli 0.095 %, noin promillen.

Viiden rullauksen nopeimman ja hitaimman erotus on 34,120 km/h - 32,915 km/h = 1,205 km/h. Täydellisen tarkassa koejärjestelyssä tämän eron pitäisi olla nolla.

Ero on 3.66 % yli hitaimman nopeuden. Plus miinus pari prosenttia heittoa keskiarvosta.

Jos teen uuden 5 kokeen sarjan samoilla edellytyksillä, paljonko sen kokeen keskiarvo voisi todennäköisesti enintään poiketa si tämän kokeen keskiarvosta? Voiko vastauksen laskea?

2 %? 1 %? 0.5 %? 0.1 %?

Minkä kokoinen prosentuaalinen muutos pitäisi ilmanvastuskertoimeen vaikuttavalla seikalla olla, että se näkyisi kohtalaisen varmasti uudessa 5 rullauksen sarjassa?

10 % ? 5 ? 1 %

Esim. kuvitellaan, että muutan jotain ilmanvastukseen vaikuttavaa tekijää tarkoituksella, ja haluaisin tietää, montako prosenttia se muuttaa ilmanvastuskerrointa ja mihin suuntaan. Miten varma voi olla asiasta? Jos 5 laskun huippunopeuden keskiarvo muutoksen jälkeen on 1.0 % suurempi kuin yllä saavutettu keskiarvo 33,409 km/h, niin kuinka varmasti muutos on parannus aiempaan? Onko sittenkin mahdollista, että se onkin huononnus?

Miten voisi toteuttaa kokeen vähemmällä vaivalla ja luotettavammin?


---

Tämäntyylistä koetta ajoin tavanomaisilla pyörän nopeusmittarilla aiemmin Kimmeltiellä Otaniemessä. Se antaa maksiminopeuden, mutta en kohtuuvaivalla saa selville, miten se lasketaan mittarin salaisessa ohjelmistossa. Monestako havainnosta? Painokertoimet? Jätetäänkö pois joitakin havaintoja ja miten? Pyöristyssäännöt? Jne.

Kuvan käyrien numeroarvot taulukkona tässä (oikeanpuoleinen on keskiarvo):


165136 160356 162784 164188 166064 163705,6
164504 159752 162076 163440 165352 163024,8
163232 158676 160924 162460 164236 161905,6
162836 158236 160528 162132 163968 161540,0
162264 157616 159804 161456 163252 160878,4
161276 156772 158768 160556 162352 159944,8
161268 156544 158516 160520 162156 159800,8
160380 155608 157728 159572 161152 158888,0
160240 155252 157464 159396 160920 158654,4
159372 154412 156700 158728 160068 157856,0
159368 154460 156424 158688 160024 157792,8
159768 154732 156560 158896 160116 158014,4
159008 154356 156124 158480 159684 157530,4
159364 154540 156316 158788 160068 157815,2
159732 154968 156704 159108 160392 158180,8
159512 154460 156204 159072 160248 157899,2
159512 154584 156220 159108 160084 157901,6
159632 154564 156100 159160 160132 157917,6
160500 155496 157048 159868 160932 158768,8
159120 154044 155668 158896 159716 157488,8
160064 154932 156208 159536 160304 158208,8
159104 154120 155584 159044 159788 157528,0
160084 155036 156204 160040 160556 158384,0
159640 154472 155548 159204 159828 157738,4
159904 154760 156168 159812 160372 158203,2
160292 155112 156576 160340 160768 158617,6
160488 155200 156544 160548 160740 158704,0
160812 155368 156684 160624 160764 158850,4
161388 155904 157404 161508 161508 159542,4
161168 155788 157276 161456 161368 159411,2
162400 156916 158312 162568 162368 160512,8

optimistx
16.09.2014, 10.17
Tarkastellaan edellä esitetyn kuvan "Huippunopeudet" pulssia 20. Siinä kohdassa pulssivälien hajonta on 2489 mikrosekuntia (laskettuna taulukkolaskentaohjelman funktiolla stdev() viidestä luvusta taulukon rivista 20).

Jos pulssin 20 kohtaan tulevat lisärullausten pulssivälit seuraavat tilastollista normaalijakaumaa ("gaussin käyrää", "lehmänkellokäyrää"), niin kysymyksessä on älypyörä ;) (vitsi vitsi). Sen normaalijakautuman keskikohdaksi voi arvella ohuen sinisen keskiarvokäyrän ympyröityä arvoa.

Yksittäinen uusi ajo on etäisyydellä +-2*hajonta 95 % todennäköisyydellä, eli noin +-5000 mikrosekunnin sisällä. Käytännössä tämä tarkoittaisi, että jos muuttaisin asentoani yhden rullauksen ajaksi ja saisin pulssin 20 kohdalle suuremman kuin 5000 mikrosekunnin poikkeaman (ohuen sinisen käyrän ) keskiarvosta, niin olisi melko todennäköistä , että asennonmuutos vaikuttaa nopeuteen tässä mäen kohdassa. Prosentteina tarvittava poikkeama on 100 * 5000/157488,8 = 3.17 %

Jos kuvitellaan ajo toistettavaksi 5 kertaa, niin niiden odotettu keskiarvon hajonta on 2489 mikrosekuntia jaettuna luvulla neliöjuuri 5 eli
2489 us / sqrt(5) = 2489 us / 2.24 = 1113 us

Jos uuden asennon 5 ajon sarjan keskiarvo pulssin 20 kohdalla poikkeaa enempi kuin noin 2223 mikrosekuntia arvosta 157488,8, niin asennonmuutos vaikuttaa melko varmasti nopeuteen siinä kohdassa. Prosentteina tarvittava poikkeama on 1.41 %.

Saatuja prosentteja voidaan soveltaa tarvittaviin nopeuseroihin: Uuden 5 rullauksen sarjan keskiarvonopeuden pulssin 20 kohdalla tulee poiketa ainakin 1.41 % , jotta olisi melko todennäköistä, että asennonmuutoksen vaikutus on todellinen eikä sattumista johtuva. Tämänkokoinen poikkema nopeudesta 33,337 km/h on 0.47 km/h. Yhdelle rullaukselle nopeuseron pitäisi olla 1.05 km/h.

Saadut luvut 3.17 % ja 1.41 % pätevät vain näiden rullausten pulssin 20 kohdalla Jousenkaarella ko. pyörällä tarkoin samoissa oloissa. Sovellettuna eri mäkeen, sen eri kohtaan, eri pyörällä jne eivät saadut hajontaa kuvaavat prosenttiluvut päde. Jo se, että tarkastellaan koko rullauksen maksimiarvoja tietyn paikan nopeuden sijasta tekee ajatustenkulun toisenlaiseksi.

Siltikin näiden pähkäilyjen ja varsinkin tehtyjen Jousenkaaren rullausten jälkeen tuntuu(vaikka en tiedä), että Fillari-lehden artikkelissaan toteamat keskimääräiset nopeuserot saattavat hyvinkin olla riittäviä tehtyjen johtopäätösten tekoon. :) .

Epäilyni taustalla on mm. jatkuvasti medioissa uutisoidut puolueiden kannatusta koskevien mielipidetutkimusten raportointi. Esim näin:

"Puolueen x kannatus Suomessa nousi ohi puolueen y kannatuksen: x saa 15.1 % kannatuksen, y saa 14.9 % kannatuksen". Pienellä on sitten vaatimaton maininta uutisen lopussa : "virhemarginaali tutkimuksen prosenteissa on 1.8 prosenttiyksikköä, haastateltu 1000 ihmistä" (aiheesta enempi mielipidekirjoitukseni http://www.tiede.fi/keskustelu/43533/ketju/ylen_mielipidetutkimusten_raportoinnista)

Ja nyt sitten mittailemaan vaakasuoralla pätkällä rullausta.

CwA
16.09.2014, 10.54
20 toistoa toki parantaisi tarkuutta 5 toistoon nähden.

Jos sitten tekisi 20 toistoa hyvin pystyssä asennossa ja 20 toistoa niin litteänä kuin onnistuu, niin pystytkö näkemään selvän eron, kuinka paljon heittoa eri laskuissa on eli kohinaa?

Jos kohinaa on enemmän kuin kahden asennon ero, niin tällöinhän mittaustarkkuus ei ole riittävä tai asennon vaikutus niin pieni, että hukutaan kohinaan.

Mun mielestäni tolla tarkkuudella jo pystyttäisiin aivan hyvin löytämään niitä eroja.

Voit myös testailla siten, että lisäät painoa esimerkiksi kilon verran sellaiseen paikkaan, jossa se ei vaikuta paljoa aerodynamiikkaan, kilon lisäyksen vaikutuksen nopeuteen voi periaatteessa laskea, nimenomaan sen alun kiihdytyksen osalta, kun ilmanvastus ei ole vielä mukana, sen jos pystyy löytämään mittausdatasta, niin voidaan melko luotettavasti sanoa mittauksen olevan vähintäänkin riittävää tasoa.

Joko sinulla oli anturi takarenkaassakin?

Mua on kiinnostanut pisemmän aikaa jo satulaputkesta lähtien takakolmion peittäminen pahvilla siten, että molemman puoliskon pahvit yhtyvät renkaan takana ja yläpuolella, idea olisi säilyttää laminar flow, niin että tuo ottaisi osin jalkojenkin aiheuttaman pyörteilyn kiinni ja poistaisi takakolmion ja takarenkaan pyörteilyn aiheuttaman ilmanvastuksen, kuten myös satulatolpankin aiheuttamat pyörteilyt.

Tuolla on kuva James Trimble aero bike, tuota 'katetta jos jatkaisi hieman taakse ja ylös, niin että takarengas olisi piilotettuna.
http://www.cyclesmithy.com/pages/bicycle-museum

Toki ohut muovi voisi olla lopullisen version rakennusmateriaali.

Testauksessa kylläkin on se, että kovin jyrkkää mäkeä ei kovin montaa kertaa huvita kiivetä ylös :)

optimistx
16.09.2014, 13.26
20 toistoa toki parantaisi tarkuutta 5 toistoon nähden.

Jos sitten tekisi 20 toistoa hyvin pystyssä asennossa ja 20 toistoa niin litteänä kuin onnistuu, niin pystytkö näkemään selvän eron, kuinka paljon heittoa eri laskuissa on eli kohinaa?

Jos kohinaa on enemmän kuin kahden asennon ero, niin tällöinhän mittaustarkkuus ei ole riittävä tai asennon vaikutus niin pieni, että hukutaan kohinaan.

Mun mielestäni tolla tarkkuudella jo pystyttäisiin aivan hyvin löytämään niitä eroja.

Voit myös testailla siten, että lisäät painoa esimerkiksi kilon verran sellaiseen paikkaan, jossa se ei vaikuta paljoa aerodynamiikkaan, kilon lisäyksen vaikutuksen nopeuteen voi periaatteessa laskea, nimenomaan sen alun kiihdytyksen osalta, kun ilmanvastus ei ole vielä mukana, sen jos pystyy löytämään mittausdatasta, niin voidaan melko luotettavasti sanoa mittauksen olevan vähintäänkin riittävää tasoa.

Joko sinulla oli anturi takarenkaassakin?

Mua on kiinnostanut pisemmän aikaa jo satulaputkesta lähtien takakolmion peittäminen pahvilla siten, että molemman puoliskon pahvit yhtyvät renkaan takana ja yläpuolella, idea olisi säilyttää laminar flow, niin että tuo ottaisi osin jalkojenkin aiheuttaman pyörteilyn kiinni ja poistaisi takakolmion ja takarenkaan pyörteilyn aiheuttaman ilmanvastuksen, kuten myös satulatolpankin aiheuttamat pyörteilyt.

Tuolla on kuva James Trimble aero bike, tuota 'katetta jos jatkaisi hieman taakse ja ylös, niin että takarengas olisi piilotettuna.
http://www.cyclesmithy.com/pages/bicycle-museum

Toki ohut muovi voisi olla lopullisen version rakennusmateriaali.

Testauksessa kylläkin on se, että kovin jyrkkää mäkeä ei kovin montaa kertaa huvita kiivetä ylös :)
Piristit päivää repliikilläsi :).

20 toistoa 5:n sijasta vähentäisi hajontaa puolikkaaseen (= 1/sqrt(20/5), eli 0.7 % ero nopeuden keskiarvossa riittäisi Jousenkaaren mäen kohdassa 20. Mutta pitäisi tehdä 20 toistoa myös ilman muutosta, eli yhteensä 40 rullausta ja nousua. Menisi tunteja.

Jo viisi rullausta antaa nopeuden kohinan laajuudeksi 1.41 % . Jos nopeus muuttuisi 1.41 %, niin CdA muuttuisi kertoimella 1.0141^2 = 1.028 = 2.8 prosenttia, jos vierintäkitkaa ei tarvitsisi ottaa huomioon.

Voisi ajatella pyörän ja ajajan CdA:n koostuvan nelikulmaisesta levystä, joka on pinta-alaltaan tunnettu, vaikkapa 0.8 m * 0.8 m = 0.64 m2. Silloin levyn suurentaminen 2.8 %, tai pienentäminen 2.8 % olisi jo havaittava "yksikkö". Semmoinen levyn lisäys olisi sivultaan noin 13.3 cm neliö.

Levykoon muutoksia olisi siten pienenemissuuntaan 100/2.8 askelta = 36 askelta. Viimeisen askeleen jälkeen ilmanvastusta ei olisi lainkaan. Kun pohtii tätä hieman, niin eikö tunnukin vähän liian karkealta askeljaolta tuo? Jos jos jaksaisi tehdä rullauksia 20 + 20 kpl, niin silti askeleita olisi vain 2*36 kpl = 72 askelta. Ei edes yhden prosentin muutosta voisi silloinkaan havaita tällä menettelyllä.

On sellainen tuntu ja tutina , että tähän pulmaan saattaisi löytyä kuitenkin matemaattinen tai/ja tosielämän temppu, jolla saisi tosi tarkkoja tuloksia helposti. Kunhan vaan löydettäisiin se :). Silloin voisi kevytmielisesti teipata pahveja takaosan päälle, tehdä kotikadulla muutama ovela kierähdys ja tulokset olisivat raportoitavissa numeroin tänne, ja vakaalla syvällä rintaäänellä kotiväellekin ;)

Anturia ei ole vielä takarenkaassa, kun tavalliseksi reed-anturiksi arvelemani osoittautui joksikin uusmuotisuudeksi patterilla ja ilman lankaa. (ai kuinka sitä on osteltu sokkona vempaimia edes tutkimatta niitä? Sanos se)

---
Pistän tähän mukaan vuodelta 2011 tasamaalla tehtyjen rullausten yhteenvedon. Niistä lasketut vierintävastuskertoimen myy ja kertoimen CdA arvot heittelivät niin pahasti, että kuvittelin ilman pyörteiden olevan häiritseviä.
Kuvassa on kerrottu CdA - arvot kymmenellä, jotta mahtuvat samaan kuvaan kauniisti.
Kun myy-kertoimen "kohina" on +- 20 % ja CdA:n +-14 %, ovat kokeet aivan hyödyttömiä.

Rullaus myy promillea CdA m2 CdA*10, m2 Yhteenveto myy CdA m2
1a 6,54 0,6477 6,4770 keskiarvo 5,99 0,6492
1b 6,72 0,5995 5,9954 hajonta 0,59 0,0455
2a 6,03 0,6327 6,3270 max 6,85 0,7400
2b 6,27 0,6300 6,2998 min 4,91 0,5880
3a 5,10 0,7400 7,4000 100*2*sigma/ka 19,63 14,0304
3b 5,10 0,7200 7,2000 ka+2sigma 7,16 0,7402
4a 6,13 0,6400 6,4000 ka-2sigma 4,81 0,5581
4b 5,89 0,6800 6,8000
4c 5,97 0,6500 6,5000
5a 6,22 0,6100 6,1000
5b 4,91 0,7200 7,2000
5c 6,45 0,6000 6,0000
6a 5,14 0,6910 6,9100
6b 6,62 0,5910 5,9100
6c 6,13 0,6490 6,4900
7a 5,89 0,6470 6,4700
7b 6,85 0,5880 5,8800
7c 5,83 0,6490 6,4900

https://lh5.googleusercontent.com/-YvDuBatdpZg/VBgOm4AVZMI/AAAAAAAAASA/WJusFzfDEd4/s912/tasamaarullaukset2011.png

CwA
16.09.2014, 20.10
Nostamalla nopeutta saisi tietenkin aerodynaamisen vaikutuksen suuremmaksi, jolloin pienemmätkin tekijät aerodynamiikassa näkyisivät suurempina muutoksina, mutta toki rajansa tuossakin, lisäksi kuinka saada lisää vauhtia aina saman verran, jos jyrkempää ja pisempää tasakulmaista mäkeä ei ole saatavilla?

Tuulitunnelin vuokrat on siis asetettu taitavasti, tuntimäärä jonka tarvitsee ilman tunnelia on niin suuri, että tunnelin vuokran maksaminen on perusteltavissa ;)

Nopeusanturin datan filtteröinti, eli speed sensor data filtering, haku saattaisi antaa jotain hyödyllistä. Muistelen, että jossain muussa yhteydessä tuli ongelmaksi liiallinen datan määrä, josta signaalia oli vaikea löytää, mutta sitten oli olemassa menetelmiä tai lähinnä matemaattisia malleja, joilla oli mahdollista suodattaa se olennainen data.

On vaan hirvittävän kauan siitä kun moisen asian kanssa painin ja unohtunut on suurinpiirtein kaikki, mutta ehkä tuosta on jonkinlainen suunta etsimiseen?

Äkkisestään jotain tuollaista löytyi, mutten tiedä voisiko soveltaa mitenkään tähän sinun ongelmaan?
http://www.researchgate.net/publication/3650924_Estimation_of_absolute_vehicle_speed_using _fuzzy_logic_rule-basedKalman_filter

optimistx
17.09.2014, 10.08
Nostamalla nopeutta saisi tietenkin aerodynaamisen vaikutuksen suuremmaksi, jolloin pienemmätkin tekijät aerodynamiikassa näkyisivät suurempina muutoksina, mutta toki rajansa tuossakin, lisäksi kuinka saada lisää vauhtia aina saman verran, jos jyrkempää ja pisempää tasakulmaista mäkeä ei ole saatavilla?

Tuulitunnelin vuokrat on siis asetettu taitavasti, tuntimäärä jonka tarvitsee ilman tunnelia on niin suuri, että tunnelin vuokran maksaminen on perusteltavissa ;)

Nopeusanturin datan filtteröinti, eli speed sensor data filtering, haku saattaisi antaa jotain hyödyllistä. Muistelen, että jossain muussa yhteydessä tuli ongelmaksi liiallinen datan määrä, josta signaalia oli vaikea löytää, mutta sitten oli olemassa menetelmiä tai lähinnä matemaattisia malleja, joilla oli mahdollista suodattaa se olennainen data.

On vaan hirvittävän kauan siitä kun moisen asian kanssa painin ja unohtunut on suurinpiirtein kaikki, mutta ehkä tuosta on jonkinlainen suunta etsimiseen?

Äkkisestään jotain tuollaista löytyi, mutten tiedä voisiko soveltaa mitenkään tähän sinun ongelmaan?
http://www.researchgate.net/publication/3650924_Estimation_of_absolute_vehicle_speed_using _fuzzy_logic_rule-basedKalman_filter

Fillari-lehden kokeiden mäissä lienee vaihteleva kaltevuus. Samoin Jousenkaaren koeajopaikassa. Jos saa nopeuden suureksi antamalla kulkineelle tunnetun energiamäärän, niin silloin vierintäkitkan osuuden (sen vaihtelun) saa pieneksi ilmanvastukseen verrattuna. Silloin ilmanvastuksen mittaustulos paranee. Siksi luullakseni Fillari-lehti suosittelee mahdollisimman jyrkkää ja pitkähköä mäkeä. Tasainen kaltevuus on tarpeen vain sillä lyhyellä pätkällä, jossa huippunopeus saavutetaan eri rullauksissa.

Filterointi (suodatus) on hyvä konsti parantaa tuloksia. Se vastaa tavallaan keskiarvon ottamista sopivin painokertoimin. Kun nyt on Jousenkaaren kokeessa yllättäen löytynyt tien pintaan liittyviä pieniä nopeusvaihteluja (kuva edellä maksiminopeuden lähistöltä), niin olisi kyllä tarpeen selvittää syy niihin ennen suodatuksen käyttämistä. Tavanomainen suodatus tasoittaa ne pois näkyvistä. Ehkä aikanaan joku ovela suodatin voisi antaa kivoja yllätyksiä, vaikkapa joku itse itseään muokkaava ("oppiva") suodatin tai keinotekoinen hermoverkko tai tuo mainitsemasi Kalman-suodatin. Huh, kyllä hommia olisi!

Jousenkaaren mäessä vähiten kohinaa eli pienin hajonta oli noin 30 m mäen alusta, kun nopeus oli noin puolet maksimista. Hajonta oli vain 1/5 maksimikohdan tienoon hajonnasta. Heti tuon kohdan jälkeen ajolinjaan tuli pieni kaarros parkkeerattujen autojen takia, pyörä kallistui ja tavallaan kiekon säde (tienpintaan) pieneni, ja siis kehä pieneni. Mittari mittasi siis muka suuremman nopeuden (pienempi kiekko pyörii vikkelämmin). Kallistuessa myös painopiste alenee ja nopeus kasvaa. Jos kaarros ei mennyt joka rullauksessa sittenkään riittävän samalla tavalla, on se saattanut lisätä hajontaa maksiminopeuden saavutuskohdan tienoilla.

Saattaa ehkä olla mahdollisuus parantaa tuloksia (vähentää kohinaa) siten, että ajetaan koe mäessä, jossa ei tarvitse kaarrella.

Kokeilin Keilaniemessa entisen Nokian pääkonttorin rannassa tasaisella 3 rullausta. Mutta kun tuulta oli enempi kuin veden väreilyn verran, niin jätin siltä erää. Kaksi samaan suuntaan tehtyä olivat todella rohkaisevia, kun käyrien yhteensopivuutta löytyi jo eka silmäyksellä lähes koko matkalta.

Kova sana näissä asioissa harrastelijapiireissa on R Chung, jonka kirjoitelmia suosittelen. Hän pitää tuulitunnelituloksia luotettavana referenssinä, joihin muita menetelmiä verrataan. Parhailla muilla menetelmillä päästään hänen mukaansa (?) noin 1 % päähän niistä kertoimen CdA määrittelyssä. Hänen nimeään kantava menetelmä vaatii tehomittarin, mutta on sitten helppo soveltaa: ajetaan kierros ympäri ja sillä sipuli.

Yhteenvetoa menetelmistä:
http://www.slideshare.net/acoggan1/aero-testing-without-a-wind-tunnel-compressed

Robert Chungin menetelmästä kuvaus ja laskuri:
http://www.cyclingpowerlab.com/CdAEstimation.aspx

optimistx
18.09.2014, 09.31
Aamun kevennys:

Olen viime vuosina ollut ylpeä siitä, kun olen ollut väärässä. Huomaamalla sen olen oppinut jotain. ;)

Kuinkahan pitäisi lohduttautua, jos on tullut höperöksi? Sattui nimittäin näin:

Sahailin eilen Orionin lääketehtaan takana tohkeissani tasamaarullauksia. Otin välillä yhden kuvankin dokumentoidakseni koeympäristöä.

Tänä aamuna pc latasi kännykästä kuvan ja näytti sen koko komeudessaan näytöllä. Tiirailin asfaltin laatua ja lukuisia muita yksityiskohtia kuvasta. Lopuksi putkahti ajatus: Olipa hyvä dokumentoida tuokin, kun nyt näen, etteivät puiden lehdet heiluneet ainakaan tuolla hetkellä.

Mankeli Apina
18.09.2014, 15.27
Onpa tieteellistä. Miten olisi jos ottaisit sähköpyörän (tai laitat sähköt nykyiseen pyörään) ja kehittelet vaikka oman moottorinohjauksen jolla saat tietoon miten paljon tehoa menee sähkömoottoriin. Ohjauksesta pitäisi löytyä sitten vielä vakionopeudensäädin, näin sitten voit katsoa miten eri ajoasennot vaikuttavat tarvittavaan tehoon?

optimistx
18.09.2014, 20.02
Onpa tieteellistä. Miten olisi jos ottaisit sähköpyörän (tai laitat sähköt nykyiseen pyörään) ja kehittelet vaikka oman moottorinohjauksen jolla saat tietoon miten paljon tehoa menee sähkömoottoriin. Ohjauksesta pitäisi löytyä sitten vielä vakionopeudensäädin, näin sitten voit katsoa miten eri ajoasennot vaikuttavat tarvittavaan tehoon?

Kyllä tuossa ideassa on hyviä puolia. Hyvän idean tunnistaa monesti siitä, että se on jo käytössä ;)

Koeajopyörässäni on 250 watin sähkömoottori (Greencycle, Kajaani), ja kyllä sillä kokeileminen antaa mielikuvitukselle vauhtia. Saksassa sivustolla pedelecforum.de on avoimen lähdekoodin ja avoimen raudan "forumskontroller", jonka voi liittää yksinkertaisen perusohjaimen lisäksi ja saada aikaan kiehtovia mahdollisuuksia. Esim. nimimerkki jenkie on raportoinut kuvin ja käyrin, kuinka hän pisti sähköpyörän ohjaimensa kuuntelemaan sykemittaria ja säätämään avustuksen määrää niin, että syke pysyy vakiona. (Sama idea kuin tässä säikeessä mainittu joukkorahoitusta etsivä Falcon-projektin eräs piirre; vai oliko se Falco).

Jos ensisijaisesti hetkellinen teho watteina kiinnostaa, niin sen saa jo tällä "yhden langan Arduinolla", siis pelkkään pinnan magneettianturiin kytketyllä. Arduino voi laskea kaiken aikaa kiihtyvyyttä ja nopeutta. Jos polkee vakionopeudella ja sitten sekunniksi lopettaa polkemisen, niin kahdesta pulssivälistä Arduino voi laskea tulon

massa * kiihtyvyys * nopeus = teho

Tarkistukseksi: Massan yksikkö kg, kiihtyvyyden yksikkö m/s^2 ja nopeus m / s, mikä antaa kg*m/s^2 * m/s = watti. Sitten voi jatkaa taas polkemista tietäen, että tuolla aiemmalla vakionopeudella sillä tiellä sillä ilmanvastuksella sillä tien kaltevuudella jne kiekkoihin täytyy siirtää mainittu teho. Polkimiin täytyy tosin siirtää ketjujen kunnosta riippuen vähintään pari prosenttia lisää.

Hmm, repliikkisi inspiroimana taidankin kokeilla, toimisiko se varmasti noin :).

---
Lisäys:

Orionin luona tehdyssä lähtökiihdytyksessä moottorilla avustaen oli eräs pulssiväli 0.302 sekuntia ja sitä edellinen 0.320 s. Pulssien välillä kiekko pyörähtää kehänsä pituuden 1.460 m.
Nopeus on siis ensin keskimäärin pulssivälillä 1.460 m/0.320 s = 4.5625 m/s, ja sitten 1.460 m/0.302 s = 4.8344 m/s.
Nopeuden muutos oli siis 0.2719 m/s.
Nopeuden muutoksen voidaan likimäärin katsoa vienee aikaa (0.320 s + 0.302 s)/2 = 0.311 s
Kiihtyvyys on nopeuden muutos aikayksikössä eli 0.2719 m/s / 0.311 s = 0.8744 m/s^2
Ajokin ja ajajan massa oli noin 90 kg tavaroineen päivineen.

Teho = massa * kiihtyvyys * nopeus = 90 kg * 0.8744 m/s^2 * 4.7 m/s = 369 wattia

Nimellisteholtaan 250 W moottori voi hetkellisesti (ja laillisesti julkisella tiellä) tuottaa lähes 500 W. Kokeessa pyrin kiihdyttämään nopeasti.

Tulos tuntuu uskottavalta. (virheiden osoittamisesta olen kiitollinen). Kuinka vähän siinä onkaan mikroprosessorilla laskemista: 3 syöttölukua ja muutama laskutoimitus!

Lisäys: Ylläolevassa teholaskelmassa on virhe. Siinä lasketaan vain kiihdyttämiseen kuluvaa tehoa, ei esim. ilmanvastukseen ja vierintävastukseen.
Kiitos MankeliApinalle ja CwA:lle asian osoittamisesta.

CwA
18.09.2014, 23.16
Mitenkäs ilmanvastuksen osuus tuossa teholaskelmassa, onko mitään merkitystä?

optimistx
19.09.2014, 09.16
Mitenkäs ilmanvastuksen osuus tuossa teholaskelmassa, onko mitään merkitystä?
Kun teho lasketaan vain 4 luvun ( pulssiväli1 sekuntia, pulssiväli2 sekuntia, massa kg, kehänpituus metriä) avulla, niin siitä ei näe erikseen ilmanvastusvoimaa, vierintävastusvoimaa eikä "mäkivoimaa". Näkyy vain niiden summa.

Jos kuitenkin pyörälle on muulla tavoin laskettu CdA (ilmanvastuskerroin* poikkipinta-ala) ja vierintävastuskerroin myy ja tunnetaan mäen kaltevuuskulma radiaaneissa (tai montako metriä tie nousee tai laskee liikuttavaa metriä kohti), niin sitten voidaan laskea kaiken aikaa kunkin voimakomponentin suuruus. Voimia ja kiihtyvyyksiä voi laskea yhteen kuin omenoita :). Liikkumissuunnassa pätee:

Kokonaiskiihtyvyys = ilmanvastuskiihtyvyys + vierintävastuskiihtyvyys + mäkikiihtyvyys

Kokonaisvoima = ilmanvastusvoima + vierintävastusvoima + mäkivoima

Huomaan käyttäneeni sanaa "kiihtyvyys" myös silloin, kun tavanomaisessa kielenkäytössä puhuttaisiin hidastuvuudesta. Hidastuvuus on negatiivista kiihtyvyyttä, ja lyhyyden vuoksi olkoon käyttösana edelleen vain kiihtyvyys. Mäkikiihtyvyys on positiivinen alamäessä, negatiivinen ylämäessä. Ilmanvastuskiihtyvyys on yleensä negatiivinen paitsi niin voimakkaassa myötätuulessa, että tuulee menosuuntaan nopeammin kuin pyöräilijä ajaa. Vierintävastuskiihtyvyys on aina negatiivinen.

"Mäkivoima" -sana on oma lyhenteeni, joka tarkoittaa mäen kaltevuudesta johtuvaa maan vetovoiman liikesuuntaista komponenttia ajateltuna vaikuttavan systeemin massakeskipisteeseen :)

Yritän yhä opetella, mitä tuossa Orionin kokeessa todella tapahtui. Näyttäisi silmämäärin käyriä katsomalla, että tuossa nopeudessa noin 5 m/s (eli 18 km/h) ilmanvastusvoiman osuus on noin puolet koko voimasta tasaisella. Sama suhde on tietysti kiihtyvyyksillä: jos vierintävastus aiheuttaa kiihtyvyyden -0.10 m/s^2 millä nopeudella tahansa , niin ilmanvastus aiheuttaa tuonkokoisen kiihtyvyyden -0.10 m/s^2 noin nopeudessa 5 m/s tyynessä.

Huomaan saarnaavani näitä seikkoja ikäänkuin muka itse tietäisin niitä ja lukija ei. Sorry. Tarkoitus on yrittää ajatella mahdollisimman yksinkertaisesti kuin selittäisin asioita itselleni 7-vuotiaana, koska silloin virheet paljastuvat paremmin. Olisi hieno juttu, jos lukijoilta tulisi kriittisiä huomautuksia.

CwA
19.09.2014, 11.07
Jos sinun täytyy tietää pyörän ilmanvastuskerroin, jotta voit laskea moottorin käyttämän tehon, että voit saada selville ilmanvastuksen, niin eikös siitä tule paradoksi?

Coasting
19.09.2014, 12.27
Itse ajattelin ratkaista tämän ilmanvastuskysymyksen Otaniemen tuulitunnelissa keväällä. Vaatii vain pientä fixailua saada fillari toimivasti mittaukseen. Ennen kevättä ei ehdi.

LJL
19.09.2014, 12.51
Ilmeeni kun luen tätä ketjua

http://www.alwari.org/kuvat/juti.jpg

optimistx
19.09.2014, 13.23
Jos sinun täytyy tietää pyörän ilmanvastuskerroin, jotta voit laskea moottorin käyttämän tehon, että voit saada selville ilmanvastuksen, niin eikös siitä tule paradoksi?
Moottorin ja jalkojen antama teho laskettiin jo edellä 349 wattia. Se teho meni liike-energian lisäämiseen, ilmanvastukseen, vierintävastukseen, muuttamaan potentiaalienergian tasoa (jos nousua/laskua), mutta tässä vaiheessa ei tiedetä, miten paljon mihinkin.

Tasamaakokeessa alkukiihdytyksen hankkimistavalla ei ole juurikaan merkitystä. Vrt. mäkikokeessa ei ole väliä, kuinka mäen päälle hankkiudutaan. Rullauksen aikana hankitaan tiedot, josta voidaan laskea sitten kunkin vastuksen määrät erikseen.

optimistx
19.09.2014, 13.34
Ilmeeni kun luen tätä ketjua
...

:) . Silti reilun viikon aikana ketjun lukemislaskuri on lisääntynyt yli 2000:lla. Vai tarkoitatko, että olisi syytä tehdä jotain iloisemman ilmeen aikaansaamiseksi aiheen tiimoilta? Mitähän se voisi olla?

Mielen piristykseksi matematiikan kauneimmaksi mainittu kaava:

http://en.wikipedia.org/wiki/Euler%27s_identity

http://www.toktalk.net/wordpress/wp-content/uploads/pix_content/2009-beauty_math5.png

optimistx
19.09.2014, 13.37
Itse ajattelin ratkaista tämän ilmanvastuskysymyksen Otaniemen tuulitunnelissa keväällä. Vaatii vain pientä fixailua saada fillari toimivasti mittaukseen. Ennen kevättä ei ehdi.
Onnen pekka olet. Onko sattumalta tiedossa, mitä veloitetaan siellä ulkopuolisille ajan vuokraamisesta, jos ylipäänsä mahdollista?

LJL
19.09.2014, 13.38
Vai tarkoitatko...

En tarkoita mitään. Olen muiden ohella seurannut tätä keskustelua päivittäin. Olen yksinkertaisesti sanaton. Fortsätt.

Coasting
19.09.2014, 16.04
En tiedä tuulitunnelin hintaa mutta ihan halpaa se ei ole. Siellä on ajettu pyöriä mutta laittesto vaatii vähän parantelua.
Taloudellisesti tuolla on mahdollista käydä vain silloin kun ei ole oikeaa bisnestä.

CwA
19.09.2014, 21.49
En tarkoita mitään. Olen muiden ohella seurannut tätä keskustelua päivittäin. Olen yksinkertaisesti sanaton. Fortsätt.

Olet siis havainnut eron omistautumisen ja enemmistölle tutumman alisuorittamisen välillä, kyllä se siitä :)

optimistx
20.09.2014, 13.36
Olet siis havainnut eron omistautumisen ja ...
Kuka sitten omistautuu millekin ...
https://lh4.googleusercontent.com/-L0AIZ_RMUdI/VB1Xj74rrLI/AAAAAAAAASc/_ar5YjaY7co/s600/nukkumassa.png

Lisäys :

En tiedä tuulitunnelin hintaa mutta ihan halpaa se ei ole. Siellä on ajettu pyöriä mutta laittesto vaatii vähän parantelua.
Taloudellisesti tuolla on mahdollista käydä vain silloin kun ei ole oikeaa bisnestä.

Olisi hienoa olla yhteydessä ennen kokeen tekemistä tarkoituksella voida verrata tuulitunnelissa saamiasi tuloksia niihin, joita (toivottavasti) saadaan aikanaan tässä säikeessä syntyvillä menetelmillä. Esim. sinä ajaisit juuri samalla konfiguraatiolla (kaikin puolin) näitä tasamaa- taikka mäkitesteja mittari kiinni pyörässä. Jos semmoinen sinulle sopii siis.

---

Tässä video Jousenkaaren rullaukselle 20.9.2014. Toivottavasti se näkyy ja on enintään 14 megatavua. Tein silloin 15 uutta rullausta, joita olen nyt työstämässä. On aika jännää, että tuloksissa näyttää olevan seikkoja, joita ei paikan päällä huomaa silmämäärin tutkimalla. Tarvinnee vatupassin ja mittanauhan ellei peräti mikrometrin ;) (no innoissani nyt vähän liioittelen). Orionin aiemmat rullaukset pistin syrjään muhimaan, kun testipätkässä huomasi kokeen tuloksien perusteella monenlaista outoa juttua. Sekin näytti aluksi niin puhtoisen hyvältä paikalta.

Menetelmä saattaisi olla sellainen, että rullataan sama testipätkärinne suurella nopeudella, ja sitten niin, että painaistaan välillä jarrua tehokkaasti mutta lyhyesti, jotta nopeus pysyisi pienehkönä. Tyyni ilma tarvitaan, mutta asfaltti saa vierintäkitkakertoimen ja kaltevuuden puolesta vaihdella pätkän aikana. Ei myöskään tarvitse lähteä 0-nopeudella. Ehkä tämä onnistuu, ehkä ei.


http://youtu.be/9N1AzOTicUw
Video näkyi nyt itselle, mutta jos sinulla ongelmia sen suhteen, kerro.

optimistx
22.09.2014, 10.49
https://lh6.googleusercontent.com/-XnFEHjmYoHY/VB_ScPNqHPI/AAAAAAAAATU/Q3g9OksUKx8/s638/Ilmanvastuskiihtyvyys_nopeuden_funktiona.png
Ohessa kaavio siitä, kuinka kahden ajon perusteella ilmanvastuksen aiheuttama kiihtyvyys riippuu ilmanvirtauksen (tyyneesä pyörän) nopeuden neliöstä. Pystyakselilla olevat punaset negatiiviset numerot ovat m/s^2, ja ylhäällä vaaka-akselillä (m/s)^2.
Siniset pisteet kuvaavat hetkellisiä arvoja. Oikeassa laidassa piste (104, -0,2) vastaa suurinta nopeutta eli hieman yli 10 m/s, koska 10^2 = 100. Silloin ilma vähentää nopeutta joka sekunti 0.2 m/s eli 0.72km/h.

Kun kahlataan pistejoukkoa vasemmalle, niin nopeus hidastuu. Vasemmanpuoleisin piste (52, -0.13) vastaa runsaan 7 m/s nopeutta, koska 7*7=49. Sillä nopeudella ilmanvastus vähentää nopeutta 0.13 m/s joka sekunti.

Nähdään, että nopeuden hidastuessa pisteet pomppivat huolestuttavasti ylös alas.Punanen laskettu viiva kuvaa sellaista kompromissia, jossa virheiden neliöiden summa olisi mahdollisimman pieni.

Ilmanvastuksen aiheuttama kiihtyvyys on punasen käyrän mukaan

kiihtyvyys = -0.00198 * nopeus * nopeus
Vakion -0.00198 yksikkö on 1/m.

Esim. nopeudella 7 m/s kiihtyvyys olisi

(-0.00198 /m )* 7 m/s * 7 m/s = -0.097 m/s

Punasesta suorasta -0.00198/m saadaan myös kerroin CdA ilmanvastusvoiman kaavan
F = massa * kiihtyvyys = CdA*rho*v^2 / 2
avulla:
CdA = massa* kiihtyvyys *2/(rho *v^2) =
massa* (-0.00198/m)*v^2 *2 /(rho * v^2) =
massa * (-0.00198/m)* 2 / rho

Pyörän ja ajajan massa varusteineen oli noin 90 kg, ja ilman tiheys rho noin 1.23 kg/m^3
joten CdA= 0.29 m^2
Virherajat ovat toistaiseksi laskematta , tai ehkä en myöhemminkään osaa niitä laskea.
Voi olla koko laskelmassa oikein iso periaatteellinen virhe.

---

Tämän säikeen kommentit pistivät oikeasti miettimään, mitä oikein yritän saavuttaa näillä kokeiluilla.

Alun perin kiinnostukseni aiheeseen alkoi 1990-luvulla katsoessani "Pisaralla pisimmälle"-kilpailua Malmin lentokentällä. Nykyään päästään 1 litralla bensaa yli 3000 km.
(vrt. 1 henkilön ajama henkilöauto tyypillisesti 20 km/litra. Kisa on siihen verrattuna 150-kertainen parannus).

Pisaralla pisimmälle kisan kulkuneuvot ja Battle Mountainin yli 130 km/h poljettavat vempeleet eivät sovi Suomen kevyen liikenteen väylille arkikäyttöön. Tosin alkaa näkyä poljettavia moottorittomia kinnereitä , jollaisella ajettiin 12 tunnin kisassa Nokian testiradalla yli 500 km tänä kesänä.

Siksi kiinnostaa, millaisilla ratkaisuilla voisin liikkua yleisillä teillä arkisilla asioilla niin, että energiaa kuluisi mahdollisimman vähän. (vrt. harrastaja-kilpapyöräilijä yrittää tavallaan kuluttaa mahdollisimman PALJON energiaa, kaiken mitä hänellä on...)

Koska ilmanvastus on suurin energiasyöppö, siihen pitäisi saada hyvä näppituntuma. Siitä pitäisi voida puhua kuin osien painoista:
Ihanne olisi, että voisi mitata sen lähes yhtä helposti kuin pyöräilijä mittaa hankkimansa osan painon: 127 grammaa tämä, 242 gramma tuo.


Unelmoin, että voisi sanoa

"Mittasin, että tämän osan aiheuttama ilmanvastus on 5 yksikköä, ja tämän toisen 2 yksikköä sijoitettuna ajokkiin näin".


"Ilmanvastuksen yksikkö" on tavallaan lauseke CdA = Cd * A (coefficient of drag * reference area, ilmanvastuskerroin * poikkipinta-ala), ja sen laatu on m2, eli neliömetri.

Polkupyöränajajan ja ajokin yhteinen CdA on tyypillisesti noin 0.5 m2 - 1.0 m2. 1 m2 on 100 dm2 (neliödesimetriä). Neliödesimetri on neliö, jonka sivut ovat 10 cm.

Neliödesimetrin kokoisen pahviläpyskän CdA on Nasan mukaan 1.28 neliödesimetriä, kun se asetetaan kohtisuoraan virtausta vastaan (harmi, ettei se ole tasan yksi, mutta koetetaan kestää).

Edellisestä seuraa, että pinta-alaltaan 0.78125 dm2 neliömäisellä pahviläpyskällä on CdA = 1.0000 dm2. S. Sen sivu on 88.4 mm.

"Läpyskä" voisi olla sopiva yksikkö tässä keskustelussa, vastaten sivultaan 88.4 mm kokoista nelikulmiota.

Esim.
"Yhdistelmäni CdA kokeessa 30.8 oli 45.6 läpyskää" (= 0.456 m2 = 45.6 dm2)

Kuvitteellista jatkoa:

"Kun poistin siitä tavarakorin, niin CdA pieneni 2.7 läpyskää" (= 2.7 dm2, 6 %)
"Kun vaihdoin sitten toiseen kypärään, niin CdA nousi 0.3 läpyskää"( = 0.3 dm2, voih, olisi ollut parempi pitää se vanha)
"Toisen taustapeilin poisto siitä vähensi CdA :ta 1.1 läpyskää"(= 1.1 dm2, hmm, tarvitsenko tosiaan molemmat peilit?)
"Vaihdettuani farkkujen tilalle pyöräilyhousut sen CdA pieneni 0.3 läpyskää" (= 0.3 dm3)
"Edelliset neljä muutosta pienensivät CdA:ta yhteensä 3.8 läpyskää, ja sen jälkeen yhdistelmässä on 41.8 läpyskää. Pienennys oli 8.3 %, ja siksi nopeuteni nousee samaa tehoa käytettäessä kertoimella kuutiojuuri(1.083) = 1.0270, 2.7 %, esim. arvosta 36.0 km/h arvoon 37.0 km/h [vierintävastuskerrointa vastaavassa alamäessä]"
miten jatkuisi?

Läpyskän tilalle kauniimpi tarttuva nimitys?

Läpyskiä voi kuvitella ladottavan vieri viereen umpiseinäksi kohtisuoraan ajoviimaa vastaan. Seinän CdA on läpyskien CdA:iden summa. Voisi jopa piirtää tuon kuvitteellisen seinän ja merkitä siihen sen osia oikeankokoisiksi tonteiksi.

Coasting
22.09.2014, 11.27
Kunhan ehtii tekemään testejä niin järkätään testimatriisi jossa on yhteisiä kokeita. Ihan hyvä idea.

Itse olen kokeet maantiellä tehnyt rullaamalla enkä alamäessä.
Nämä on kylläkin tehty kevyillä ja raskailla ajoneuvoilla (harrastuksena ja työn puolesta). Voin sanoa että erittäin häiriöherkkää. Selvää että tuuli ja tien profiili ovat kriittisiä. Tämän lisäksi ilmanpaine ja lämpötila vaikuttavat huomattavasti. Ja sanomattakin selvää että alustan on oltava täysin kuiva.

Mankeli Apina
22.09.2014, 13.28
Orionin luona tehdyssä lähtökiihdytyksessä moottorilla avustaen oli eräs pulssiväli 0.302 sekuntia ja sitä edellinen 0.320 s. Pulssien välillä kiekko pyörähtää kehänsä pituuden 1.460 m.
Nopeus on siis ensin keskimäärin pulssivälillä 1.460 m/0.320 s = 4.5625 m/s, ja sitten 1.460 m/0.302 s = 4.8344 m/s.
Nopeuden muutos oli siis 0.2719 m/s.
Nopeuden muutoksen voidaan likimäärin katsoa vienee aikaa (0.320 s + 0.302 s)/2 = 0.311 s
Kiihtyvyys on nopeuden muutos aikayksikössä eli 0.2719 m/s / 0.311 s = 0.8744 m/s^2
Ajokin ja ajajan massa oli noin 90 kg tavaroineen päivineen.

Teho = massa * kiihtyvyys * nopeus = 90 kg * 0.8744 m/s^2 * 4.7 m/s = 369 wattia

Nimellisteholtaan 250 W moottori voi hetkellisesti (ja laillisesti julkisella tiellä) tuottaa lähes 500 W. Kokeessa pyrin kiihdyttämään nopeasti.

Tulos tuntuu uskottavalta. (virheiden osoittamisesta olen kiitollinen). Kuinka vähän siinä onkaan mikroprosessorilla laskemista: 3 syöttölukua ja muutama laskutoimitus!

Taidat nyt laskea vain kiihdyttämiseen käytettävän tehon? Tästä puutuu tasaisen nopeuden ylläpitoon käytettävä teho. Vai oliko tämä kiihdytys pysähdyksistä?

optimistx
22.09.2014, 15.44
Taidat nyt laskea vain kiihdyttämiseen käytettävän tehon? Tästä puutuu tasaisen nopeuden ylläpitoon käytettävä teho. Vai oliko tämä kiihdytys pysähdyksistä?
Totta puhut! Ei se ollut pysähdyksistä.

Vaikka minun kai pitäisi olla nolona ajatusvirheestäni, niin enempi tuntuu kivalta se, että luit ajatuksella laskelmia.
Tuossa vaiheessa koetta ei tosiaan ole tietoa vastusvoimien suuruudesta. Sen sijaan se kerrottu tilanne, jossa tasaisesta vauhdista polkien hetkeksi lopetetaan polkeminen ja hidastumisesta päätellään kaikkien ajovastusvoimien vaatima teho, pitäisi olla oikein käsitelty?

Toivottavasti kukaan ei jää nyt pysyvästi väärään käsitykseen asiasta. CwA yritti ilmeisesti kertoa myös virheestäni kysymällä ilmanvastuksesta, mutta en tajunnut asiaa silloin.

Suurkiitos oikaisustasi!

CwA
22.09.2014, 17.37
Jo sellainen seikka olisi paljon, että yleiseen tietoisuuteen tulisi ymmärrys kuinka ilmanvastus ei pienen kovinkaan paljoa jos kiilamaisen muodon terävä kärki on menosuuntaan, se terävä kärki pitäisi olla taakseppäin.

Aika paljon näkee kaupattavan aerodynaamista laukkua yms. joissa muoto on väärinpäin ja noinhan on mm. autoissakin ollut tilanne ties kuinka pitkään, vaikka jo 30-luvulla ymmärrettiin kuinka se muoto vaikuttaa ilmanvastukseen.

Niin usein visuaalinen kauneus menee toimivan aerodynamiikan edelle.


Helpointa kai olisi tuota vaikutusta tarkastella prosentteina kokonaisvastuksesta, se on kuitenkin aika selkeä tapa josta hahmottaa merkityksen suoraan, täytyisi vaan määritellä ensin mitä se kokonaisvastus pitää sisällään ja lähdetäänkö pienimmästä jonka löytää lisäämään vai jostain nykytilanteesta vähentämään.

Ilmavastushan voi joskus jopa kasvaa kun tekee muutoksen, välttämättä se ei aina vähene, ei edes vaikka osia poistaisi. Eräs amerikanauto oli sellainen, että jos peilit otti pois, niin ilmavastus kasvoi, niillä oli tärkeä rooli ilmavirtauksen ohjaamisessa suuripaineiselta tuuliasin alueelta kyljen suuntaan.

Esimerkiksi joissain kuorma-autoissa (MB) on ollut vuosikymmeniä hytin kulmauksessa sellaiset muovinpalat, noiden funktio on ohjata ilmavirta suuripaineiselta alueelta kyljen suuntaisesti kulkemaan ja täten vähentää etunurkan aiheuttamaa pyörrettä oven kohdalla. Nykyään on muutkin valmistajat ottaneet tuon käyttöön.

Pyöräilyssä tuo aerodynamiikka on kovasti laiminlyöty alue, koska tosiharrastajat eivät pyri minimoimaan energiankulutustaan, mikä taas lähitulevaisuudessa tullee olemaan nouseva trendi, jos HPV konseptista tulee hyväksytympi liikkumismuoto auton tilalle kaupunkiympäristöissä, jonka uskon tapahtuvan liikenneinfran tulevien muutosten myötä.

Kinnereissä optimointi on toki helpompi toteuttaa kuin päällä istuttavissa polkupyörissä, mutta mielestäni tavallisissa polkupyörissä olisi potentiaalia jonkinlaisilla pienillä katteilla ja ilmanohjaimilla parantaa ilmanvastusta merkittävästi ja se voisi olla jopa uusi markkina-alue tulevaisuudessa.

On olemassa sellaisia kupuja/tuulilaseja pyörän eteen, jotka ehkä vähän yllättäenkin pienentävät ilmanvastusta, perustunee siihen, että ohjaa ilman pyöräilijän kylkiin. Tuolle jonkinlainen jatkumo voisi olla pyöräilijän taakse tuleva ilmavirran 'sieppari', joka ohjaa molemmilta sivuilta ilmavirran yhteen ilman pyörteilyä ja toisi merkittävän ilmanvastuksen pienemisen.

Tosin itse näitä pohdin ihan siltä pohjalta minkä ymmärrän ilman käyttäytymisestä ja ihan puhtaasti silmällä arvioiden, ilman korkeampaa matematiikkaa. Kuitenkin tietyt perusjutut pätee aerodynamiikkaankin ja kun autoa muokkasin vähän pienemmälle kulutukselle, niin yllättävän pienillä jutuillakin sai kulutukseen merkittävää tiputusta.

Ongelmani on, jos jonkin himmelin laitan pyörääni ja havaitsen sen parantavan selvästi ilmanvastusta, niin tieteellisesti sen parannuksen osoittaminen on haastavaa.

Näkisin, että Optimix:n tie johtaa tieteelliseen todistamiseen, noilla keinoilla voi osoittaa, pätevästi, että ilmanvastus on pienempi jollain muutoksella, mutta en usko, että se antaa kuitenkaan vielä sitä ymmärrystä siitä miksi se ilmanvastus on parempi.

Siihen ehkä vaaditaan juuri se ymmärrys tuosta perusperiaatteesta, että mistä se ilmanvastus oikein tulee, sen ymmärrys kun on hyvä, niin voi karkeasti arvioida aivan silmämääräisesti aerodynaamista vaikutusta.

Esimerkkinä vaikka sellainen, että mun silmiin tämä laukku on 180 astetta väärinpäin:
http://www.topeak.com/products/bags/aerowedgepack_large_quick

Toikin olisi mahdollista sitten Optimix:n menetelmin todentaa, että onko näin vai eikö ole, tosin en sitä osaa sanoa kuinka suuri merkitys kyseisessä sijainnissa tuolla on kumminko päin laukku on asennettu, voi olla liian pieni, että saisi selkeän tuloksen, mutta paikkaahan voisi vaihdella jne.

Kun sitten testailee tarpeeksi erilaisia, niin siinähän se silmä kehittyy, sen jälkeen mielestäni olisi tietoa, jolloin voi alkaa kehittämään sellaista ilmanvastuksen kansantajuistamista tai miksi sitä nyt tahtoo kutsua.

optimistx
23.09.2014, 10.40
Jo sellainen seikka olisi paljon, että yleiseen tietoisuuteen tulisi ymmärrys kuinka ilmanvastus ei pienen kovinkaan paljoa jos kiilamaisen muodon terävä kärki on menosuuntaan, se terävä kärki pitäisi olla taakseppäin.
...
Helpointa kai olisi tuota vaikutusta tarkastella prosentteina kokonaisvastuksesta, se on kuitenkin aika selkeä tapa josta hahmottaa merkityksen suoraan, täytyisi vaan määritellä ensin mitä se kokonaisvastus pitää sisällään ja lähdetäänkö pienimmästä jonka löytää lisäämään vai jostain nykytilanteesta vähentämään.




Olipas paljon asiaa ja ideoita! Kommentoin nyt vain osaa aluksi.
Tuosta "kartio terävä pää eteen vai taakse" en löytänyt helposti vertailukelpoista kuvaa, mutta tämä Nasan kuva pistää mietteliääksi:
http://wright.nasa.gov/airplane/Images/shaped.gif
Sileä levy 1.28, mutta luoti tasaisella takaosalla neljännes siitä? Kartio kapeneva osa taakse?
En ole vielä ymmärtänyt näitä, uskomattomilta tuntuvat jotkut seikat. Osa kummallisuuksista voi liittyä siihen, että on mm. siipiprofiileihin 2-ulotteisina liittyviä "drag coefficients", johin lasketaan otsapinta-alan asemasta "chord length" eli vaakamitta etureunasta takareunaan. On sitten 3-ulotteisia muotoja. Esim. onko yllä kuvassa "airfoil" tosiaan 0.045, kun "A=frontal area". Vai onko NASA erehtynyt asiassa? (esim. pallon lienee oikeasti pallo, katsoi sitä miltä puolelta tahansa, mutta onko "airfoil" edestä katsoen ympyrän näköinen kuin hyljettä edestä katsoisi, vai jumbojetin siipi, joka jatkuu vasemmalle ja oikealle loputtomiin, edestä katsoen?)

Ajatuksesi suhteuttaa ilmanvastus (-voima, tai -teho) muihin tekijöihin on hyvä havainnollistaminen.

Olen opetellut nyrkkisäännön, että pystyssä pyöräillessa ilmanvastukseen hukkaantuu tehoa tasaisella yhtä paljon kuin vierintäkitkaan nopeudella 18 km/h.
Kun nopeus kaksinkertaistuu arvoon 36 km/h, niin vierintäkitkaan menee 2-kertainen määrä TEHOA(eli watteja), mutta ilmanvastukseen 8-kertainen määrä. Suhde on siis 1:4 silloin.
Kun nopeus puolittuu arvoon 9 km/h, niin vierintäkitkaan puolet, ilmanvastukseen 8-osa tehosta. Suhde 4:1.
Kun noustaan tai lasketaan mäkeä, niin omat laskelmat niihin: Energia = mgh , joss h on pystysuora nousu.

---
Jos ihmisellä ei ole vastuksia, hän hankkii niitä. Mitä olisi elämä ilman vastuksia. Siis hankitaan ilmanvastuksia.
(puujalkavitsi, valmiisi naurettu: hah-hah hehehe (lisätään taustalle naurua amerikkalaisesta tv-sarjasta.Toivottavasti kuuluu))

Tuli nuo vastukset mieleen, kun olisi käyttöä salapoliisiavulle.
Yritän siistiä ja käsittää viime kuvaa nopeuden ja ilmanvastuskiihtyvyyden riippuvuudesta. Siinä selvästi näkyvät kaksi isointa kuoppaa ja viereistä kukkulaa ovat kallistumisen/kaartamisen vaikutusta. Keskipakovoima riippuu nopeuden neliöstä, joten sen takia se on mukana tässä eikä jäänyt vierintäkitkan ja mäkivoiman kanssa nopeudesta riippumattomaan voimakastiin. Sen määrä laskettuna siten, että massan laskeutuminen/nouseminen painopisteen siirtymän takia vaikuttaisi liike-energiaan mv^2/2, näyttäisi stemmaavan kohtalaisesti.

Mutta se salapoliisihomma. Ajokin nopeus näyttäisi vaihtelevan jaksollisesti siten, että jakso on noin 2 pyörähdystä suurimmalla nopeudella, ja nopeuden hidastuessa loppua kohden jakso pitenee noin 3:een pyörähdykseen. Nopeuden muutoksia kuvaavilla käyrillä on jakson huippukohdat kuitenkin aina tien samoissa kohdissa eri rullauskerroilla (piirsin 8 rullausta). Olin ensin vakuuttunut, että värähtely johtuisi yksinomaan tien pinnasta. Nimittäin jos syy olisi siinä, että pyörä alkaisi satunnaisesta (?) syystä värähdellä itsestään, niin varmasti eri kerroilla huiput sattuisivat eri kohtiin (värähtely litistäisi /pullistaisi etukumia ja näkyisi siten kiekon pyörähdysajassa). Nyt sattuvat likimain kaikki samoihin kohtiin TIESSÄ. Värähtelyn amplitudi on luokkaa 0.3 ms. Jos kiekoissa olisi paljolti epätasapainoa, eikö taajuus olisi silloin juuri kiekon pyörähdystaajuus eikä se esim. puolikkaana tai kolmanneksena?

Mikä voisi olla syy ja miten sen voisi varmistaa? Voin pistää tarvittaessa kuvan käyristä.Tai no, itse asiassa ilmiö näkyy samalla tavoin jo aiemmassa kuvassa, kun huomaa etsiä:
https://lh6.googleusercontent.com/-4tyDQXf9ThI/VBU5EZ_XgOI/AAAAAAAAAQ8/exk2ZbSOL4w/s1152/jousenkaari5ajoa20140913.png
ja vielä selvemmin tässä:
https://lh3.googleusercontent.com/-UinBVBKCk4E/VBWMrvx_EtI/AAAAAAAAARQ/ZpfsRqnYu-I/s1024/jousenkaari5ajoa20140914osa.png

CwA
23.09.2014, 16.25
Tuossa ilmanvastus ja muoto -asiassa on muistettava eräs hyvin oleellinen seikka.

Ilma voi kääntyä vain tietyn verran pyörteilemättä ja pyörteily luo ilmavastusta.

Airfoil on tavallaan lentokoneen siipi, kappaleen poikkileikkaus on kuvattu ja kappale on tasamittainen, mikä lie onkaan pituus, ehkä tossa Nasan esimerkissä se mitta on sellainen jolla alaksi saadaan se levyn ala?

Luodin osalta tulee mukaan sitten sellainen veikeä ilmiö, kun tuosta kärjestä ilma siirtyy taakeppäin, se irtoaa luodin pinnasta, pyrkii pyörteilemään, mutta mahdollisesti kohtaa luodin takaosan, jolloin luodin takana ei synny niin suurta pyörteilyä. Tuo toteutuu toki vain tietyllä nopeudella.

Ilmavirran nopeuskin vaikuttaa jossain määrin siihen miten jyrkkiä kulmia voi muodossa olla, mutta etenkin siihen kuinka pyörteen saa otettua kiinni, esimerkiki salt lake huippunopeuskisoissa on autojen takana sellainen suora siipi, katolta tuleva ilmavirta otetaan sillä tavallaan kiinni ja saadaan ikäänkuin virtuaalinen viisto muoto, pienentää ilmanvastusta siis sellainen.

Luotia voisi ajatella siis tuollaisena virtuaalisena aerofoil muotona.

Tuolla on kuva, josta näkyy millaisella kaarella säilyy laminaarinen virtaus:
http://ecomodder.com/forum/showthread.php/aerodynamic-streamlining-template-part-c-9287-9.html#post220035


Tossa prismassa on liian jyrkkä tuo viiste, muistaakseni oli olemassa tietty kulma, olikohan noin 30 astetta, joka lisäsi ilmanvastusta jopa pystysuoraan nähden, en muista valitettavasti enää mikä se kulma oli, liittyi auton perän muotoiluun, takalasin kulmasta oli kyse, mutta toi johtuu myös pyörteilystä.

Pallon osalta ilmavastus riippuu siten myös säteestä, riittävän suuri säde ja tuon poikkileikkauksen kaari on riittävän loiva, että säilyisi tuo laminaarinen virtaus, eikä tulisi juurikaan pyörteilyä.

Käytännön kokeena voi ottaa jonkinlaisen putken ja huitoa sillä ilmaa, käsiin tuntee selvästi vastusta, sitten pahvista ja teipistä tekemään tuollaista kaarevaa muotoa ja huitoo sitä pahvi edellä ja pahvi seuraten perässä, toisinpäin se toimii vaan kevyemmin :)

Tuossa jotain millä suhteellisen helposti oppii hahmottamaan tuota karkeaa periaatetta siitä kuinka ilma käyttäytyy, toki ei toi mitään tuulitunnelia korvaa ja 2D kuvien kanssa pelatessa on omat rajoituksensa, mutta jonkinlaista näkemystä tolla saa ja on moni teksti aerodynamiikasta sitten helpommin ymmärrettävissä, tai ainakin itselleni toi on siten toiminut:
http://www.flowillustrator.com/
https://www.imperial.ac.uk/aeronautics/fluiddynamics/FI/InteractiveFlowIllustrator.htm



Oletko muuten huomioinut sen ilmiön, että pyörää voi kiihdyttää alamäessä tai missä tahansa alamäkimaisessa kulmassa ponnistamalla / painamalla pyörää alustaa vasten? Samoin pyörän hidastumista voi vähentää jossain patissa tms kun keventää sopivasti. Esimerkiksi kauppareissulla on yksi patti ja kevennän patin kylkeä noustessa ja runttaan pyörää alas taas patin toista kylkeä laskiessa, tuolla saan lisää nopeutta polkematta.

Youtubessa oli maastopyörän ajamisesta video, jossa keinotekoisella radalla sellaista aaltomuotoa ajoi ja tuolla tavalla kiihdytti vauhtia polkematta, tosin en nyt sitä löytänyt.

Pienemmässä mittakaavassa, epätasaisuudet vaikuttanevat myös jotenkin samaa periaatetta noudattaen?

optimistx
23.09.2014, 17.50
...

Oletko muuten huomioinut sen ilmiön, että pyörää voi kiihdyttää alamäessä tai missä tahansa alamäkimaisessa kulmassa ponnistamalla / painamalla pyörää alustaa vasten? Samoin pyörän hidastumista voi vähentää jossain patissa tms kun keventää sopivasti. Esimerkiksi kauppareissulla on yksi patti ja kevennän patin kylkeä noustessa ja runttaan pyörää alas taas patin toista kylkeä laskiessa, tuolla saan lisää nopeutta polkematta.

Youtubessa oli maastopyörän ajamisesta video, jossa keinotekoisella radalla sellaista aaltomuotoa ajoi ja tuolla tavalla kiihdytti vauhtia polkematta, tosin en nyt sitä löytänyt.

Pienemmässä mittakaavassa, epätasaisuudet vaikuttanevat myös jotenkin samaa periaatetta noudattaen?

Joo, tuo polkematta ajaminen näytti uskomattomalta eräässä näyttelyssä, jossa lapset yleisön joukosta ajelivat vajaan metrinkorkuisia kumpuja ylös alas koskaan polkematta ja koskaan maata jalalla koskematta.
Täytyy miettiä perusteellisesti yllämainitsemaasi kiihtyvyysasiaa.
Palaan muihin kohtiinkin.

---
Tässä Helsingin seudun reittioppaan kartta profiileineen Jouseenkaaresta. Sen mukaan laskua on noin 9 metriä ja pituutta 300 m.
http://pk.reittiopas.fi/#from%28point*2544106*6674059%29to%28point*2543846 *6673955%29mapcenter%28point*2544027*6673891%29map zoom%281%29

Yhdestä satunnaisesti valitusta rullauksesta (ilman jarrutuksia) laskettiin ilmanvastusta kuvaava kulmakerroin. Sen arvoksi tuli -0,00233 /m (joo, siis 15 % suurempi kuin alunperin raportoitu rullaus, ei hyvä juttu).
Ilmanvastuksen aiheuttama kiihtyvyys on tuo kerroin kertaa nopeuden neliö. Se näkyy oheisessa kuvassa punasena rauhallisena käyränä. Kun tämä vähennetään kunakin hetkenä kokonaiskiihtyvyydestä, saadaan vierintäkitkan ja mäkivoiman aiheuttama osuus. Se on sinisellä rauhattomasti pomppivana kuvassa.

https://lh4.googleusercontent.com/-JWdZV06O7W4/VCGFNcKlCMI/AAAAAAAAAT0/SkWRO4TlIbk/s800/kiihtyvyys_ilman_ilmanvastusta.png

Lisäys:
Jos vierintäkitkakerroin olisi 1 %, se merkitsisi samaa kuin 1 % laskua mäessä. Ts. jos mäki laskeutuisi 1 cm / metri, niin pyörä juuri ja juuri säilyttäisi hiljaisen (=ilmanvastuksettoman) nopeutensa siinä. Toisaalta vasemmalla pystyakselilla oleve kiihtyvyysluku ilmoittaa tavallaan mäen kaltevuuden siten, että -0.1 m/s^2 vastaa 1 % kaltevuutta. Jos piirrettäisiin tätä vastaava käyrä vierintäkitkalle, niin se olisi vaakasuora viiva kohdass -0.1 m/s^2. Samalla sininen hyppivä käyrä nousisi ylöspäin +0.1 m/s^2, jolloin se kuvaisi pelkästään mäkikiihtyvyyttä. Tämän muutoksen jälkeen nähdään, että mäki laskeutuu aivan ensimmäisiä metrejä lukuunottamatta vähintään 4 cm/m mutta enintään 6 cm/m pulssin 90 paikkeille saakka. Ehkä huomenna käyn tutkimassa mäkeä vatupassin kera.


En osannut helposti erottaa vierintäkitkaa vielä erikseen, kun koepätkällä ei sattunut olemaan varmasti vaakasuoraksi tiedettyä osaa. Silti laskin mäen "profiilin" kuvaan. Se poikkeaa siis todellisesta siten, että mäen korkeudesta hukkaantuu pois osa. Jos kitkakerroin olisi 1 %, niin korkeuseroksi tulisi 1 % * 200 pulssia * 1.460 m = 2,9 m. Tulos 2.9m + 6.4 m = 9.3 m näkyy sopivan kohtuudella reittioppaan 9 m lukuun.
https://lh6.googleusercontent.com/-o_9ZNdbgzKg/VCGFLlUKZOI/AAAAAAAAATs/6g4HNLWJXZ8/s720/korkeusprofiili_jousenkaari.png

CwA
26.09.2014, 00.37
Olisikohan tästä linkistä sinulle mitään iloa, pohtii lämpötilan vaikutusta vierintävastukseen?
http://www.wisil.recumbents.com/mars/pages/proj/tetz/other/Crr.html

Vain 9 vuotta vanha juttu, mutta siellä on yhteystietoja kirjoittajaan ja pari lisäsivuakin. Toki tuo liittyy nojapyöriin, mutta samat fysiikanlaithan tavallisissa pyörissäkin on.

Olisikin hyvä jos mahdollisimman monta näitä pohtivaa löytäisi toisensa, koska sitä kautta ehkä syntyisi aivan uusia ideoita sekä ehkä jopa käytännön ratkaisujakin?

ar
26.09.2014, 08.36
Youtubessa oli maastopyörän ajamisesta video, jossa keinotekoisella radalla sellaista aaltomuotoa ajoi ja tuolla tavalla kiihdytti vauhtia polkematta, tosin en nyt sitä löytänyt.

Pienemmässä mittakaavassa, epätasaisuudet vaikuttanevat myös jotenkin samaa periaatetta noudattaen?

Tuubin hakuun 'pump track' ja alkaa löytyä. Esim. tästä https://www.youtube.com/watch?v=O_PGsEs1yyE. Onnistuu keneltä tahansa pienen harjoittelun jälkeen (ainakin niin, ettei eturengasta roikoteta ilmassa). Tuonne kokeilemaan http://www.pyorakrossiparkki.fi/.

optimistx
26.09.2014, 09.49
Olisikohan tästä linkistä sinulle mitään iloa, pohtii lämpötilan vaikutusta vierintävastukseen?
http://www.wisil.recumbents.com/mars/pages/proj/tetz/other/Crr.html

Vain 9 vuotta vanha juttu, mutta siellä on yhteystietoja kirjoittajaan ja pari lisäsivuakin. Toki tuo liittyy nojapyöriin, mutta samat fysiikanlaithan tavallisissa pyörissäkin on.

Olisikin hyvä jos mahdollisimman monta näitä pohtivaa löytäisi toisensa, koska sitä kautta ehkä syntyisi aivan uusia ideoita sekä ehkä jopa käytännön ratkaisujakin?
Enpä tiennytkään lämpötilan vaikuttavan noin paljon. Mutta ilmeisesti kumit jäykistyvät kylmässä ja niiden litistäminen vie silloin enempi energiaa.
Olipa kiva linkki tuo antamasi. Juuri noiden teemojen kimpussa olen pelmunnut silloin tällöin yli 15 v aikana :) , joten kiva verrata kokemuksia. Onneksi nyt on käsittämättömän halpojen mikroprosessoreiden avulla mahdollisuus yrittää noita mittauksia paljon vähemmällä vaivalla. John Tetzillä näytti olevan innostusta niin, että avainsanojen "John Tetz" haulla, erityisesti kuvia etsimällä, näytti hänelle muodostuneen asiasta ammattiin verrattava homma.

"Toistensa löytäminen" on tosiaan pyörinyt mielessä monesti. Esim. mitä jos järjestäisi mäkirullaustapahtuman? Mutta sitten tulee ongelmia mieleen: missä olisi varmasti tyyntä etukäteen tiedettynä päivänä? Kuka viitsisi matkustaa toiselta laidalta Suomea huomatakseen, että rullaukset eivät onnistukaan. Ehkä voisi silti pieni joukko tavata muuten vain rupatellakseen? Tai vain me kaksi, jos ei muita kiinnosta. Bussiyhtiöt myyvät vitosella tai kympillä lippuja satojen kilometrien matkalle, jos ostaa pari viikkoa etukäteen, joten kustannuksista ei jääne kenelläkään kiinni. Tosin Onnibus ei ota polkupyöriä. Harmi. Jyväskylä? Vai Oulu, Tampere? Eihän kaiken tarvitse tapahtua Helsingin seudulla.

Ainakin voi tämmöisiä virtuaalitapahtumia harrastaa, jos muutama kiinnostunut löytyy. Tätä säiettä on luettu tuhansia kertoja, mutta montako ei-kirjoittanutta on kiinnostunut? 0? Ottamaani videota oli katsottu/ladattu 16 kertaa pari päivää sitten.

Mikroprosessoripohjaisten ratkaisujen kokeileminen voi olla todella edullista, jos hankkii Arduino Nanon (alle kymmenen euroa) tai Unon, jonka voi liittää PC:hen usb-kaapelilla suoraan paketista. Polkupyörään sen siirtäminen onnistuu, kun kytkee 6 AA-akkua (ladattavia) sille virtalähteeksi. Lanka kiinni Arduinoon pyörän magneettianturista (se kai on jokaisella jo). Sitten voi jo mittailla jonkin aikaa, kunnes akut ehtyvät. Tosin mittaustuloksia mahtuu epromiin vain 1 kilotavun verran. Jos enempi, niin on investoitava sd-korttiasemaan, muistaakseni 2 euroa Kiinasta.

Mutta jotta voisi suositella tuohon satsaamista, olisi tarpeen osoittaa ensin, että se on vaivan väärti. Vielä ei ole osoitettu :( . Mutta en ole luovuttanut vielä ;)

CwA
26.09.2014, 11.24
Tuli mieleen sellainen juttu, että jos sulla olisi parit renkaat, joiden vierintävastus on tunnettu, niin niiden erohan pitäisi periaatteessa pystyä osoittamaan kohtuullisesti tuolla tasaisella hitaan nopeuden rullauksella, kun sen tekee kahteen suuntaan?

50 metrin matkaa suosittelivat XLS filuissa tai niiden oheisdokumenteissa tuohon tasamaan hitaaseen rullaukseen vierintävastuksen kartoittamiseen.

Vierintävastusdataa on mm:
http://www.legslarry.beerdrinkers.co.uk/tech/JL.htm

Tuolla Watteina, ladattava PDF tiedosto tuosta postauksesta, että saa kattavan listan:
http://forums.mtbr.com/wheels-tires/tire-test-results-german-bike-magazine-419392-post10046549.html#post10046549

Tuolta sitten kuinka saa Wateiksi muutettua jos ei löydy suoraan sitä tietoa ja kai tuosta voi hakea sen kuinka Wateista muutetaan nuo ylemmän linkin renkaiden tulokset tuohon vierintävastuskertoimeen. V oli 20km/h ja M li 50kg, tosin 0kg kuormalla tehty 20km/h rullaus pitäisi osata jotenkin huomioida pois, koska ylemmässä testissä oli 0kg kuormalla 20km/h ja 50kg kuormalla 20km/h vaatimien tehojen erosta kyse.
http://www.oa-performancetraining.com/2007/08/bicycle-tires-a.html

Watts to overcome tire drag = Crr*M*g*V, where Crr = Coefficient of Rolling Resistance (determined by testing the tire) M = Mass of bike plus rider g = The gravitational constant, 9.8m/s^2 (remember high school physics!) V = The ground speed of the bike

Hieman ristiin noita tutkailemalla voinee löytää samoja renkaita eri lähteistä ja luotua kertoimet joilla ne saa ns. samalle viivalle ja siten parin renkaan väliltä pystyisi löytämään sen eron vierintävastuksessa, joka pitäisi olla mahdollista mitata suhteellisen luotettavasti rullauskokeillasi, jos vaan on pari kiekkosettiä, niin että saa nopeasti vaihdettua renkaita ja testattua ne samoissa olosuhteissa.

Tuosta olisi se hyöty, että olisi jokin tunnettu tekijä johon verrata mittauksia ja kun se olisi varmasti oikein jäisi vähemmän tekijöitä arvailtavaksi. Ehkä jopa pääsisi riittävään tarkkuuteen, ilmanvastuksen määrittämiseen riittävällä tarkkuudella?



Meinaatko jotain tälläistä?
http://www.ledsee.com/index.php/arduino-modules2013-02-16-10-32-17/arduino-main-boards/arduino-nano-30-328-mini-versie-detail

Tuo olisi monipuolisempi ja halvempi, mikä koira tohon on haudattuna?
http://www.ledsee.com/index.php/arduino-modules2013-02-16-10-32-17/arduino-main-boards/arduino-uno-2012-r3-detail

Kotimaasta hinta pompsahtaa, mutta tälläinen vähän laajemilla ominaisuuksilla oleva maksaa saman kuin pienimmätkin tai oikeastaan vähän vähemmän, mutta toimiiko tollainen vai onko noista jokainen niin erilainen, että vaatii oman softansa?
http://www.partco.biz/verkkokauppa/product_info.php?cPath=5&products_id=1705&osCsid=1qr59rrradlkeu0kuhamjfeva6

Tietty palikan softa + käyttöönotto sekä käyttäminen vaatii jotain, saako sulta sitten tarvittavan softan? ;)

Sinällään pitkään on ollut mulla ainakin suunnitelmissa joku arduino muihiin käyttötarkoituksiin sekä moisen opiskelu, mutta missä kohtaa budjetti sallii edes fillariin ketjujen hankkimisen on kyseenalaista.

optimistx
26.09.2014, 17.21
Tehdään teoreettinen rullauspari vastusten kaavoja käyttäen

Oletetaan mäen kaltevuuskulma alfa ja vierintäkitkakerroin myy ovat vakiot sen tietyllä lyhyellä matkalla. Olkoon ilmanvastus verrannollinen (tyynessä) ajonopeuden neliöön v. Silloin voidaan kirjoittaa:

massa * nopeuden derivaatta ajan suhteen = (sin(alfa) + myy) *g*massa + CdA*rho*v^2/2

Jaetaan massalla ja otetaan käyttöön vakiot A ja B:


dv / dt = A +B*v^2

ja siis

integraali dt = integraali 1/(A + B*v^2) dv + integrointivakio

Onneksi oikean puolen integraali tunnetaan. Sen voi katsoa mm. Wolframin sivustolta, avainsanoja Wolfram, integration formulas.

Tapauksia tulee kaksi erilaista riippuen ovatko A ja B erimerkkiset vai samanmerkkiset. Eli onko alamäki vai tavanomainen tapaus.
Ajan ja nopeuden lisäksi kaavoista voi johtaa ntegroiden kaavat matkoille ja kiihtyvyyksille. Ja takaperin: jos tunnetaan x ja lasketaan y jollakin kaavalla, niin usein voidaan takaperin laskea x, jos tunnetaan y. Neljän suureen välille voi muotoilla muunnoskaavat, yhteensä 12 kpl.

On suun hymyyn vetävää juhlaa katsella lausekkeita ja laskea pyörän paikkaa vaikka miljoonasosametrin ja mikrosekunnin tarkkuudella.

Syötin kaavoihin arvoksi B = 0.002 /m (liittyy ilmanvastukseen). Laadin ohjelmaan koeajopätkän 7 osasta, jolla kullakin on oma vakioinen A-arvonsa näin:

akertoimet = [+0.5, -0.05, -0.1, -0.01, +0.3, - 0.2, -0.15]
matkatmetria = [100, 20, 50, 20, 50, 10, 10]

Ohjelma laski joka pulssille 1.460 m välein pulssin ajakohdan, hetkellisen nopeuden ja kiihtyvyyden, kun oli annettu alkunopeus.
Taulukko samaan taulukkolaskentaohjelmaan, jolla oikeita rullauksia käsitellään.

Toinen rullaus eri alkunopeudella.

Nopeuksien neliöiden ja kiihtyvyyksien erotukset näissä kahdessa rullauksessa.

Oheinen kuva näyttää nopeudet ja ajankohdat. Vihreä käyrä kuvaa nopeuksia, kun lähdetään likimain nollanopeudella, ja punanen alkunopeudella 5 m/s. Siniset käyrät kuvaavat sekunteja punasessa ajossa sen osan alusta, jossa A-kerroin vaihtuu.
https://lh4.googleusercontent.com/-sU7k6qXDkhg/VCVyI8yrLKI/AAAAAAAAAUU/Q3qSFhgJRic/s640/ihanteellisen_rullauksen_osat.png

Viimeisessä kuvassa regressioanalyysilla toteutettu B-kertoimen laskenta. Tulos 0.002 /m täsmää aika hyvin ;).
https://lh5.googleusercontent.com/-xkZytUmOCm4/VCVyHNtvNgI/AAAAAAAAAUM/qnfx6GQch7A/s512/Ihanteellinen_rullaus.png

CwA
26.09.2014, 19.24
Kyllä tuo näkyy osuvan varsin nätisti!

Mäen kaltevuuskulmanhan voit tarkistaa myös suht helposti vatupassilla ja rullamitalla, kun tiedät pulssien kohdat mäessä, niin voit niiden kohdalta / väliltä mittailla kaltevuuskulmaa ja verrata sitten mitä olet matemaattisesti saanut, sillä keinollakin voi tarkistaa, että on kaikki ok.

Luin, että on olemassa ilmanpainesensoria Arduinolle, jossa tarkkuus on huomattavasti parempi kuin 0.5 metriä, en tosin tiedä onko siitä mitään hyötyä, vai olisiko sekin vain enemmän häriöitä tuottava, mutta yllättävän tarkasti nuokin jo mittaa.


1.460m jos on laskennallinen kehämitta renkaallesi, niin mitä se on painuman kanssa ja millä ilmanpaineella, eli jos tunget ilmanpainetta sen minkä rengas kestää, niin tuleeko pisempi pulssien väli ja muuttuuko pulssiheittojen määrä, entä ihan pienellä paineella? Jonkin verran kai väistämättä niitä heittoja tulee, jo ihan asfaltin pinnan karkeuserojen johdosta. Jotenkin näkisin, että yksittäisen pulssin painoarvoa pitäisi vaan saada laskettua ja saada kokonaisuudessaan riittävän tarkkaa toistettavuutta.

Sulla näyttäisi se olevan tuossa viimeisimmässä postauksessa aika hyvällä mallilla, koska ilmanvastus täsmää.

Eksyin tuonne:
http://www.dx.com/c/electrical-tools-499/arduino-scm-supplies-436?page=1

Siellä on vähän kaikenlaista, nano on noin 6€, melkein pakko kai sellainen on investoida, tosin oli siellä isompia versioitakin aika edukkaasti ja niin paljon kaikkea, että pää meni pyörälle.

optimistx
27.09.2014, 10.04
...
Eksyin tuonne:
http://www.dx.com/c/electrical-tools-499/arduino-scm-supplies-436?page=1

Siellä on vähän kaikenlaista, nano on noin 6€, melkein pakko kai sellainen on investoida, tosin oli siellä isompia versioitakin aika edukkaasti ja niin paljon kaikkea, että pää meni pyörälle.

Tuolta olen hankkinut näitä parina viime vuonna useita kymmeniä lähetyksiä. Alle 10 % jollain tavoin pettymyksiä.

Jos aiot käyttää Arduinoa muuhunkin, niin on hyvä aloittaa jollain suositulla alottelijan paketilla. Jos vain tämä projekti mielessä, niin voin vaikka lainata osat muutamaksi kuukaudeksi ja antaa ohjelmat (alle 50 riviä...), jos homma saadaan toimimaan tyydyttävästi. Sitten voit päättää, kiinnostaako hankkia omat.

Dx.comista rahti vie 4-6 viikkoa, joten ei kannata kiirehtiä vaan päättää viisaasti.

Onpa monta asiaa kertynyt mietittäväksi tästä säikeestä. Mutta nyt ensin kokeiltava, kuinka suodatus siistisi ajotuloksia, kun on innostus päällä :)

CwA
27.09.2014, 22.57
Tuossa on kyllä jotain mitä ei ymmärrä:
W = krMs + kaAsv2 + giMs
http://www.sportsci.org/jour/9804/dps.html

Esimerkiksi pyöräilijä ajaa 10km/h ja tuulta on 3m/s, Cd = 1 ja A = 0.4, siitähän tulee näin:
ka = 1
A = 0,4
s = 2,78
v = 3

1 * 0,4 * 2,78 * 3^2 = 10,008N

10,008 * 2,78 = 27,82224W

Kuitenkin ilmanvastus lasketaan 2,78 m/s nopeudelle näin:
rho * 0,5 * A * Cd * v^2

rho = 1,225
Cd = 1 (ylempänä ka = Cd)
Jolloin 1,225 * 0,4 * 1 * 2,78^2 = 3,786916N

W = N * v eli 3,786916 * 2,78 = 10,52762648W

Kun on kuitenkin kyseessä 2,78m/s + 3m/s ilmanopeutta eli 5,78m/s niin:

1,225 * 0.4 * 1 * 5,78^2 = 16,370116N

33,4084 * 5,78 = 94,61927048W

Eihän ilma tiedä sitä kuinka kovasti pyörä kulkee suhteessa maahan, ilma jarruttaa ihan saman verran ajoipa 20,8km/h tai 10km/h 2,78m/s vastatuulella.

Tossa yleisesti käytetyssä kaavassa on jotain mitä en ymmärrä tai sitten lasken tai ymmärrän jotain pahasti pieleen, mutta ei pitäisi tulla erilaisia tuloksia riippuen tuuleeko vai eikö, jos ilmanopeus on sama (vain maanopeus muuttuu) ja tarkastellaan vain ilmanvastusta.

optimistx
28.09.2014, 09.58
Tuossa on kyllä jotain mitä ei ymmärrä:
W = krMs + kaAsv2 + giMs
http://www.sportsci.org/jour/9804/dps.html

...


Sunnuntaiaamua kaikille ja erityisesti numeroiden ystäville!

Kaavasssa näyttäisi olevan virhe. Siitä puuttuu g lausekkeesta kr * M *s.
Voimille olen kirjoitellut edellä näillä merkinnöillä, tyynessä:

F = myy * m * g + Cd * A * v^2 / 2 + sin(alfa)* m * g

Kun kerrotaan molemmat puolet maanopeudella v, saadaan:

Teho = P = F * v = myy * m * g * v + Cd * A * v^2 * v / 2 + sin(alfa)* m * g * v

Jos ei ole tyyntä, vaan tuulee (esim. säätiedotuksen mukaan) vastasuuntaan tiellä nopeudella +u, niin ymmärtääkseni vain v^2 on korvattava lausekkeella (v +u)^2, mutta ei muita muutoksia. Myötätuuleen u on negatiivinen.

Näin laskien törmää ehkä yllättäviinkin seikkoihin. Esim. jos ajaa tiety pätkän edestakaisin tyynessä, ja sitten vakiotuulessa, niin kuluuko jälkimmäisessä energiaa yhteensä a) saman verran b) vähempi c) enempi ?

CwA
28.09.2014, 12.34
Sain aamulla ajatuksia itsekkin, että mikä mättää ja muutamien tarkasteluiden jälkeen vaikuttaisi toimivan oikein.

Tyyppillinen tapa tarkastella asioita (pätee vain muhun ja mun pyörään):
http://i.imgur.com/x4v0YJr.png

Lisätään mukaan reaalimaailma, 0,3% nousu ja 1m/s tuulta (pätee vain muhun ja mun pyörään):
http://i.imgur.com/45twPMV.png

Paino vaikuttaa vierintävastukseen niin paljon, että kun se on mukana jokaisen pyöräilijän tilanne on erilainen, kevyempi saa enemmän hyötyä aerodynamiikan parantelusta kuin painavempi.

Huomiselle on luvattu 8m/s tuulta, suunnasta joka tietää vastatuulta tuohon yhteen 7% nousuun, aerokahvoilta näyttäisi laskelma siltä, että menisi noin 200W tehoa, että pääsisi 3km/h, ilman aerokahvoja liki 50W enemmän, kun matkaa on muutakin kuin tuo mäki, sellaiset 80km, niin en usko, että kykenen matkaa taitaamaan, 200W liki 10min ajan on mun kunnolle aika paljon. Tuon jälkeen olisi muutaman kilometrin verran 2-4% vaihtelevaa nousua ja ennen tuotakin aika monta lyhyempää samanlaista, joten jääköön toiselle päivälle :D

Renkaiden vierintävastuksen osalta hankala arvailla, mutta matalasta lämpötilasta johtuen käytin 0,0068 arvoa, joka voi olla aika lähellä tai kaukana, mutta se nyt tuntuisi hyvältä, kesällä teoriassa joku 0,0055 osuisi lähelle mun renkaita ja ilmanvastus silloin sellainen kuin succishemmo ajaisi dropeilta, joka ehkä on suht lähellä mun aeroviritelmää, mikä on sitten totuus on täysi mysteeri.




Kysymykseesi vastaus C on mielestäni oikea vastaus, purjevaikutus ei ole 100% ja koska tuulen vaikutus nousee kiihtyvällä nousukulmalla, niin tällöin vastatuuliosuudella poltetaan enemmän energiaa kuin myötätuulisella osuudella saadaan takaisin. Tuo toki olettaen kaiken muun pysyvän samana. Tosin tämä vain päättelemällä ilman laskemista ja toi yllättävyys vaivaa mua, onkohan tässä joku kompa? :D

Onkohan tuo tuttu? Siellä on noita testattuja lukuja ilmanvastuskertoimiin ja eräs menetelmä otsapinta-alan arviointiin.
http://www.cyclingpowerlab.com/cyclingaerodynamics.aspx

optimistx
28.09.2014, 15.18
...

Tyyppillinen tapa tarkastella asioita (pätee vain muhun ja mun pyörään):
...

Muut käyrät näyttivät loogisilta, mutta en ymmärtänyt, mitä " ilman aeroa" tarkoittaa. Tai sittenkin, taitaa olla vain ilmanvastus, johon liittyvä kokonaisvastuskäyrä ei ole kuvassa mukana lainkaan.

Cyclinpowerlabin sivut ovat hyvä linkki.

Pelkkä otsapinta-alan laskenta ei ole tuntunut ongelmalta, kun käytännössä voidaan pyöräilijältä mitata tuloa Cd * A = CdA, mitattiinpa tuulitunnelissa tai muualla. Niiden erottaminen tekijöiksi Cd ja A ei tunnu mielestäni motivoidulta, kun kaikki pyöräilijät ja pyörät ovat liikesuunnassa kuitenkin erilaisia. Pitäisi mitata sivulta "sivupinta-alaa" myös, eikä siltikään riittäisi.
Ehkä voi niitä tilapäisesti käyttää erikseen hetken opettelumielessä, mutta pitkän päälle yhdistäminen yhdeksi luvuksi on mielestäni suositeltavaa.

Vaihtoehtoon c) päädyin "yllättäen". Ennenkuin aloin laskea näitä, oli itsestaanselvä ennakkoluulo, että tietysti "mitä vastatuulessa häviää sen myötätuulessa voittaa" (vrt. "mäki maksaa velkansa takaisin jämptisti").

CwA
28.09.2014, 17.10
Muut käyrät näyttivät loogisilta, mutta en ymmärtänyt, mitä " ilman aeroa" tarkoittaa. Tai sittenkin, taitaa olla vain ilmanvastus, johon liittyvä kokonaisvastuskäyrä ei ole kuvassa mukana lainkaan.

Cyclinpowerlabin sivut ovat hyvä linkki.

Pelkkä otsapinta-alan laskenta ei ole tuntunut ongelmalta, kun käytännössä voidaan pyöräilijältä mitata tuloa Cd * A = CdA, mitattiinpa tuulitunnelissa tai muualla. Niiden erottaminen tekijöiksi Cd ja A ei tunnu mielestäni motivoidulta, kun kaikki pyöräilijät ja pyörät ovat liikesuunnassa kuitenkin erilaisia. Pitäisi mitata sivulta "sivupinta-alaa" myös, eikä siltikään riittäisi.
Ehkä voi niitä tilapäisesti käyttää erikseen hetken opettelumielessä, mutta pitkän päälle yhdistäminen yhdeksi luvuksi on mielestäni suositeltavaa.

Vaihtoehtoon c) päädyin "yllättäen". Ennenkuin aloin laskea näitä, oli itsestaanselvä ennakkoluulo, että tietysti "mitä vastatuulessa häviää sen myötätuulessa voittaa" (vrt. "mäki maksaa velkansa takaisin jämptisti").

Se ilman aeroa on tosiaan tarkoitettu vain vertailuksi siihen ilmavastuskäyrään, jolla näkee sen miten aero himmelit vaikuttavat siihen. Se kokonaisvastus on aerohimmeleiden kera. Hyvin karkeasti arvioitu, mutta mitä noita nopeuksia useimmiten on tullut käytettyä, niin näyttäisi se olevan suht hyvin, sen pisteen tuntee minkä jälkeen nopeuden nostaminen alkaa olemaan aika työmaa.
Sellainen 60W tuon mukaan olisi pisemmässä hyötyajelussa mun yleisin teho ja vähän reilu 100W kuntolenkeillä sitten tuossa yhdessä kohdassa jota epäilen tasaiseksi maaksi. Tuota taas kun arvioin ylämäkiin mitä nopeutta kiipeilen ja mitä tuntemuksia tulee, niin aika liki se wattimäärä ja nopeudet osuu siinäkin.

Wattimäärät vaikuttavat myös mielestäni uskottavilta kuntotasoon nähden. Aerodynamiikasta mitä on mitattu CdA arvoiksi eri lähteissä tukisivat myös asettamiani arvioita, mutta siltikin hyvin karkeastihan sitä joutuu arvailemaan. Pitäisi kokeilla ihan mielenkiinnosta tuota kuvasta mittailua, edes sen että miltä se oma asento oikeasti näyttää, voihan olla sitä kuvittelee olevansa paremmassa asennossa kuin onkaan.

Siinä ehkä kamera on parempi väline kuin dataloggaus, mutta katteiden kanssa ehkä taas dataloggaus olisi se toimivin tie.

Osaan vähän Javaa ja vähän enemmän, mutta vähän C#, C++ kovin heikkoa, siksi arponut tuon Arduinon kanssa pitkään (netduino/arduino), mutta kovasti siitä olisi hyötyä monessa, talomaatiossa, ympäristöseurannassa, viljelyssä yms. joten sille tielle sitä pitää lähteä.

Niin tuo mäestä tullut sanontakin on tosiaan jonkin verran pielessä, kun siinä on noita häviöitä, renkaat ja ilmanvastus syö alamäessä aika paljon watteja, joita ylämäessä joutuu pistämään peliin, että mäen päälle pääsee. Hitaammassa kiipeämisnopeudessa renkaisiin hukkuu toki vähemmän watteja, mutta alamäen kasvattaessa nopeutta yli 50km/h ilmakehä lämpiää renkaiden ansiosta kohtalaisesti suuremmin kuin ylämäkeä 5km/h kihnuttaessa.

Mulla on aika usein vapaallakin rullaillessa yli 50 nopeus alamäkiin. Nuo korkeuslukemat on vähän sinneppäin, kun tuo gps ei ole ihan luotettavin niiden kanssa ja onhan siinä nopeudessakin vähän sattumaa mukana aina.
http://i.imgur.com/fKREG16.png


Tässä kun näitä mäkiä olen ajellut niin mietin tuota, että jos neljä magneettia sijoittaisi mahdollisimman tarkasti tasavälein, niin silloin pienikin muutos rekisteröityisi nopeammin, mutta onko sillä käytännön hyötyä?

Toinen mikä tuli mieleen siitä aiemmin mainitsemastani ilmanpainesensorista, oli, että sillä ehkä voisi siinä tarkemmassa moodissa arvella pisemmän tienpätkän kaltevuustasoa, mutta ilmantiheyden laskemiseen sillä saisi dataa, joskin sen merkityshän ei hurjan suuri ole noin normaaleissa olosuhteissa.

Mäkiä laskiessa kuitenkin on varsinkin ajoittain tuollaisia usean asteen kylmempiä notkoja.

Ilmanvastuksen pienentäminen, mutta myös kuntoilun kehityksen seuranta on itseäni kiinnostavia mahdollisia sovelluksia mihin tälläistä voisi esimerkiksi kehittää.

Miten anemometrin saisi polkupyörään siten, että se antaisi luotettavaa tietoa eikä kuitenkaan paljoa häiritseisi aerodynamiikkaa? Anemometrinhän voi periaatteessa tehdä sellaiseksi, että reed kytkin lukee sen pyörimistä ja tällöin olisi tarkasti tiedossa se ilmavirtaus mikä pyörään ja pyöräilijään vaikuttaa, josta taas päästään ilmanvastuksen luotettavampaa tutkimiseen.

Kunnon kehitystä ajatellen syketieto olisi tietenkin tärkeä saada logattua pulssitiedon yms. sekaan.

Hurjasti mahdollisuuksia harhautua itse tarkoituksesta :D

Yksinkertaisuudessaan, jos tiedetään ja voidaan erotella ilmanopeus, tuuli, maanopeus ja pystytään luotettavasti selvittämään vierintävastus, niin ilmanvastus pitäisi olla suhteellisen tarkasti määriteltävissä.

Tuolla oli jotain tuosta tuulimittarista:
http://forum.arduino.cc/index.php/topic,19317.0.html

optimistx
28.09.2014, 19.15
Onpa kiintoisia juttuja! Ennen kommentointia kuitenkin talletan suodatusasioita tänne. Säilyvät ehkä luotettavammin kuin kotikoneella ;)

Tässä toistaiseksi viimeisin yritys saada häiriöt pois Jousenkaaren rullauksista. Ei onnistunut edes rajulla suodatuksella. Alkaa jo konstit loppua.

Lopputuloskäyrä tässä:
https://lh3.googleusercontent.com/-Ad30SOQu_MA/VCgxlj7UIEI/AAAAAAAAAU0/3ep6i4s15BE/s640/rullauksia_2plus2_regressio_jousenkaari.png

Kaikkien sinisten pisteiden pitäisi olla ideaalisesti punasella käyrällä. Eivät ole edes lähellä.

Siniset laskettiin tällä kertaa muuten samoin kuin ennenkin, mutta alkuperäiset pulssien väliset ajat suodatettiin Butterworthin 2-vaiheen alipäästösuodattimella siten, että taajuudet, joissa kesto oli lyhempää kuin noin 30 metrin ajoaika, vaimennettiin vähintään puolikkaaseen. Suodatuksen kaava on jäljempänä.
(suomeksi: korvattiin yksittäisiä havaintoja ympärillä olevien havaintojen sopivasti painotetuilla keskiarvoilla).


Välituloksista allaolevat käyrät:
https://lh6.googleusercontent.com/-M82dGC1RYi0/VCgxjfykw6I/AAAAAAAAAUs/4r_HtBj75hA/s640/rullauksia_2plus2_nopeustoiseen_kiihtyvyys.png
Kuvassa on kaikkiaan 4 rullausta, kaksi sen vasemmassa puoliskossa pulssit 0-200, ja kaksi sen oikeassa pulssit 201-400.
Keltanen ja vaaleansininen käyrä kuvaavat nopeuden neilöitä laskuttuina suodatetuista ajankohdista, yksikkönä (m/s)^2

Keltanen käyrä kuvaa nopeuden neliötä silloin, kun rullattiin mahdollisimman suureen rullausnopeuteen polkemalla aluksi noin pulssin 40 paikkeille (tai oikeassa kuvan puoliskossa välillä 201-240.

Vaaleansininen käyrä vasemmassa puoliskossa on rullaus alkunopeudesta 0 ilman polkemista. Oikeassa puoliskossa jarrutettiin kerran noin pulssin 250 tienoilla.

Tummansininen käyrä on nopeampien rullausten kiihtyvyydet laskettuina alkuperäisistä havainnoista ilman suodatusta, vihreä hitaampien.
Suodatetut käyrät ovat vastaavasti punanen ja ruskea.

Regressioanalyysin syöttötiedoista poistettiin polkemisia ja jarruttelua vastaavat osat, vasemmasta noin pulssit 0-50 ja oikeasta noin 201-280.Rullauksen lopusta muutama pulssi myös pois.

---
Suodatus toteutettin taulukkolaskentaohjelmassa näin:
Alkuperäiset arvot ovat sarakkeessa A ja tuloksena syntyvät arvot sarakkeessa B. B4:ään tulevaksi arvoksi sijoitetaan kaava
=(A4+A3*2+A2)/49,7924 -0,64135*B2+1,561018*B3
ja "kopioidaan" kaava ruudun oikeasta alanurkasta vetämällä B-sarakketta alaspäin niin pitkälle kuin A-sarakkeen arvoja riittää.
Mystiset numerot saatiin laskurilla sivulta:
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/trad.html
On hauskaa kokeilla laskuria ja katsoa, miten taianomaisesti käyrät muokkautuvat, paremmin kuin olisi lyijykynällä ja paperilla itse niitä tasoittelemassa ;)
---

Huokaus. Kai on otaksuttava, että tosielämän pyörällä tosielämän tiellä on mukana ilmanpyörteilyä, tien pompotteluja, rungon ja kiekkojen värähtelyjä, kumin vaihtelevia litistymisiä, kallistumisia, jarruttavia kiemurteluja, ajajan tahattomia liikkeitä (ja tahallisia, mm. polkeminen, oli vähällä unohtua ), jne jne (eli mitä vielä?).
Vaikka olisi tuulitunnelissa tai muuten saatu tuntien työllä tai isolla rahalla määriteltyä luku CdA yhdelle konfiguraatiolle, niin se pätee vain hyvin likimain sitten, kun mennään oikeasti tien päälle.

Katsellaanpa regressioanalyysikuvaa. Kuvitellaan, että olisi tuulitunnelissa tai muulla menetelmällä saatu punasen käyrän kaltevuuskertoimeksi arvo -0,18981 /100m (tämä kaltevuuskerroin on suoraan verrannollinen kertoimeen CdA tällä konfiguraatiolla, joten voidaan tarkastella kaltevuuskerrointa CdA:n asemasta).
Kun sitten katsotaan regressioanalyysikuvan oikeinpuoleisinta sinistä pistettä, jossa on kiihtyvyysarvo -12.36 cm/s^2 ja nopeuden neliö noin 87 (nopeus siis 9,3 m/s). Tämä vastaa siihen pisteeseen saapuvan sinisen suoran kulmakerrointa, joka on useita prosentteja pienempi kuin punasen suoran.
Oikeanpuoleisen sinisen pisteen kohdalla nopeudessa 9.3 m/s punanen suora antaisi ilmanvastuskiihtyvyyden noin -17 cm/s^2. "Todellisuudessa" peffassa tuntuu ilmanvastuskiihtyvyys -12.36 cm/s^2. Kumpaa pitäisi uskoa? Onko väärin pyöräilty ja peffa väärässä?

CwA
28.09.2014, 19.54
Jos ylemmässä kuvassa laskisi sinisten neliöiden esiintymien keskiarvolla painotetun trendin, niin se taitaisi kuitenkin aika lähelle osua? Nuo ovat jotain tärähdyksiä, oliko tässäkin mittaus etukiekosta?

Kahdella anturilla voisi vertailla sitä tapahtuuko ensin heilahdus edessä, sitten takana, jolloin melko varmasti kyseessä olis tiehen liittyvä asia.
Kuinka vaikuttaisi painopisteen siirtäminen noiden heilahdusten esiintymiseen, jos tekisi laskun istumatta nojaten voimakkaasti eteen?

Etuhaarukkahan ei ole mitenkään jäykkä, se aina heiluu hieman, en tiedä millaisista mitoista anturin sijoituksessa tuon suuruusluokan heitot voisivat tulla, joten en teidä onko ollenkaan mahdollinen ajatus, että siirtyisi anturi sen verran jonkin isomman asfaltin kolon, kiven tai muun tärähdyksen kohdalla.

Aiemmin kerroit, että samassa tien kohdassa tulisi aina poikkeama, jos kamerassa olisi nopean kuvauksen toiminto, niin sijoittamalla kameran ko kohtaan voisi yrittää katsella mitä siinä tapahtuu, kun pyörä menee ohi, mutta tietty omat haasteensa tuossakin, heitän kuitenkin ajatuksia ilmoille, aivan hullujakin, joskus niistä voi tulla ahaa-elämyksiä.

Tuolla on laakereistakin asiaa, mutta en löytänyt sieltä pikasilmäilyllä mainintaa lämpötilan vaikutuksista, tosin tuohon ongelmaasi sillä ei välttämättä ole vaikutusta, mutta jokin lisävastus jota ei ole huomioitu voisi selittyä laakeripuolen asiallakin?
http://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/68227/1/000155101.pdf

edit: Mietin sitä olisiko löydettävissä jokin taajuus noista pompuista ja saavuttaisiko sillä mitään, taas linkki, en kerkeä tutkimaan tuota nyt, mutta vaikutti hakutuloksen kuvauksen perusteella siltä mistä voisi löytyä jotain millä hahmottaa asiaa http://www.physics.usyd.edu.au/super/life_sciences/FE/FE7.pdf

edit2: Hmm, mulle tuli kyllä nyt epäilys, etten ole ymmärtänyt ekan kuvan aikajanaa likikään oikein :D

CwA
01.10.2014, 23.43
Muistelen, että mainitsit jossain kohtaa kokeilustasi kiihtyvyysanturin kera, mutten nyt löytänyt sitä mainintaa enää.

Tuolla törmäsin juttuun siitä kuinka low pass suodatuksella liikkeessä saisi sen kallistuskulman haettua kohinan seasta:
http://www.arduino-projects4u.com/bma180/

Kun en löytänyt juttuasi tuon käytöstä niin en nyt muista mainitsitko kokeilleesi tuollaista suodatusta, joten laitan linkin.

Tuossa artikkelissa mainitaan tuollainen digitaalinen suodatus http://playground.arduino.cc/Main/DigitalSmooth

Itse kiihtyvyysanturin asennus kannatanee tehdä esim. vaahtomuoviin käärittynä, jottei rungon värinät ja tärinät tulisi niin voimakkaana, tai sitten ihan anturin sijoittaminen kypärään, tosin tuolloin haasteena olisi pään paikoillaan pitäminen, alaselkään sijoitettuna kiinnitys ja asennon saaminen suoraan olisi tietty haasteellista, mutten edes tiedä täytyykö tuollainen asentaa suoraan vai alustetaanko alkuasento suoraksi käynnistyksessä.

Itse näkisin, että anturin käyttäminen kiihtyvyyden tarkkailuun ei ehkä ole paras vaihtoehto, mutta kallistuskulman eli mäen kaltevuuden ja sen vaihtelun tarkastamiseen esim. vakionopeudella suht hitaasti mäkeä laskien, se voisi olla toimiva.

Aiemmin postaamiesi kuvien punainen ja ruskea käyrä eroavat mielestäni toisistaan aivan loogisen määrän, näyttäen nopeuserosta johtuvien vastuksien kasvun.

Miksi siniset pisteet eivät osu punaiselle viivalle, niin olen ehkä ymmärtänyt viimeinkin kuvaajan oikein ja molemmissa rullauksissa näkyy pieni hyppäisy samassa kohtaa, samoin kuin muutoinkin nuo heittelyt näyttäisivät tapahtuvan samoissa kohdissa.

Mikäli tuuli olisi syynä, niin eikö sen vaikutus pitäisi olla eri kohdissa?

Tienpinnassa kai sen on pakko olla, mitä hyvänsä sitten onkin.

Pyörässä oleva tekijä kai näyttäytyisi suhteellisen satunnaisena pomppuna ylös ja alas, minkä verran aikaa, voisi ajatella että sellainen tekijä pisentäisi tai lyhentäisi pulssiväliä korkeintaa määrän X suhteellisen satunnaisesti ja X voisi olla positiivinen tai negatiivinen, mutta se ei voisi olla esimerkiksi 1/10 pulssin pituudesta, tuskin edes 1/100, mutta se minkä pituinen häiriö pulssiväliin tulisi, käsittääkseni olisi mahdollista laskea tuon luonnollisen taajuuden avulla.

Vatupassi nähdäkseni olisi se väline tienpinnan kummallisuuksien arviointiin, tai varmasti suora pitkä lautakin kaiketi toimisi.

Jos olen nyt oikein ymmärtänyt niin tuossa sinisten pisteiden kuvaajassa 30 jälkeen ja 60 jälkeen olevat pienet kiihdytykset ylös ja voimakas hidastuminen sen kiihdytyksen jälkeen ovat samassa paikassa ja käsittävät useiden metrien matkan?

Tuntemus kiihtyvyydestä ja nopeudesta ei mielestäni ole kovin luotettava, mäkikulma ja vähäinenkin tuuli muuttaa tuntemusta paljon, jolloin lähinnä mittaamalla voi löytää jonkinlaisen tiedon, tuulensuunta ja nopeus pitäisi saada jotenkin talteen ja jollain tavalla mäkikulmakin, tuossa 4cm/s^2 tarkoittaa 0.04g mikä taitaa olla mahdoton tuntea?

Sinällään molemmat siniset käyrät jäävät hieman alle punaisen käyrän jos ne tasoittaisi suoriksi, tosin tämä nyt vain mun silmämääräinen mulkoilu, mutta ulkotiloissa ilma aina liikkuu, jos lisäisit mukaan tuulta, sitä ei kai kovin paljoa tarvittaisi, jotta saisi aikaan 2cm/s^2 eron?

Cycling power labsin sivullahan oli se Robertin menetelmä, missä ei tarvittu täydellisiä olosuhteita, tosin se oli käyttäen wattimittaria, mutta ehkä sitä jotenkin voisi hyödyntää vertailuna tasamaatesteihin? Mäkitestin ja tasamaatestin vertailuhan olisikin mielenkiintoista, että kuinka erilaisia tuloksia ne antaisivat noin karkeasti tuohon kiihtyvyyden eroon nopealla ja hitaalla nopeudella suoritettujen testien välillä ja tietenkin eri paikan välillä olevien testien erot voivat antaa aina uusia ajatuksia.

optimistx
02.10.2014, 10.48
...

Mukava nähdä kommenttejasi. Vastaan niihin myöhemmin, kun olen nyt matkalla ja vähän hankala kirjoitella täältä.
Kun oli vapaata numeroista, niin pälkähti saamieni kommenttien valossa idea, että syynä outoihin kiihtyvyyden pomppimisiin olisi takakiekon epätasapaino tai jopa soikeus! Takakiekko on 26 " ja etukiekko 20". Testaan kotiin palattuani olettamuksen.

CwA
02.10.2014, 18.48
Mukava nähdä kommenttejasi. Vastaan niihin myöhemmin, kun olen nyt matkalla ja vähän hankala kirjoitella täältä.
Kun oli vapaata numeroista, niin pälkähti saamieni kommenttien valossa idea, että syynä outoihin kiihtyvyyden pomppimisiin olisi takakiekon epätasapaino tai jopa soikeus! Takakiekko on 26 " ja etukiekko 20". Testaan kotiin palattuani olettamuksen.

Mietin sitä, että olisiko tuossa tilanteessa kuitenkin selkeä säännöllinen se poikkeama? Jos sinulla on vain yksi anturi, niin tuolloinhan heittoa ei pitäisi datasta näkyä muutoin kuin ikäänkuin korkeampana vierintävastuksena.

Jos heittoa tulee kuitenkin 10-15m matkalle, esimerkiksi nopeus hidastuu 15m ajan hitaammin kuin kuuluisi, niin tuossa ei kai voi olla kyse ilmiöstä, joka tapahtuisi jokaisella kiekon kierroksella.

Toisaalta jos ilmiö olisi kytköksissä tiettyyn nopeuteen, niin voisiko silloin ajatella, että soikeus nopeuden X jälkeen alkaa aiheuttamaan merkittävää hidastumista, mutta nopeuden Y jälkeen se hidastuminen vähenisi?

Kiva jos olisi sellainenn osittain katettu pitkä luiska jota voisi rullailla, kulma olisi ehkä paremmin vakio kuin mitä tiestöltä löydettävissä. Toki tasamaatestiä voisi tehdä jollain lastauslaiturilla tms. suht varmasti suoralla pinnalla.

optimistx
03.10.2014, 10.54
Mietin sitä, että olisiko tuossa tilanteessa kuitenkin selkeä säännöllinen se poikkeama? Jos sinulla on vain yksi anturi, niin tuolloinhan heittoa ei pitäisi datasta näkyä muutoin kuin ikäänkuin korkeampana vierintävastuksena.

Jos heittoa tulee kuitenkin 10-15m matkalle, esimerkiksi nopeus hidastuu 15m ajan hitaammin kuin kuuluisi, niin tuossa ei kai voi olla kyse ilmiöstä, joka tapahtuisi jokaisella kiekon kierroksella.

Toisaalta jos ilmiö olisi kytköksissä tiettyyn nopeuteen, niin voisiko silloin ajatella, että soikeus nopeuden X jälkeen alkaa aiheuttamaan merkittävää hidastumista, mutta nopeuden Y jälkeen se hidastuminen vähenisi?

Kiva jos olisi sellainenn osittain katettu pitkä luiska jota voisi rullailla, kulma olisi ehkä paremmin vakio kuin mitä tiestöltä löydettävissä. Toki tasamaatestiä voisi tehdä jollain lastauslaiturilla tms. suht varmasti suoralla pinnalla.

Saatat olla oikeassa. Olin myös unohtanut, että eihän takapyörän venttiilinpaikkaa ollut lähdössä asetettu alimmaksi, joten taisi ideani kumoutua jo siitä syystä.

Voi silti laskea energiaperiaatteella , paljonko takakiekon epäkeskisyyden tai soikeuden aiheuttama takaosan painopisteen nousu/lasku 1 mm:llä muuttaa hetkellistä nopeutta. Jos massasta on 50 % takakiekolla, 10 m/s nopeus, niin hetkellinen nopeus muuttuu 50 ppm (parts per million). Etupyörän anturi huomaa tämänkokoiset siirtymät.(etupyörän yhdelle kierrokselle sattuu vaihteleva määrä esim. "huippunopeuspitoista" aikaa) Ehkä on tosiaan pakko mittailla paaaljon tarkemmin näitä juttuja, tehtävä oma tie tai jotain. Eihän millinsyviä kuoppia voi muuten mitenkään satutella samalla tavoin eri rullauksilla.

Jousenkaarta mittailin vatupassilla. Tie kallistui paikoitellen ojaan päin niin, että vatupassi oli vaaksuorassa 45 asteen kulmassa ajosuuntaan nähden. Pienikin sivusiirtymä muutti ajolinjan jyrkkyyttä suhteellisen paljon.

optimistx
03.10.2014, 18.52
Jos ylemmässä kuvassa laskisi sinisten neliöiden esiintymien keskiarvolla painotetun trendin, niin se taitaisi kuitenkin aika lähelle osua? Nuo ovat jotain tärähdyksiä, oliko tässäkin mittaus etukiekosta?

Kahdella anturilla voisi vertailla sitä tapahtuuko ensin heilahdus edessä, sitten takana, jolloin melko varmasti kyseessä olis tiehen liittyvä asia.
Kuinka vaikuttaisi painopisteen siirtäminen noiden heilahdusten esiintymiseen, jos tekisi laskun istumatta nojaten voimakkaasti eteen?

Etuhaarukkahan ei ole mitenkään jäykkä, se aina heiluu hieman, en tiedä millaisista mitoista anturin sijoituksessa tuon suuruusluokan heitot voisivat tulla, joten en teidä onko ollenkaan mahdollinen ajatus, että siirtyisi anturi sen verran jonkin isomman asfaltin kolon, kiven tai muun tärähdyksen kohdalla.

Aiemmin kerroit, että samassa tien kohdassa tulisi aina poikkeama, jos kamerassa olisi nopean kuvauksen toiminto, niin sijoittamalla kameran ko kohtaan voisi yrittää katsella mitä siinä tapahtuu, kun pyörä menee ohi, mutta tietty omat haasteensa tuossakin, heitän kuitenkin ajatuksia ilmoille, aivan hullujakin, joskus niistä voi tulla ahaa-elämyksiä.

Tuolla on laakereistakin asiaa, mutta en löytänyt sieltä pikasilmäilyllä mainintaa lämpötilan vaikutuksista, tosin tuohon ongelmaasi sillä ei välttämättä ole vaikutusta, mutta jokin lisävastus jota ei ole huomioitu voisi selittyä laakeripuolen asiallakin?
http://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/68227/1/000155101.pdf

edit: Mietin sitä olisiko löydettävissä jokin taajuus noista pompuista ja saavuttaisiko sillä mitään, taas linkki, en kerkeä tutkimaan tuota nyt, mutta vaikutti hakutuloksen kuvauksen perusteella siltä mistä voisi löytyä jotain millä hahmottaa asiaa http://www.physics.usyd.edu.au/super/life_sciences/FE/FE7.pdf

...
Mittaus on ollut aina etukiekosta, ja pyörä nojapyörä, joka kuvattu sängyssä. Tärähdykset näkyvät tuloksissa.
Kaksi anturia: käyttökelpoinen idea, jota kokeilen kyllä.
Painopisteen siirtäminenkin voi olla jossakin tilanteessa paljastava tempaus, ei tosin prioriteetissa vielä kärjessä.

Enpä tullut ajatelleeksi etuhaarukan lonksumista, kun sitä ei tässä pyörässä huomaa eikä siksi muista. Jossain toisessa pyörässä se saattoi siirtää kiekkoa useita millimetrejä eteen taikka taakse esim. jarrutustilanteessa. Täytyypä pitää pienikin lonksuminen mielessä.

Kun mitataan aikoja jopa 4 miljoonasosasekunnin resoluutiolla nyt, niin matkoissa se vastaa 10 m/s nopeudella 0.04 mm. Jopa kumin litistyminen 0.04 mm enempi tai vähempi näkyisi paikan mittauksen häiriönä. 0.04 mm on tosi lyhyt matka, kun sitä yrittää elävästi kuvitella ja viivottimen kyljestä katsella... vaikeuksia ja arvaamattomia mahdollisuuksia yhdessä.

Häiriön frekvenssin selvittäminen antaa usein mahdollisuuden löytää sen syyn. Hyvä pitää mielessä.

Kiekon navan laakereiden ominaisuudet vaikuttanevat myös mittaustuloksiin, mutta varmaan hyvin pienessä määrin verrattuna muihin lähteisiin. Kun mittailin vapaasti pyörivän kiekon ominaisuuksia, niin silloin huomasi tuloksista esim., oliko napa lämmennyt vai ei. Piti tehdä pari harjoituspyöritystä ennenkuin keräsi tietoja tositarkoituksella :)

Kunpa löytäisi todella peilintasaisen kokeilupaikan. Jää olisi tavallaan sellaista, mutta ... Lyhyt tila ei oikein riitä, kun pitäisi olla kiihdytys- ja jarrutusmatka. Parkkihalleja tutkin sillä silmällä, mutta ovat kompromisseja: lyhyt matka, epätasainen betoni, ja liikenne tietysti.

Jos tavoite olisi etsiä usealle pyöräilijälle sopiva menetelmä, niin eipä kovin vaikeasti hankittava kokeilupaikka käy. Mutta tilapäisenä projektinvaiheena se saattaa auttaa suuntaamaan mielenkiintoa oikeisiin asioihin.

---
---
Fillari-lehden rullauskokeissa mäessä saatiin yksi lukema rullausta kohti. Se lukema on maksiminopeus, ja mitattu gps-laitteella maa-asemaa hyväksi käyttäen.

Tuloksen tarkkuutta parannettiin uusimalla rullaus mahdollisimman tarkoin samanlaisena, esim. 5 kertaa.

Sitten muutettiin tutkittavaa ilmanvastukseen vaikuttavaa asiaa, ja rullattiin mäki alas taas yhtä monta kertaa tallettaen maksiminopeuden.

Laskettiin maksiminopeuksien keskiarvot (ja hajonnat?). Pääteltiin, auttoiko muutos vähentämään ilmanvastusta.

Jos yksi rullaus ja mäennousu takaisin vei esim. 10 minuuttia, niin kahdessa tunnissa ehti suorittaa kohtalaisen koesarjan, poislukien valmistelut ja jälkityöt.

Tämä pinnaan kiinnitetty magneettianturia käyttävä menetelmä pyrkii saamaan kahdesta rullauksesta esim. 50 + 50 havaintoa, korvaten näin aika urakan mäennousuja tai/ja johtaen tarkempiin tuloksiin.

Sillä näyttää olevan toistaiseksi yksi kohtalainen haitta: se ei toimi.

Mutta toivottavasti toimii myöhemmin, kun tässä pähkäillään. ;)

Kun Jousenkaaren rullauksista valittiin pulsseja 320-370 vastaavat tienkohdat havaintoihin ja suodatettiin tulokset, niin saatiin keskiarvoksi -0.2165 bkertoimen arvoksi ja sen hajonnaksi 0.01696. Hajonta oli noin 8 %. Bkerroin on vakio kertaa CdA.

Jos havaintoja riivaava heilahtelu saataisin poistettua ilman suodatusta, niin havainnot olisivat kai todennäköisyyslaskennallisesti riittävästi toisistaan riippumattomia ja voitaisiin rullausmatkaa pidentämällä ja muita häiriötekijöitä eliminoimalla päästä pienentämään hajontaa, toivottavasti lähelle 1 %.

CwA
03.10.2014, 21.45
0.04mm, hmm, mulla toisessa pyörässä etuhaarukka jo taipuu useamman millin vähänkin reilummassa epätasaisuudessa navan kohdalta tarkasteltuna, maastopyörässä en ole pistänyt tuota merkille, mutta saattaa letkuta enemmän tuo XCT keula, toisessa on teräskelua. 0.04mm on sellainen mitta, että periaatteessa asfaltin pinnan epätasaisuuden aiheuttama tärinäkin voi aiheuttaa metalliin sen verran taipumista?

Lisäksi onko anturi kiinni nippusitein? Siinäkin tulee mahdollisesti jo joustoa, joka saa aikaan poikkeamia tuloksiin, jos noin vähäiset jo muuttavat tulosta.

Myös jo pinnan joustaminen voisi siirtää magneettia sen verran.

Epäilen, että tuollainen tarkkuus ei ole riittävän luotettavasti saavutettavissa, tulee liian paljon muuttujia jotka voivat vaikuttaa tulokseen. Voisiko olla, että vähemmällä tarkuudella saisi paremmin toimivaa dataa?

33km/h nopeudella pitäisi tulla 6,2785 pulssia sekunnissa, pulssien väli olisi ~0,1593s eli 159,2737ms, yksi millisekunti on siis karkeasti 1/159 pulssivälistä. Samoin karkeasti 1,59ms olisi 1% tuosta pulssivälistä.

Pohdin tässä sitä, että millä tarkuudella heitot katoavat ja millaisen toistettavuuden se antaisi tuloksiin, entä millaisen CdA muutoksen sillä tarkkuudella voisi havaita?

marmar
04.10.2014, 09.08
Laitetaan nyt muutama mielipide mittaustekniikasta:
Itse pidän magneetti anturia ja relettä epäluotettavana. Jos haluaa tieteellisesti tarkkaa dataa, niin pitää käyttää parempaa anturitekniikkaa. Mutta toisaalta tässä ei tarvita niin tarkkaa, etteikö anturi riittäisi, kunhan tarkkuutta parannetaan. Yksi parannuskeino on mitata pulssista etu ja takareuna. Tästä saa tietoa magneetin ohittamisnopeudesta ja tunnistuksen laadusta. Esim siitä onko tiessä oleva töyssy vaikuttanut kärjen sulkeutumiseen. Lisämagneeteilla tarkkuutta saa parannettua edelleen. Tarpeeksi lähelle toisiaan sijoitetulla magneeteilla saa paremman kuvan hetkellisnopeudesta.Etu ja takarenkaiden samanaikaisella mittauksella tarkkuus paranee edelleen. Kun mittaustekniikka on tarpeeksi luotettava, niin seuraavaksi alle tarpeeksi jyrkkä ja pitkä mäki, jossa ilmanvastus on kaikkein suurin tekijä, niin ollaan jo lähellä täydellistä.

optimistx
04.10.2014, 20.19
Laitetaan nyt muutama mielipide mittaustekniikasta:
Itse pidän magneetti anturia ja relettä epäluotettavana. Jos haluaa tieteellisesti tarkkaa dataa, niin pitää käyttää parempaa anturitekniikkaa. Mutta toisaalta tässä ei tarvita niin tarkkaa, etteikö anturi riittäisi, kunhan tarkkuutta parannetaan. Yksi parannuskeino on mitata pulssista etu ja takareuna. Tästä saa tietoa magneetin ohittamisnopeudesta ja tunnistuksen laadusta. Esim siitä onko tiessä oleva töyssy vaikuttanut kärjen sulkeutumiseen. Lisämagneeteilla tarkkuutta saa parannettua edelleen. Tarpeeksi lähelle toisiaan sijoitetulla magneeteilla saa paremman kuvan hetkellisnopeudesta.Etu ja takarenkaiden samanaikaisella mittauksella tarkkuus paranee edelleen. Kun mittaustekniikka on tarpeeksi luotettava, niin seuraavaksi alle tarpeeksi jyrkkä ja pitkä mäki, jossa ilmanvastus on kaikkein suurin tekijä, niin ollaan jo lähellä täydellistä.

Myös minä pidin reed-releitä aika epävarmoina, mutta mittauksissa ainakin ne yksilöt, joita testasin, yllättivät positiivisesti.

Ohessa on kuva pulssiaikojen eroista peräkkäisten pulssien välillä, kun pyöritetään telineessä sähkömoottorilla pyörää. Moottori on etukiekon navassa. Kiekko pyörii vapaasti noin nopeudella 181 ms/kierros. Ajankohta pulssin etureunan ensimmäisestä tasonvaihdosta.

https://lh5.googleusercontent.com/-j5_6a3-b8lI/VDAmxU9zcpI/AAAAAAAAAVM/fU9uhjZSjjY/s576/vakionopeuspyoritys_telineessa.png

Saattoi olla hyödyllinen koe tehdä ko. mittaus äsken uudestaan, kun nyt siinä havaitsee samantyylistä vaihtelua kuin rullauksessa tiellä; tosin paljon pienemmällä amplitudilla.
Eikös +-30 mikrosekuntia ole tosi vähäistä vaihtelua? Ehkä sitten tiellä ajaessa tärinä voi lisätä eroja paljonkin. Takareunaa seuraamalla ja lisäämällä yksi tai useampia magneetteja saattaa auttaa paljastamaan syitä pomppimiseen
---
Muokkaus:
Kuvassa alla on pulssin etureunojen ja takareunojen vaihteluista tietoa sähkömoottorilla vakionopeudella pyöritettäessä telineessä, siis kiekko ilmassa. Kiekon koko kierros otti noin 181 millisekuntia, josta magneetin kohdalla oltiin noin 3.180 millisekuntia. Etureunaksi katsottiin ensimmäinen muutos jännitetasolta H (noin 5 V) tasolle L (noin 0 V). Takareunaksi katsottiin ensimmäinen muutos tasolta L tasolle H. Jos muutos tapahtui alle 1000 mikrosekuntia edellisen muutoksen jälkeen, niin sitä ei rekisteröity. Näin hyvin nopeat pomput ("bounces") voitiin yksinkertaisesti jättää huomiotta. Niitä näytti olevan jokunen pulssin molemmissa reunoissa, kestoltaan joitakin mikrosekunteja.

https://lh4.googleusercontent.com/-UAD5pj9uU0E/VDEJnVMZNXI/AAAAAAAAAWA/uLBQ6NqVO98/s800/vakionopeuspyoritys_telineessa_etujatakareuna.png
Ajankohdat mitattiin 4 mikrosekunnin erotteluvälillä (= resoluutiolla).

Mitattiin aikaeroja etureunasta etureunaan, ja vähennettiin siitä edellinen aikaero etureunasta etureunaan. Piirrettiin punaset pisteet niistä luvuista.
Sama takareunasta takareunaan aikaeroille, ja niistä siniset pisteet.

Ideaalisessa toiminnassa aikaerojen erotukset olisivat nollia.

Punasten pisteiden hajonta on 12.85 mikrosekuntia, ja sinisten 7.467 mikrosekuntia.
---
Tunteilua ja tunnelmointia ;)

Eikös ole tosi hianoja tuloksia! Ei uskoisi vanhan raihnaisen reed-releen pystyvän moiseen. Se pystyi joku viikko sitten jopa vielä vähäisempään kohinaan (mainittu säikeen alkuosissa), noin puolet kuvassa näkyvästä, mutta jatkoin etuhaarukan releestä tulevaa lankaa ulottumaan takakiekon vieressä roikkuvaan työkalulaukkuun, noin metri lisää ja liittimiä. Se ilmeisesti lisäsi hajontaa noin kaksinkertaiseksi.

Marmarin ja muidenkin kirjoittajien ajatus mitata nopeus lyhyemmältä ajalta taitaa olla aika toteuttaa nyt. Äärimmillään voisi ehkä käyttää tuota magneetin vieressäoloaikaa nopeuden mittaukseen. Täytyy kokeilla, se on siis noin 29 km tuntinopeudella 3 180 mikrosekuntia. Jos aikaresoluutiota tarvitsisi parantaa 4 mikrosekunnista, niin se voidaan parantaa 1/16 mikrosekuntiin nimellisesti ja uskoakseni helposti.

Muokkaus:
Nopeus magneetin ohitusajan kestosta.

Pyörittelin sähkömoottorilla etukiekkoa kolmella eri vakionopeudella ja mittasin koko kierroksen pyörähdysajan ja magneetin ohitusajan keston.
Keskiarvot koko kierrosajasta, ohitusaika, suhde:
178 200 mikrosek, 3177 mikrosek, 57.09
330 374 mikrosek, 5964 mikrosek, 56.39
1 641 815 mikrosek, 29709 mikrosek, 55.26

Magneetti oli noin 165 mm napa-akselin keskeltä. Nähdään, että magneetti mahtuisi toimimaan tuolla etäisyydellä vaikka joka pinnassa (36 pinnan kiekko).
Magneetin ohitusaika ei siis ole aivan nopeuteen verrannollinen, vaan sen osuus pienenee nopeuden lisääntyessä. Mutta näyttäisi olevan toiveita siihen, että nopeudesta riippuva korjaus antaisi aika hyvän nopeusarvion.
En laskenut vielä hajontoja, mutta silmämäärin ne näyttivät aika luontevilta verrattuina aiempiin kokeisiin. Hyvin hitaassa pyörityksessä hajonta kasvaa rajusti.
Jos aikoisi käyttää ohitusajan kestoa asfaltilla ajossa, pitäisi tehdä samantapaiset testit siellä. Voi olla, että tärinä aiheuttaa kamaluuksia. Telinepyörityksessä oli värinää sen verran, että sen kädellä tunsi selvästi rungosta ja ohjaustangosta.

optimistx
05.10.2014, 18.20
...

Lisäksi onko anturi kiinni nippusitein? Siinäkin tulee mahdollisesti jo joustoa, joka saa aikaan poikkeamia tuloksiin, jos noin vähäiset jo muuttavat tulosta.

Myös jo pinnan joustaminen voisi siirtää magneettia sen verran.

Epäilen, että tuollainen tarkkuus ei ole riittävän luotettavasti saavutettavissa, tulee liian paljon muuttujia jotka voivat vaikuttaa tulokseen. Voisiko olla, että vähemmällä tarkuudella saisi paremmin toimivaa dataa?

33km/h nopeudella pitäisi tulla 6,2785 pulssia sekunnissa, pulssien väli olisi ~0,1593s eli 159,2737ms, yksi millisekunti on siis karkeasti 1/159 pulssivälistä. Samoin karkeasti 1,59ms olisi 1% tuosta pulssivälistä.

Pohdin tässä sitä, että millä tarkuudella heitot katoavat ja millaisen toistettavuuden se antaisi tuloksiin, entä millaisen CdA muutoksen sillä tarkkuudella voisi havaita?

Pelkästään kahdella nippusiteellä on magneetti kiinni.

Tuntuu välillä minustakin, että aivan turhan suureen tarkkuuteen pyrin. Mutta huolimatta suuresta resoluutiosta näyttää tuloksiin vaikuttavan pahasti tavallaan derivaatan ottaminen nopeudesta, eli kiihtyvyyden laskeminen. Onhan tunnettu seikka, että derivointi aiheuttaa vääjäämättä kohinaa mittaustilanteissa.Tähän mennessä Jousenkaaren rullauskokeissa CdA:n laskennassa on 8 % hajonta, eli "oikea" tulos olisi noin 95 % varmuudella +-16 % sisällä keskiarvosta.

Jos yritetään löytää esim. 1 % parannuksia CdA:han, niin tämä tarkkuus on aivan toivotonta. Ei siinä ymmärtääkseni auta huonommalla resoluutiolla laskeminen, päinvastoin. Pitäisi löytää suuren kiihtyvyyshajonnan syy ja tehdä sille jotain.

Lisäsin edelliseen repliikkiin mittauksia, jotka myös saattavat liittyä esittämiisi kysymyksiin ja ajatuksiin.

marmar
06.10.2014, 12.40
Jos yritetään löytää esim. 1 % parannuksia CdA:han, niin tämä tarkkuus on aivan toivotonta. Ei siinä ymmärtääkseni auta huonommalla resoluutiolla laskeminen, päinvastoin. Pitäisi löytää suuren kiihtyvyyshajonnan syy ja tehdä sille jotain.

Tarkkuutta ei ole koskaan liikaa. Kyllä tämän päivän koneet jaksaa laskea. Filtteröinnin saa toimimaan sitä paremmin, mitä suurempi resoluutio on. Vaikka ne viimeiset digitit tuntuisikin olevan mitä sattuu, niin ei niistä ainakaan haittaa ole, mutta hyötyä voi olla.

3 magneettia lähekkäin ja mittaukseen molemmat etu ja takareunat, niin luulisin että siitä syntyvälle tulosmateriaalille on kehitettävissä kohtuu hyvä filtteri, jolla pääsee riittävään tarkkuuteen tai ainakin pääsee virhelähteen jäljille.

Entä miten olisi heijastinpuikot pinnoihin ja optinen luku? Vois olla kohtuullisen helppo ja halpa. Mutta ensin koittaisin kyllä parin magneetin lisäystä ja ohjelmallista filtteröintiä.

optimistx
06.10.2014, 14.11
...

3 magneettia lähekkäin ja mittaukseen molemmat etu ja takareunat, niin luulisin että siitä syntyvälle tulosmateriaalille on kehitettävissä kohtuu hyvä filtteri, jolla pääsee riittävään tarkkuuteen tai ainakin pääsee virhelähteen jäljille.

Entä miten olisi heijastinpuikot pinnoihin ja optinen luku? Vois olla kohtuullisen helppo ja halpa. Mutta ensin koittaisin kyllä parin magneetin lisäystä ja ohjelmallista filtteröintiä.
Hauska yhteensattuma: olin ennen kirjoituksesi näkemistä lisännyt 2 magneettia heti alkuperäisen perään saman puolen pinnoihin ja ajelin telineessä "rullauksia", ts. moottorilla tyhjäkäyntinopeuteen ja sitten vapaalle. Aika kauniita käyriä ensi silmäyksillä. CdA ja "vierintävastuskerroin" niistä tuli jo.

Optista lukua varten olin jo hankkinut osat, mutta kun asennus on työlästä ja magneetit ovat toimineet, niin se on jäänyt. Esim. nyt ilmastointiteipillä magneetit pinnoihin oli muutaman minuutin juttu. Teipin alta magneetti hyvin kiskoo eikä kura haittaa. Mutta kyllä ennen pitkää optista kokeilen.

---

Hämmästyn yhä uudestaan, kuinka paljon mikroprosessori ehtiikään. Arvelin ensin, että magneetin ohitusaikaväli on tosi nopea viuhahdus, jota mikro saa etsiskellä kiireesti ja tarmokkaasti samalla kun pyöräilijä polkee 15 m/s pinnat näkymättömiksi vilisten. Mutta mikrolle miljoonasosasekunti on vähän kuin ihmiselle sekunti: kun magneetti vetää 3600 miljoonasosasekunnin ajan, niin mikrolle se on kuin ihmiselle tunti, se haukottelee ja odottelee, että saisi sen "tunnin" kulumaan jotenkin viihtyisästi ja pääsisi sitten tekemään jonkun sekunnin töitäkin. Jopa pinnan viuhahduksen havaitseminen hurjassa alamäkinopeudessa taitaisi olla sille tylsistyttävän hidasta touhua... (hmm, 2 millimetrin paksuinen pinna 15 m/s vauhdissa olisi tutkimuksen alla 133 mikrosekuntia, jossa ajassa mikro ehtisi suorittaa jopa yli 2000 riviä hauskoja temppuja , 40 sivua ohjelmoijan pinnistelemää tekstiä ilman silmukoita. :) )

CwA
06.10.2014, 20.04
Mitenkäs sellainen testi, että kännykän värinatoiminnolla värisyttäisi Reed-anturin kupeesta/vierestä, millainen olisi vaikutus?

Asfaltillakin se etuhaarukan tärinä on yllättävänkin voimakasta, pohdin sitä, että Reed sisältää fyysisiä liikkuvia osia, kuinka sellainen tärinä sitten vaikuttaisi käytökseen, olisiko mahdollista sitä kautta löytää selittävää tekijää?

Tein tuossa eilen ohjelman, jolla saan Android taskutietokoneesta kerätyn kiihtyvyysanturin raakadatan filtteröityä ja laskettua asteiksi, jolloin saan suhteellisen hyvin parannettua tuloksen lukemista, käyttämällä enemmän aikaa eli enemmän mittauksia. Noin 8-9 mittausta sekunnissa näyttää tulevan, mutta välillä on liki sekunnin miettimisiä ja välillä anturin data antaa ihan kummia arvoja.

Ohjelma lukee datan taulukkoon, järjestää sen, heittää muutamat lukemat molemmista päistä pois sekä laskee mediaanin jokaisesta akselista ja sitten X ja Y akseleiden kallistuman noiden mediaanien pohjalta. Kaikki ääripäätä edustavat esiintymät jos vielä heittäisi pois, niin voisi parantua entisestään, nyt tuo heittää vain sekunnin verran molemmista päistä pois.

Huomattavaa parannusta kuitenkin saa tuollaisellakin suht simppelillä datan muokkauksella.

Jos olisi vielä joskus intoa vääntää tuo taskutietokoneessa toimivaksi softaksi, joka jatkuvasti suorittaisi laskentaa ja näyttäisi tulosta näytössä, niin voisi näppärästi kartoittaa tien tasaisuutta tai mäen kulmaa. Toki onhan valmiitakin samaan tarkoitukseen, mutten oikein ole tykännyt, lukemat pomppii hurjasti eikä pisempää mittausta käytetä parempaan tarkkuuteen.

Tuossa nopeusmittauksessa useampi magneetti sitten moninkertaistaa datan määrän ja tietty mitä enemmän kerättyä dataa, sitä paremmin siitä pitäisi saada poimittua se olennainen, mitä omassa ohjelmassani pyrin myös saamaan aikaan tuon kulmamittauksen osalta, mielenkiintoista nähdä kuinka käytännössä sitten tapahtuu :D

optimistx
06.10.2014, 21.08
Mitenkäs sellainen testi, että kännykän värinatoiminnolla värisyttäisi Reed-anturin kupeesta/vierestä, millainen olisi vaikutus?

Asfaltillakin se etuhaarukan tärinä on yllättävänkin voimakasta, pohdin sitä, että Reed sisältää fyysisiä liikkuvia osia, kuinka sellainen tärinä sitten vaikuttaisi käytökseen, olisiko mahdollista sitä kautta löytää selittävää tekijää?
...

Koetanpa tuota.
Pengoin avainsanoilla reed relay vibration, ja kauhukseni huomasin, että kaikkialla edellä olisi kai pitänyt puhua termillä "reed switch" eikä "reed relay". Reed-kytkin. Valmistaja Hamlin kuvaa tärinätestejä linkissä
http://www.hamlin.com/specSheets/AN113A-Tech-Vibration.pdf
mitkä näyttävät kyllä aika rajuilta, ehkä jopa riittäviltä (?).
Reed-kytkin on kyllä tosi yksinkertaisentuntuinen laite, ei monta asiaa, jotka voisivat mennä vikaan. Avasin joskus sellaisen, no name -tyyppiä, ja tosiaan tämäntyylinen se oli:
http://www.sunrom.com/media/content/458/images/reed-switch.gif

Lisätäänpä telineessärullauskuvio:

Ilmanvastuskertoimen CdA ja vierintävastuskertoimen määritys, kun pyöritettiin etukiekkoa ilmassa. Sähkömoottorilla saatettiin kiekko pyörimään noin 29 km/h vauhtiin ja kytkettiin moottorin veto pois. Mitattiin pulssiaikoja yhdesta reed-kytkimestä per kierros. Laskettiin kierroksen keskinopeuden neliö ja keskikiihtyvyys. Piirrettiin käyrät niistä osista, jossa kiekko hidastui vapaasti pyörien pysähdyksiin. Toistettiin 4 kertaa samaan kuvaan.
Ei suodatusta, ei useita magneetteja.
Punanen käyrä kuvassa kuvaa lauseketta

kiihtyvyys = -0,00464 * v^2 - 0,46917

Luku -0,00464 "on sukua" ilmanvastuskertoimelle ja -0,46917 vierintävastuskertoimelle. Niiden laskemiseksi tarvitsisi määrittää kiekon hitausmomentti, mutta se ei tässä ole pääasia, vaan pääasia on ihastella, kuinka läheltä 4 sinistä käyrää seurailevat toisiaan ja punasta viivaa :)

Oikeassa alanurkassa oleva kaartuma vaakasuoraan saattaa johtua siitä, että mootorin ohjain vielä auttoi hieman pyöritystä ennenkuin nukutti itsensä lepoon kokonaan.

Vasemmassa ylänurkassa oleva koukkaus ylös saattaa johtua siitä, että tosi hitailla nopeuksilla keskinopeus ja keskikiihtyvyys eivät kuvasta hetkellisiä suureita tarkasti. Ne pienet nopeudet , esim. alle 2 m/s voitaisiin pyyhkiä pois kokonaan.

Kuvan tarkoitus on osoittaa, että jos siirrytään tuolta ulkoa tärinästä, kallisteluista ja asfaltin ongelmista mukavaan työhuoneympäristöön, niin pyöräily sujuu aika tavalla teorian mukaan ;) .

Kunhan keksitään, kuinka suodatetaan ja hyödynnetään kaikkia 3 magneettia marmarin ehdotuksen mukaan, niin ounastelen syntyvän kauniita kuvioita.
https://lh3.googleusercontent.com/-NKbxE8xEqXw/VDLeRc7L84I/AAAAAAAAAWc/gr9xdXqTMac/s720/telinerullauksia4kpl.png

Muokkaus tiistaina:
Vakionopeudella pyöritettäessä telineessä tuli tämmöisiä tuloksia magneettien eroista:

Pyöritettiin kiekkoa tasaisella nopeudella moottorilla.
Talletettiin ajankohdat 3 magneetin etureunasta ja takareunasta.
Seuraavalla kierroksella samat talletukset.
Vähennettiin jälkimmäisen kierroksen arvoista edellisen kierroksen arvot.
Toistettiin noin 300 kertaa.
Vakionopeudella tulokseksi pitäisi tulla joka reunasta pelkkää nollaa ideaalitilanteessa.
Tuli tällaiset tulokset:
1.magneetti_etureuna 1.magn_takareuna 2.m.etur. 2.m.takar. 3.m.etur. 3.m.takar

keskiarvot mikrosekuntia:
0.51 0.00 0.03 0.04 0.05 -0.03
maksimiarvot mikrosekuntia:
32 28 16 24 24 24
minimiarvot mikrosekuntia:
-40 -24 -16 -24 -24 -20
hajonta mikrosekuntia
13.81 9.28 5.90 8.88 8.32 7.51

Kaikki 3 magneettia siis antavat samantapaisia tuloksia tyydyttävän tarkasti.
Alkuperäisen "pyörätietokoneen" magneetti antoi pulssin kestoksi noin 3200 mikrosekuntia yo vakionopeudella. Seuraava Sinooperista ostettu magneetti noin 5400 mikrosekuntia, ja kolmas noin 4160 mikrosekuntia. Sinooperin magneetit antoivat siis pidemmän pulssin, mutta niiden keskinäiset pulssinpituuserot ovat merkittäviä (ehkä teippiasennuksesta /orientoinnista/ etäisyydestä johtuen).

optimistx
15.10.2014, 17.42
Mukavaa keskiviikkoa sinulle, hyvä lukija :)

Syvästä viime päivien palstahiljaisuudesta huolimatta ilmanvastuksen laskentatestit ovat edistyneet hieman.

Mm. mystinen kahden pulsiin väliaikojen vaihtelun syy, (ainakin eräs syy), on selvinnyt. Oli nimittäin havaittu, että tavallista pidempää pulssiväliaikaa seurasi useimmiten tavallista lyhempi, melkein vuorotellen näin kaiken aikaa.
Generoin ohjelmallisesti teoreettisesti tarkoin oikeaa dataa rullaukselle ja laskin siitä käyriä, kuten jo ennen näytin kuvassa:
https://lh5.googleusercontent.com/-xkZytUmOCm4/VCVyHNtvNgI/AAAAAAAAAUM/qnfx6GQch7A/s512/Ihanteellinen_rullaus.png

Mutta lisäsin sitten satunnaislukugeneraattorilla tasaisen jakautuman max +-40 mikrosekunnin heittoja laskettuihin magneetin ideaalisiin ohitusajankohtiin. Lukuarvo +-40 mikrosekuntia tuli vakionopeudella telineessä pyörityksen havainnoista.

Ehkä kiusoittelen lukijan aivonystyröitä arvelemaan, mitä havaittiin sen jälkeen. Siis kuten salapoliisiromaanissa, ei heti kerrota murhaajaa.

Vihjeeksi oma ensimmäisen ajatukseni: " Miten ihmeessa en ollut osannut ajatella tuota! Sehän on päivänselvää."

---
Muokkaus torstaina:

Lukijat lienevät armeliaita ja kohteliaita ei-paljastaessaan murhaajaa tässä asiassa. Siksi saanen kertoa sen itse ;)

Jos magneettianturi lähettää satunnaisvirheen takia pulssin yhdellä kierroksella hieman aikaisemmin kuin täsmälleen oikea hetki olisi, ja jos seuraava ohitus on keskimäärin oikean hetkenä, niin yksi kierros raportoitiin todennäköisesti liian pitkäkestoiseksi. Sitä seuraava kierros on siksi keskimäärin lyhempikestoinen kuin se eikä suinkaan siitä riippumaton kestoltaan. Näin syntyy lyhyt-pitkä-lyhyt-pitkä -kaavio kierrosten kestoista eikä suinkaan satunnaisesti vaihteleva kuten tavanomaisissa havaintovirheissä on.

Vrt kolikonheitto: heitto antaa todellisuudessa 50 % todennäköisyydellä kruunan aivan riippumatta siitä, mitä edelliset heitot olivat antaneet. Vaikka olisi 10 kruunaa peräkkäin edellisissä heitoissa, niin silti 50 % todennäköisyys.
Tässä magneettianturin tapauksessa on toinen tilanne: jos "edellinen heitto oli kruuna", niin uudess heitossa kruunan todennäköisyys on pienempi kuin 50 %, esim. 25 %.

Vaikka ohjelma generoi virheitä ajankohtaan satunnaislukugeneraattoria käyttäen, niin pulssien kestoon ilmestyi hyvin silmäänpistävä pitkä - lyhyt- pitkä - lyhyt - kaavio, tosin lievin poikkeuksin silloin tällöin.

optimistx
03.11.2014, 12.43
Ajellessani Kauniaisten ohi Jorviin viime lauantaina, tuli yhtäkkiä mieleen rullata alas siellä oleva mäki muutaman kerran sen seikan toteamiseksi, kuinka paljon huippunopeudet vaihtelevat reed-kytkimellä mitattuna.
Mäen sijaintti on oheisessa reittiopas.fi:n linkissä:
http://pk.reittiopas.fi/#mapcenter%28point*2538714*6678881%29mapzoom%281%2 9from%28point*2538872*6678798%29to%28point*2538519 *6678926%29
Linkin kuvasta löytää sopivasti napsuttamalla myös mäen profiilin: korkeusero 23 m, ja merkintöjen väli 0.4 km.

Aloitin rullauksen vastoin Fillari-lehden ohjeita aika loivasta kohdasta, koska siitä näki takana olevasta mutkasta tulevia autoja. Oli harmillisen vilkas liikenne. Lähtö oli mahdollisimman samanlainen liikkeellepotkaisu joka kerran.
Asento mahdollisimman sama. Ajolinjan suhteen oli kyllä toivomisen varaa; esim. alhaalla olevan suojatien ylitys ei tapahtunut aina samasta valkoisten osien välistä. (oluttölkki pyöriskeli siellä!).
1. ja 6. laskussa auto tuli takaa ja ohitti noin mäen puolivälissä.
Tuntui, ettei tuullut lainkaan. Pari astetta pakkasta arvion mukaan. Kumien ilmanpaineet aivan liian pienet näppituntumalla arvioiden. (pumppu- ja venttiiliongelmia...)

Huippunopeudet kaikista rullauksista olivat Arduino-mikroprosessorin mittaamina näin, alkuperäisistä suodattamattomista havainnoista, metriä sekunnissa:
16.32, 16.00, 15.87, 15.96,15.97, 16.41, 16.06, 15.96 m/s
Samat kilometriä tunnissa:
58.752 57.6 57.132 57.456 57.492 59.076 57.816 57.456 km/h

Nopeuksien keskiarvo 16.07 m/s, ja hajonta 0.180 m/s. Prosenteissa hajonta keskiarvosta on 1.1 %.
Alueella keskiarvo +-2* hajonta on tietyin ehdoin noin 95 % havainnoista.

Ilmanvastusta voisi siis tässä mäessä näillä konsteilla arvioida tavallaan +- 2.2 % tarkkuudella.

Tämä ymmärtääkseni merkitsisi, että esim. 1 % muutos ilmanvastuskertoimessa ei liene mahdollista havaita kovinkaan luotettavasti ja tarkasti edes 8 + 8 rullauksella tässä kokeilussa.

Jos ajosarjasta poistetaan ne kaksi laskua, joissa auto ohitti ajokin, niin hajonta pienentyi arvoon 0.35 % 6 rullauksesta laskien. Aika hyvä arvo; siis pitää hylätä rullaukset, jossa autoja tulee/menee.

Tämän kokeen jälkeen olen kyllä entistä uteliaampi, millainen hajonta ja toistojen lukumäärä on ollut Fillari-lehden kokeiluissa tai lukijoiden omissa testeissä.

---

Kaikesta huolimatta tämä ilmanvastuskertoimen määrittelyprojekti ei vieläkään ole törmännyt seinään :). Lupaava tie näyttäisi olevan sovittaa paikkoja ja aikoja kuvaavaan aikasarjaan [(kehä, t0), (2*kehä, t1), (3*kehä, t2)... (n*keha, tn)] polynomifunktio. Nopeus ja kiihtyvyys millä hetkellä tahansa voidaan sitten arvioida polynomifunktion ensimmäisenä ja toisena aikaderivaattana.

optimistx
24.11.2014, 13.58
Tästä säikeestä taitaa tulla enempi blogi kuin kysymys-vastaus-keskustelu.
Aiemmin ehdotettiin mm. parempaa mittausantauria reed-kytkimen tilalle ja takapyörään anturin liittämistä.
Olen viime viikot opetellut mm. Hall-anturin käyttöä takapyörässä matkan, nopeuden ja kiihtyvyyden mittaamiseen. Käytän TLE4935L, joka on "Bipolar latched Hall sensor". Datalehden mukaan sen signaalissa ei ole "bouncing".

Aika miellyttäviä yllätyksiä on tullut.

Teippasin 5mm läpimittaisia kolikonmuotoisia magneetteja takavanteen sivuun siihen pintaan, johon tavallisesti jarraupalat laahaavat. Se sopi, kun on takana levyjarru. Magneettien välinen etäisyys 0 mm, ja vuorotellen pohjoinen ja etelä anturiin päin.

Jospa kysyisi harhaanjohdatellen näin:

Olisiko mitään järkeä mitata nopeutta niin, että mitataan tiestä noin reilun 5 millimetrin pätkä ja sitten otetaan isoisän taskunaurista paremmalla kellolla aika, kuinka kauan tuon 5 mm ajaminen kestää jyrkässä alamäessä? ;)

Telinetestien perusteella näyttää yllättävän lupaavalta. Magneettien väliset ajat ovat johdonmukaisia ja poukkoilu eli hajonta telineessä on luokkaa prosentin osia! Tämä innostaa niin että on tulla pissat housuun tai jotain.

Harmi vaan, että ulkona on lunta niin, että koeajot nyt eivät ole mielekkäitä.

Mittaustarkkuuden näin parantuessa alkaa yhä enempi askarruttaa se, kuinka kiekon säde ajon aikana vaihtelee kumin litistymisen takia tai jopa kiekon metalliosien antaessa periksi. Jos säde muuttuu 1 % otaksutusta, niin matka muuttuu 1 %, samoin nopeutta ja kiihtyvyyttä on korjattava.

Olisikohan ideoita, millä tavoin voisi ajon aikana mitata kiekon sädettä tai kumin litistymisen määrää? Hätäratkaisuna varmaan kannattaa pumpata kumi niin kovaksi kuin uskaltaa, mutta kai se silti jonkin verran vaihtelee rosoisella asfaltilla ainakin.