Eigenbau-Spektrum-Modul für Futaba

Diese Anleitung beschreibt den Bau eines 2,4-GHz-Moduls anhand des Sendemoduls einer Spektrum DX4e, welches dann an der Lehrer-/Schüler-Buchse einer 35-MHz-Futaba-Fernsteuerung angeschlossen wird. Somit spart man sich den zweiten Sender, und es können kleinere Modelle mit der eigenen, gewohnten Fernsteuerung geflogen werden. Hier wird als Beispiel die Vorgehensweise mit einem Blade Nano CPX beschrieben. Sehr viele Infos dazu stammen aus dem entsprechenden Forums-Thread und die Idee mit diesem Aufbau und viele Tips kamen vom User Tueftler.

Am Ende hat man dann ein kompaktes Spektrum-Modul:

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Materialliste

• HF-Modul AMTX11 (Model X1TX0) aus der DX4e incl. Antenne
• Arduino Pro Mini 328 3,3V/8Mhz
• FTDI (wird nur einmalig zum Flashen benötigt)
• ggf. Stiftleiste für FTDI: gewinkelt, 6 polig, 2,54 mm Rastermaß
• Firmware
• Futaba-Stecker
• Schrumpfschlauch: ca. 25 mm Durchmesser für 30 mm Breite
• USB-Kabel: Mini-B auf Stecker-A

Zum Binden wird der Schüler/Lehrer-Schalter genommen. Widerstände und Knöpfe wie bei den meisten Schaltungen fallen somit weg.

2,4-GHz-Modul ausbauen

Das Auslöten des Moduls gestaltet sich eher schwierig. Einfacher ist es, dieses auf die folgende Art herauszuholen:

• Die Stiftleistenverbindung mit einer Mini-Trennscheibe nahe an der Hauptplatine der DX4e durchtrennen
• Der weiße Schaumstoff bleibt dran
• Am Modul selbst bleiben nur noch die Stifte, an die man später die Drähte anlöten kann
• Das Antennenkabel kann soweit gekürzt werden, dass es sich gut verlegen lässt. Wichtig dabei ist, dass am Ende auf ca. 3 cm Länge abisoliert das Drahtgeflecht entfernt wird.

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Löten

Futaba-Stecker

Die Pins 4+5 sind per Brücke verbunden, damit die Fernsteuerung automatisch einschaltet, sobald man den Stecker reinsteckt. Da dies normalerweise unerwünscht ist, muss die Lötverbindung getrennt werden.

Bei manchen Futaba-Steckern werden nur zwei Kontakte rausgeführt, so dass man den Stecker öffnen muss, um den Kontakt für die Stromversorgung nach draussen zu führen. Woran man solche Kabel erkennt, ist leider unbekannt.

Um den Futaba-Stecker zu öffnen:

• Je einen Schraubenzieher an der Seite links/rechts reinstecken und das Gehäuse nach aussen drücken
• Lötbrücke zwischen Pin 4+5 entfernen
• Ggf. ein Kabel am Pin 5 anlöten und durch den Stecker führen (dazu den Stecker bzw. die Gummitülle entsprechend beschneiden)

Kabelverbindungen

Schaltplan siehe Forum. Dort ist die Variante mit Widerständen abgebildet, die mit dieser Anleitung aber nicht benötigt werden.

• Das Kabel vom Futaba-Stecker auf ca. 5 cm kürzen und die einzelnen Kabel herausholen
• Verbindungen herstellen vom Arduino zum Futaba-Stecker

Arduino	Futaba-Stecker
Pin 8	Pin 3 (Signal Out)
GND	Pin 2 (GND)
RAW	Pin 5 (+V Switched)

• Verbindungskabel von je ca. 5 cm Länge für Verbindungen vom Arduino zum HF-Modul

Arduino	HF-Modul
TX0	untere Reihe, äußerstes Loch
VCC	untere Reihe, zweit-innerstes Loch
GND	untere Reihe, innerstes Loch

Arduino beschreiben

• Den Sketch herunterladen und entpacken
• Arduino-Software herunterladen und installieren
• Arduino mit dem FTDI verbinden
  • An der Stirnseite des Arduino können entweder (temporär) Kabel oder eine Stiftleiste (am besten abgewinkelt) angelötet werden
  • TX geht dabei auf RX und umgekehrt, siehe Bild
• FTDI per USB-Kabel am Rechner anschliessen. Die Treiber werden dann automatisch installiert
• Sketch per Doppeklick öffnen (sollte Arduino-IDE starten)
• In der IDE im Menü "Tools" folgende Einstellungen vornehmen
  • "Board": Arduino Pro Mini 3,3V oder 5V
  • "SerialPort": Die zum FTDI-Chip gehörende serielle Schnittstelle. Diese ist im Gerätemanager von Windows unter "Anschlüsse (COM & LPT) > USB Serial Port" ersichtlich
  • Die aktuelle Auswahl wird im IDE-Fenster rechts unten angezeigt
• Menü "Datei > Upload": Damit wird der Sketch kompiliert und auf den Chip geschrieben
  • Als Bestätigung kommt nur ein einfaches "Upload abgeschlossen" im Minifenster (falls keine Fehler aufgetreten sind)
• USB-Kabel vom FTDI entfernen

Einstellungen Sender

Das 35-MHz-Modul sollte rausgenommen werden, wenn man mit 2,4 GHz funkt, um unnötige Erwärmung zu vermeiden (ausser wenn die Brücke im Futaba-Stecker drin gelassen wurde, womit die Fernsteuerung in den reinen L/S-Modus schaltet).

Folgende Einstellungen sind für die Futaba FF-9 gedacht und können auf die eigenen Bedürfnisse angepasst werden.

• Basic 1 > Reverse: Alle Kanäle auf Reverse
• Basic 2 > Aux-CH: Schalter H (L/S-Taster) auf Kanal 7 legen
• Basic 2 > Parameter > Type: Heli (SWH1)
• Basic 2 > Parameter > Modul: PPM

• Basic 1 > D/R,EXP
  • Ch: 1+2
  • No > Norm
  • D/R: 70%
  • Exp: -20%
  • SW: Cond.

• Basic 1 > Thr-Cut
  • Rate: -30%
  • Thr: 100%
  • Sw und Posi je nach Belieben

Gaskurven

• Advance 1 > Thr-Curve
• Advance 1 > Pit-Curve

• Für quasi Fixed-Pitch-Modus (Norm)
  • Throttle-Curve: 0% 40% 60% 80% 100%
  • Pitch-Curve: 58% 60% 62% 65% 68%

• Für Collective-Pitch-Modus (Idle1)
  • Throttle-Curve: 100% 100% 100% 100% 100%
  • Pitch-Curve: 30% 40% 50% 60% 70%

• Advance 1 > Delay > Thr, Pit: 80%

Binden

Das Binden ist nur einmalig notwendig. Sicherheitshalber sollten dafür die Rotorblätter demontiert werden.

• Sender ausgeschaltet lassen
• Akku am Heli anschliessen und warten bis die blaue LED schnell blinkt
• Heck am Sender nach rechts gedrückt halten
• Den fürs Binden konfigurierten Taster am Sender gedrückt halten
• Sender einschalten, rote und grüne LED auf dem Arduino leuchten
• Taster nach 3 Sekunden loslassen
• Nach ein paar Sekunden leuchtet die blaue LED vom Heli durchgehend, die grüne LED vom Arduino blinkt nun
• Der Heli sollte nun steuerbar sein

Normaler Betrieb

• Sender einschalten
• Heli einschalten
• Ggf. mehrere Sekunden warten bis sich das Modell verbunden hat
• Fliegen

Probleme

Bei Problemen sollte man als erstes den Sketch einfach nochmal aufspielen. Eventuell erledigt sich das Problem damit dann schon. Ansonsten sollte die Verbindung vom FTDI zum Arduino überprüft werden.

Bootloader

Quelle: [1]

"Wer ein Problem mit einem nicht programmierbaren Arduino hat, möge bitte seinen Händler fragen, ob das Board überhaupt mit einem Arduino Bootloader ausgeliefert wird. Ob ein Bootloader vorhanden ist, kann man u.a. so feststellen: Board nach Erhalt nur an GND und VCC mit der richtigen Spannung (z.B. 3,3V oder 5V) versorgen (oder einfach nur FTDI aufsetzen). Die rote LED muss dann angehen und die grüne LED blinken. Wenn die grüne nicht blinkt, ist höchstwahrscheinlich kein bootloader drauf."

Debug-Mode

Quelle und weitere Details: [2] und [3]

"Du kannst auch mal in dem Sketch den Debug-Mode aktivieren. Wenn Du dann den FTDI ansteckst und in der Arduinosoftware das Terminal anschaltest, dann kannst Du sehen, ob der Arduino arbeitet und Daten vom Sender bekommt. Denke daran die richtige Baudrate einzustellen."

LED blinkt 3x

Problem: Prinzipiell läuft der Motor und die Taumelscheibe in die richtige Richtung, wenn man Pitch gibt. Wenn man nun über den Mittelpunkt hinaus gehe, ist auch noch alles ok, aber sobald man dann wieder über den Mittelpunkt zurück geht, geht der Heli in den Motor-Aus-Modus, wo die blaue LED wiederholt 3x blinkt. Die Taumelscheibe bewegt sich über den gesamten Weg normal. Man kann auch über den Mittelpunkt hinaus und dann im oberen Bereich hin und zurück gehen - erst wenn man wirklich über den Mittelpunkt zurück geht, tritt das Problem auf.

Lösung: Wenn die LED 3x blinkt, ist der Heli nicht im Computersender-Modus und dadurch kommt die Elektronik durcheinander. Beim Binden muss drauf geachtet werden, dass währenddessen am Sender "Heck rechts" gehalten wird.

Taumelscheibe hakt

Problem: Wenn man sehr schnelle Stick-Bewegungen macht, hakt die Taumelscheibe in ihrer Bewegung. Bei normalen Bewegungen merkt man nichts, aber wenn man z.B. voll Roll gibt, scheint die Taumelscheibe eine halbe Sekunde zu überlegen und bewegt sich dann erst.

Lösung: Muss mit dem PPM-Signal der FF9 zusammenhängen, wo es wohl leichte Laufzeitunterschiede gegenüber neueren Sendern gibt.

Taumelscheibe zuckt

Problem: Hin und wieder zuckt die Taumelscheibe kurz nach unten.

Lösung: Hängt wahrscheinlich auch mit der FF9 zusammen

HF-Module

Prinzipiell können wohl auch andere HF-Module als nur das AMTX11 verwendet werden, wobei dieses ein Full-Range-Modul sein soll (laut Berichten aus anderen Foren sollten damit 90-120m drin sein).

Probleme machen dagegen das Modul X10EXTN und das X1TXN.

Mögliche Fragen

Vergleich zur DX4e

• Wie wird am Sender "Motor aus" programmiert? Am Sender per Throttle Hold wie sonst auch bei anderen Modellen
• Wie funktioniert die Umschaltung von Hi/Lo? Am eigenen Sender Dual-Rate programmieren
• Wie funktioniert der Sanftanlauf? Der Sanftanlauf erfolgt automatisch durch den Heli, solange der Motor noch nicht läuft. Läuft der Motor bereits, erfolgt die Umschaltung auf die höhere Drehzahl sofort. Um dies abzudämpfen, sollte im Sender eine Verzögerung beim Umschalten zwischen den Flugphasen programmiert werden.
• Gibt es einen Modus mit variabler Drehzahl und einen mit fester Drehzahl? Ja, indem eine Gaskurve, bzw. Gasgerade programmiert wird

Allgemein

• Wofür sind beim Spark-Fun-Arduino die LEDs? Rot zeigt an, ob der Arduino eingeschaltet ist; Grün zeigt beim Programmieren Senden/Empfangen an
• Wofür ist der Reset-Taster? Zum Programmieren, wird mit FTDI aber nicht benötigt
• Darf das HF-Modul am Arduino dran sein, wenn dieser programmiert wird? Ja