2013/09/20

T14SG für's Phantom einrichten: feinfühlige Steuerknüppel

Als ich ursprünglich den Futaba-Handsender T14SG für mein Phantom einrichtete, hatte ich einen zuschaltbaren Mischer programmiert, um damit die Drehung des Quadcopters beim Filmen feinfühliger steuern zu können.

Nun gehört es aber bei jedem etwas besseren Sender inzwischen zum Pflichtprogramm, dass man direkt und ohne Umweg über einen Mischer bequem einstellen kann, wie weit ein Steuerknüppel ausgelenkt werden muss, um einen bestimmten Steuerwert zu erzielen. Zeit also für ein Update!

Irgendwo spukte in meinem Kopf noch aus uralten Zeiten der Begriff «dual rate» herum. Und da ich nun inzwischen wenigstens ein paar Flugstunden mit den ersten Erfahrungen hinter mir habe (und sowieso die Schlechtwettersaison ansteht), muss meine Senderprogrammierung dringend zum Aufräumen.

Und richtig ... der T14SG hat natürlich auch eine Funktion «dual rate» zu bieten. Sie findet sich übrigens im Model-Menü. Aber der Reihe nach...

Was ist Dual Rate?


Dual Rate, zwei lineare Steuerkurven.
Im engeren Sinne meint der Begriff «dual rate» die Möglichkeit, für die Endlage eines Steuerknüppels von 100% abweichende Steuerwerte einstellen zu können. Normalerweise kommt an einem Servokanal 100% an, wenn man den zugeordneten Steuerknüppel ganz auslenkt; jedenfalls, sofern man keine anderen Servokanal-Begrenzungen eingestellt hat.

Je nach Bedarf und Situation kann man mit dual rate zwischen zwei verschiedenen Einstellungen (normal und verändert) hin und her schalten, daher der ursprüngliche Name. Das sieht man oben in der Illustration: die normale grüne Steuerkurve sowie eine zweite rot gezeichnete Steuerkurve. Stellt man als Maximalwert der Steuerkurve eines Servokanals jetzt einen niedrigeren Wert ein, dann hat das den gefühlten Effekt, dass damit der Weg des Steuerknüppels gespreizt ist.

Allerdings hat diese recht einfache Einstellung den in einigen Situationen unerwünschten Nebeneffekt, dass die ursprünglichen maximalen Steuerwerte nicht mehr erreichbar sind, denn der maximale mechanische Ausschlag des Steuerknüppels bleibt ja unverändert. Eigentlich müssten die Anschläge weiter werden müssen, was ja nun einmal nicht geht. Beim Phantom sind dann die Start- und Stoppkommandos für die Motoren nicht mehr erreichbar.

Und damit kommen wir zur heute gängigen, weiter gefassten Bedeutung: in der Regel wird heute unter dem Begriff «dual rate» nicht notwendigerweise alleine mehr eine nur gerade Steuerkurve verstanden, sondern auch auf eine bestimmte Art gebogene Steuerkurven.

Dual Rate, exponentielle und normale Steuerkurve.
Wie oben angemerkt, gibt es gute Gründe, anstatt einer einfachen geraden Steuerkurve besser eine sogenannte «exponentielle» Steuerkurven zu benutzen...

Diese sind nämlich um die Ruhelage eines Steuerknüppels herum flacher als die normale lineare Kurve. Damit wird hier der Hebelweg gespreizt, so dass man feinfühliger steuern kann. Die Exponentialkurve wird aber dann immer steiler, je weiter man den Steuerknüppel auslenkt. Damit wird der scheinbare Hebelweg nach außen hin zunehmend gestaucht.

In jedem Fall ist auf diese Weise stets sichergestellt, dass man beim Vollausschlag eines Steuerknüppels auch wirklich noch den maximalen Steuerwert von 100% erreicht. Während man also im Bereich um die Ruhelage des Steuerknüppels nun sehr feinfühliger steuern kann, wird nach außen hin alles immer gröber. Also genau dort, wo auch wenig(er) Genauigkeit gefordert ist.

T14SG Programmieren


Das schöne an der eingebauten Funktion «dual rate» ist, dass sie gut und flexibel zu programmieren ist, ohne dass man dazu die universellen Mischer zweckentfremden muss. Zudem sind die Einstellungen bei der «dual rate» Funktion recht übersichtlich und rasch vorzunehmen.

Wir richten uns die «dual rate» Funktion einmal zusammen für das Quer- und das Höhenruder bei Bedarf zuschaltbar ein und davon getrennt zuschaltbar für das Seitenruder. Dabei sollen die Exponentialkurven in jeweils zwei Stufen über Kippschalter auswählbar sein: wahlweise schwach oder etwas deutlicher ausgeprägt. Natürlich ist die «dual rate» immer per Kippschalter ausschaltbar. Die beiden Schalter SA links und SD rechts liegen sehr griffgünstig in der Nähe der Steuerknüppel.

Aufräumarbeit


Zunächst einmal müssen wir aber den ursprünglich eingerichteten Mischer 1 wieder stilllegen. Dazu bitte im Modell-Menü [MDL] in den Unterpunkt [PROG. MIX] gehen. Dann den ersten Mischer auswählen, der auf das Seitenruder RUD wirkt. Wechselt sodann auf die 2. Konfigurationsseite dieses Mischers. Legt hier für ACT, also für die Aktivierung, die Einstellung [INH] fest: damit ist der Mischer nun deaktiviert. Er kommt uns ab jetzt nicht mehr in die Quere.

Außerdem wollen wir später den Schalter SA für das Umschalten zwischen Steuerkurven verwenden. Momentan ist dieser Schalter aber noch mit der Sprachaussage bei Telemetrie-Warnungen verknüpft. Also sollten wir diese alte, unerwünschte Funktion noch im Zuge unserer Aufräumarbeiten ebenfalls löschen.

Also geht es nun zur Abwechselung in das Linkage-Menü [LNK] hinein und dort zur zweiten Seite mit dem Menüpunkt [TELEMETRY]. Mit [RTN] wie üblich auswählen.

Konfigurationsseite Telemetrie.
In der nun angezeigten Konfigurationsseite für die Telemetrieanzeige wählen wir mit dem Drehsteller den Eintrag [EXT-VOLT] aus und bestätigen mit [RTN].

Jetzt wechseln wir auf die zweite Konfigurationsseite von EXT-VOLT: dort steht momentan ziemlich einsam die einzige Einstellung SPEECH herum: die unerwünschte Aktivierung dafür stellen wir von ACT auf [INH] zurück. Wer mag, setzt auch noch die Verdrahtung auf «--» zurück. Jetzt ist im wahrsten Sinne des Wortes Ruhe.

Dual Rate für Quer- und Höhenruder


Los geht's mit dem Einrichten der «dual rate» für das Quer- und Höhenruder im Modellmenü: also zweimal rasch [MDL] im Touchsensor antippen. Auf der ersten Seite findet sich gleich [DUAL RATE], dort hinein müssen wir also nun.

Die normale Steuerkurve für das Querruder.
Wir legen mit dem Querruder los; im Englischen heißt es «aileron» und wird (nicht nur) bei Futaba mit AIL abgekürzt. Im Normalfall ist das Querruder auch ausgewählt, wenn wir den Menüpunkt [DUAL RATE] zum ersten Mal besuchen.

Nachdem wir frisch starten, sollte im Normalfall eine gerade Steuerkurve von -100% bis 100% eingerichtet sein; so sind wir bisher die Wirkung von Steuerknüppelbewegungen gewohnt.

Hinweis: Beachtet bitte auch das kleine schwarze Dreieck ‣, das vor der Ziffer «1» in der zweituntersten Zeile steht. Es zeigt an, dass momentan die erste von fünf möglichen «dual rate» Steuerkurven für das Querruder aktiviert ist.

Wir richten uns also zunächst erst einmal den rechten Schalter SD mit seinen drei Schalterstellungen so ein, dass wir mit ihm eine der drei «dual rate» Steuerkurven normal/schwach/stärker auswählen können. Bei euch sollte zunächst unter den Ziffern 2 bis 5 jeweils «--» stehen: diese Anzeige bedeutet, dass die jeweilige Steuerkurve noch mit keinem Schalter verdrahtet wurde.

Wechselt also auf das Feld «--» direkt unter der Ziffer 2 und tippt [RTN] an. Ihr gelangt dann auf die schon bekannte Seite mit allen verfügbaren Schaltern und Drehstellern. Hier wählt ihr bitte [SD] aus. Die Auswahl springt dann automatisch auf [ON/OFF], tippt hier bitte erneut [RTN] an, da wir nun festlegen wollen, in welcher Stellung von Schalter SD die 2. Steuerkurve aktiviert werden soll.

SD mittlere Stellung: 2. Steuerkurve auswählen.
In der nun angezeigten Konfigurationsseite stellen wir ein, dass der Schalter SD nur in seiner mittleren Stellung den Wert [ON] liefern soll. In der obersten und untersten Stellung muss er [OFF] liefern. Wie üblich wechselt man mit dem Drehsteller zwischen den drei Schalterstellungen, um diese dann bei Bedarf mit [RTN] ändern zu können. Es ist dabei übrigens unerheblich, wie der Schalter momentan steht. Was zählt, ist, in welcher Zeile sich die Auswahl befindet. Die drei Zeilen entsprechen genau den drei Schalterstellungen oben, mitte und unten.

Hinweis: Auch hier zeigt das kleine Dreieck wieder die aktuelle Schalterstellung an. Das ist im Zweifelsfall insbesondere bei den an der Rückseite des Senders angebrachten Schaltern hilfreich.

Hinweis: Prinzipiell kann der Wert für die untere Schalterstellung auch auf ON belassen werden. Da die 5. Steuerkurve den höchsten und die 1. Steuerkurve den niedrigsten Rang hat, gewinnt in der unteren Schalterstellung von SD die 3. Steuerkurve gegenüber der 2. Steuerkurve, sollten bei infolge der Programmierung zur Auswahl stehen. Ich persönlich mag aber die hier gezeigte Einstellung lieber, da sie eindeutig anzeigt, wann eine Steuerkurve ausgewählt wird, ohne dass man dazu noch die Rangreihenfolge sich erst überlegen muss.

Achtet darauf, dass die alternierende Betriebsart des Schalters unbedingt aus sein muss, also ALTERNATE auf [OFF] belassen. Ansonsten würde der jeweils gelieferte Wert jedesmal von ein auf aus und umgekehrt wechseln, wenn der Schalter in die mittlere Stellung bewegt wird. Sehr umpraktisch in unserem Fall.

Nun geht es erst einmal wieder zurück zur ursprünglichen Konfigurationsseite «dual rate». Wählt jetzt das «--» unter der Ziffer 3 aus, um festzulegen, mit welchem Schalter die 3. Steuerkurve aktiviert wird. Auch das soll wieder der Schalter SD sein: also [SD] auswählen und auch hier wieder in die Konfiguration für [ON/OFF] hineinwechseln.

SD untere Stellung: 3. Steuerkurve auswählen.
Hier stellen wir nun SD so ein, dass nur in der untersten Schalterstellung als Ergebnis [ON] geliefert wird. Wenn das erledigt ist, können wir uns endlich um das Einrichten der Steuerkurven selbst kümmern.

Die 2. Steuerkurve hinbiegen.
Also stellen wir erst einmal den Schalter SD am Sender in die mittlere Position. Das kleine Dreieck zeigt nun an, dass wir in der Tat die 2. Steuerkurve aktiviert haben. Diese können wir nun nach Herzenslust uns zurecht biegen.

Das Spreizen der Steuerknüppelwege, um einen bestimmten Servowert zu erreichen, soll bei der 2. Steuerkurve eher gering sein. Deshalb stellen wir in der Zeile «EXP» jeweils den Wert -20 ein. Die Grenzwerte in der Zeile darüber und den Nullpunkt darunter belassen wir so, wie sie sind.

Die 3. Steuerkurve anpassen.
Dann den Schalter SD in die untere Stellung schalten, so dass das nun die 3. Steuerkurve aktiv ist. Das Dreieck sollte vor der Ziffer 3 stehen. Hier verbiegen wir die Steuerkurve noch etwas mehr, um um die Ruhelage des Steuerknüppels herum noch feinfühliger steuern zu können. Für die beiden Werte für «EXP» nehmen wir dazu -30.

Anmerkung: Die hier gezeigten Werte für «EXP» sind nur erste grobe Vorschläge. Passt euch also bei Probeflügen diese Werte so an, dass ihr die entsprechende Feinfühligkeit bekommt, die euch bei Fliegen hilft.

Damit sind wir mit dem Querruder endlich fertig. Nun kommt das Höhenruder an die Reihe. Dazu wechselt ihr mit dem Drehsteller auf [AIL] und drückt [RTN]. Dann wechselt ihr mit dem Drehsteller die Einstellung auf [ELE] (für Englisch «elevation»), also das Höhenruder.

Um die 2. und 3. Steuerkurve wieder über den gleichen Schalter SD anwählen zu können, wiederholen wir die zuvor gemachten Einstellungen, nun aber eben für das Höhenruder. Aus meiner Sicht wäre es unpraktisch, die Steuerwege der Höhen- und Querruder getrennt spreizen zu können. Da das Phantom symmetrisch ist, wäre mir die Verzerrung der Bewegungsempfindlichkeit doch arg suspekt ... und unpraktisch.

Die Einstellungen für den Verlauf der Exponentialkurve nehmen wir auch beim Höhenruder genauso vor, wie wir das zuvor beim Querruder getan haben. Also -20 für die 2. Steuerkurve und -30 im Fall der 3. Steuerkurve.

Dual Rate für das Seitenruder


Im Prinzip funktioniert das Einrichten der beiden zusätzlichen Steuerkurven für das Seitenruder ganz analog dem, was wir beim Höhen- und Querruder gemacht haben. Es gibt aber zwei wichtige Unterschiede: wir verwenden einen anderen Schalter (nämlich SA), um die Steuerkurven anzuwählen, und wir spreizen die Steuerknüppelwege deutlicher.

Die Idee dabei ist, dass die durch das Seitenruder gesteuerte Drehbewegung des Phantoms sehr deutlich auf die Kameraperspektive wirkt. Im Gegensatz dazu werden die durch Bewegungen beim Höhen- und Querruder verursachten Drehungen um die Quer- und Längsachsen durch den Zenmuse H3-2D Gimbal ausgeglichen.

Die Steuerkurven des Seitenruders wählt man
mit dem Schalter SA.
Um endlich loszulegen, wählen wir nun statt [ELE] das Seitenruder [RUD] aus. Als nächstes verdrahten wir den Schalter SA mit der 2. und 3. Steuerkurve.

Das geht genauso, wie wir es schon zuvor für den Schalter SD getan haben. In der mittleren Stellung des Schalters SA wird die 2. Steuerkurve aktiviert.

Und in der unteren Stellung aktiviert Schalter SA die 3. Steuerkurve.

Die 2. Steuerkurve für das Seitenruder.
Ist das erledigt, dann biegen wir uns die beiden Steuerkurven zurecht. Die 2. Steuerkurve biegen wir so wie auch im Fall der Quer- und Höhenruder. Also nehmen wir wieder den Wert -20 für die Exponentialkurve.

Die 3. Steuerkurve für das Seitenruder.
Die 3. Steuerkurve verbieden wir allerdings deutlicher. Hier stellen wir nun den Wert -40 für die Exponentialkurve ein.


Finale


Damit sind wir fertig. Viel Spaß beim Probefliegen und Feinjustieren eurer eigenen Steuerkurven!

Kommentare:

RCKlausS hat gesagt…

Hallo TheDiveO,

hast du schon mal probiert ein automatisches Umkreisen zu programmieren?
Ich habe versucht einen Mischer wie folgt zu Programmieren:
- Mischer 1-5
- gemischt wird Master (Quer) mit Slave (Seite)
- Auf Schalter (irgendeiner)
- Linear wird Seite mit – 30% in beide Richtungen zu gemischt
Das ganze lässt sich nun mit dem Schalter Ein- und Ausschalten.

Soweit so gut - nur leider wird der Kreis nicht wirklich rund und die Mitte verschiebt sich (der Kopter dreht sich schneller als er zur Seite fliegt)
Hast Du da eine Idee?
Gruß Klaus

TheDiveO hat gesagt…

Nein, leider habe ich da auch keine Idee. Ich befürchte aber, dass man sowieso mit einer reinen Steuerung niemals saubere Kreise hinbekommt, dazu ist meiner Meinung nach eine Regelung erforderlich. Und die wäre wohl im Flugcontroller anzusiedeln. Es wirken immer Störungen auf das Fluggerät, gerade auch, wenn Luftbewegungen da sind. Und so hochgenau kann man mit der GPS-Ortung und den Beschleunigungssensoren dann doch nicht die Flugposition messen, als dass das alles sauber rund wird.

RCKlausS hat gesagt…

Hallo und Danke für die Antwort - ja das stimmt eigentlich - dann müsste das wohl die Naza Wookong sein, da kann man ja Wegpunkte und Ausrichtung per Koordinaten angeben - ist aber leider nicht meine Preisklasse.
Danke