Eigenbau Antennentracker

[Hugo2]

Wohin gehört wohl das Thema Antennentracker?
Bei mir gehört es zum Opterra. Dort stellte sich mir das Problem.
Im Internet gibt es schon viele Beiträge, die darüber Auskunft geben.
In professioneller Feinarbeit werden Geräte bester Qualität angeboten.
Den Aufwand zum Nutzen sehe ich nicht immer gerechtfertigt.
Ich probiere mal eine einfache Lösung.
Ob sie tatellos funktioniert, kann ich nicht versprechen.
Wir finden meine Aktivitäten hier:

https://www.rc-modellbau-portal.de/...tor-ap-und-beleuchtung.1194/page-5#post-31623

 

[jagged]

Was ist ein Antennentracker?

 

[BAXL]

Das ist eine Vorrichtung, die eine Empfangsantenne für Videosignale, die von einem Flugmodell gesendet werden , immer in die Richtung des Flugmodells dreht, um stets ein möglichst gutes Signal empfangen zu können.

 

[Hugo2]

Die zulässige Senderstärke mit 25mW lässt Übertragungen auf größere Entfernung kaum zu.
Es gibt Antennen, die den Empfang auf eine bestimmte Richtung beschränken. Dadurch
erhöhen sie die Empfangsstärke und empfangen auch schwache Signale aus größerer Distanz.
Diese Antennen müssen auf den Sender ausgerichtet werden. Antennentracker nehmen uns
diese Aufgabe ab. Sie führen die Antenne automatisch dem Modell hinterher.
Normale Antennen nachzuführen, macht keinen Sinn. Man führt nur Richtantennen nach.

 

[Hugo2]

Man muss die Antenne nach rechts und links ausrichten. Diese Richtung nennt man Pan.
Außerdem muss man berücksichtigen, wie weit nach oben die Antenne ausgerichtet werden muss.
Diese Richtung nennt man Tilt. Es müssen also zwei Servos die Bewegung der Antenne steuern.
Der Autopilot ermittelt ständig die GPS-Position und sendet sie mit dem Kamerabild zur Boden-
station. Aus den Anfangswerten, der Startposition, und den aktuellen Werten lassen sich die Winkel
für die Antenne berechnen. Da ist man sehr von der Technik abhängig, dass das funktioniert.
Natürlich muss dazu die Technik exakt der Software angepasst werden. Das ist eine wichtige
menschliche Aufgabe.

 

[Hugo2]

Das Pan-Servo muss sich um 360° drehen können. Das können nur Spezialservos. Sie bewegen damit
das Tiltservo und schleifen dessen Antriebskabel mit. Das Kabel darf nicht hängen bleiben.
Ich überlege gerade, ob es besser ist, nur das Antennensignal auf die ruhende Station zu übertragen.
Hinzu käme noch das Servokabel vom Tilt-Servo. Mit dem Empfänger auf dem Tilt-Modul sind es
noch die Stromversorgung des Empfängers, die Kanaleinstellung und die AV-Ausgabe.
Ich muss die Beweglichkeit dieses Kabelbaumes testen.

 

[Hugo2]

Der besondere Aufwand gilt dem Aufbau der Pan-Tilt-Mechanik mit der Richtungsantenne.
Gut ist es, wenn man eine brauchbare Lösung wie diese zur Steuerung einer GoPro findet.
Die erste Etappe des Antennentrackers ist geschafft.

 

[Hugo2]

Ich habe das Internet noch einmal durchsucht. Meinen Vorstellungen kommt das Beispiel

sehr nahe. Allerdings habe ich keinen 3D-Drucker. Statt dessen nutze ich das Pan-Tilt- Modul

https://www.fpv24.com/de/finwing/finwing-390-pantilt-module

Volle 90° im Tilt-Winkel konnte ich nicht erreichen. Ein 180°-Servo liegt schon bereit. Doch
ich glaube, dass der Tilt-Winkel nicht so wichtig ist.

 

[Hugo2]

Welche elektrischen Bastelaufgaben sind erforderlich für einen Antennentracker mit zwei
Empfängern?

Nachdem die Stromversorgung über den Expansionsport nicht funktioniert hat, musste ich sie
neu zusammenbauen. Sie beginnt mit einem T-Stecker für den LiPo. Das 2-adrige Stromkabel
führt dann zu einem Schalter, um im Notfall den Antennentracker schnell abzuschalten. Hier
teilt sich die Weiterleitung des Stromes. Einmal geht das Kabel direkt zum EagleEyes und der
andere Teil geht zum UBEC, wo stabilisierte 5V für die Empfänger bereit gestellt werden.

Die stabilisierten 5V werden über 3-adrige Servokabel an beide Empfänger geführt, gleichzeitig
holen sie von dort das jeweilige Videosignal über die gelben Adern. Das Videosignal wird mit Masse
an zwei Cinch-Stecker gegeben, die in die Eingänge 1 und 2 des EagleEyes gesteckt werden.
Im Foto ganz oben liegt noch die Masseleitung, die für den Kodierschalter benötigt wird.

Der erste Empfänger ist unmittelbar an der Richtantenne. Auf dem folgenden Foto sieht man den
zweiten Empfänger mit zwei Antennen. Ein freier Anschluss ist für die Stromversorgung und die
Bereitstellung des Videosignals vorhanden. Der zweite Anschluss ist mit dem Kodierschalter über die
3-adrige Adressleitung verbunden. Die gleiche Adressleitung führt auch zum ersten Empfänger.
Vom Kodierschalter nach links oben geht der Masseanschluss ab.

Ein Funktionstest der Elektrik bezüglich der Videoübertragung war erfolgreich. Die Einstellung der
Pan-Tilt-Steuerung steht noch aus. Doch zunächst sind noch alle Teile in der Bodenstation zu befestigen.

 

[Hugo2]

Hier ist ein Blick in das Innere der Bodenstation. Wir sehen ganz hinten den zweiten Empfänger.
In der Mitte ist das EagleEyes und vorn außen befindet sich der Hauptschalter. Dahinter ist mein
UBEC.

Hier ist der Deckel mit dem Pan-Tilt-Modul auf der Bodenstation. Man erkennt sehr schön die Locke
aus den drei Servokabeln.

Mit diesem Foto wollte ich den Ausschalter und den Kanalschalter zeigen. Leider fehlt es an Schärfe
bei dieser Nahaufnahme.

Bei diesem Foto ging es mir darum, noch einmal deutlich alle drei Antennen zu zeigen, von denen das
EagleEyes das beste Signal für den Empfang verwertet.

 

[Hugo2]

Auch wenn in den Seiten große Löcher sind, wird es zur Fummelei, den Deckkel mit
Schrauben zu verschließen. Deshalb habe ich den Verschluss mit Klammern gebaut.
Als alles verschlossen war, habe ich die ASW28 in Betrieb gesetzt und die Bodenstation
mit Brille und Monitor aktiviert. Das Ergebnis: Niederschmetternd! Kein Empfang.

Wo ist eine Leitung gebrochen, eine Verbindung aufgerissen, ein Kurzschluss aufgetreten?
Mühsam bin ich die Suche Schritt für Schritt durchgegangen. Als Hilfe hatte ich ein Y-Kabel.
Das hat zwei Stecker und eine Servobuchse. Mit Prüfspitzen kann man an der Buchse die
Spannung messen. Doch mein Kontrollmonitor am Fernsteuerungssender hatte Empfang.
Wo liegt der Fehler? Plötzlich kam mir die Idee!

Irgendwo war geschrieben, dass das Signal nur dann in der Bodenstation ankommt, wenn
ein Bild von der Kamera gesendet wird. Das Bild vom Vector mit den Flugdaten genügt nicht.
Nachdem die Kamera eingeschaltet war, funktionierte wieder alles.
Natürlich habe ich in der Wohnung kein GPS, also auch kein Tracking.

Hier kann man eine Klammer trotz Unschärfe links vom Schalter erkennen.

Der Kanalschalter sieht doch gut aus.

Mein Funtastic mit FY-41AP stand für einen Test bereit.
Offensichtlich handelt es sich bei diesem Autopiloten
nicht um ein OSD-Pro. Telemetrie-Daten hat das EagleEyes
nicht erkannt. Schade, dass der Konkurrenzkampf einheitliche
Standards schwer zulässt.

 

[Hugo2]

Eigentlich ist die Einstellung der Antennensteuerung einfach. Man sollte sich allerdings
an die Anleitung halten.
Das Menü der Einstellung im OSD des Vectors ist dazu ein völliges Durcheinander. Ich hielt
die Einstellung des Tilt-Winkels - ob 90° oder 180° - für sehr bedeutsam. Diese Menüpunkte
scheinen eher absolut sinnlos zu sein.
Meine Antennensteuerung hatte jedenfalls den Charakter einer typischen Katze. Die Antenne
zappelte eifrig in alle Richtungen, als suche sie nervös nach dem Flugmodell, oder sie hatte
eine völlige Ruhestarre. Nur ab und an bewegte sie sich vorübergehend nach meinen Wünschen.
Wollte ich auf 180° die Antenne ausrichten, schien ihr bei 150° jeder Wille zur Fortsetzung
der Bewegung plötzlich fremd zu sein. Das Programm selber reagiert mit Schweigen auf die
fehlende Reaktion. Wenn es dir nicht gelingt, den richtigen Wert zu erreichen, wird der falsche
Wert automatisch abgespeichert. Anders lässt dich das Programm nicht heraus.
Bist du gerade bei der Einstellung der Pan-Steuerung, sucht die Bodenstation die Endpunkte der
Tilt-Steuerung. Die Anleitung warnt vor der Zerstörung der Servos, wenn die Endpunkte erreicht
werden. Ich habe die Vermutung, bei Belastung durch Eigenbewegung wird die Elektronik der
Bodenstation heiß und schaltet die Servo-Steuerung ab.
Mit der Eigenschaft eines typischen Modellbauers gehe ich davon aus, dass ich in absehbarer Zeit
das Problem gelöst haben werde. Einen sauberen Hammer ausreichender Größe habe ich schon
bereit gelegt. Damit wird sich die Antenne auf jeden Fall ordentlich ausrichten lassen.

 

[Hugo2]

Das Prublem mit dem Einstellen des Antennentrackers ist doch nicht so einfach zu lösen.
Ich habe schon einige Stunden damit verbracht. Ich bin nicht der Einzige, der Probleme
mit dem Eagle Eyes hat. Ich untersuche nun den Einfluss eines Vorwiderstandes in der
Videoleitung.

 

[Hugo2]

Das ist schon ein tolles Problem mit der Eagle Eyes Station. Ich habe mal die Servos aus
dem Querruder Upgrade-Set vom EasyStar II angeschlossen. Der Pan-Servo lief einwandfrei.
Der Servo vom Finwing 390 Pan+Tilt Module reagierte nach eigener Spontanität.
Ein Vorwiderstand von 100 Ohm in der Videoleitung hatte keinen Einfluss.
Natürlich arbeiten die Servos des Finwing 390 Pan+Tilt Moduls am Flugmodell problemlos.
Wieso kann das EagleEyes modelltypische Servos nicht ansteuern?
Ich habe mal bei Eagle Tree Systems nachgefragt. Kam als Frage zurück, ob ich schon
andere Servos probiert hätte?
Sinnvoller wäre die Frage gewesen, ob ich schon wüsste, woran das liegt?

 

[BAXL]

Die wissen es selbst nicht und wollen Dich durch ihre Fragerei beschäftigen und hinhalten.

 

[Hugo2]

Da kann man nix machen, so sind die Regeln. Im Zeitalter der Digitalisierung werden
Testläufe so weit wie möglich auf den Kunden übertragen. Nur so spart man Geld und
erhöht den Gewinn.

 

[Hugo2]

Mir wurde auch der Rat erteilt, die Stromversorgung der Servos nicht über das EagleEyes
zu schalten. Also nutzte ich die Zeit des Dauerregens. In meinem Tracker gibt es schon
eine Stromversorgung für die Empfänger der Bild- und Messdatenübertragung. Ich musste
also die Stromversorgung der Servos vom EagleEyes trennen und an die Stromversorgung
der Empfänger koppeln. Dazu benötigte ich folgende Teile:

Drei Servoverlängerungskabel, etwas Kabel für die Stromversorgung, einen Schalter und
Schrumpfschlauch waren dafür erforderlich. Lötzinn, Löthonig und eine Schneidzange
hatte ich auch im Wohnwagen dabei.
Zwischen Ausgang EagleEyes und Servos kam je eine Servoverlängerung, bei der das
rote Kabel getrennt wurde und mit einem neuen roten Kabel verbunden wurde, das
zum Schalter führte. Die schwarzen Kabel wurden mit einem neuen schwarzen Kabel
verbunden, das am Schalter vorbei zur Stromversorgung der Empfänger führte.
Die dritte Kabelverlängerung wurde geteilt. Die Kabel rot und schwarz lötete ich an
die Stromversorgung der Empfänger, der andere Teil der Verlängerung kam an die
Kabel, die von den Servos zum Schalter liefen.
Dafür ergab sich folgender Kabelbaum:

Mit dem Schalter kann man den Empfang des Antennentracker auch für andere
Autopiloten nutzen. Man schaltet die Servos ab und richtet sie per Hand ein.

Ein erster Test hat ergeben, dass der sinnlose Affentanz des Trackers ausblieb und
der Tracker kalibriert werden konnte.
Nun steht der Vorbereitung des Trackers für einen Einsatz nichts mehr im Wege.

 

[Hugo2]

Ein Modell mit Vector-Autopilot sendet die GPS-Daten seiner Position an den Antennentracker, der
daraus die Richtung der Antenne berechnet und sie darauf einstellt. Zwei Bezugspunkte sind dafür
erforderlich. Der erste ist der Startpunkt des Modells, der zweite ist ein Punkt auf der Nullrichtung.
Die Antenne hat diese Richtung ohne Auslenkung nach rechts oder links. Für diesen Test nutzte ich
einen gemütlichen Sessel, den Tracker, den Opterra und die Fernsteuerung.

Beim Opterra konnte ich auf die Tragflächen verzichten.

Diese Einstellung habe ich mehrmals vorgenommen und durch Herumtragen des Modells getestet. Eine
absolut korrekte Ausrichtung der Antenne wurde nicht erreicht. Der Tilt-Winkel wurde besser, wenn das
Modell den Startpunkt in 1m Höhe festgelegt hatte. Insgesamt war die Zusammenarbeit von Opterra und
Tracker nicht zufriedenstellend.

Es musste eine Lösung her, bei der die Startposition des Modells mit der Position des Trackers identisch ist.

Ich habe ein kleines Dreibein-Stativ mit beweglichen Gliederbeinen umgekehrt auf
ein normales Fotostativ befestigt und kann so Flugmodelle auf einem Ständer ablegen.
Mit den beweglichen Gliedern kann man die Auflage an alle Modelle anpassen. Ist auf
diese Weise der Startpunkt per GPS festgelegt, wird das Modell durch den Antennen-
tracker ersetzt. Das sollte die Genauigkeit des Trackers verbessern.

Der Test steht noch aus.

 

[Hugo2]

Hier steht das AUS!

Der Antennentracker arbeitet mit dem EagleEyes. Dafür werden die GPS-Daten vom Vector-
Autopiloten genutzt, die über das Videosignal einer Kamera übertragen werden. Es handelt
sich hier um eine FPV-Technik. Man darf also nur 30m Höhe erreichen.
Es gibt in diesem Forum niemanden, den es interessiert, ob moderne Technik angewendet
werden darf. Dazu gibt es den fachmännischen Rat: Bau doch die Kacke aus!

Das scheint die Wahrheit zu sein: Wen interessiert die Kacke?