Kreisel

Ein Kreisel (Gyroskop, kurz Gyro) wird im Modellbau verwendet, um ein Modell um eine Achse zu stabilisieren. Bei Modellhubschraubern ist diese Achse üblicherweise die Gier-(Heck-)Achse. Man könnte auch von einem Autopilot für die Heck-Steuerung sprechen.

Typen von Kreisel

Mechanischer Kreisel

mechanischer Kreisel

Dieser Kreiseltyp ist der älteste, er wird im Modellbau kaum noch verwendet. Ursachen dafür sind das hohe Gewicht der rotierenden Masse und die mechanische Anfälligkeit für Störungen. Das einzige aktuelle Modell mit mechanischem Gyro ist das Silverlit X-Ufo. Und auch dort wird statt eines Kardanisch gelagerten Kreisels (siehe Abbildung) nur ein Pendelkreisel eingesetzt.

Piezokreisel

Der Piezokreisel ist eine preiswerte Möglichkeit, eine Achse in einem Modell zu stabilisieren. Der zum Einsatz kommende Sensor beruht auf dem piezoelektrischen Effekt: Einige Kristalle (z.B. Bariumtitanat) geben bei mechanischer Belastung eine Spannung ab, die bei entsprechender Gestaltung des Kristalls gemessen werden kann. Anhand der Spannungsänderungen kann eine Bewegung des Modells festgestellt werden, die dann mit der entsprechenden Elektronik ausgeregelt werden kann.

Ein Nachteil dieses Kreiseltyps ist die Temperaturempfindlichkeit: Ändert sich die Umgebungstemperatur, so ändert sich auch die Empfindlichkeit, mit der der Kreisel Bewegungen feststellt. Um diese Temperaturdrift auszugleichen, muss die Kreiselempfindlichkeit manuell angepasst werden.

SMM-Kreisel

Robbe/Futaba GY401

Beim SMM-Kreisel (auch Piezo-Integral genannt) kommt ein Mikromechaniksensor auf Siliziumbasis (Silicon Micro Machine) zum Einsatz.

Einer der Vorteile von SMM-Kreiseln ist die weitestgehende Temperaturunabhängigkeit und die exaktere Steuermöglichkeit des Hecks.
Nachteilig ist allerdings der im Vergleich zum Piezokreisel noch hohe Preis.

Sehr verbreitet und fast schon als Referenz zu sehen ist der Futaba GY401. Das Gegenstück zu diesem Kreisel ist der LTG-2100T von Logictech. Manche behaupten, dass er noch eine Spur genauer arbeitet. Er kostet auch ca. 30€ weniger. Der LTG ist allerdings nicht für Verbrennerhubschrauber vorgesehen.
Wer nicht auf die Technologie des SMM-Kreisels in einem Verbrennerheli verzichten will, greift am besten zum LTG-6100 oder zum GY611. Diese beiden genannten sind problemlos im Verbrenner einsetzbar.

Kreiselmodi

Piezokreisel und SMM-Kreisel können in zwei unterschiedlichen Modi betrieben werden:

Normal-Modus

Im Normal-Modus wird das Servo so gesteuert, dass "ungewollte" Drehbewegungen (z.B. Drehmomentausgleich bei Pitchänderung) wieder ausgeglichen werden. Man kann dies auch als Dämpfung durch den Kreisel bezeichnen.

Heading-Hold-Modus

Im Heading-Hold-Modus (auch Heading-Lock- oder AVCS-Modus [Angular Velocity Control System] genannt) wird nicht die Drehrichtung sondern die Drehgeschwindigkeit des Helis um die Hochachse (Gier) gesteuert. Der Heading-Hold-Modus bewirkt, dass die Winkelausrichtung des Helis (um seine Hochachse) aufrechterhalten wird und nur durch das gewollte Steuern und nicht durch z.B. Wind verändert wird.

Befestigung

Kreisel reagieren empfindlich auf Vibrationen, die im Modell auftreten können und müssen deshalb mittels Schaumstoffunterlage schwingungsarm befestigt werden. Auf keinen Fall darf ein Kreisel mit Kabelbindern direkt auf dem Chassis befestigt werden.
Nach Möglichkeit den Kreisel außerhalb der Rotorebene befestigen, da sonst bei einem Absturtz der Kreisel stark beschädigt werden kann.

Einstellung

Heck absolut leichtgängig und spielfrei, die Schubstange läuft gerade (nicht im leichten Bogen), die Heckschiebhülse steht beim Schweben mit ca. 5 Grad Anstellwinkel der Hero-Blätter etwa in der Mitte, der Abstand Mitte Kugel zur Drehachse Servo Heck etwa 5-12mm (je nach Servotyp). Bei nicht leichtgängiger Heckschiebehülse kann mit WD40 oder Waffenöl nachgeholfen werden.

Die Blatthalter haben nicht etwa einen Lagerschaden? Hauptrotorblätter abmachen, Steuerstange zum Heck am Servo aushängen, Heli auf Drehzahl bringen, mit der Hand Steuerstange bewegen und schauen, ob es schwer geht.

Die Kugelpfannen an der Heckbrücke sind beweglich, aber ohne viel Spiel festgemacht? Nach "Festschrauben" wieder 1/4 bis 1/2 Umdrehung lösen, die Kugelpfannen müssen der Kreisbahn der Kugeln folgen können.

Einstellungen zum Align-Kreisel

1. Gyro in Head Hold, oder auch Head Lock genannt, stellen - Empfindlichkeit 100%

2. Trimmung/Servo-Mitte Gier so einstellen, dass der Servo (nach dem in die Mitte rühren) nicht mehr wegkriecht (so ganz bekommt man es nicht weg, aber die Heckbrücke sollte länger als eine Minute brauchen, um auf Anschlag zu gehen).

3. Trimmung/Servo-Mitte ab jetzt nicht mehr verstellen

4. Gyro in Normalmodus, Empfindlichkeit auf 50%

5. Heli einschweben, Steuergestänge (nicht Trimmung!) so einstellen, dass Heli beim schweben nicht mehr wegdreht

6. Gyro in HH-Modus, Empfindlichkeit 50%

7. Empfindlichkeit so hart wie es geht zudrehen, in kleinen Schritten vortasten (max 5% auf einmal), Heli soll im schnellen Vorwärtsflug nicht pendeln, beim Alarmstart aber auch nicht wegdrehen.

Fertig!

Beim ersten Einschaltem am Tag (nach Temperaturwechseln, z.B. aus heissem Auto auf den Platz) Funke an, Akku anstöpseln, Mitte trimmen (an der Funke), 5min stehen lassen, kurz abstöpseln, anstöpseln, Trimmen, fliegen.

Einstellung zum ACT Pico SMM

ein Tipp zum ACT: andersherum Einstellen als in der Anleitung:

1. Sender trimmen/Nullstellung, bis die Heckhülse nicht mehr wandert

2. im Normalmodus mechanisch einstellen, bis er stabil schwebt, hierbei nicht die Trimmung am Sender, sondern Gestängelängen/Servoposition anpassen

3. nun der Trick: Dynamik VOLL Aufdrehen, Empfindlichkeit erhöhen, bis das Pendeln anfängt, Dynamik bischen weiter zudrehen, Empfindlichkeit weiter erhöhen usw.

Einstellung GY401 nach DocTom

Vorwort:

Achtung diese Einstellung ist nur für die Piloten, die immer im AVCS bzw. HH-Modus fliegen. Da die "normale Einstellung" laut Anleitung für beide Modis (normal/AVCS) gedacht ist, fehlt dem Kreisel im HH-Modus etwas an Performance. Das ist jedoch mit meiner Einstellung zu korrigieren.

Prüfung am Modell vor der Einstellung:

• Bitte prüft als erstes ob die Riemenspannung (falls vorhanden) in Ordnung ist. Der Riemen sollte sich mit leicht erhöhtem Druck bis in die Mitte drücken lassen und mit starkem Druck bis zur anderen Seite drücken lassen.

• Als nächstes seht Euch Euer Modell von der rechten Seite aus an und schaut dabei auf den Heckrotor. Der Heckrotor sollte linksherum (gegen den Uhrzeigersinn) drehen, wenn Ihr den Hauptrotor in seine Drehrichtung dreht. Wichtig ist dabei auch, das die Heckblätter mit der stumpfen Seite voraus laufen.

• Jetzt überprüft Ihr die Wirkrichtung vom Gyro und der Steuerung. Schaut von hinten auf Euren Hubi und stellt die Heckrotorblätter (auf) wie im Flug. Die Blätter haben eine abgerundete (stumpfe)- und eine Spitze (Messersschneide) Seite. Steuert Ihr jetzt den Stick an der Funke nach Links, muss auch Messersschneide nach links und nach rechts auch Messersschneide nach rechts gehen. Ist das nicht der Fall, musst Ihr bei Kanal 4 die Richtung umdrehen. Jetzt habt Ihr die richtige Steuerrichtung, kommen wir jetzt zur Wirkrichtung.Ihr bewegt jetzt das Heck schnell nach links (Nase nach rechts) dann muss auch Messersschneide nach links gehen und dann schnell nach rechts so muss auch Messersschneide nach rechts gehen. Ist das nicht der Fall müsst ihr den kleinen Schalter am Gyro umschalten (Nein nicht den Digimode on, den anderen :-) )

• Nachtrag vom 13.10.2007: Hier möchte ich noch einen Hinweis zu Heck und Heckrotorblätter geben. In Zusammenarbeit mit einigen von Euch und eigenen Erfahrungen, bin ich zu folgender Empfehlung gekommen. Ich würde ein spielfreies Aluheck nicht in Verbindung mit CFK (Kohlefaser) Blättern verwenden. Mit der Kombi ist das Heck zu steif, was zum Bruch & Aufschwingen führen kann. Ferner führt es dazu, dass die Empfindlichkeit nicht sehr hoch gewählt werden kann. Also wenn Aluheck, dann Plastikblätter (empfiehlt auch Jan Henseleit für den NT) und beim Plastikheck können auch CFK verwendet werden, müssen aber Meiner Meinung nach nicht.

Die Einstellung

• Ihr stellt bei Eurem Heli 100% Empfindlichkeit Normalmode ein. ACHTUNG: Bitte deaktiviert in allen Flugphasen und in allen Modis (Normal & HH / AVCS) die Heckbeimischung, bevor Ihr mit dem Einstellungen anfangt.

• Servohorn 90° zum Servo, Servohalter lösen, Heckblätter in den Haltern einklappen (ein Blatt vor, das Andere nach hinten) und Delay am GY401 auf Null drehen.

• Optimal ist es, für jeden Heli, sind 90 Grad am Servo, 90 Grad an der Anlenkung am Heck, die Heckpitchhülse in der Mitte vom verfügbaren Weg und die Blätter übereinander (fluchtend, 0° Pitch oder leichte Vorspur). Ihr müsst evtl. bei Euren Modellen etwas mit den Anlenkungslängen zu der Pitchhülse ausprobieren, bis alles 100% stimmt, dass ist aber bei den meisten Modellen nicht nötig.

• Die gesamte Anleitung geht nur, wenn Ihr auch ein ordentliches Servo verbaut habt. Ich denke beim REX 450/MT etc. mindestens > 1 KG Stellkraft (z.B.3154/1,5 KG) und bei den großen > 2,5 KG (besser mehr z.B.9254/3,4 KG) sollten es schon sein. Wer ein schwächeres Servo verbaut hat, braucht dann wieder etwas Vorspur ca. 2-3 Grad. Müsst Ihr im Einzelfall ausprobieren.

• Digimode aus (ist besser für Euer Servo). Akku am Modell anklemmen.

• Wenn ihr jetzt von oben drauf schaut das Servo etwas verschieben oder die Gestängelänge ändern, so dass die Blätter genau übereinander stehen (fluchten, 0° Pitch), Servohalter fest schrauben oder Gestänge wieder einklipsen. Beim T-Rex 600, die Pitchhüle in die Mitte des verfügbaren Weges stellen, dann sind die Blätter nicht ganz übereinander sondern haben eine leichte Vorspur (Auch bei schwächeren Servos verwenden). Diese Vorspur reicht aber nicht für den Normalmode aus, muss Sie ja auch nicht.

• Nun am Limiter vom GY401 den möglichen Weg einstellen, bis eine Seite anläuft. Die Seite die als erstes anläuft gibt den Ton an. Der Wert am Limiter sollte ca. bei 100% liegen. Wenn Ihr weniger erreicht, muss die Anlenkung am Servo weiter nach innen einhängt werden und wenn Ihr mehr erreicht die Anlenkung weiter nach aussen einhängen.

• Dann klemmt Ihr den Akku wieder ab und stellt an der Funke die Empfindlichkeit des Kreisels im AVCS/HH-Mode auf 60-65%.

• Den Heli dann im AVCS/HH Mode Initialisieren und Fliegen.

Beim Fliegen könnt Ihr die Empfindlichkeit höher drehen bis das Heck anfängt hin und her zu zappeln (schwingen) und dann wieder soweit zurück bis es sauber steht. Achtet bitte auf ein kräftiges Servo & die Kopfdrehzahl. Ist das Servo zu schwach oder ist die Kopfdrehzahl zu gering hält auch der beste Kreisel nicht. Ich wünsche Euch viel Erfolg und stehe Euch auch weiterhin für Fragen gerne zur Verfügung.

Euer Doc Tom

Eure Erfahrung & Kommentare zu der Einstellung

hier rein: http://www.rc-heli-fan.org/viewtopic.php?p=347787#347787

Einstellung LTG2100 (von Snowboarder)

Alle Angaben ohne Gewähr ! Ich habe auf diese Art einen T-Rex 450 und einen Hurricane 550 eingestellt. Bei anderen Hubschraubern kann es ggf. etwas anders ablaufen.

Das Heckservo zuerst nicht an den Gyro anschliessen. Wenn von Werk her z.B. der LTG-Servo eingestellt ist, dann wird einem normalen Servo ein frühes Ableben zuteil.

Sendererkennung

Zuerst wird am Sender die Servowegbegrenzung (oder "ATV") für den Heckservokanal auf 140% eingestellt. Dualrate auf 100%, Trim und Subtrim auf 0.

Dann den Heckknüppel nach li. od. re. auf Vollauschlag, halten und den Hubi mit Strom versorgen. Ist ein bisschen knifflig, aber es geht. Jetzt flackern die ersten 3 LED innerhalb von 10 Sek. Wenn das vorbei ist, Knüppel wieder auf Mittelstellung, danach sollte eines der LED dauerhaft leuchten. Damit wäre der Sender erkannt. Es kann sein, das diese Prozedur mehrfach durchgeführt werden muß bis der Sender erkannt ist. Hinweis für Cockpit SX: Die SX kennt nur Sevowegbegrenzung bis 110%. D.h. das die Sendererkennung so erst mal nicht funktioniert. Abhilfe schafft hierbei das Einstellen der Trimmung uber den Trimmtaster für den Heckknüppel bis auf Maximum in die Richtung in die man den Knüppel bewegt. Zumindest hat das so bei mir funktioniert. Nach dem Setup des Gyros wieder auf die Ursprungsposition stellen!

Setupmodus

3 Sekunden auf den Taster drücken, anschliessend leuchtet das erste LED der vertikalen Reihe (Servo Speed) Mit weiterer Betätigung kann man durch die anderen Punkt springen (Rotate Rate, Direction, Servo Limit) In der Anleitung steht, das man in der entsprechenden Ebene dann mittels Hecksteuerknüppel die entsprechenden Werte einstellen kann. Bei mir hat das etwas anders funktioniert (entweder ist es in der Anleitung etwas unklar beschrieben, oder weil ich einen anderen Sender (Cockpit SX) habe und daher der Weg etwas anders ist): Ich wähle den entsprechenden Menüpunkt aus, bewege den Knüppel zum Anschlag und kann dann mit der Taste am Gyro den entsprechenden Wert auswählen. Nach einem weitern Knüppelvollauschlag kann ich dann wieder mit der Gyro Taste den nächsten Menüpunkt auswählen.

Servo Speed

Werte gemäß der deutschen Anleitung

• LED 1: Der verwendete Servo ist ein LTS-3100G
• LED 2: Der verwendete Servo ist ein Hochgeschwindigkeitsservo (z.B. S9254)
• LED 3: Jeder andere analog oder digitale Servo

Wenn der richtige Servotyp gewählt ist, Hubi vom Strom nehmen und den Servo an den Gyro anschliessen. Vorausgesetzt die Mechanik ist weitestgehend korrekt eingestellt.

Direction

Zuerst die Wirkrichtung des Servos Senderseitig. Gyro im Normalmodus (Empfindlichkeitskanal auf <0%, z.B. -30%). Wenn der Knüppel rechts betätigt wird, muß die Heckhülse richtung Heckrotor-Gehäuse wandern. Ansonsten im Sender Servo-Reverse entsprechend ändern.

Wirkrichtung des Gyros: Den Gyro auf Headlock-Modus stellen (Empfindlichkeitskanal auf >0%, z.B. +30%). Man hält den Hubi mit dem Heck zu sich. Eine schnelle Drehung gegen den Uhrzeigersinn, dabei muß die Heckhülse auch Richtung HeRo-Gehäuse wandern. Wenn nicht, das am Gyro "Direction" auswählen und den Wert ändern.

Servolimit

ATV muss immer noch auf 140% stehen, DR 100%, Kreisel im Normalmodus (~ 30 %) Am Gyro SERVOLIMIT auswählen. Dann Knüppel vorsichtig in die eine Richtung, bis kurz vor mechan. Anschlag des HeRo´s und die Gyro-Taste drücken. Nun leuchtet in der oberen LED-Reihe entweder das LED ganz rechts oder links, je nachdem welche Seite man eingestellt hat. Für die andere Seite entsprechend. Wichtig: Die Einstellung wird erst übernommen, wenn der Programmiermodus verlassen wird. Also einfach ein paar Sekunden lang nichts mehr tun, bis die oberste linke LED wieder leuchtet. Anschliessend Hubi vom Strom nehmen, wieder einschalten und nach der Initialisierung die Limits überprüfen. Die Einstellung des Servolimits sollte auch bei einer Änderung der Gestängelänge (z.B. mechanische Einstellung Heckrotor) überprüft und ggf. angepasst werden.

Mechanische Einstellung Heckrotor

Der Gyro muß im Normalmodus sein, Empfindlichkeit ca. 30%. Mittels der Länge der Heckansteuerung die Heckblätter auf einen Anstellwinkel von 4°-5° bringen (bei Knüppelmitte). So sieht das mit nach vorne geklappten HeRo-Blättern aus (auf dem Bild ein Hurricane-Heck, beim T-Rex sieht es ähnlich aus)

Heck Hurricane 550

Den richtigen Winkel stellt man fest, indem man im Normal-Mode vorsichtig abhebt und wenn der Heli in eine Richtung wegdreht wieder absetzen, ausschalten, Anlenkung leicht ändern und wieder überprüfen - solange bis der Heli nicht mehr um die Gierachse wegdreht.

Am Ende der ganzen Einstellerei ATV wieder auf 100 %, auf den HeRo-Kanal mind. 30 % Expo (Die braucht man auch beim LTG, lieber mit 50 % anfangen) und dann die richtige Empfindlichkeit erfliegen

Reset

Man kann den Kreisel neu initialisieren, was u.U. nach einem Absturz nötig ist. Dabei folgendermaßen vorgehen:

• Sender einschalten
• Menüknopf des LTG drücken
• Empfängerstrom einschalten

• alle 8 Lampen gehen an
• den Menüknopf loslassen
• die LED's leuchten nun nacheinander auf
• Der Vorgang kann mehrere Minuten andauern (Heli nicht bewegen)
• Wenn die Lampen sehr viel schneller durchlaufen, ist die Initialisierung abgeschlossen
• Akku abstecken

Siehe auch

• Kreiselfunktionen