Boardcomputer AIRTEL-6

Leistungsmerkmale:
Modularer ausbaubarer Boardcomputer zur Aufzeichnung aller denkbaren Messwerte.
Messen, Speichern und Auswerten von Flugdaten in Flugmodellen.

Mit den Erfahrungen aus 2 Jahren Telemetrie in Flugmodellen wurde ein völlig neues Konzept entwickelt, welches ungeahnte Anwendungsmöglichkeiten bietet. Airtel-6 dient zur Aufzeichnung und Auswertung von einer Fülle von Daten in Flugmodellen, Hubschraubern oder jeder anderen Art von Modellen.

Anwendungsbeispiele:

(weitere Praxisbeispiele und die Software zum kostenlosen Download sind auf dieser Seite beschrieben, klicke hier).

Speziell die beiden letzten Punkte werden durch ein revolutionierendes Konzept ermöglicht. Erstmals kann ein GPS Satellitenempfänger direkt an einen Modellbau-Boardcomputer angeschlossen werden. Durch das extrem geringe Gewicht kann dieser sogar in kleinen Modellen geflogen werden.

GPS eröffnet viele neue Möglichkeiten. Vor allem die Geschwindigkeitsmessung ist jetzt sehr einfach und erheblich präziser als mit Luftdrucksensoren. Besonders interessant ist aber die Aufzeichnung der kompletten Flugbahn mit nachträglicher dreidimensionaler Darstellung am PC.  Durch die hohe Auflösung  wird jede Platzrunde exakt wiedergegeben. Wer glaubt einen präzisen Kreis fliegen zu können wird sich wundern ...

Das modulare Konzept:

Airtel-6 besteht aus einer Grundeinheit auf welche das Microcontrollermodul sowie die Sensormodule aufgesteckt werden. Durch diesen Aufbau ist Airtel-6 zukunftssicher, da später verfügbare Sensoren einfach nachgerüstet werden können.

Damit Airtel-6 für jeden etwas zu bieten hat, ist es in zwei verschiedenen Varianten verfügbar:

  1. Komplettsystem: Fertiges Gerät inklusive Sensoren und PC-Software. Plug & Play. Einfach im Modell montieren und losfliegen.
  2. Jedes Funktionsmodul einzeln. Zum Aufbau von leistungsfähigen Boardcomputern nach eigenen Vorstellungen oder mit selbstgebauten Sensoren. Inklusive komplettem Softwarepaket im Quellcode !
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Das obere Bild (zum Vergrößern Anklicken) zeigt das geöffnete Fertiggerät. Es ist der Höhenmesser und der Akku und Motortester sowie das GPS modul und der Temperatursensor installiert. Das Gerät wird aus einem 9V- NiMh Akku versorgt.

Das untere Bild zeigt das betriebsbereite und eingeschaltete Fertiggerät. Das Kabel links, ist der Anschluss zum Antriebs- oder Empfängerakku für die Strom/Spannungsmessung. Unten erkennt man den Stecker für den PC Anschluss. Auf der Oberseite sind kleine Anschlussbuchsen für den GPS Empfänger und den Temperatursensor.

Das Komplettsystem besteht aus folgenden Baugruppen:

* Gehäuse mit Stromversorgung und Trägerplatine
* Boardcomputer
* Sensor: Spannung, Strom,, Drehzahl
* Sensor: Temperatur
* Sensor: Flughöhe
* GPS- Anschluss
* Software mit GPS und Videounterstützung (ohne Videomodul)

Messwerte im Videobild:

Ein besonderer Leckerbissen ist die Kombination von Airtel-6 mit einer Mini-Videoübertragungsanlage im Flugmodell. Viele Piloten besitzen bereits kleine Farbkameras mit 2,4GHz Sender um Videobilder aus dem Modell zum Boden zu übertragen. Dieses Videosystem kann mit dem VIDEO-Modul von Airtel-6 erweitert werden. Das Video-Modul sorgt für die Einblendung von Text in das Videobild. 

fbild.jpg (10956 Byte) Hier ein Foto (zum Vergrößern Anklicken) von einem Fernsehbild, in welches Messwerte von Airtel-6 eingeblendet sind. Es wird die Spannungsversorgung (Akku), der Motorstrom, die Temperatur des Motors, die Rotorkopf (oder Luftschrauben-) Drehzahl, die aktuelle und maximale Flughöhe sowie die Fluggeschwindigkeit über Grund angezeigt.

Zur Anzeige der Fluggeschwindigkeit ist das GPS Modul erforderlich, die anderen Daten werden mit den Standardmodulen gemessen.

GPS Anbindung:

Erstmals kann ein GPS Empfänger direkt an einen Modellbau Boardcomputer angeschlossen. Durch die extreme Miniaturisierung können moderne Empfänger auch in kleinen Modellen (z.B. ECO-8) geflogen werden. 

gpsmaus.jpg (11909 Byte) Hier der GPS Empfänger im Größenvergleich zu einer üblichen Sub-C Akkuzelle. Der GPS Empfänger wiegt gerade mal 30 Gramm. Er bestimmt seine aktuelle Position auf der Erdoberfläche und seine Geschwindigkeit und meldet diese an Airtel-6. Airtel-6 speichert diese Daten zur späteren Auswertung am PC ab. 

Mit der PC-Software von Airtel-6 wird dann die Flugbahn am PC-Bildschirm nachgezeichnet und man kann alle Flugmanöver betrachten. Die Präzision und Auflösung ist erstaunlich. die Geschwindigkeit wird in Schritten von 1km/h angezeigt. Die Position ist so genau, dass man auch Positionsveränderungen von unter 1m erkennen kann (die absolute Auflösung über der Erdoberfläche ist ca. 2m).

 

Die Module im Detail:

Alle diese Module sind auch einzeln erhältlich !

Der Höhenmesser arbeitet nach dem Barometerprinzip. Er misst den Luftdruck und errechnet daraus die Flughöhe über Grund. Beim Einschalten (am Boden) kalibriert sich der Höhenmesser auf 0m. Steigt das Flugmodell auf, verringert sich der Luftdruck woraus die Flughöhe bestimmt wird. Dieses Messprinzip ist ziemlich präzise und erlaubt Auflösungen bis zu 2m.

Dieser Sensor erlaubt die Messung der Spannung des Antriebsakkus oder des Empfängerakkus. Außerdem misst er die Stromaufnahme. Durch Auswahl des passenden Messwiderstandes ist er über einen weiten Messbereich einsetzbar (bis fast 100 A). Beim Fertiggerät wird ein Messwiderstand für eine Strommessung bis 80 A mitgeliefert. Die Spannungsmessung hat einen Bereich von 1...53 Volt (andere Messbereiche auf Anfrage). Aus diesen Messwerten errechnet das Programm auch die Leistungsaufnahme eines E-Antriebs und erlaubt damit die Optimierung von Luftschraube, Rotorblättern und Drehzahlen. Die Drehzahl wird optisch oder magnetisch gemessen. Die optische Messung eignet sich für Luftschrauben, die magnetische für die Rotordrehzahl von Hubschraubern.

Dieses Modul enthält zwei Temperatursensoren, welche unabhängig voneinander Temperaturen im Bereich von -40 bis +300 Grad messen können. Es können ein oder zwei Siliziumsensoren angeschlossen werden. Diese werden an beliebiger Stelle im Modell montiert und mit einem Anschlusskabel mit diesem Sensor verbunden. Durch die doppelte Ausführung kann man sowohl z.B. die Motortemperatur als auch die Umgebungstemperatur messen und so nachvollziehbare Ergebnisse erhalten.

Außerdem ist  hier ein Anschluss für eine GPS Maus (siehe oben)untergebracht. Dieses Modul liefert die Versorgungsspannung für den GPS Empfänger und setzt dessen serielles Ausgangssignal so um, dass es mit Airtel6 empfangen und gespeichert werden kann.

Der GPS Empfänger kann alleine oder gleichzeitig mit dem oben beschriebenen Videomodul betrieben werden, woraus sich eine Fülle interessanter Anwendungsmöglichkeiten ergibt.

 

Sub-Miniatur Videomodul. Dieses Modul wird direkt in Airtel-6 eingebaut. Es bekommt ein Videosignal von einer Videoquelle, z.B. Farb-Videokamera und fügt die aktuellen Messwerte am unteren Bildrand ein. Die Schrift ist sehr gut lesbar. Mit diesem Modul kann Airtel-6 mit einem Videoübertragungssystem kombiniert werden. Während des Fluges kann am Boden am Fernsehgerät das Luftbild mit eingeblendeten Messwerten betrachtet werden. Ein Highlight für jeden Flugtag !!!

Folgende Messwerte werden ausgegeben: Akku-Spannung, Motorstrom, Drehzahl, Temperatur, aktuelle Flughöhe, maximale Flughöhe und Geschwindigkeit (Geschwindigkeit benötigt das GPS Modul).

 

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Airtel-6 wird von einem Hochleistungs-Microcontroller gesteuert. Es handelt sich um einen Atmel ATmega163 Chip mit 8MHz Taktfrequenz. Er verfügt über 64 kByte (512 MBit) nichtflüchtigen Speicher zur Aufnahme der Messdaten aller Sensoren und des GPS Empfängers. Damit sind Messzeiten von weit mehr als 1 Stunde möglich. Es können natürlich auch mehrere Messungen gespeichert werden. Der Controller verfügt über einen direkten Anschluss an die serielle Schnittstelle eines PCs. Dadurch können Messdaten einfach in den PC übertragen werden. Mit dem (weiter unten) beschriebenen Atmel-Programmieradapter können eigene Programme geladen werden. Da die Airtel-6 Software im Quellcode mitgeliefert bietet der Airtel-6 Microcontrollerbaustein ungeahnte Möglichkeiten für  Elektroniker. Der Baustein kann auch sehr gut für eigene Entwicklungen verwendet werden. Ein Assembler sowie eine Programmiersoftware für Windows ist kostenlos verfügbar.

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Hier ist die Trägerplatine für den Microcontroller und alle Messmodule. Sie kann bis zu vier Messmodule aufnehmen und erlaubt so die gleichzeitige Messung der oben beschriebenen Messdaten. Diese Platine wird mit ca. 7 bis 12 Volt versorgt. Sie enthält erzeugt daraus die Spannungsversorgung für die Module.

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Der Atmel Programmieradapter erlaubt das Laden von Software in den Airtel-6 Microcontroller. Er wird einfach an den Druckeranschluss des PCs gesteckt. Die benötigte Software ist kostenlos verfügbar. Zum Programmieren wird der kostenlose Atmel Assembler verwendet. Zur Programmierung in C sowie zum Brennen der Software steht das kostenlose CAVR Entwicklungssystem (Evaluation Version) zur Verfügung.

Technische Daten:

Größe: ca. 120 x 60 x 25 mm
Gewicht: 150g inkl. Gehäuse und Akku
Stromverbrauch: ca. 60 mA
Stromversorgung: 9V Akkublock NiMH 150 mAh
Messbereich Spannung: 1 bis 53 Volt, Auflösung 0,1 Volt
Messbereich Strom: Motorstrommessung: 2 bis 80 Ampere, Auflösung 0,1 A
Empfängerstrommessung: 0,2 bis 8 Ampere, Auflösung 0,01 A
Messbereich Temperatur: -40 bis +300 Grad C, Auflösung 1 Grad C
Messbereich Drehzahl: 0 bis 30000 U/min, Auflösung 100 U/min
Höhenmessung: 0 bis 1000m, relative Auflösung 1m
GPS Anschluss: NMEA Kompatibel, wertet GPRMC Satz aus. RS-232 Schnittstelle 4800 Bd für GPS Mäuse.
Videoanschluss: 4800 Bd serielle Messwertausgabe, kompatibel mit OSD Modul
Messwertspeicher 64 kByte, ausreichend  für >1 Stunde Messbetrieb
Anzahl der Messwerte: Ein Messwert pro Sekunde wird gespeichert
Anzahl Messungen: 1 bis 32. Automatische Speicherverwaltung
alle Angaben ohne Gewähr ! Änderungen zur technischen Weiterentwicklung sind ohne Ankündigung möglich.
 

Lieferumfang und Preis:

Vom Komplettsystem bis zu Einzelmodulen sind alle Komponenten verfügbar. Bestellung im Online Shop