Das EPIzentrum

Zu wissen, wie hoch und wie schnell sich sein Modell in der Luft bewegt, ist interessant. Essentiell wichtig sind jedoch Informationen wie Restkapazität des Akkus und ein Kompass, der den Weg nach Hause zeigt. Dies gilt vor allem bei FPV-Flügen mit Blick durch eine Videobrille. Speziell für Mikrokopter-Piloten entwickelten Wolfgang Wierczeyko und Klaus Büttner ein OSD, das man unter www.mk-epi.de beziehen kann. OSD steht für On Screen Display, zu deutsch Bildschirmanzeige. Es bedeutet das Einblenden von Text zusätzlich zum eigentlichen Bild. Viele kennen diese Technik als eingeblendete Menü-Funktion auf dem heimischen Fernsehschirm. In unserem Fall sollen zusätzlich zum Videobild, Telemetrie-Daten des Modells auf dem Monitor oder der Videobrille erscheinen. Das Videobild stammt von einer Kamera, die sich im Modell befindet. Die Telemetrie-Daten generieren Sensoren im Modell. Ein Videosender funkt das Videosignal gemeinsam mit den vom EPI-OSD eingeschleiften Telemetrie-Daten zur Bodenstation. Ein Monitor oder eine Videobrille zeigt dann das Videobild mit den eingeblendeten Telemetrie-Daten an. So erhält der Pilot wichtige Informationen, wie Höhe und Geschwindigkeit sowie verbrauchter Akku-Kapazität des Modells. Das EPI-OSD und EPI-Strom Das EPI-OSD wird über die serielle Schnittstelle mit der Mikrokopter-Elektronik verbunden. Genauer gesagt, über die Flight-Control und die Navi-Control, also den zentralen Steuereinheiten des Multikopters. Die EPI-Strom-Platine ermöglicht es, den Stromverbrauch und die Akku-Kapazität kontrollieren zu können. Die Platine wird in die Stromversorgung eingeschleift. Es ist mit dem EPI-OSD über eine serielle Schnittstelle verbunden und liefert die Verbrauchsdaten. Die hier benutzte Software für das EPI-OSD nennt sich C-OSD, für den EPI-Strom kommt C-Strom zum Einsatz. Beide Firmware-Programme sind eine Entwicklung von Claas Anders Rathje, die man unter www.mylifesucks.de./oss/c-osd herunterladen kann. Da es sich hier um ein Open-Source-Projekt handelt, ist es möglich und gewünscht, seine Ideen und Programmiertipps einzubringen. So kann man die Software mitentwickeln oder sie nach eigenen Wünschen anpassen. Erzeugen der Telemetrie-Daten Das Herzstück des Mikrokopters ist die Flight-Control. So nennt sich die Platine, auf der sich sämtliche Sensoren befinden, die zum Fliegen erforderlich sind. Dabei handelt es sich unter anderem um ACC-Beschleunigungssensoren, die die aktuelle Neigung des Modells messen und die Höhenregelung unterstützen. Ebenso befindet sich optional ein Höhensensor auf der Flight-Control, was dem Mikrokopter ermöglicht, die Höhe selbständig zu halten. Die Gyroskope messen die Winkel- beziehungsweise Drehgeschwindigkeit der drei Achsen Nick, Roll und Gier und stabilisieren den Kopter um diese. Die Flight-Control bietet zur Kommunikation eine serielle Schnittstelle an. Über diese zehnpolige Stiftleiste kann man das EPI-OSD zum Beispiel an einen PC anschließen. Die Navi-Control bietet in Kombination mit einem GPS-Empfänger und einem elektronischen Kompass unterstützende Hilfeleistung beim Fliegen des Kopters. Mit dieser Zusatzelektronik ist es unter anderem möglich, dass der Kopter seine Position in der Luft selbständig halten kann. Es ermöglicht aber auch einen Rückflug zum Ausgangspunkt. Während des Flugs generiert die Navi-Control Statusdaten wie Satelliten-Empfang oder Richtung des Kopter. Diese Daten kann das EPI-OSD ebenfalls über die vorhandene Serielle-Schnittstelle auslesen und auf dem Monitorbild darstellen. Über die Schnittstelle der Navi-Control kann das EPI-OSD auch die Sensor-/Telemetriedaten der Flight-Control auslesen, da die Flight-Control und die Navi-Control miteinander verbunden sind. Zwei Druckknöpfe auf der Platine sind für die Einstellung des OSD vorgesehen. Hierüber kann man zum Beispiel die eingeblendeten Werte ein- und ausstellen. Zusätzlich werden nach dem Flug ein paar Statistiken wie maximale Geschwindigkeit, minimale Akkuspannung und maximale Entfernung zur Home-Position angezeigt. Anschlüsse und Zusammenbau Über zwei Lötpads an der EPI-OSD-Platine, die mit LiPo +/- gekennzeichnet sind, versorgt der Flugakku die Platine mit Strom. Sie kann mit 8 bis 15 Volt betrieben werden. Das entspricht in der Praxis einem 3s-LiPo mit 11,1 Volt. Möchte man 4s-Akkus mit 14,8 Volt Nennspannung einsetzen, sollte man laut Hersteller für zusätzliche Kühlung sorgen. Am Video-Eingang befindet sich der Anschluss für die Kamera, am Video-Ausgang der für den Videosender. Sinnvollerweise realisiert man die Verbindungen über Steckkontakte, die natürlich nicht im Lieferumfang enthalten sind. Das mit PPM gekennzeichnete Lötpad ist für den Anschluss des Empfängers vorgesehen. Hier kann man später das OSD über den Fernsteuerungssender an- oder ausschalten. Diese Funktion ist dafür gedacht, falls der Pilot vom OSD gestört ist oder am Boden das ankommende Videosignal ohne OSD mitgeschnitten werden soll. Die mit To-FC gekennzeichneten Lötpads sind die serielle Schnittstelle zur Flight- oder Navi-Control. Hier wird die im Lieferumfang enthaltene Buchse angelötet. An den mit SPI gekennzeichneten Lötpads ist auch eine Buchse anzulöten. Über dies kann neue Software aufgespielt oder der EPI-Strom angeschlossen werden. Zur Stromversorgung des Videosenders und der Kamera sind die 5-Volt-LiPo-Ausgänge gedacht. Der mit + 5Volt (Cam) bezeichnete Anschluss ist besonders entstört und bis 250 Milliampere belastbar. Bei einem Verbrauch über diesem Wert sind laut Hersteller die Anschlüsse + 5Volt und + Lipo zu verwenden. Verwendung des EPI-OSD Die OSD-Anzeige im Videobild ist beim FPV-Fliegen fast schon ein Muss. Informationen über Flugrichtung, Entfernung sowie die Höhe des Modells helfen zusätzlich bei der Orientierung. Die angezeigte Akku-Kapazität und Empfangsstärke geben dem Piloten Sicherheit beim Fliegen. In diesem Fall soll das EPI-OSD zusätzlich zur ebenso verwendeten Jetibox Telemetrie-Daten anzeigen. Eingesetzt wird der Kopter für die Luftbild-Fotografie sowie für das Filmen mit der Videokamera. Der Vorteil an der Nutzung beider Systeme ist, dass das Umstellen der Jetibox- Anzeige auf andere Werte während des Flugs entfällt. Das verschafft dem Piloten bei der Arbeit Raum, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren, zusätzliche Informationen über das Fluggerät bleiben ihm aber nicht verborgen. Was bleibt? Möchte man mit dem Mikrokoptersystem FPV-Fliegen, ist das EPI-OSD soweit bekannt alternativlos. Nur bei der Software gibt es unterschiedliche Firmware-Version. Die hier benutzte C-OSD ist Open-Source und kann auf die eigenen Bedürfnisse angepasst werden. Für den Zusammenbau sowie den Einbau sind nur wenige Lötarbeiten notwendig. Wobei die Anleitung auf der Internetseite des Herstellers für Beginner und Nicht-Elektroniker eindeutiger sein könnte. Benötigt man den genauen Stromverbrauch kommt das EPI-Strom ins Spiel. Es kann laut Hersteller auch mit dem Jetisystem kommunizieren. Der notwendige Umbau ist auf der Internetseite des Herstellers beschrieben. ■