Wie sich so ein Modellverlust vermeiden lässt
von Knut Hähnel.
von Knut Hähnel.
Was auf dem Titelbild zu sehen ist, das musste möglicherweise auch schon der eine oder andere nach einem Sichtkontaktverlust zum Modell schmerzlich erleben. Das muss eigentlich nicht sein – abgesehen von technischem Versagen oder einem Pilotenfehler.
Im Folgenden wird beschrieben, wie sich ein solcher Modellverlust mithilfe des SM GPS-Loggers 2/3 in Verbindung mit Jeti und einem Assist-Empfänger vermeiden lässt.
Sind die Voraussetzungen senderseitig gegeben, ist dies auch mit anderen Systemen möglich, zum Beispiel mit FrSky.
Der SM GPS-Logger bietet unter anderem den Ausgabewert „r-relativ“. Dieser Wert bedeutet: Vom Ausgangspunkt des Piloten aus betrachtet, entfernt sich das Modell bei 0° vom Piloten; bei 180° befindet es sich auf direktem Weg zum Piloten. Überfliegt es den Piloten, wechselt der Wert von 180° auf 0°.
Beim Einschalten des Loggers wird die Startposition gespeichert; die Werte für „r_relativ“ werden später intern im Logger berechnet. Inwieweit andere GPS-Logger diese Funktion bieten, habe ich nicht recherchiert.
Bitte den SM GPS-Logger auf die aktuelle Firmware aktualisieren!
Lösung
Einleitend möchte ich erwähnen, dass gerade bei Jeti viele Wege nach Rom führen, um diese Funktion umzusetzen.
Ich habe mich für eine, wie ich finde, einfache, aber völlig ausreichende Variante entschieden.
Getreu dem Motto: „So einfach wie möglich und nur so kompliziert wie nötig.“
Die Grundlagen der Jeti-Programmierung sowie die Bedienung des Assist und des GPS-Moduls werden teilweise vorausgesetzt.
In dieser Variante werden weder Flugphasen noch Funktionskurven oder logische Schalter benötigt. Lediglich für die später beschriebene Motorunterstützung sind logische Schalter erforderlich.
Alles, was für eine erfolgreiche Rückkehr zum Startpunkt benötigt wird, sind zwei Telemetriegeber und vier Mischer. Das war es schon. Die Abfragen und Ansagen sind lediglich nützliches Beiwerk.
Kommen wir zum Ausgangspunkt: den Telemetriegebern, hier MX1 (GPS minus) und MX2 (GPS plus) genannt.
„Minus“ bezeichnet Werte < 180°, „Plus“ Werte > 180°; maßgeblich ist also die Abweichung vom exakten Steuerkurs zum Startpunkt. Ich habe mich allerdings für die Schaltwerte
< 170° beziehungsweise > 190° entschieden. Dadurch ergibt sich ein „Korridor“ ohne Ruderausschläge.
Bewusst habe ich mich auch bei diesen Gebern für die Auswahl „Switch“ und nicht „Proportional“ entschieden.
Bei „Proportional“ fallen die Ruderausschläge je nach Winkelabweichung größer oder kleiner aus. So steuert man eine Kurve auch manuell nicht. Zudem kann es insbesondere bei Windeinfluss passieren, dass bei der Annäherung an 180° die Richtungskorrektur unzureichend oder gar nicht mehr erfolgt.
Mit der Auswahl „Switch“ werden die entsprechenden Mischer über MX1/2 lediglich ein- beziehungsweise ausgeschaltet.
Die Ruderausschläge sind bis zum Erreichen der Zielgeraden beziehungsweise bis zum Beenden der Kurve immer gleich groß. Das ergibt einen relativ konstanten Kurvenradius. Dieser sollte ohnehin „flach“ gewählt werden, also keine „Kampfkurven“.
Als Aktivierungsschalter für die beiden Telemetriegeber habe ich die Schalterstellung „Horizont“ am Assist gewählt. Mehr dazu später. Als Sensor für die Telemetriegeber wird der Wert „GPSLog 2/3 r_relativ“ ausgewählt.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass der Schalter „Sf“ den Horizont aktiviert sowie MX1/2 einschaltet und damit die Rettung einleitet.
Die Mischer
Es werden jeweils zwei Mischer für das SR (Seitenruder) und zwei für die QR (Querruder) benötigt: jeweils einer für die Richtung rechts und einer für links.
Ich mische hier von der Funktion Assistmode, die im Assist auch Gyromode beziehungsweise Flugmodus genannt wird, auf SR und QR. Der Wert für den Horizontmode beträgt bei mir immer 100 % (M3), ausgewählt im Konfigurationsmenü des Assist.
Siehe Erläuterung im Abschnitt „Assist“
Nun wird jeweils einem Mischer für Seite und Quer der Schalter MX1 zugewiesen, den beiden anderen MX2.
Die Mischeranteile sowie die korrekte Richtung können später kontrolliert und korrigiert werden.
Sinnvoll ist es, die Mischeranteile nicht zu hoch zu wählen; insbesondere gilt das für die QR. Hier reichen geringe Ruderausschläge aus.
Es empfiehlt sich außerdem, bei den Mischern eine Verzögerung einzustellen. Damit laufen die Ruder langsam in die programmierte Endstellung und nicht ruckartig.
Die Mischerwerte sind als Beispiele zu verstehen und müssen je nach Modell individuell angepasst werden.
Test
Testen wir zunächst die Mischer. Hier ist es hilfreich, den jeweiligen Mischern statt der Telemetriegeber MX1/2 zur Aktivierung einen Schalter zuzuweisen: einen für SR/QR rechts und einen für SR/QR links. Das lässt sich zum Beispiel gut mit einem dreistufigen Schalter umsetzen.
Da ich den Assistmode „Horizont“ (100 %) als Ausgangspunkt für die Mischer gewählt habe, muss nun auch über den Modeschalter auf diese Position geschaltet werden. Nun können in Ruhe die Ausschläge und Richtungen programmiert werden. Sollten die QR gleichsinnig ausschlagen, ist in der Zeile unter „Verzögerung“ der Haken bei „nur vorwärts“ zu entfernen beziehungsweise zu setzen.
Merke: Dort, wo MX1 zugewiesen wird, muss eine Rechtskurve geflogen werden können, bei MX2 entsprechend eine Linkskurve. Werden die Zuordnungen vertauscht, entfernt sich das Modell immer weiter vom Startpunkt.
Ist das erledigt, können die Telemetriegeber MX1 und MX2 entsprechend zugeordnet werden.
Für den nachfolgenden Test muss der GPS-Logger unter Aufzeichnung/Sensoren nicht nur eingelesen sein, sondern auch einige Satelliten empfangen. Sinnvoll ist es außerdem, Werte wie Länge, Breite, Anzahl der Satelliten und r-relativ auf dem Telemetriebildschirm anzeigen zu lassen. Das Modell sollte dafür vollständig aufgebaut sein; das hat man in der Regel bereits bei den Mischereinstellungen erledigt.
Hat der GPS-Logger die Position erkannt, wird neben den zuvor genannten Werten auch der Wert für r_relativ angezeigt. Da sich das Modell bisher nicht vom Einschaltpunkt entfernt hat, wechselt dieser Wert ständig zwischen 0° und 360°.
Das lässt sich nun nutzen, um nach Aktivierung der Rettung zu prüfen, ob die Ruderausschläge in die richtige Richtung erfolgen. Wie bereits erwähnt: unter 180° eine Rechtskurve, über 180° eine Linkskurve. Das Modell wird dabei in Flugrichtung betrachtet.
Natürlich kann man das Modell dazu auch vom Standpunkt wegtragen und den Vorgang anschließend in umgekehrter Richtung prüfen.
Ist der Assist korrekt eingestellt und die Wirkung kontrolliert, kann es zum Test in die Luft gehen.
Dass dieser Test in ausreichender Sicherheitshöhe erfolgen sollte und man den Finger am Horizontschalter haben beziehungsweise jederzeit zum Abbruch bereit sein sollte, sei am Rande erwähnt.
Wichtig: Für die korrekte Funktion ist vor dem Start zu kontrollieren, ob Satellitenempfang und Positionsdaten vorhanden sind.
Dafür kann man auch einen Alarm setzen, falls zum Beispiel weniger als x Satelliten empfangen werden.
Auch sollte der GPS-Logger nach oben „freie Sicht“ haben, das heißt, er darf nicht durch eine CfK-Verstärkung abgeschirmt werden.
Anmerken möchte ich noch, dass der GPS-Logger 3 offenbar das bessere GPS-Modul hat. Damit empfange ich deutlich mehr Satelliten.
Selbst unter der CFK Haube der Alpina. Nur der GPS Logger 2 hat hier Schwierigkeiten.
Die dafür benötigten Assist-Einstellungen werden im nächsten Abschnitt beschrieben.
Der Assist
Es ist sicher einleuchtend, dass ein Modell, das ohne Sicht gesteuert wird, sehr wahrscheinlich abstürzen wird.
Deshalb ist es sinnvoll, das Modell nach Sichtverlust stabilisiert weiterfliegen zu lassen, um überhaupt eine Rettung zu ermöglichen.
Hierfür wird beim Assist der „Horizontmode“ genutzt. Auf die anderen Modi möchte ich an dieser Stelle nicht eingehen. Die drei Achsen des Assist – Längs-, Quer- und Hochachse – sind ab Werk auf 0° kalibriert.
Beim Horizontmode, der auf dem Heading Hold Mode basiert, werden das Modell beziehungsweise dessen Ruder so lange in die entsprechende Richtung gesteuert, bis alle Achsen des Assist wieder auf 0° stehen. Die Hochachse, für die das Seitenruder zuständig ist, ist hierbei uninteressant. Das SR arbeitet im Horizontmodus übrigens im Dämpfungsmodus, die übrigen Ruder im HH-Modus (Heading-Hold-Modus).
Wichtig zu wissen – und das wird von Jeti nicht kommuniziert – ist, dass für das Erkennen der horizontalen Fluglage ausschließlich die Einbaulage des Assist im Modell die Referenz ist. Das heißt: So, wie der Assist im Modell eingebaut ist, wird das Modell später beim Umschalten in den Horizontmode fliegen. Praktischerweise baut man den Assist neutral im Modell ein und plant dafür eine geringe Verstellmöglichkeit ein. Ich klebe ihn immer auf eine etwas größere GfK-Platte und schraube das Ganze auf eine Unterlage. Durch Unterlegen von Pappstreifen lässt sich der Assist etwas justieren.
Wird der Assist vorn in Flugrichtung angehoben, führt das zu einer nach unten geneigten Fluglage und umgekehrt (Anstellwinkel).
Unter Konfig/Telemetrie des Assist kann man die aktuelle Position in Grad ablesen: „R“ für die Längsachse und „P“ für die Querachse. Das hilft beim Einbau. Siehe auch das erste Bild im Abschnitt „Assist“.
Entscheidend sind noch Empfindlichkeit, Knüppelpriorität und Rückkehrfaktor zum Horizont.
Die Empfindlichkeit ist je nach Modell unterschiedlich und muss erflogen werden.
Der Rückkehrfaktor zum Horizont sollte bei filigranen Modellen nicht zu hoch gewählt werden. Die Knüppelpriorität sollte zwischen
80 % und 100 % liegen, wobei bei Jeti 125 % das Maximum sind. Ist sie zu hoch, erfolgt bereits bei geringem Ruderausschlag keine Stabilisierung dieser Achse mehr, da auch die über Mischer erzeugten Ausschläge als Knüppeleingaben gewertet werden. Das spielt hier nur für die QR eine Rolle, da diese über Mischer bewegt werden. Deshalb sollten die QR-Ausschläge nicht zu groß gewählt werden. Anschließend ist zu kontrollieren, ob bei Ausschlag noch eine Reaktion des Kreisels erfolgt.
Um diesen Horizontmode ohne die Eingriffe des RTH (Return to Home) zu testen, sollten die beiden Telemetriegeber MX1/2 am besten deaktiviert werden.
Eine Anmerkung zu Bild 2: Die Haltewerte sind ausschließlich für den HH-Modus relevant und spielen für den Horizont- und den Dämpfungsmodus keine Rolle. Für die beiden letztgenannten Modi ist die Empfindlichkeit maßgeblich.
Eine kurze Erläuterung zum Assistmode beziehungsweise Gyromode: Diese Bezeichnungen habe ich frei gewählt. Gemeint ist der Flugmodus, mit dem die einzelnen Modi des Assist geschaltet werden. Den Horizont habe ich generell auf „M3“ gelegt. Siehe Bild 2. Damit beträgt der Servoweg in der Schalterstellung „Horizont“ 100 %; das ist meine Mischergrundlage. Die Kontrolle erfolgt im Servomonitor. Assistmode, Gyromode und Flugmodus bezeichnen hier also ein und dasselbe.
Das soll es zum Assist gewesen sein. Es ist empfehlenswert , sich mit diesem separat zu beschäftigen.
Das nützliche Beiwerk
Wie weiter oben bereits erwähnt, handelt es sich dabei um die manuellen oder automatischen Ansagen.
Ich habe vier weitere Telemetriegeber, MX3 bis MX6, angelegt: N/O, S/O, S/W und N/W.
Über einen Taster, hier „Sk“, kann ich abfragen, in welche Richtung ich schauen muss beziehungsweise wo sich das Modell gerade befindet. Parallel dazu benötige ich die entsprechenden Audioansagen, die jeweils über diese Telemetriegeber ausgelöst werden. Eine nützliche Funktion, denn ich weiß schließlich nicht, welche Kurve das Modell nehmen wird. Der Sensorwert hierfür ist "Position".
Eine Höhen- und Entfernungsansage sind ebenfalls hilfreich. Sie werden über den Horizontschalter automatisch aktiviert und alle paar Sekunden wiederholt. Bei Tests ist es mir passiert, dass das Modell zwar zu mir flog, dabei aber an Höhe gewann. Daraufhin habe ich die Klappen gesetzt; der Höhengewinn war damit beendet.
Eine weitere Ansage lautet „Anflug“. Sie wird automatisch ausgelöst, wenn sich das Modell im Anflugkorridor von 180° ± 20° befindet. Damit weiß ich, dass es auf dem Weg zu mir ist. Dafür werden ein weiterer Telemetriegeber und natürlich das entsprechende Audiofile benötigt. Siehe Bild 5. Die Aktivierung erfolgt wieder über den Horizontschalter, hier also über „Sf“. Der Sensorwert hierfür ist "r-relativ".
Sind dafür keine Telemetriegeber mehr frei, nutzt man stattdessen die Einzelsprachansagen oder die Alarme.
Allerdings sind hier nur die Ausgabe der Gradangaben und die manuelle Abfrage der jeweiligen Flugrichtung möglich.
Es sollten jedoch nur die wichtigsten Ansagen verwendet werden. Ebenso sollten die Prioritäten der Übermittlung im Menü Sprachansagen/Sensoren und Einstellungen festgelegt werden.
Ebenso sollte man sich überlegen, welche Telemetriedaten überhaupt übermittelt werden sollen. Der Telemetrikanal soll bei Jeti ein „Flaschenhals“ sein. Nur wenige Daten und die wichtigen mit hoher Priorität – so lautet hier die Devise.
Wie die entsprechenden Ansagen konfiguriert werden und wie sich das mit den Telemetriedaten genau verhält, soll hier nicht das Thema sein.
Anmerkung
Ich habe damit meine fünf Motorsegler mit Spannweiten von 4 m bis 5 m ausgerüstet. Kleinere Modelle habe ich nicht; die anderen sind meine Hangmodelle, die ich nicht in großer Höhe fliege. Genau darum ging es mir: die Gefahr, ein Modell durch Sichtverlust in großer Höhe zu verlieren. „Große Höhe“ ist natürlich relativ. Das Modell mit 4 m Spannweite im Eingangsbild habe ich in etwa 250 m Höhe aus den Augen verloren. Die Gefahr, ein Modell zu verlieren, steigt also mit zunehmender Höhe. Eine Motorunterstützung ist dafür nicht erforderlich, auch wenn sie vorhanden ist. Das Modell wird sich von allein auf den Weg zum Piloten machen, ihn eventuell überfliegen und das Spiel beginnt von vorn: In kurzer Distanz zum Piloten kehrt es erneut um und so weiter.
Bevor diesem Spiel durch Bodenberührung ein jähes Ende gesetzt wird, sollte man das Modell wieder unter Kontrolle haben.
Die Motorunterstützung
Auch wenn ich die Notwendigkeit dafür nicht unbedingt sehe, habe ich mir dazu Gedanken gemacht und die Lösung erfolgreich getestet.
Ich habe die Funktion so gestaltet, dass sich das Modell mithilfe des Motors innerhalb eines Höhenkorridors bewegt, also zwischen einer unteren und einer oberen Grenze.
Unterschreitet das Modell, wie im Beispiel, die Höhe von 100 m für 10 s, wird der Motor aktiviert. Das Modell steigt dann – auf Quer weiterhin kreiselunterstützt – in einer flachen Kurve wieder auf etwa 100 m.
Das gilt natürlich auch, wenn es sich von vornherein unterhalb von 100 m befindet und der Rettungsmodus/Horizont aktiviert wird. Die 100 m und 10 s sind zunächst willkürlich gewählt und können jederzeit individuell angepasst werden. Im Test haben sich diese Werte jedoch bewährt.
Als zusätzliche Sicherheit ist vorgesehen, dass der Motor nicht anläuft, wenn sich das Modell unterhalb von zum Beispiel 20 m befindet und neben dem Motorsicherheitsschalter versehentlich der Rettungsmodus aktiviert wird. Die eigentliche Motorfunktion/Geber sowie der Motorsicherheitsschalter bleiben weiterhin ohne Einschränkung funktionsfähig.
Wer befürchtet, sein Modell zum Beispiel am Hang unterhalb von 20 m zu verlieren, kann als Sensorparameter für MX7 Entfernung oder Geschwindigkeit verwenden.
Für die Motorfunktion wird Folgendes benötigt:
- zwei weitere Telemetriegeber, hier MX7 und MX8 genannt
- zwei logische Schalter, hier L11 und L12
- ein Mischer für Höhe
MX7 ist der „Motor Safe“.
Sensor: Höhe/Switchfunktion, X > 20 m
Aktiviert durch den Horizontschalter SF
MX8 ist der „Motor RTH“.
Sensor: Höhe/Switchfunktion, X < 100 m, Dauer 10 s
Aktiviert durch L11
L11 ist „Safe M RTH“.
Geber 1: MX7
Geber 2: Sf
verknüpft mit AND
L12 ist der „Motor“.
Geber 1: MX8
Geber 2: der eigentliche Motorstick (bei mir P6), eingestellt auf linear
verknüpft mit ODER
Mischer Höhe
Assistmode > Höhe
Dieser Mischer wird benötigt, um den Kreisel auf Höhe zu übersteuern und in einen Steigflug überzugehen. Der Wert muss erflogen werden; der daraus resultierende Steigflug sollte nicht zu steil sein, damit der Übergang vom Steigflug in den Horizontalflug möglichst flach bleibt.
In der Funktions- und Geberzuordnung wird nun der ursprüngliche Motorgeber durch den logischen Schalter L12 ersetzt.
Schlussbemerkung
Zum Schluss möchte ich darauf hinweisen, dass jeder selbst für die Richtigkeit der Programmierung verantwortlich ist. Ebenso muss die korrekte Funktion nach der Programmierung und vor der Benutzung selbstverständlich auf die richtige Wirkungsweise überprüft werden. Bei Flugphasen, zum Beispiel Thermik, Speed und so weiter, ist auf eine weiterhin vorhandene Kreiselwirkung zu achten. Gegebenenfalls muss die Knüppelpriorität im Assist angepasst werden.
Jegliche Haftung schließe ich hiermit aus.
Aus eigener Erfahrung sowie aus den Erfahrungen weiterer Nutzer kann ich jedoch bestätigen, dass die hier vorgestellte Lösung ein sicheres Zurückkehren zum Startpunkt nach Sichtverlust ermöglicht. Je nach Modell kann natürlich eine individuelle Anpassung erforderlich sein.
Ich nutze diese Methode bei meiner Alpina mit 4 m Spannweite, meinem Ventus mit 4 m Spannweite, meiner Ka6e mit 4,40 m Spannweite, meiner ASW 17 mit 5 m Spannweite und meiner Musger mit 4 m Spannweite.
Erst kürzlich hat sie meine ASW 17 vor dem Verlust gerettet, als diese in etwa 400 m Höhe „verschwand“.
Trotz dieser Möglichkeit ist es natürlich nicht zu empfehlen, bewusst auf Risiko zu fliegen.
Es ist eine Maßnahme für den Notfall, der jederzeit eintreten kann: Sie kann nicht nur helfen, das Modell zu retten, sondern auch mögliche Sach- oder Personenschäden zu verhindern.
Der erwähnte GPS-Logger lässt sich von Modell zu Modell mitnehmen, sodass prinzipiell nur einer benötigt wird.
Die Angaben von Länge und Breite ermöglichen außerdem, das Modell beziehungsweise dessen Reste nach einem technischen Defekt leichter wieder aufzufinden.
Aus meiner Sicht ist das eine sinnvolle Anschaffung.
Ich habe mittlerweile ein paar Varianten gesehen, die auf meiner Idee basieren. Das ist gut so. Allerdings erschienen mir diese teilweise unnötig kompliziert, was nicht heißen soll, dass sie nicht genauso gut funktionieren.
Bei Jeti führen eben viele Wege zum Ziel. Entscheidend ist auch nicht, dass das Modell besonders elegant zurückkehrt.
Wichtig ist, dass es sicher und stabil zurückkehrt.
Nun wird es einige geben, die sagen: Mit einem Flightcontroller geht das besser. Das stimmt. Allerdings ist eine solche Lösung – im Gegensatz zu dieser aus meiner Sicht einfachen Variante – alles andere als „Plug and Play“.
Klar ist: Ein gewisses Verständnis und die Grundlagen der Jeti-Programmierung sind auch hier erforderlich.
Natürlich benötigt man hierfür – im Gegensatz zu einer Lösung mit Flightcontroller – auch einen entsprechenden Sender.
Alle Jeti-Sender bieten diese Voraussetzungen; bei den 12er- und 14er-Modellen müssen die entsprechenden Optionen hinzugekauft werden.
Schön wäre es, wenn sich Nutzer finden würden, die hier ihre Lösung mit anderen Sendersystemen vorstellen.
In diesem Sinne wünsche ich allen schöne Flüge und hoffe, dass man diese Rettung nie benötigen möge. Aber wie ein Fallschirm gibt sie ein Stück mehr Sicherheit.
