Fragen zu physikalischen Werten

    Hi,


    bevor ich loslege, möchte ich mich mal kurz vorstellen.
    Ich heiße Robert und studiere Elektrotechnik, vorher habe ich im Metallbau gelernt. Das Problem ist, dass ich von Schlagzeugen absolut keine Ahnung habe. Allerdings habe ich einen Auftrag reinbekommen, für ein Tonstudio einen Roboter zu entwickeln. Ich möchte aber nicht weiter darauf eingehen, da sich alles noch in der Planung befindet und einer gewissen "Geheimhaltung" unterliegt.


    Ich würde mich riesig freuen, wenn ihr ein paar Werte für mich habt.
    Mir geht es hauptsächlich um die maximale Geschwindigkeit, mit der der Stick auf das Fell trifft. Außerdem bräuchte ich noch die einwirkende Kraft auf das Fell beim Aufschlag.


    Wie gesagt, es wäre echt klasse, wenn ihr mir helfen könnt.


    Grüße
    Robert

    Maximale Geschwindigkeit, mit der ein Stick aufs Fell trifft?
    Würde jetzt sagen, dass man das so pauschal nicht beantworten kann. Kommt doch auf die Kraft an, die der Anwender aufwendet.


    Und glaube das mit der einwirkenden Kraft kann auch eher ein Physiker beantworten..vielleicht ein Schlagzeug spielender Physiker? ;(


    Kann sein, dass Du hier die Antworten bekommst, aber sehr viel hat das glaube ich nicht mit "unserem Fach" zu tun ;)

    bitte KEINE Kurznachrichten schreiben ;(

    Kann man nicht sagen, weil:


    1. Jeder Stick wiegt unterschiedlich viel
    2. Jeder Drummer hält den Stick anders, dadurch ändert sich der Winkel und dadurch die Kraft.
    3. Dich interessiert sicherlich die Kraft die auf der Trommel ankommt, also Arm/Stick -> Fell -> Trommel . Die meiste Energie wird vom Fell in Bewegungsenergie umgewandelt und nur ein Bruchteil wird auf die Trommel gehen. Und der Teil der auf die Trommel geht wird sich gut aufteilen.

    Hallo!


    Naja dann müsste man sich mal Gedanken machen.
    Ich glaube Du könntest, wenn Du schon den Roboter programmieren sollst, einen realen Drummer (vllt nicht unbedingt einen Jazzer, wenn es um Maximalwerte geht ;) ) als Vergleich reinzuholen.
    Den lässt Du reindengeln und mit hoffentlich vorhandenen Messgeräten kannst Du die Kräfte vielleicht feststellen.
    Wenns keine Messgeräte gibt, programmier einen selbstgewählten Wert rein, lass nen Drummer guggen und vielleicht kann der besser abschätzen, ob das realistisch "fest" ist.

    Wenn es nicht so ist, wie man`s will, muss man es wollen, wie es ist.

    Wenn du nicht näher drauf eingehen kannst, wird dir hier auch niemand helfen können.


    Böse Zungen mögen unken, dass du in deiner Position das im Vorfeld hättest wissen sollen.

    ...mh.

    Würd ich auch vorschlagen. Ich vermute mal, dass du das dazu nötige Equipment in deinem Arbeitsumfeld haben könntest. Was du noch brauchst, ist ein Drummer (oder besser, sehr viele Drummer) mit Set. Auch wenn Drummer gerne mal als Maschinisten in einer Band gelten, sind sie doch eigentlich mehr Musiker, und haben im Allgemeinen einfach keine Messuhren zur Hand.
    Die Richtung deiner (zugegeben nicht uninteressanten) Frage, ist hier also etwas fehl. Genau so könntest du auch nen Violinisten nach der Reibungsenergie, oder nen Dirigenten nach dem Luftwiderstand seiner Bewegungen fragen. Eher unwahrscheinlich, dass das irgendwer von den Musikern schon mal exakt gemessen hat, oder dass du ihn hier finden wirst - obwohl selbstverständlich auch Physiker unter den Kollegen sein dürften.


    Wäre übrigens nett, die gesammelten Daten dann auch hier mitzuteilen - hat zwar keinerlei Einfluss auf meine Spielweise, aber interessieren würde mich schon, wie viel Newton da auf so ein armes Set einwirken...

    Setz dich mal mit denen in Verbindung:
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    Hallo,


    ich habe eine musikalische Herangehensweise.


    Die "maximale Geschwindigkeit, mit der der Stick auf das Fell trifft" ist Sol. Theoretisch jedenfalls.
    Praktisch scheitert es am Luftwiderstand, aber das müsste mir mal jemand im Physikforum ausrechnen.


    Die "einwirkende Kraft auf das Fell beim Aufschlag" ist ja bekanntlich relativ.
    Masse mal Beschleunigung erinnere ich da noch nebulös. Der Vorschlaghammer ist gegenüber dem Stäbchen schon mal im Vorteil.
    Wenn dann der Trommler noch sein Karatetraining absolviert hat, ist das Fell durch.


    Mit anderen Worten: es ist kompliziert und keiner weiß es.


    Und dann kommt noch hinzu, was viele vergessen: der Rückweg. Oder mit anderen Worten: nach dem Schlag ist vor dem Schlag.
    Es geht ja auch nicht um das Schlagen, sondern um das Anschlagen. Das eine ist Mord, das andere Musik.
    Das kann ein Physiker auch mal selbst testen. Für Versuche haben wir doch die Wissenschaft.


    Wir machen die Musik.


    Grüße
    Jürgen

    Erst einmal vielen Dank für die ganzen Antworten, hier ist ja echt was los :)


    Das Kraft und Geschwindigkeit variant sind, ist mir bewusst. Ich habe einfach gehofft, dass jemand von euch dazu mal was gelesen hatte oder so.
    Mir geht es wirklich nur um die maximalen Werte, damit klar ist, wie die Mechanik dimensioniert werden muss. Eine geringere Intensität des Schlages lässt sich über die Ansteuerung realisieren, das stellt kein Problem da.


    Ich werde mich aber mal an einen unserer Physik Professoren und an die Macher von Compressorhead wenden.
    Sollte ich was herausfinden, lasse ich es euch wissen.


    PS: Das hat nichts mit meinem Abschuss zu tun, der hat noch ein bisschen Zeit;) Sowas ist quasi mein Nebenjob.

    Na als Maschinenbauer und angehender Elektroingenieur wird es Dir doch nicht schwerfallen Methoden zu
    finden um die Werte empirisch zu ermitteln. Fuer die Geschwindigkeit bietet sich z.B. wohl ein Stroboskop
    und eine Kamera an. Macht auch einen wissenschaftlicheren Eindruck als eine Antwort aus einem Forum.


    Den Maschinenbauer hast Du mir vorraus, daher solltest Du der Fachmann in Sachen Kraft / Impulsmessung sein.


    Ein Drummer wird sich durch Aushang an der FH/Uni oder bei ansaessigen Musikgeschaeften finden.



    - Juergen -


    Edit: wenn ich Deine beiden Post nochmal lese, dann glaube ich einen Gedankenfehler zu erkennen.
    Weil Du von "Kraft" sprichst und "maximale Werte". Der Stick wird nicht mit maximaler Kraft ins Fell
    gedrueckt sondern man wirft den Stick quasi in des Fell. Das sollte der Aktuator Deines Roboters auch so
    machen um einen authentischen Sound zu generieren. Wenn Du die Geschwindigkeit kennst sollte das
    genuegen, weil es letztlich auf den entsprechenden Impuls ankommt und dafuer sind Sticks und Felle
    ausgelegt.

    Gaffatape und Chewing Gum kleben die halbe Welt zusamm'

    2 Mal editiert, zuletzt von Beathoven ()

    Es ist oben schon erwähnt worden: für die Geschwindigkeitsermittlung kannst Du eine Kamera verwenden. NImm einen Schlagzeuger auf, so dass Du den Stick genau von der Seite aus "siehst". Finde die Framerate der Kamera raus (wird meist entweder 25fps oder 30fps sein) und ermittle den Weg, den der Stock (bzw. die Stockspitze) kurz vor dem Aufschlag von einem Frame zum nächsten zurücklegt. Dafür musst Du auf höhe des Sticks einen Vergleichsmaßstab im Bild haben. Damit solltest Du Weg pro Zeiteinheit ermitteln können - den Rest brauche ich Dir nicht zu erklären.


    Mit der Kraft ist es eigentlich so, dass sich diese automatisch aus der Geschwindigkeit und der Masse des Stocks ergibt - ein guter Trommler sollte den Stick nicht zusätzlich zur Bewegung in das Fell hinein pressen. Wenn Du das unbedingt genau wissen musst, könntest Du eine Streifenfeder von der Seite filmen, wenn der Stock drauf trifft - daraus (Verformungsweg und Federkonstante) sollte sich die Kraft ermitteln lassen.


    BTW - wenn Du den Soundcheck-Roboter fertig hast, kannst Du mir hier bitte auch einen hinstellen :) gute Idee, das!

    Achso läuft das mit dem Stick?
    Ich hab ja gesagt, dass ich keine Ahnung habe :D


    Zur Geschwindigkeit, mir ist eingefallen, dass es bei Youtube genug Zeitlupenvideos gibt, damit sollte das Problem ja gelöst sein.


    Danke noch einmal, die letzten beiden Beiträge haben echt Licht ins Dunkel gebracht.


    Mit Soundcheck wird der Roboter nichts zu tun haben, wird was größeres;)
    Das Ergebnis werde ich hier posten, sobald es was zu zeigen gibt. Das wird alles recht umfangreich werden und eine Menge Zeit brauchen. Aber ich werde euch nicht vergessen.

    Mit nem E-Drum könnte man ja auch die Ausgangsspannung des (Piezo-)TrIggers auswerten.
    Stick mit gewünschter Stärke ans Fell (auf den Trigger) schlagen. Triggerwert festhalten. Referenzgewichte auf den Trigger fallen lassen bis der vorher gemessene Wert erreicht ist, dann sind alle nötigen Variablen bekannt um den Rest auszurechnen. Sollte für die Planungsphase ausreichend sein...


    Sehr interessantes Projekt was Du da hast.
    Für die ästhetische Aspekte schau dir mal meinen Avatar an. Mir persönlich hats ja die HiHat angetan ;)
    Aus dem Video zu "Aphex Twin - Monkey Drummer" (Jaja, ich weiss ist ne Videomontage und kein kompletter Robot.
    http://www.youtube.com/watch?v=u1ZGIrNf71Q


    Gruss,

    Blaukraut bleibt Blaukraut & Brautkleid breibt Blaubtkreid

    Zitat von MisterMou

    Achso läuft das mit dem Stick?


    Ja, das ist eine recht komplexe Bewegung. Ein Begriff auf den man dabei oft trifft ist die Moeller Technik
    dabei wird der Stick in einer Art Peitschenbewegung auf das Fell geschlagen. Bei schnelleren Bewegungen kommen
    dann auch die Finger ins Spiel. Das dauert eine ganze Weile bis man das alles buchstaeblich im Griff hat. Hat auch was mit Feedback
    zu tun.


    Das wuerde also wie gesagt eine sehr komplexe Aufgabe werden. Fuer Deine Aufgabe wuerde ich mir vielleicht erst mal ansehen wie das bei alten Jahrmarktsorgeln und Orchestrien realisiert wurde.

    Gaffatape und Chewing Gum kleben die halbe Welt zusamm'

    Der Monkey Drummer ist ja mal ne coole Idee, jetzt müsste der bloß noch echt sein :)


    Das es nicht einfach wird, habe ich mir gedacht;) Sonst würde es den Roboter ja auf dem Markt geben, bzw. es hätte ihn jemand gebaut.
    Das Projekt befindet sich momentan auch noch in der Prüfung der Machbarkeit.

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