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In eigener Sache Modellflug

FPV Vorbereitungen

Ihr erinnert euch vielleicht noch, aber ich frische einfach mal euer und mein Gedächtnis auf. Im August letzten Jahres hatte ich die bescheuerte Idee mit einem Android-Smartphone einen Quadrocopter bauen zu wollen. Ich habe es mir dann doch anders überlegt und im Oktober angefangen ein Modell Marke Eigenbau zu bauen.

Das hat nicht so richtig geklappt, denn eigentlich wollte ich ja meine eigene Software dafür schreiben. Ohne Erfahrung auf dem Gebiet war das ein wenig hart und es kam der Winter. Im April diesen Jahres habe ich mich dann dazu entschieden die MultiWii Software so anzupassen, dass sie auf meiner Hardware läuft. So richtig hat auch das nicht geklappt und so habe ich mir die wesentlichen Komponenten neu und von der Stange gekauft und damit flog er tatsächlich mal. Den richtigen Erstflug gab es aber erst Ende Juni und … nunja … der Quadrocopter hat es nicht überlebt ;-)

Der Schaden war schnell repariert und ich bin seit dem immer mal wieder unterwegs gewesen, aber habe hauptsächlich kurz im Garten geübt (ein Akku hält ja nur 10-12 Minuten). Im August bin ich dann vom Arduino ProMini auf den Mega 2560 umgestiegen. Der ist zwar nicht schneller, aber hat wesentlich mehr Platz und I/O Ports. Wunderbar für Experimente, die ich eigentlich bloggen wollte, aber nie dazu kam.

Und dann kam der September und ich sollte mir was zum Geburtstag wünschen. Es gab einen Easy Star II als Bastelset. Waaaaas? Ein ferngesteuertes Flugzeug? Ein FLUGZEUG? Ja :-)

Auch das hat anfangs nicht so gut geklappt wie erwartet, aber das Material aus dem es besteht lässt sich scheinbar sehr gut kleben. Am Wochenende gab es dann also den ersten dokumentierten Flug (Video) bei dem das Modell auch wie ein normales Flugzeug gelandet ist und sich nicht senkrecht in den Boden rammte. Äußerst aufregend! Einerseits ist ein Flugzeug einfacher zu steuern, andererseits ist so ein Ding ganz schön schnell unterwegs.

Tja und jetzt? Der Titel des Artikels heißt ja FPV Vorbereitungen. Nun … im August gab es da noch dieses kleine Kickstarter Projekt namens Oculus Rift. Ich finde die Idee super und hoffe ich kann die Brille später irgendwie auch als Display für FPV-Flüge gebrauchen. Man wird sehen. Für den Moment habe ich mir nur einen Videosender geleistet (in Deutschland legal verwendbare kosten ganz schön viel Geld, während man auf Ebay für 60 Euro Komplettsysteme bekommt, die leider nicht zugelassen sind). Eine Modellflugversicherung (beim DMFV) habe ich mittlerweile auch und man will ja nicht, dass die wegen irgendwas meckern können.

Dazu ein 7″ Monitor von Ebay (das Billigste vom Billigsten) und das ganze heute zusammengebaut. Von Hobbyking sind noch ein paar zirkulär polarisierte Antennen unterwegs damit der Videoempfang nicht abreißt, wenn die Antennen mal nicht exakt in der gleichen Ebene liegen. Um während des Fluges über den Zustand des Modells informiert zu sein, habe ich meine Fernsteuerung auf das FrSky System umgestellt. Die Empfänger haben einen Rückkanal und am Sender habe ich einen Bluetooth Dongle befestigt. Mittlerweile gibt es 3 verschiedene Android Apps um die Daten auf dem Smartphone/Tablet angezeigt zu bekommen. Perfekt ;-)

Allerdings ein wenig umständlich dann auf zwei Bildschirme schauen zu müssen. Zwar kann man sich die Werte auch vorlesen lassen (hauptsächlich Empfangsstärke und Akkuspannung), aber mein Plan ist es diese Telemetriedaten irgendwie als OSD in das Videobild einzublenden und zwar am Boden und nicht im Modell wie sonst üblich. Ich verspreche mir davon den Vorteil, dass das Flugzeug theoretisch auch mit künstlichem Horizont noch halbwegs zu fliegen wäre bis das Videobild wieder kommt. Sollte der unwahrscheinliche Fall eintreten, dass das Video noch empfangen wird, aber die Fernsteuerung nicht so weit funkt, dann sollte der Autopilot übernehmen und das Flugzeug Richtung Startplatz steuern. Außerdem ist das für die Darstellung mit der oben genannten Brille unbedingt nötig. Zur Auswahl für die Implementierung stehen Laptop, ein Androidtablet oder vielleicht auch ein Raspberry Pi. Letzteres ist mein heimlicher Favorit.

So das war’s erstmal. Viel Text. Damit mir keiner nachsagt ich würde nur Videos posten!

Ich halte euch auf dem Laufenden, ob und wie das alles so klappt. Der Quadrocopter fühlt sich hoffentlich nicht zu sehr vernachlässigt. Wenn FPV mit dem Flugzeug gut klappt, darf er allerdings auch mal ran :D

P.S.: FPV ist in Deutschland wohl nur im Lehrer-/Schülerbetrieb korrekt durchzuführen, d.h. ein Kumpel muss mit einer zweiten Fernsteuerung und ständigem Sichtkontakt übernehmen können sobald was faul läuft. Ich halte das für unrealistisch und glaube auch nicht, dass die Mehrheit das so macht. Sinn und Zweck soll die Kontrolle des Modells auch bei Verlust der Videoübertragung zu gewährleisten und weil eine Sicht aus dem Cockpit scheinbar nicht als Sichtflug zählt. Nunja, die Reichweiten der gängigen Ausrüstungen werden in Kilometern gemessen und der unkontrollierte Flugraum geht an vielen stellen bis über 700 Meter hoch. Wer kann da so ein Modell noch mit bloßen Augen erkennen? Und ist ein Autopilot, der im Notfall übernimmt, da nicht wesentlich sinnvoller? Wenn auch die normale Funkverbindung abbricht kann der „Lehrer“ ja sowieso nichts ausrichten … und ohne Video sollte die Rückkehr mit der Telemetrie auf jeden Fall auch klappen, wenn auch Hindernissen ausweichen so nicht möglich ist.

P.P.S.: Teuer, aber spaßig! Der Einstieg kann aber auch ziemlich preiswert sein (z.B. hier ein Easy Star Nachbau bei Hobbyking aus dem Deutschen Lager flugfertig inkl. Fernbedienung für knapp 80 Euro), aber es kommt dann doch ständig irgendwas neues dazu. Flugstabilisierung, größere/mehr Akkus, Kamera, bessere Fernsteuerung, etc. Will den nicht wer bestellen und zusammen mit mir fliegen und abhändig werden? ;-)

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Easy Star II Erstflug mit Kamera an Bord

Ich traue mich noch nicht eine GoPro vorne auf die Nase zu schnallen, deshalb ist das Video mit zwei Keycams aus der Bucht geschossen worden. Geht auch ;-)

Flugzeuge sind nochmal eine andere Nummer als ein Quadrocopter. Der braucht korrekt eingestellt nicht ganz so viel Aufmerksamkeit wie ein Flugzeug, das doch recht schnell unterwegs ist. Auch hier habe ich übrigens einen kleinen Mikrocontroller mit Gyro und Beschleunigungssensor eingebaut, damit es etwas stabiler fliegt (MultiWii als Steuersoftware). Man merkt den Unterschied bei Windböen, aber im Prinzip lassen sich Modellflugzeuge auch sehr gut ohne Stabilisierung fliegen.

Nächster Schritt, GPS einbauen und um einen Wegpunkt herumkreisen und automatische Rückkehr zum Startpunkt ausprobieren. Dann noch vollständige Telemetrieübertragung und den Videosender draufpacken und los kann’s gehen die Reichweite von dem ganzen Zeug zu testen ;-) Ich habe vor das OSD nicht klassisch in das Modell einzubauen, sondern eines an Hand der Telemetriedaten am Boden einzublenden. Damit müsste es möglich sein auch bei Bildausfall der Videoübertragung noch halbwegs die Kontrolle zu behalten und bei komplettem Kontrollverlust steuert sich das Modell von selbst wieder zurück zum Startplatz. So der Plan.