Informatives und Wenigbekanntes zur kaufbaren Fernsteuertechnologie.

      Die in der Folge angeführten Tatsachen sind privat mittels entsprechender Test- und Meßverfahren nacherforscht worden, zwangsläufig auf beim Autor vorhandenen Komponenten. Es soll aus diesem Manuskript keine besondere Sympathie oder Antipathie für oder gegen bestimmte Erzeuger oder Händler abgeleitet werden.

      Als Modellflug-Autor und Fernsteuerungsverwender fühlt man sich einerseits in einer gewissen Zwickmühle, Ressentiments frustrierter Modellflieger nicht durch weiteres 'in die Kerbe hacken' zu verstärken, andererseits sind manche beweisbaren Details durchaus für die Qualitätssteigerung des Flugbetriebs mitteilenswert. Wenn auch Sie etwas Interessantes wissen, schreiben Sie es uns bitte, wir werden es gesammelt veröffentlichen.
E-Mail: flugtechnik.fiala@utanet.at (zeitw. Gastgeber-Computer) oder Brief an PROP / zHd. R.Fiala. Die im folgenden Text festgehaltenen Tatsachen sind eine für PROP gestraffte Zusammenfassung aus mehreren bei einem deutschen Modellflugzeitungsverlag „ruhenden“ Artikelmanuskripten, die einfache nachmachbare Prüfmethoden im Detail und deren Ergebnisse offenlegen. Im PROP allerdings geht es ja nicht um das Füllen zu verkaufender, noch leerer Modellflug-Zeitungsseiten, sondern um komprimierte Information ohne die teilweise aufwändigen Prüfmethodendetails. Möglicherweise ist unbekannt und auch erstaunlich, dass der mc24-Sender im PPM-Modus eine 4-mal genauere Auflösung ( = Knüppelstellungs-und Trimmungs-Übertragung) als der mc20-Sender (im PPM-und PCM-Modus) bietet !

      Wichtig ist das für die Trimmung von großen Ruderflächen mit großen Ausschlägen wie bei Funflyern oder TOC.-ähnlichen Modellen und deren Flugweise.
... der mc24 Sender im PPM-Modus doppelt so feine Servoschritte ergibt als im PCM-Modus ! Beides kaum bekannt!
... Mixer-Zeitverluste (nur in Vorwärtsrichtung, zB. K3 auf K6 für 2 Höhenruderklappen) bei der mc24 nicht mehr vorhanden sind (geprüft nur mit PPM).
... PCM prinzipiell langsamer zwischen Pilotenfinger und Servo Ruderwerte überträgt !
      Der Grund dafür ist sowohl das Prüfsummenmanagement, als auch die erlaubte HF-Bandbreite zwecks Vermeidung von Störung der Nachbarkanälen im 10 kHz Raster. Amerika bietet mit dem 72 MHz Fernsteuerfrequenzband und 20 kHz Nachbarkanalabstand natürlich viel bessere technische Möglicheiten. Schade für Österreich (und BRD).
... PCM im voreingestellten HOLD-Modus Übertragungsstörungen nicht durch Modellwackler anzeigt, den Piloten somit in der trügerischen Sicherheit wiegt, dass anscheinend die Funkübertragung ohnedies völlig einwandfrei erfolgt !
... PCM-gesteuerte Modell, wie alle anderen auch, in ca. der Hälfte der Flugzeit vom Piloten wegfliegen, somit eine Verbesserung der Übertragungsbedingungen im Problemfall nur bei ca. der Hälfte der betroffenen Modelle durch Näherkommen zum Sender erwartet werden kann. Zwangsläufig purzelt die andere Hälfte der gestörten Modelle in „PCM-Schönheit“, hoffentlich Gasgedrosselt(!) fern des Flugplatzes vom Himmel.
... Motordrossel-Failsafe - jeglicher Methode, nicht nur PCM - bis zum Motorstillstand der Grund für Motorabsteller in niederer Platzrunden- oder Landekurvenhöhe sein kann, besonders wenn am Flugplatz kritische Funkzonen ohnedies schon bekannt sind ! Der Grund dürfte u.a. in feuchtigkeitsabhängigen Bodenreflexionen bei 8,5 m Wellenlänge und für die Direktwelle Sender-Modell momentan ungünstigen Antennenstellungen zu finden sein. Detailuntersuchungen mit Messmast sind noch ausständig, eine Computersimulation mit höhenwinkelabhängigen Feldstärkenkurven liegt aber schon vor.
... Graupner Mittelpreisservos wie C 4041 (3041, 3341) etc. tatsächlich - auf den übliche Senderweg von max. +-150% bezogen - zu ca. 2250 Schritten, entsprechend ca. 0.06 Grad fähig sind ! Entsprechend genau ist die erreichbare Trimmfeinheit mit mc24-PPM. (Die vibrationslose(!) Hysterese bei Knüppelrichtungswechsel ist ca. 0.18 Grad.) Technisch gesprochen ist somit die Auflösung ca. 11 Bit auf den Senderweg bezogen oder ca. 12 Bit auf den ganzen mechanisch möglichen Drehbereich des Servos. Das ist ebenfalls ein sehr interessantes Versuchsergebnis, meint der Autor. Bei Verwendung der üblichen 10-Bit (S)PCM-Technologie werden die Trimmschritte natürlich auf einen doppelt so großen Trimmschritt, entsprechend 1024 möglichen Schritten, zwangsnormiert, bei der mehr als 10 Jahre alten mc20 im PCM- und PPM-Modus entsprechend 512 Schritten nochmals aufs Doppelte verschlechtert, größer als die C 4041-Hysterese selbst.
... demgegenüber Billigservos nur 400 bis ca. 700 Schritte auflösen ! Mit einer Hysterese ebenfalls ca. 3-mal so groß, etwa 0.5 Grad. Solche Servos sind natürlich für schmale Ruder und/oder wenig maximalen Ruderausschlag völlig ausreichend. Wenn man mit solchen Modellen fliegt, gilt das auch für die eben gröber übertragenen Servoschritte des mc20-Senders. Große Schritte (schade!) haben auch die schon älteren, programmierbaren Computerservos. Sicherheitshalber erwähnt: Die neueren Digitalservos können aber sehr kleine Schritte. (Jene mit der 13-Bit Auflösungsreklame über den ganzen(!), ca. 200 Grad Drehbereich.)
... es zum Austesten der Servo-Nachstellschritte (in die gleiche Richtung) und der Servo-Hysterese (Totfeld bei Servohebel in die Gegenrichtung) einen das Ganze erleichternden Trick gibt: Am Ruderhebel ist eine Verlängerung (leichter Holzstab) mit 57,3 cm Länge samt einer Nadelspitze aufzusetzen. Wenn diese Spitze jetzt auf ein dazugestelltes Lineal zeigt und zB 10 genau beobachtbare Servoschritte genau 1 cm überstreichen, dann ist ein Servoschritt 0,1 Grad groß (1mm=0.1Grad). Das C 4041 macht auf 1 cm 16 Schritte, der Servoschritt ist somit 0,06 Grad groß. Bei Billigservos ist dieser Schritt viel, viel größer. Testbar ist das natürlich nur mit einem analogen Servotester, ggf. mit einem zusätzlichen Feineinstellpoti. Sie können Servos mit praktisch ausreichender (Gesamtsystem-) Genauigkeit auch mit der mc24 testen, gute Servos werden den kleinsten Fein-Trimmschritten - ca. 2000 möglich im PPM(!)-Modus, (nur 1024 bei SPCM) - folgen. Die 4 mal größeren mc20-Schritte sind nicht Servotestgeeignet! Zusätzliche Infos zu digitalen Servotestern noch im weiteren Text.
... Kreisel und sonstige Module zwischen Empfänger und Servo die Stellgenauigkeit ganz dramatisch reduzieren können, zB. viermal größere Schritte. Und Grund für bei gewissen Stellungen ununterbrochen arbeitende oder sogar schwingende Servos sind.
Beispielhafte Gründe:
Wandlungsverluste analog-digital-analog, nur 8 oder 9 Bit Auflösung etc. Für 10-Bit SPCM müßten Vorschaltgeräte mit 11 Bit sampeln, damit der am Empfänger herauskommende Servoimpuls das Servo unverändert erreicht. Daher auch die neuen 13-Bit(!!) Kreisel.
... allen Ernstes empfohlen wird, als Schwingungs-Gegenmittel weniger stellgenaue, schlicht billigere Servos zu verwenden. Kein verspäteter Aprilscherz! (Akzeptable Ausnahme: ein weniger genaues Gas-Servo mit einem (vorgeschaltetem) PPM-Failsafe-Modul.)
... andauernd zuckende Servos den Stromverbrauch pro Flug wesentlich erhöhen können.
... die letzten 2 Punkte auch für manchen kanalquarzlosen (PLL-) Empfänger gelten. Hier ist m.E. der scheinbare techn. Fortschritt erst bei weiteren Verbesserungen akzeptabel.
... der von verantwortungsvollen Hubipiloten zwecks Vermeidung von Verletzungen und/oder Sachschäden eingesetzte PCM-Modus mit einem vorprogrammierten Motorstop und zwangsläufiger Schnelllandung bei Störung auch jetzt anders im trimmgenaueren PPM-Modus und mit (speziellen PPM-Empfängern oder) Gasservo-Vorschaltmodulen erreicht werden kann.
... allerdings Flugbahnwackler durch zuckende Servos bei Störungen selbstverständlich noch immer ausschließlich nur durch die PCM-Verwendung vermieden werden können !
... ein Kreisel am Höhenruder, besonders wenn dessen Wirksamkeit per Sender nicht ausgeschaltet werden kann, quasi eine Trudel- oder Abschmierautomatik darstellt. Einer aero-DYNAMISCH sinnvollen Fahrtaufnahme bei bereits zu hohem Anstellwinkel wird beim aerodynamischen Nase-Senken voll entgegengesteuert. Es sei somit hier eindringlich vor 3-Achs-Kreiselsystemen ohne Ausschaltung per auf Sender - so etwas gibt es tatsächlich von einer bekannten Firma zu kaufen - gewarnt. Detto vor diversen Autopiloten, die keinesfalls die Flugeigenschaften einer „Gurke“ verbessern. Die korrekt angewandte Aerodynamik mit entspr. Modellauslegung sind „Automatik“ genug!
... die Mittenrastung von Trimmhebeln etc. ca. doppelt so breit ist als die daneben liegenden Rasterzähnchen. Zwangsläufig verursacht das einen größeren Servoschritt beim Verlassen der gerasterten Mittelstellung, als beim Trimmen neben der Hebelmitte. Über die Sinnhaftigkeit einer Mitten-Einrastung kann man ohnedies geteilter Meinung sein, sie ersetzt ja keinesfalls die optische Sender-Vorflugkontrolle und ist beim Trimmen im Flug eher störend als hilfreich. Es liegt somit nahe, als persönliche Pseudo-Mittelstellung für Trimmabspeicherungen eine Trimmhebelstellung (nach dem Einfliegen!!) einige Trimmzähnchen neben der Mittenrasterung auszuwählen und diese konsequent zu verwenden. Zum Trimmungsabspeichern wird dann eben nicht bei allen Trimmungen auf Wert NULL gestellt, sondern eben auf zB. 6 (Klein-Null mit Stricherl als prägnante Merkhilfe, na ja) und die dazugehörige Hebelstellung am Sender einmalig mit Silberstift o.ä. markiert. Leider gibt es nicht mehr die knebellosen 270 Grad Trimm-Stellwalzen, sehr schade!
... die Nachtrimm-Notwendigkeit im Flug, besonders beim Tages-Erstflug kein beschimpfenswertes Qualitätsmanko der verwendeten Fernsteuerung sein muss, sondern in unterschiedlich temperaturabhängigen Eigenschaften von Rümpfen, Stoßstangen etc. begründet ist. Und während des Fluges zusätzlich noch in der Schwerpunkt-Verschiebung durch den Spritverbrauch. Auch bei Modellen, die viel Sprit in der Schwerpunktnähe mitführen, da bei Erleichterung durch (viel) Spritverbrauch aerodynamisch ein dann eben nur geringere Auftrieb, sprich Anstellwinkel nötig ist.
... die Servostellungsdarstellung auf Sendern oder auf digitalen Servotestern absolut kein Grund „zum Hut ziehen“ vor deren Herstellern ist. Digitale Darstellungen bewegen sich durchschnittlich im 10 microsec- (= Prozent-)Bereich. Gute Servos arbeiten aber im Promillebereich, die erzwungene %-Stufendarstellung zeigt somit am Display Zahlenwerte - zB 1.52 (msec) - die die wirklichen Servostellungen für 1.520, 1.521 bis 1.529 nur unzureichend repräsentieren. Und das schon bei 1024 Schritt (S)PCM. Wie bereits erwähnt, macht bei PPM ein gutes Servo in diesem Bereich sogar 20 Schritte entsprechend zB 1.5235 auf 1.5240 msec; eben ca. 0.5 Mikrosekundenschritte!
... Timingprobleme (siehe „Verzogene Loopings, wodurch“; Kurzfassung Prop 3/99, detailierter mit mehr Fotos, Oszillogrammen im MFI 8 und 9 / 1999) in herstellerseitigen Mischerauslegungen begründet sein können. Bei Senderprogrammierung „zu Fuß“, allerdings mit Nachdenken, kann man zB. 2 Höhenruderklappen auf benachbarte Servokanäle = Empfängerstecker legen, die Ausschlag-Asynchronität ist damit so klein als nur irgend möglich. Statt der vorprogrammierten Variante (Servo-) Kanäle 3 und 8 mit einer zwangsläufigen Zeitdifferenz und mehrere Ruderstellungsgraden-Differenz während einer schnellen(!) Ruderbewegung.
... es den Anschein hat, dass in Bälde ein prozentuell sehr großer Verzögerungsfaktor zwischen Pilotenhandbewegung und Servoanlauf wegfallen könnte, nämlich der Signalverarbeitungsbedingte (Sender-) Zeitverlust durch die zyklische frametimegebundene Knüppelstellungsabfrage. Je nach Mixerverwendung etc. wird der Zeitverlust um mindestens eine Frametime = 22 msec., ggf. auch mehr, kleiner sein. Genaue vergleichsweise Testergebnisse eines neuen Senders dürften ab ca. Jahresmitte vorliegen. M.E. höchst interessant weil:
... verringerte Zeitverluste eine schnellere Modellreaktion im Ausweichfall (anderes Modell, Hindernis, Boden) garantieren. 1/1000 sec oder 1 mm kann schon unter Umständen bruchentscheidend sein, 0.022 sec oder (bei 100 km/h) 62 cm Gewinn natürlich noch viel eher; wenn sichs wegen ein paar fehlender cm gerade nicht mehr ausginge.
... Schalterknebel an der Rumpfwand im eingeschaltetem Zustand hinten sein sollten, um ein unbeabsichtigtes Ausschalten durch Blütenköpfe, Samenkapseln, harten Zweigen etc. bei Tiefflügen oder Problemlandungen, mit einem dann bis zum endgültigen Stillstand steuerlosen Modell, zu verhindern.
... im PPM-Modus bei windigem Wetter eine bereits schwabbelige Senderantenne Quelle für Störungen sein kann, besonders wenn Frequenz- oder Clubfähnchen an der Antennen-Spitze befestigt sind und rütteln.
Abhilfe:
die neuen, wesentlich stabileren Edelstahlantennen. Oder ein (windgenauerer!) Wollfaden statt Rüttelfähnchen. (Quelle: Funkseminar 2001 des ÖAEC im MAZ/Spitzerberg)
... alle in ihrem Auto ein Zweikreisbremssystem, dazu noch eine Handbremse als letzte Reserve haben. Demgegenüber scheint die Verwendung eines einzigen Empfänger-Schalters mit womöglich nur einem einzigen Stecker im Empfänger nachdenkenswert. Und das bei Anlauf-Stromsummen bei oder über 10A! Siehe auch PROP 5/2000, Seite 27.
... es Automatik-Ladegeräte mit Entlade/Lade-Modus gibt, die bei deren Verwendung beim Netzeinschalten wunschgemäß sofort mit dem ENTladen beginnen. Leider tun sie das auch bei kurzzeitigen Netzspannungsausfällen, dann beginnen sie sofort wieder mit dem Start der ENTladung. Wenn der Netzausfall - auch durch einen an den Hauptsicherungen des Hauses „tätigen“ Mitbewohner - nur wenige Stunden vor Ihrem geplanten Aufbruch zum Flugfeld erfolgt, ist der geladen erwartete Akku garantiert fast leer!
Abhilfe:
In der Vornacht immer nur ein reines LADE-Programm OHNE ENTladung einstellen, Entlade/Ladezyklen fährt man - mit Rest-Kapazitätsmessung - nach dem Flugtag.
... die uns Piloten aufgezwungene Abwärtskompatibilität die Entwicklung effizienterer und sicherere, Fernsteuersysteme bis auf weiteres behindert, siehe MFI 10/1999 „Kritik und Visionen zur bestehenden Fernsteuertechnologie“.
... im Zeitalter des Konsumentenschutzes und der Produkthaftung allen Ernstes verlangt wird, zwecks Wechsel der Modellspeicher-Batterie - Lebensdauer ca.(!!) 10 Jahre - den Sender einem 2-maligen rüttelden etc. Postweg quer durch Österreich auszusetzen. Nach schriftlich vorliegender Aussage von Graupner/BRD kann der Sender seine gespeicherten Daten im eingeschalteten Zustand bei guter Hauptbatterie nicht verlieren, auch wenn die Speicherbatterie gerade während eines Fluges stirbt. Wenn das kein Bluff ist, wozu dann das angeblich notwendige Postversand-Gerüttel? Dringend Infos von wissenden Lesern (mit PC-Sender-Interface und PC-gespeicherten Modelldaten, dann ist die kurzzeitige Speicherbatterie-Unterbrechung ja ohnedies kein Problem mehr) erbeten. Oder von jemanden, der das bei einem nur minimal geänderten Modellspeicher (neuer Sender) mal ausprobiert hat (kundenfreundlicher Fachhändler?). Da derzeit viele mc20-Sender bereits älter als 10 Jahre sind, ist das Problem hochaktuell! Leider noch eines: Lithiumzellen gibts mit unterschiedlichen Spannungen, von ca. 3.1 bis 3.6 Volt (in meiner mc20 hatte die fast neue Batterie 3.37 Volt), somit wäre der zulässige Spannungsbereich des Speicher-ICs auch sehr interessant.
Noch eine Anmerkung:
Dass in diesem Bericht öfter vom mc20- und mc24-Sender geschrieben wird, hat die Ursache, dass ich einen mc20-Sender besitze und mich seine Leistungssfähigkeit interessierte. Was eben zu adäquaten Tests und Messungen führte. Später konnte ich auch einen leihweisen mc24-Sender vermessen und die Weiterentwicklung diagnostizieren. Der Bericht bedeutet nicht(!), dass technisch vergleichbare Produkte anderer Hersteller leistungsschwächer als die mc20- oder mc24-Sender sind oder in Zukunft sein werden. Andere moderne Sender habe ich halt bis jetzt nicht getestet. Ich hoffe, dass Manches in den obigen Zeilen für viele Flieger neu und verwertbar ist, besonders im Hinblick auf Neuanschaffungen oder Flugsicherheit.