Boardelektronik

Regler / Steller

Motorregler/Steller, im Enlischen auch ESC (Elektronic Speed Control), werden benötigt um die Energie des Akkus dosiert an den Motor zu leiten. Dies geschied typischerweise durch Pulsweitenmodulation, d.H. der Akku wird in einem festen Takt (20..100kHz entspr. 20000..100000 Zyklen/Sekunde) auf den Motor geschaltet, bei Vollgas ist der Schalter während des gesammten Zyklus eingeschaltet, bei Halbgas 50% der Zykluszeit.

Regler

Der Regler bekommt vom Sender ein RC Signal (der sogenannte Gasweg) in ms (Millisekunden) aus der er sich dann die Solldrehzahl errechnet. Diese Solldrehzahl vergleicht der Regler mit der Istdrehzahl des Motors und versucht Soll- und Istdrehzahl gleich zu halten. Wird vom Heli mehr Leistung gefordert (z.B. beim Start) gibt der Regler also entsprechend mehr "Gas", so das die geforderte Drehzahl gehalten wird. Durch das eigenständige Nachregeln des Reglers entfällt die aufwendig zu erfliegende und am Sender zu programmierende Gaskurve. Dafür wird aber eine Gasgerade am Sender programmiert, die für alle Punkte den gleichen Wert enthällt. Als Werte haben sich je nach Motortyp und Regler 60% - 80% bewährt, was einer Reglerleistung von 80% - 90% entspricht. Die restlichen 10-20% der Reglerleistung benötigt der Regler zum Nachregeln. Man spricht hier von der sogenannten Regelreserve. Aber Vorsicht, nicht bei jedem Regler muss diese Regelreserve manuell berücksichtigt werden. Es gibt bereits Regler auf dem Markt, die sich von vornherein selbst eine Regelreserve halten.

Steller

Der Steller unterscheidet sich vom Regler dahingehend, das er die Motordrehzahl nicht überprüft und nachregelt, sondern nur seinen Impulssignal an den Motor gibt. Diese Art der Drehzahleinstellung ist relativ einfach zu realisieren, hat aber den Nachteil, das der Steller nicht auf Lastwechsel reagieren kann, so daß bei hoher Belastung des Motors die Motordrehzahl abfällt. Die Drehzahlregelung findet hier per Gaskurve im Fernsteuersender oder per "graue Zellen" beim Piloten statt.

BL-Regler

BL-Regler, kurz für Brushless- oder Bürstenlos-Regler, sind speziell für bürstenlose Motoren ausgelegte Regler oder Steller. Sie unterscheiden sich von Bürstenreglern/Stellern dadurch, daß sie dreiphasigen Drehstrom erzeugen. Der Motoranschluß hat damit, anstelle von 2, 3 Anschlüsse.

Servo

Servos werden im Modellbau eingesetzt, um die vom Empfänger kommenden elektrischen Signale in eine mechanische Bewegung umzuwandeln.

Der Aufbau eines normalen Modellbauservos ist relativ einfach:

--Bildschema Servo einfügen--

Ein Motor, ein wenig Steuerelektronik, ein Potentiometer zum Erfassen der Servoarmposition, ein mehrstufiges Getriebe und ein Gehäuse machen schon einen Servo.

Analogservos

...noch zu schreiben...

Digitalservos

Sie sind eine besondere Spezie unter den Servos: um sie anzusteuern wird ein Signal mit höherer Impulsrate vom Empfänger benötigt. Bei Robbe/Futabaservos kann diese Rate bis zu 270 Hz betragen.

Diese Servos werden eingesetzt, wenn es darum geht hohe Stellkräfte, eine hohe Genauigkeit und eine hohe Stellgeschwindigkeit zu erreichen.

Nachteil ist unter anderem ihr höherer Stromverbrauch und ihr hoher Preis im Vergleich zum "normalen" Analogservo.

Kreisel (Gyroskop)

Der Kreisel (Gyroskop, kurz Gyro) wird im Modellbau verwendet, um das Modell um eine Achse zu stabilisieren. Bei Modellhubschraubern ist diese Achse üblicherweise die Gier-(Heck-)Achse.

Es sind drei Typen von Kreiseln bekannt:

Der Mechanische Kreisel

--Bildschema für mechanischen Kreisel einfügen--

Dieser Kreiseltyp ist der älteste, er wird im Modellbau nicht mehr verwendet. Das hohe Gewicht einer rotierenden Masse und die mechanische Anfälligkeit für Störungen, hat diesen Kreiseltyp die Anfänge der Modellhubschrauberei nicht überstehen lassen. Er wird nicht mehr verwendet.

Der 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 (Bariumtitanat z.B. -> wikipedia?) geben bei mechanischer Belastung eine messbare Spannung ab. Bei entsprechender Gestaltung des Kristalls kann man diese Spannung messen. Mit einer passenden Auswertung wird dann Kreisel für Modellhubschrauber daraus.

Ein Nachteil dieses Kreiseltyps ist die Temperaturempfindlichkeit, ändert sich die Umgebungstemperatur, so ändern sich auch die Eigenschaften des Kreisels. Die Emfindlichkeit, mit der der Kreisel Bewegungen detektiert, kann sich verändern. Das ist doch sehr ärgerlich, wenn man an einem Tag mit dem Hubschrauber fliegt, am nächsten Tag die Temperatur stark gefallen ist und der Kreisel verzögert reagiert. Man spricht hier von einem Temperaturdrift.

Der SMM-Kreisel

Beim SMM-Kreisel kommt wie der Name schon sagt (Silicon Micro Machine), ein Mikromechaniksensor auf Siliziumbasis zum Einsatz.

--eventuell Bild von SMM Sensor einfügen--

Einer der Vorteile von SMM-Kreiseln ist die weitestgehende Temperaturunabhängigkeit (Temperaturdrift) der Kreiselfunktion. Nachteilig ist allerdings der hohe Preis im Vergleich zum Piezokreisel.

Empfänger

Für Modellhubschrauber ist jeder Empfänger im 35Mhz (A- und B-Band) und im 40MHz-Band [nur Kanal 50-54] mit mindestens fünf Kanälen/Steckplätzen geeignet. Allerdings sollte auf Grund der Störsicherheit wenn möglich auf das 35Mhz-Band zugegriffen werden. An den Empfänger werden dann i.d.R. Rollservo, Nickservo, Pitchservo, Gasservo bzw. Regler und der Kreisel angeschlossen. Der Heckservo wird dann über den Kreisel mit Steuerimpulsen versorgt. Sollen weitere Funktionen wie z.B. ein Einziehfahrwerk, Transporthaken usw. genutzt werden, sind weitere Steckplätze nötig. Bei der Verlegung der Empfängerantenne sollte darauf geachtet werden, dass diese soweit als möglich von Motor und Regler entfernt verlegt wird. Vorsicht ist auch bei Kohlefaserteilen notwendig. So können z.B. Störungen entstehen, wenn die Antenne am CFK-Heckrohr befestigt wird. Wenn möglich sollten auch lange Servokabel vermieden werden. Sie bedeuten zum einen, nicht nur eine nicht zu unterschätzende Gewichtsbelastung (bei kleinen Mini-Helis, wie z.B. Piccolo), sondern sie tragen auch zu nicht nachvollziehbarem „Servozucken“ bei, das im Flug zu unerwünschten Flugsituationen führen kann. Da bei Modell-Hubschraubern Störungen sehr oft mit einem Totalschaden enden können, ist beim Einbau der Fernsteuerkomponenten und deren regelmäßiger Funktionsüberprüfung sehr viel Sorgfalt notwendig.

• Empfänger immer soweit als möglich von Regler und Motor entfernt platzieren
• Empfängerantenne nie kürzen
• Empfängerantenne nicht zusammenbinden oder zusammenrollen
• Empfängerantenne nicht mit Kohlefaserteilen in Verbindung bringen
• lange Servokabel vermeiden
• RC-Anlage vor jedem Flug überprüfen (pre-flight-check)
• immer zuerst Empfänger und dann den Sender ausschalten (umgekehrt erst den Sender, dann den Empfänger einschalten)

Von der Firma ACT Europe gibt es im Internet unter acteurope.de ein Empfänger ABC als PDF-Dokument, in dem sehr genau beschrieben wird, worauf man beim Empfängereinbau achten sollte.

Boardsysteme

Piccoboard

Das Piccoboard beinhaltet einen Empfänger, ein Gyroskop, einen Hauptmotorregler für Bürstenmotoren und einen Heckmotorregler für Bürstenmotoren.

GWS-Board

Das GWS-Board beinhaltet ein Gyroskop, einen Hauptmotorregler für Bürstenmotoren und einen Heckmotorregler für Bürstenmotoren. Es beinhaltet keinen Empfänger!!!