T-Rex 450 Sport – Teil 3: Die Elektronik

Der Hauptrahmen und das Heck des T-Rex 450 war relativ rasch aufgebaut. Als Nächstes will die Elektronik verbaut werden. Konkret geht es dabei um die 3 Servos zur Ansteuerung der Taumelscheibe bzw. zur Rotorblattverstellung und das Heckservo sowie dem dazugehörigen Heckgyro. Nicht zu vergessen der Antriebsmotor und dem entsprechenden Motorregler. Last but not least benötigen wir freilich noch einen Empfänger. Doch wie immer: erst mal der Reihe nach: Ein Schritt nach dem anderen…

***UPDATE am 8.1.2011: Ein paar Details korrigiert und Details hinzugefügt

Der 6-polige bürstenlose Außenläufer aus dem Set macht einen äußerst soliden und kräftigen Eindruck. 3500 U/min/V und eine massive Welle mit 3.17mm. Ebenfalls mitgeliefert wird das passende Ritzel samt Madenschraube. Was mich wundert: Die Motorwelle ist auch dort rund, wo letzten Endes das Ritzel befestigt werden soll. Das soll wirklich bei diesen hohen Drehzahlen stand halten?

Zur Montage des Motors dienen die beiden Schrauben samt jeweils einer Beilagscheibe aus dem zugehörigen Kleinteile-Satz.

Der Motor wird von unten durch das dafür vorgesehene Loch in der Bodenplatte des Hauptrahmens gesteckt und vorerst einmal mit einer Schraube leicht angeschraubt.

Als nächstes empfielt es sich das Antriebsritzel aufzustecken und ebenfalls leicht mit der Madenschraube auf der Welle zu fixieren. Schraubenlack ist jetzt noch nicht notwendig, da wir erst später die exakte Montagehöhe des Ritzels ermitteln.
Nun kann man mit der zweiten Schraube den Motor festschrauben. Das Ritzel bekommt man nämlich nicht mehr auf die Welle sobald der Motor einmal festgeschraubt ist – Daher diese etwas merkwürdig anmutende Reihenfolge.

Die Position des Motors auf der Motorbefestigung ergibt sich später wenn das Hauptzahnrad eingebaut wird.

Die exakte Einbaurichtung des Motors, bzw. die Position des Kabelauslasses hängt davon ab, wie man letztendlich die Kabel zwischen Motor und Motorregler verlaufen lassen möchte bzw. wo und wie man den Regler befestigt.

Ich habe mich für folgende Variante entschieden:

Der Motorregler kommt an die linke untere Rumpfhälfte mit dem Akkuanschluß nach vorne. Beim Motor zeigen die Anschlüsse an der rechten Seite nach hinten und werden durch das Loch in der Bodenplatte der unteren Rumpfhälfte durchgeführt um dort an den Regler angeschlossen zu werden.

Mit dem Set kommen 4 exzellente digitale Servos. Die 3 Servos für die Hauptrotor-Ansteuerung sind mit Metallgetriebe ausgeführt, wirklich wunderbar robuste Dinger, alle Achtung.

Das Heckservo ist lediglich mit Kunststoffgetriebe aber zumindest ein flottes digitales Ding!

Bevor ich die Servos montiere möchte ich mich vergewissern, ob diese auch soweit in Ordnung sind. Dazu verwende ich gleich den Empfänger, welcher später zum Einsatz kommen soll. Ich entscheide mich ganz klar für 2.4 GHz und greife zum AR6200 DSM2 von Spektrum. Ein Full-Range 6-Kanal Empfänger. Dieser muß vorerst einmal mit dem Sender “gebunden” werden. Das geht ganz einfach mittels “Bind-Plug” am Batt/Bind-Anschluss des Empfängers. Der Empfänger-Akku wird an irgend einen anderen Kanal angeschlossen und schon flackert die LED des Empfängers wie wild.

Am Sender einen neuen Speicherplatz auswählen, nochmal kurz ausschalten, Bind-Knopf am Sender halten, während ich den Sender nochmal einschalte und: Fertig!

Ich stell am Sender gleich mal ein Heliprogramm ein, wähle mir einen passenden Servokanal und steck dort gleich mal nach der Reihe ein Servo nach dem anderen an um einen raschen Funktionstest vorzunehmen.

Zur Montage der Servos am Hauptrahmen liegen dem Set kleine Kunststoff-Einschübe bei:

Diese stecke ich in die dafür vorgesehenen Ausnehmungen im Hauptrahmen wie z.B. hier:

Die Positionen der Servos und deren Einbaurichtung entnimmt man am besten direkt der Anleitung.

Der Gyro zur Ansteuerung des Heckservos findet direkt an dem dafür vorgesehenen Montagebrettchen Platz und wird mittels dem mitgelieferten gepolstertem Doppelklebeband so befestigt, daß der Knopf gerade noch bedient und die LEDs abgelesen werden können.

Es empfiehlt sich vor dem Festkleben des Gyros bereits das Heckservo anzuschließen, da es sonst später in ein ziemliches Gefummel ausarten kann. Der Minuspol des Heckservo-Anschlusskabels liegt am Gyro übrigens an der Außenseite und die Steuerleitung innen…

Ich entschließe mich einen AR6200 samt Satellit zu verwenden. Den Empfänger klebe ich ebenfalls wie schon den Gyro mit gepolstertem Doppelklebeband auf die Bodenplatte der unteren Rumpfhälfte, so dass ich gerad noch die Anschlüsse von der Rumpfinnenseite aus erreichen kann. Die beiden Antennen des Empfängers ragen durch die Ausnehmungen im Rumpf nach Aussen.

Der Satellit passt wunderbar an die Unterseite des Heckrohr-Anschlusses am Rumpf. Ich klebe auch diesen mit gepolsterten Doppelklebeband so unten an den Heckrohrauslass dran, dass ich den LED-Status von unten erkennen kann.

Die Zuordnung der Empfängerausgänge stellt im ersten Moment eine kleine Hürde dar. Ich verwende schließlich auf meiner Graupner MC19 das Spektrum 2.4 GHz DSM2-Sendemodul und daher kann ich nicht 1:1 die Kanäle verwenden, die Spektrum bzw. Graupner vorsieht…

Ich gehe daher mal ganz analytisch vor und programmiere vorerst einmal rein testhalber an meiner MC19 ein Flächenmodell, versorge den Empfänger mittels einem 2s-Lipo mit Spannung und stecke ein Test-Servo an einen Ausgang des AR6200-Empfängers nach dem nächsten. Jedesmal vergleiche ich mit der Anzeige auf meiner Sende-Anlage die Ausschläge der entsprechenden Kanäle mit dem Verhalten des Servos. So finde ich folgende Kanalbelegung heraus:

MC19.1 AR6200.THRO
MC19.2 AR6200.AILE
MC19.3 AR6200.ELEV
MC19.4 AR6200.RUDD
MC19.5 AR6200.GEAR
MC19.6 AR6200.AUX1

Nun wähle ich das Heliprogramm an meiner MC19, und hier taucht gleich mal die nächste Frage auf: Welchen Taumelscheibentyp soll ich hier wählen?

Graupner bietet an der MC19 4 verschiedene Taumelscheibentypen zur Auswahl. Für den T-Rex 450 trifft nach meinem Verständnis die Option “3 Servos (2 Roll)” zu, für welche ich mich entscheide.

Überprüfe ich als nächstes die Kanäle der MC-19 merke ich sofort, daß der rechte Steuerknüppel die Kanäle 1-3 beeinflußt, also ganz deutlich die Taumelscheibe.
Weiters klar ersichtlich ist, daß mit dem linken Steuerknüppel ganz offensichtlich das Heckservo (über den Gyro) angesteuert werden soll.

Was mir gleich noch an dieser Stelle auffällt; Die MC-19 kommt werkseitig mit einem Heckmischprogramm im Helimischer-Menü. Hier beeinflußt der Pitch-Knüppel ebenfalls das Heckservo. Das ist wohl noch ein Relikt aus frühen Zeiten der RC-Heli Szene, ist jedoch mit moderner Gyro-Technik, wie sie im T-Rex 450 Sport eingesetzt wird so nicht notwendig bzw. sogar problematisch. Daher: Weg damit. ich lösche gleich mal das K1-Heck Mischprogramm, d.h. alle 3 Kurvenwerte stehen auf 0%. Somit hat K1 keinerlei Einfluß mehr auf das Heckservo.

Da dieser Kanal schon mal so gut wie klar ist, fange ich also gleich mal mit dem Heckservo an, welches beim AR6200 auf den RUDD (=Seitenruder)-Kanal angesteckt wird. Hierbei handelt es sich um das Gyro-Kabel mit den 3 Adern. Das zweite Gyro-Kabel mit der einzelnen gelben Ader dient der Einstellung der Gyro-Empfindlichkeit bzw. Selektion von Normal/Heading Lock mode. Graupner sieht hierfür eigentlich fix den Kanal 7 vor. Grundsätzlich wäre das ja egal, abhänig davon, wie man später den Gyro ansteuern möchte. Man könnte einfach einen Schieberegler dafür verwenden, diesem einen beliebigen freien Kanal (z.B. 5) zuordnen und man ist fein raus. Einen Schieberegler zu verwenden würde zwar grundsätzlich reichen, ist aber eher eine suboptimale Lösung; über das Menü eingestellte Werte kann man abhängig von einzelnen Flugphasen unterschiedlich vorkonfigurieren, mit einem Schieberegler muss man das dann händisch machen; nicht so fein. Darüber hinaus wäre es u.U. problematisch, wenn der Regler bei der Inbetriebnahme des T-Rex irrtümlich in der Mittelstellung steht, d.h. weder eindeutig Heading Lock noch Normal-Mode, noch dazu mit Empfindlichkeit NULL.

Ganz klar: Ich möchte lieber das Menü verwenden, habe aber an meinem AR6200 keinen Kanal 7. Glücklicherweise erlaubt die MC19 in den Modellgrundeinstellungen das Vertauschen einzelner Kanäle. So vertausche ich einfach Kanal 7 mit Kanal 5 und schon lässt sich wunderbar per Menü verändern.

• negative Werte beziehen sich auf den NORMAL Mode
• positive Werte hingegen auf den HEADING-Lock Mode

Zum Justieren des Heck-Servos muß sich zunächst der Heckgyro im NORMAL-Mode befinden, da nur der NORMAL-Mode eine definierte Mittelstellung des Servos hat. Der GP750 zeigt das mit einer roten Status-LED an, während eine grüne Status-LED den Heading-Lock Mode signalisiert.

Ich stelle den Gyro-Wert im Helimischer-Menü der MC-19 auf -35% (d.h. NORMAL-Mode mit 35% Empfindlichkeit). Align empfiehlt mit 35% zu beginnen und später die exakten Werte zu erfliegen.

Weiters stecke das Gyro-Kabel mit der einzelnen gelben Ader an den GEAR-Anschluss (Kanal 5) des AR6200.

Den Empfänger mit Strom versorgt, teste ich gleich mal das Verhalten des Heck-Servos. Wunderbar. Die Kanalzuordung für das Heck passt mal, das Servo bewegt sich wenn ich den linken Knüppel nach links und rechts bewege. Verändere ich den Gyro-Wert vom Negativen (NORMAL) ins Positive (HEAD LOCK) signalisiert dies der Gyro mit seiner Status-LED die sich von rot nach grün ändert.

Da für das Heckservo ein kreuzförmiges Servohorn vorgesehen ist, kann man hier 4 verschiedene Montagepositionen ausprobieren um eine Position zu finden, die möglichst wenig Kompensation per Sender-Einstellung für die Servomittelstellung bedarf.

In meinem Fall braucht es gar keine Feineinstellung; Ich finde eine Position in der das Servohorn optimal passt. Das Servohorn steuert über einen Kugelkopf das Servorgestänge an. Kugelkopf? Was ist das denn nun wieder?

Wer – so wie ich – zuvor noch nie mit Kugelkopfanlenkungen zu tun hatte sollte folgendes beachten:

• der Kugelkopf – so nennt man das auf dem Gestänge befindliche Endstück aus Kunststoff mit der Öse bzw. dem Auge – hat eine Innen- und eine Aussenseite. Die Beschriftung der Pfanne sollte immer außen liegen.
  Grund dafür ist eine Wölbung auf der Innenseite des Ringes/der Öse, welche sich später genau an der Kugeloberfläche des Kugelbolzens “anschmiegt”
• Der metallische Kugelbolzen wird starr und fest mit dem Servohorn verschraubt und auf der Rückseite des Servohorns durch eine Mutter samt Schraubenlack gesichert.
  Das macht man am besten noch bevor das Servohorn auf das Servo gesteckt und dort festgeschraubt wird.
• Der Kugelkopf wird mittels Kugelkopfzange auf den Kugelbolzen aufgepresst, bzw. kann man die beiden Teile auch mit einer Kugelkopfzange wieder voneinander trennen, sollte dies einmal notwendig sein.
• Kugelkopf und Kugelbolzen haben eine exakt definierte Dimension und man sollte hier niemals unterschiedliche Größen kombinieren. Im Align-Bausatz passen alle Kugelköpfe mit den zugehörigen Kugelbolzen zusammen, man muß sich hier also keine Gedanken machen.
• Ein Kugelkopfgelenk sollte nicht zu leicht aber auch nicht zu schwergängig sein. Abhilfe bzw. genaue Anpassung ermöglicht eine sogenannte Kugelkopfreibahle.

Sollte Interesse bestehen, kann ich ein paar Bilder oder ein Video über die richtige Handhabung von Kugelkopfzange und Kugelkopfreibahle an dieser Stelle nachreichen…

zurück zum Heckservo:

Für das Heckservo bedeutet das: Hat man erst mal eine Position für das Servohorn gefunden, nimmt man das Horn nochmal vom Servo runter und montiert als nächstes den Kugelbolzen.

Hier wird das mittlere Loch verwendet um die von Align empfohlenen 7.5mm Abstand zur Drehachse einzuhalten. Als nächstes kann man den Kugelkopf schon mal auf die Pfanne aufpressen (Achtung: Beschriftung der Pfanne soll nach aussen zeigen.) Nun richtet man den Heckrotor soweit neutral aus, verschiebt dann das Servo auf dem Heckrohr bis das Servohorn im rechten Winkel zum Servo steht und sich das Horn auf das Servo aufstecken lässt.

Weiters sollte man den Montagewinkel des Servos so wählen dass das Gestänge möglichst gerade dem Heck entlang verläuft und nirgends eine Biegung aufweist. So ist maximale Leichtgängigkeit gewährleistet.

Den Motorregler verbinde ich am AR6200 mit AUX1, da ich sehe, daß die MC19 den Motor im Heliprogramm auf Kanal 6 ansteuert. Dies lässt sich mit dem linken Schieberegler verstellen. Passt mir ganz gut, da ich das am Simulator auch immer so handhabe. Nochmal kurz überprüft, ob auch das Ritzel wirklich mittels Madenschraube festsitzt, Sender einschalten und Akku anschließen. Der Regler piepst mehrmals in den verschiedensten Tönen, Schieberegler nach vorne geschoben und siehe da: Der Motor läuft sanft an und erreicht in kürzester Zeit atemberaubende Drehzahlen. OK, der Motor-Kanal passt auch mal soweit.

Letztlich warten nur noch die Taumelscheiben-Servos darauf angeschlossen zu werden: Die 3 Servos erfüllen folgende Funktionen:

1.) Nick
2.) Roll
3.) Pitch

Während ich mit dem linken Knüppel Pitch bedienen möchte, soll der rechte Knüppel Nick und Roll realisieren.

Die Aussteuerungsanzeige der MC19 bewegt Kanal 1-3 auf NULL sobald der linke Knüppel in der Mitte steht. Das ist schon mal ganz gut so.
Davon ausgehend bewege ich den rechten Knüppel vor und zurück. Dabei sieht man deutlich, daß Kanal 3 mehr ausgesteuert wird als Kanal 1 und 2.

Warum ist das so?

Das hintere Taumelscheiben-Servo dient in erster Linie der Nickfunktion, während die beiden Roll-Servos die Nick-Funktion mit unterstützen. Ergo: das Nickservo wird über Kanal 3 angesteuert. Am AR6200 ist dieser Anschluss mit ELEV (=Höhenruder) bezeichnet.

Anschließen & testen: Passt!

Was gleich mal auffällt; Bediene ich die Nickfunktion bis zum Maximalausschlag, wird das Nickservo nur bis zur Hälfte ausgesteuert. Warum das?

Ganz einfach: Zur Pitch-Verstellung müssen alle 3 Servos zusammenspielen, so auch das Nick-Servo; Bewege ich also den Pitch-Hebel so wird das Nickservo ebenfalls angesteuert. Schließlich muß das Nickservo noch Wegreserven für Pitch übrig haben…

Stelle ich den Pitch-Hebel in die neutrale Mittelstellung, sind alle 3 Kanäle genau auf 0. Mit dem Pitchhebel verändert sich der Ausschlag aller 3 Kanäle parallel in die selbe Richtung. Die Rollfunktion beeinflusst ausschließlich Kanal 1 und 2, während die Nick-Funktion das Nickservo gegengleich zu den beiden anderen Servos bewegt.

Nur: Welches der beiden verbleibenden Roll-Servos wird über Kanal 1 und welches über Kanal 2 angesteuert?

Ich wähle den empirischen Ansatz: linkes Servo an Kanal 1 (THRO) und rechtes Servo an Kanal 2 (AILE).
Ein erster Test zeigt: Bei Roll bewegen sich beide Servos gleichermaßen auf und ab, sollten sich logischerweise aber gegengleich verstellen. Das linke Servo sollte sich beim Roll-Hebel nach links runter bewegen, geht aber nach oben;

Ergo:das linke Servo verhält sich falsch.

Nick:
Hier sollte sich das Nick-Servo gegengleich zu den beiden gleichläufigen Roll-Servos verstellen; Negativ: das linke Servo verhält sich falsch und bewegt sich gleich wie das Nickservo.

Pitch:
alle 3 Servos sollten sich gleichläufig bewegen; wer tanzt aus der Reihe? Natürlich das linke Servo.

Alles klar, also: Servoumkehr für Kanal 1 an der MC19 und schon sieht das alles ganz brauchbar aus…

Zur Feineinstellung der Taumelscheibenservos bewege ich zunächst den Pitchknüppel genau in seine Null-Stellung.

Ich habe noch keine Pitchkurve angelegt, vergewissere mich dennoch ob auch wirklich eine lineare Kurve vorliegt;
Da ich auch noch keine Flugphasen angelegt habe gibt es aktuell nur eine Pitch-Kurve im Menü “Helimischer” der MC-19. Hier sieht man deutlich, daß die Initialwerte für Pitch auf -100% 0% +100% liegen. Also eindeutig linear. Sehr gut. Testhalber verändere ich mal den mittleren Wert ein wenig und gleich merke ich daß sich alle 3 TS-Servos gleichermassen rauf bzw. runter bewegen. Also alles nach Plan, sehr beruhigend…

Beim Aufsetzen des Servohorns auf jedes einzelne Servo dient das in den Hauptrahmen gefräste Loch der Ausrichtung des Servohorns:

Meist lohnt es sich die Servohörner untereinander zu tauschen (Stichwort: Servohorn-Selektion), da nicht jedes gleich aufsitzt. Die restliche Abweichung von der mechanischen Null-Stellung muß man mittels Servowegtrimmung am Sender kompensieren. Jedoch sollte man hier möglichst wenig trimmen, da ansonsten die Servowege asymmetrisch werden.

Ich habe Glück und es reicht in meinem Fall lediglich das Nickservo mit 8% feineinzustellen.

• MC-19 Heliprogramm mit Taumelscheibentyp 3 Servos (2 Roll) wählen.
• Zur Einstellung der Gyro-Empfindlichkeit Kanal 5 mit Kanal 7 tauschen
• Im Helimischer-Menü den Heckmischer löschen
• Gyro-Empfindlichkeit auf -35% (NORMAL-Mode 35% Empfindlichkeit)
• Kanal 1 (linkes Taumelscheibenservo) umkehren
• Elektronik wie folgt verkabeln:
  • 1 – THRO: linkes Taumelscheiben-Servo (Roll 2)
  • 2 – AILE: rechtes Taumelscheiben-Servo (Roll 1)
  • 3 – ELEV: hinteres Taumelscheiben-Servo (Nick)
  • 4 – RUDD: Gyrokabel mit 3 Adern (Heckservo/Gyro)
  • 5 – GEAR: Gyrokabel mit 1 Ader (Gyro-Empfindlichkeit)
  • 6 – AUX1: Motorregler

Nun sollten die Anschlusskabel entsprechend sauber verlegt werden, so dass nichts lose herumflattert und sich möglicherweise später mit dem Zahnrad verfangen kann.

Bei mir sieht das dann so aus:

Anmerkung: Das Heckservo ist in diesem Bild falsch herum eingebaut. Richtigerweise muß man dieses so drehen, daß der Kabelauslaß Richtung zum Heck verläuft.

Die Elektronik ist fertig verbaut, die Servonullstellungen grundsätzlich eingestellt, die exakte Feinjustierung von Rotor, Heck samt Gyro und Motor folgt zu einem späteren Zeitpunkt. Als nächstes widmen wir uns dem Rotorkopf des T-Rex 450 Sport.