Flight Controller

Flight Controller, Gyro, Kreiselsystem, Autopilot, elektronische Fluglagestabilisierung, das Fluglageregelung System hat viele Namen.

Bei Drohnen und Hubschraubern werden heute Gyroskope eingesetzt, um alle oder mehrere Achsen gegen Wind oder gegen Nebeneffekte der Steuerung zu stabilisieren, sonst sind diese oft nicht steuerbar. Bei Modellflugzeugen mit Tragflügeln werden die Flight Controller immer öfters eingesetzt. Gerade für Anfänger im Modellflug erspart dies den einen oder anderen Absturz. Auch erfahrene Modellpiloten schätzen heute die Unterstützung der Flight Controller zur Unterstützung bei der Landung oder schlechten Wetterbedingungen.

Dabei kamen anfangs mechanische Kreisel zur Anwendung, mittlerweile werden Piezo- oder SMM-Sensoren (Silicon Micro Machine) eingesetzt; in beiden Fällen werden die Steuerkorrekturen über integrierte Mikrocontroller direkt im Flugmodell errechnet.

Testaufbau

Wer zum ersten mal einen Flight Controller in Betrieb nimmt sollte sich am besten einen kleinen Testaufbau auf einer Platte machen. So kann man sich mit dem neuen Tool vertraut machen und leichter einstellen. Es gibt zwischen den Flight Controllern große Unterschiede in der Handhabung.

Ein Flight Controller ist nur so gut wie dieser eingestellt und an das jeweilige Modell angepasst worden ist. Ein beliebter Fehler ist das die Empfindlichkeit zu stark eingestellt wird, was ein unnatürliches Flugverhalten nach sich zieht, bis zum Absturz.

Funktionen

Die ersten Kreisel-Systeme konnten nur eine Achse stabilisieren. Mittlerweile können alle Achsen kontrolliert werden, sogar der Motor kann in die Regelung von manchen Flächenkreisel mit einbezogen werden. Bei den heutigen Flächenkreisel gibt es noch unterschiedliche Funktionen.

Funktionen – Servoanschlüsse:
Querruder – unterstützt 1 oder 2 Servos
Höhenruder – unterstützt 1 oder 2 Servos
Seitenruder
Motorregler (selten)
Gain (Einstellung der Empfindlichkeit über Sender)

Ich bevorzuge Flächenkreisel mir 2 Servoanschüsse auf dem Querruder.

Systeme

Wichtig ist zu unterscheiden, das es externe Flächenkreisel gibt welche unabhängig vom Sende/Empfängersystem arbeiten. Hier wird der Flächenkreisel zwischen den Empfänger und den zu regelnden Servos angeschossen. Dies erfordert ein etwas höheren Verkabelungsaufwand. Es gibt auch Flächenkreisel welche über ein PPM Signal angesteuert werden können. Sollte der Empfänger diesen Anschluss haben genügt nur ein Kabel für alle Funktionen zum Flächenkreisel.

Dann gibt es in den Empfängern fest eingebaute Flächenkreisel. Diese sind meistens schon auf ein bestimmtes Modell abgestimmt. Es gibt aber auch frei programmierbare Empfänger mit Flächenkreisel. der Nachteil (oder auch Vorteil) ist das diese nur mit dem passenden Sendersystem (Hersteller) zusammenarbeiten.

Montage

Der Flächenkreisel soll in der Mitte des Rumpfes und möglichst nahe am Schwerpunkt montiert werden. Die Befestigung erfolgt mit einem speziellen doppelseitigen Klebeband (Pad) mit Dämpfungseigenschaften. Die Befestigung mit Klettband ist nicht geeignet da der Flächenkreisel aufschwingen kann.

Ich habe den Flächenkreisel auf ein kleines Brett geklebt welches ich im Flieger festschrauben kann. Dann muss ich nicht bei der Demontage jedes mal ein neues Klebepad verwenden.

Eingebauter Flächenkreisel NX3

Einstellung der Empfindlichkeit

Der Kreisel soll den Piloten beim Steuern unterstützen. Ist die Ansprech-Empfindlichkeit zu gering eingestellt, kommt nicht genug Unterstützung, ist die Empfindlichkeit zu hoch eingestellt, schwingt sich das Modell auf, was zum Absturz des Modells führen kann. Also bei den ersten Testflügen die Empfindlichkeit nicht voll aufdrehen sondern heran tasten. Hier ist von Vorteil wenn der Kreisel einen Gain Regler (Empfindlichkeit) hat der über den Sender anzusteuern ist.

Flugmodus

Je nach Gyro System gibt es verschiedene Flugmodi, die während des Fluges in 3 Positionen (oder 6 Positionen) umgeschaltet werden können. Der erwartete Flugmodus, der mit jeder Position des Schalters verbunden ist, kann über einen Konfigurator oder die Programmierkarte festgelegt werden.

GYRO – OFF

Im Modus GYRO OFF wird der Kreisel vollständig deaktiviert und das Flugzeug wird vollständig von
Ihrem Sender gesteuert, so wie es vor der Installation des Kreisels war. Dieser Modus wird
normalerweise nur zu Testzwecken verwendet.

Benutzer Modus

Mit dem benutzerdefinierten Modus können Sie entscheiden, welchen Flugmodus Sie für jede Achse
separat verwenden möchten. Bitte beachten Sie, dass der HOVER-Modus im Benutzermodus nicht
verfügbar ist.

NORMAL Mode

Der NORMAL-Modus, auch als ‚Rate-Modus‚ bekannt, ist die grundlegendste Funktion des Kreisels. Er
funktioniert auf der Grundlage der Kontrolle der Drehrate jeder Achse des Flugzeugs. Wenn Sie in
diesem Modus arbeiten, korrigiert der Kreisel nur die aktuell auftretenden Drehbewegungen. Die Servos
reagieren kurzzeitig, wenn sich das Flugzeug um die entsprechende Achse dreht, und kehren in ihre
neutrale Position zurück, sobald sich das Flugzeug nicht mehr dreht. Der NORMAL-Modus kann bei
fast allen Flugzeugtypen und -größen verwendet werden. Er kann die Stabilität und Präzision des
Flugzeugs effektiv verbessern und speziell den Stallpunkt reduzieren.

LEVEL Mode

Der LEVEL-Modus ist auch als ‚Auto-Level-Modus‚, ‚Auto-Balance-Modus‚ oder ‚Horizont-Modus‚
bekannt. In diesem Modus wird das Flugzeug automatisch in die horizontale Position gebracht, wenn
Sie die Steuerknüppel loslassen. Anders als im ANGLE-Modus gibt es in diesem Modus keine
maximale Winkelbegrenzung und das Flugzeug wird nur dann stabilisiert, wenn keine spezifischen
Steuereingaben von den Quer- und Höhenruderknüppeln erfolgen. Dieser Modus kann verwendet
werden, wenn der Pilot die Orientierung verliert und das Flugzeug vor einem Absturz bewahren möchte.

HOVER Mode

Der HOVER-Modus, auch bekannt als ‚Auto-Hover-Modus‚, bietet die gleiche Funktionalität wie der
LEVEL-Modus. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Flugzeug, wenn Sie die Steuerknüppel
loslassen, in eine vertikale Position gebracht wird (Nase nach oben) und weiter schwebt. Dieser Modus
soll Ihnen helfen, das Schweben zu lernen und die Wahrscheinlichkeit eines Absturzes zu verringern.

LOCK Mode

Der LOCK-Modus ist auch als ‚Attitude Lock Modus‚, ‚3D-Modus‚ oder ‚AVCS-Modus‚ bekannt. Anders
als im NORMAL-Modus führt der Kreisel eine permanente Korrektur der Rotationsbewegungen auf
jeder Achse durch. Das heißt, wenn Sie die Steuerknüppel loslassen, hält das Flugzeug sofort an und
behält seine aktuelle Position bei. Dieser Modus eignet sich gut zum Üben grundlegender 3D-Manöver
wie Schwebeflug oder Messerschneide. Da er Ihnen helfen kann, die Fluglage des Flugzeugs zu
fixieren, ist er auch bei der Landung hilfreich.

ANGLE Mode

Der Modus ANGLE, der auch als ‚Trainer-Modus‚ oder ‚Attitude-Modus‚ bezeichnet wird, begrenzt den
maximalen Winkel von das Flugzeug sowohl auf der Roll- als auch auf der Nickachse. Rollen und Looping sind in diesem
Modus nicht erlaubt. Das Flugzeug wird immer stabilisiert, unabhängig von den
Steuerknüppeleingaben. Dadurch wird verhindert, dass das Flugzeug in einen größeren Winkel gekippt
wird, der eine Gefahr darstellen könnte. Sobald Sie die Steuerknüppel loslassen, wird das Flugzeug
automatisch wieder in die horizontale Lage gebracht. Sie können diesen Modus als Notfallrettung oder
in anderen Anwendungen verwenden, z.B. für ein Training für Anfänger oder für FPV. Der maximal
zulässige Winkel für diesen Modus kann über den Konfigurator oder die Programmierkarte festgelegt
werden.

HobbyEagle A3 Super 4

Mein neustes Gyro System ist ein HobbyEagle A3 Super 4 von HobbyEagle.

Den HobbyEagle A3 Super 4 gibt es in drei verschiedenen Paketen zu kaufen. Einmal die „Lite Edition“ welche nur den Gyro und Kabel beinhaltet, einmal die „Standard Edition“ mit USB Adapter zum programmieren mit dem PC und das „Full Set w/ Program Card wo vor allem die Box zum externen Programmieren am Flugplatz beinhaltet ist.

Im Moment ist das Gyro System bei mir noch in der Testphase in einer Slick Kunstflugmaschine zum testen verbaut. Die ersten Flüge mit den Grundeinstellungen waren bereits sehr positiv.

Hier das Handbuch in deutscher Sprache (Automatisch mit KI Übersetzt)

A3 Super 4 ist ein leistungsstarker und funktioneller 6-Achsen-Kreisel und Stabilisator, der für R/C-Flugzeuge entwickelt wurde. Die Hardware wurde auf Basis der auf Basis der erfolgreichen Vorgängergeneration nochmals verbessert. Multi-Protokoll Unterstützung für serielle Digitalempfänger und anpassbare Ausgangskanäle um den Kreisel noch benutzerfreundlicher und zuverlässiger zu machen.

32-Bit-MCU, hochpräziser 6-Achsen-MEMS-Sensor, verbesserte Hardware und stabile Firmware sorgen für eine noch zuverlässigere Leistung. 6 Flugmodi und 6-Positionsschalter, einschließlich GYRO-OFF, NORMAL, LOCK, ANGLE, LEVEL und HOVER.

Unterstützte serielle Empfängerprotokolle

PPM-Empfänger
Futaba SBus (kompatibel mit FrSky SBus, JETI SBus, RadioLink SBus, TBS SBus und WFLY WBus)
Spektrum DSM2/X 1024 Satellitenempfänger (Remote)
Spektrum DSM2/X 2048 Satellitenempfänger (Fernbedienung)
Spektrum SRXL
Multiplex SRXL / JR XBUS Betriebsart B
Graupner SUMD
FlySky iBus
JETI EXBus ②
TBS/ELRS CRSF ③

Beim ersten Kauf empfehle ich gleich das „Full Set w/ Program Card“ zu nehmen, da hier alles dabei ist. Kauft man einen weiteren, reicht die “Lite Edition” aus. Programmierbox und USB Adapter benötigt man ja nur einmal.