Die Fail Safe Funktion bei Multicoptersteuerungen sorgt immer wieder für Irritationen und Missverständnisse.
Gerade Multicopter-Einsteiger, die ihr System selbst aufbauen, erliegen folgenschweren Irrtümern. So glauben viele, dass es ausreiche, den Sender mit den Steuerfunktionen zu programmieren und Fail Safe sei automatisch vorhanden. Das ist nicht so!
Man sieht immer wieder coole Videos, in denen ein Multicopterflieger seine Fernsteuerung komplett ausschaltet, auf den Boden legt und sich lässig daneben stellt. Der Copter kommt tatsächlich zurück und landet automatisch. Das erzeugt beim uninformierten Zuschauer den Eindruck, dass sei ganz einfach und man brauche keine Sorgen zu haben, wenn etwas nicht richtig funktioniert. Einfach den Sender ausmachen und entspannt auf die Rückkehr des Copters warten. Was in den Videos aber nicht gezeigt wird, ist die Einstellarbeit an der Fernsteuerung, damit das auch so passiert.
Ich warne an dieser Stelle dringend davor, so etwas aus Jux und Dollerei zu machen oder um Eindruck bei den Zuschauern zu schinden. Sollte man die Kontrolle über seinen Copter verlieren oder die Fluglage nicht mehr richtig einschätzen zu können, dann löst man die automatische Heimkehr, RTH genannt, durch die entsprechende Schaltfunktion am Sender aus und nicht durch Ausschalten des Senders! Dann hat man immer noch die Möglichkeit, im Notfall bei der Landung eingreifen zu können.
Schaltet man nämlich den Sender komplett aus, dann kann es u.U. beim Wiedereinschalten dauern, bis der Empfänger im Copter wieder Steuersignale annimmt. Bei einigen Fernsteueranlagen, die sich jedes Mal neu binden müssen (z.B. Walkera oder Devention), wird keine neue Verbindung zum Empfänger hergestellt und man ist darauf angewiesen, dass im Vorfeld Fail Safe im Empfänger richtig eingestellt wurde.
Wie sieht die Problematik technisch aus?
Man muß zuerst einmal zwischen der Fail Safe Funktion der Fernsteueranlage und der Fail Safe Funktion der Multicoptersteuerung unterscheiden. Beide wissen voneinander nichts und müssen jeweils getrennt eingestellt werden.
Fail Safe bei der Fernsteuerung bedeutet, dass der Empfänger beim Signalverlust definierte Steuersignale an die Steuerung weitergibt. Bei den meisten Fernsteueranlagen werden kurzzeitige Signalaussetzer damit überbrückt, dass für wenige Millisekunden das zuletzt empfangene Steuersignal weiterhin an die Steuerung ausgegeben wird. Hat man gerade Gas gegeben, so wird der Multicoptersteuerung dieser Befehl auch weiterhin übermittelt.
Erst wenn der Empfangsausfall länger dauert, wechselt ein Empfänger in den Fail Safe Modus und leitet, wenn es richtig eingestellt wurde, sinnvolle Steuersignale an die Multicoptersteuerung weiter.
Fail Safe bei einer Multicoptersteuerung bedeutet, dass am Eingang der Betriebsartenumschaltung ein besonderes Signal angelegt, oder das ein entsprechendes Signal an einem gesonderten (RTH) Eingang der Steuerung eingespeist wird.
Das kann je nach eingesetzter Multicoptersteuerung unterschiedlich sein. Es ist deshalb unerlässlich, sich mit der Bedienungsanleitung der Steuerung gründlich vertraut zu machen und zu verstehen, was die verschiedenen Betriebsarten bedeuten und wie die Steuerung jeweils reagiert.
Das gleiche gilt für die Fernsteueranlage. Auch dort muß man gezielt nach der Fail Safe Funktion suchen und verstehen, wie diese eingestellt wird.
Man muß bei der Fail Safe Einstellung der Multicoptersteuerung anfangen. Welches Signale benötigt die Steuerung um den Befehl für die Heimkehr (RTH) zu erkennen und welche Signale müssen dabei an den normalen Steuereingängen (Gas, Roll , Nick , Gier ) anliegen.
Bei den normalen Steuereingängen muß dann meist für Roll , Nick und Gier das Steuersignal für die Mittenposition der Steuerhebel anliegen und der Gaskanal steht bei 50% Gas, was idR. auch der Mittenstellung des Gashebels entspricht. Der Betriebsartenausgang des Empfängers sollte das Signal für den GPS-Positionsmodus an die Steuerung ausgeben. Damit ist man weitestgehend auf der sicheren Seite, weil Multicoptersteuerungen bei diesen Signalen, im GPS-Positionsmodus, vorzugsweise auf der Stelle stehenbleiben.
Nun kommt noch die Einstellung der RTH -Funktion. Da gibt es Unterschiede bei den einzelnen Herstellern für Multicoptersteuerungen.
Steuerungen von ZeroUAV haben für die RTH -Funktion einen eigenen Signaleingang (CH6). ZeroUAV gibt beim Auslösen der Fail Safe Option zusätzlich die Möglichkeit zwischen "Position Halten", "Landen", "Heimkehr und "Landen" auszuwählen.
YS S4 Fail Save
Diese ganzen Spezialitäten muß man sich aber aus den Bedienungsanleitungen anlesen. Ich kann an dieser Stelle nicht die Fail Safe Optionen aller Steuerungen im Detail auseinandernehmen.
Bei Steuerungen der Firma DJI (NAZA-M), erfolgt der Fail Safe -Aufruf über den normalen Betriebsartenkanal. Je nachdem, welches NAZA-M Modell man verwendet, muß ebenfalls unterscheiden.
Bei der NAZA-M V2 kann im Setup ausgewählt werden, ob man als unterste Schalterstellung den Normalmodus haben möchte oder die Failsafe (RTH) -Funktion. Entsprechend muß der Empfänger, im Fail Safe Fall, für diesen Steuerkanal das passende Signal ausgegeben.
NAZA M V2 Fail Save
Weiterhin ist das Verhalten bei Fail Safe festzulegen. Soll der Copter einfach nur landen, oder soll er vorher zum Startpunkt zurückfliegen?
NAZA M V2 Fail Save 02
Bei der NAZA-M Lite und auch bei der älteren NAZA-M (V1) gibt es diese Einstellmöglichkeit nicht. Da erkennt die Steuerung den Fail Safe Fall dadurch, dass das Signal für die Betriebsarten sich nicht in den Einstellfenstern der drei Funktionen GPS-Atti, Atti und Normal befindet.
Beispiel für NAZA-M Lite und (V1):
Wenn die drei Betriebsarten jeweils bei den Ausgabewerten 67%, 50% und 35% liegen, dann muß der Empfänger, zum Auslösen der Fail Safe Funktion der NAZA-M, ein Signal von ca. 59% oder ca. 43% bereitstellen. Die NAZA-M Lite bzw. (V1) sind die einzigen Steuerungen (die mir bekannt sind), bei denen die RTH -Funktion tatsächlich als Fail Safe Funktion bezeichnet wird und nicht regulär als Betriebsart geschaltet werden kann.
Es gibt noch eine Besonderheit der NAZA-M, die über den S-Bus Ausgang eines Empfängers angesteuert wird. Über den S-Bus wird permanent ein heartbeat (Herzschlag) Signal geschickt. Daran kann ein angeschlossenes Gerät erkennen, ob der Empfänger noch "lebt". Sollte der Empfänger komplett ausfallen, also tot sein, dann kann die NAZA das erkennen und geht selbstständig in den Fail Safe Modus und kehrt heim. Wie das genau funktioniert sollte in den Anleitungen der NAZA-M und des S-Bus Empfängers nachgelesen werden.
Zusammengefasst die Kurzanleitung für die Fail Safe Einstellung bei Multicopter:
1. Überprüfe, welche Signale die Steuerung an den Eingängen erwartet, um sicher den Befehl zur automatischen Rückkehr zu bekommen.
2. Nimm an der Fernsteueranlage die Einstellungen vor, die beim Ausfall der Funkverbindung, die gewünschten Signale an die Eingänge der Multicoptersteuerung sendet.
Gerade Multicopter-Einsteiger, die ihr System selbst aufbauen, erliegen folgenschweren Irrtümern. So glauben viele, dass es ausreiche, den Sender mit den Steuerfunktionen zu programmieren und Fail Safe sei automatisch vorhanden. Das ist nicht so!
Man sieht immer wieder coole Videos, in denen ein Multicopterflieger seine Fernsteuerung komplett ausschaltet, auf den Boden legt und sich lässig daneben stellt. Der Copter kommt tatsächlich zurück und landet automatisch. Das erzeugt beim uninformierten Zuschauer den Eindruck, dass sei ganz einfach und man brauche keine Sorgen zu haben, wenn etwas nicht richtig funktioniert. Einfach den Sender ausmachen und entspannt auf die Rückkehr des Copters warten. Was in den Videos aber nicht gezeigt wird, ist die Einstellarbeit an der Fernsteuerung, damit das auch so passiert.
Ich warne an dieser Stelle dringend davor, so etwas aus Jux und Dollerei zu machen oder um Eindruck bei den Zuschauern zu schinden. Sollte man die Kontrolle über seinen Copter verlieren oder die Fluglage nicht mehr richtig einschätzen zu können, dann löst man die automatische Heimkehr, RTH genannt, durch die entsprechende Schaltfunktion am Sender aus und nicht durch Ausschalten des Senders! Dann hat man immer noch die Möglichkeit, im Notfall bei der Landung eingreifen zu können.
Schaltet man nämlich den Sender komplett aus, dann kann es u.U. beim Wiedereinschalten dauern, bis der Empfänger im Copter wieder Steuersignale annimmt. Bei einigen Fernsteueranlagen, die sich jedes Mal neu binden müssen (z.B. Walkera oder Devention), wird keine neue Verbindung zum Empfänger hergestellt und man ist darauf angewiesen, dass im Vorfeld Fail Safe im Empfänger richtig eingestellt wurde.
Wie sieht die Problematik technisch aus?
Man muß zuerst einmal zwischen der Fail Safe Funktion der Fernsteueranlage und der Fail Safe Funktion der Multicoptersteuerung unterscheiden. Beide wissen voneinander nichts und müssen jeweils getrennt eingestellt werden.
Fail Safe bei der Fernsteuerung bedeutet, dass der Empfänger beim Signalverlust definierte Steuersignale an die Steuerung weitergibt. Bei den meisten Fernsteueranlagen werden kurzzeitige Signalaussetzer damit überbrückt, dass für wenige Millisekunden das zuletzt empfangene Steuersignal weiterhin an die Steuerung ausgegeben wird. Hat man gerade Gas gegeben, so wird der Multicoptersteuerung dieser Befehl auch weiterhin übermittelt.
Erst wenn der Empfangsausfall länger dauert, wechselt ein Empfänger in den Fail Safe Modus und leitet, wenn es richtig eingestellt wurde, sinnvolle Steuersignale an die Multicoptersteuerung weiter.
Fail Safe bei einer Multicoptersteuerung bedeutet, dass am Eingang der Betriebsartenumschaltung ein besonderes Signal angelegt, oder das ein entsprechendes Signal an einem gesonderten (RTH) Eingang der Steuerung eingespeist wird.
Das kann je nach eingesetzter Multicoptersteuerung unterschiedlich sein. Es ist deshalb unerlässlich, sich mit der Bedienungsanleitung der Steuerung gründlich vertraut zu machen und zu verstehen, was die verschiedenen Betriebsarten bedeuten und wie die Steuerung jeweils reagiert.
Das gleiche gilt für die Fernsteueranlage. Auch dort muß man gezielt nach der Fail Safe Funktion suchen und verstehen, wie diese eingestellt wird.
Man muß bei der Fail Safe Einstellung der Multicoptersteuerung anfangen. Welches Signale benötigt die Steuerung um den Befehl für die Heimkehr (RTH) zu erkennen und welche Signale müssen dabei an den normalen Steuereingängen (Gas, Roll , Nick , Gier ) anliegen.
Bei den normalen Steuereingängen muß dann meist für Roll , Nick und Gier das Steuersignal für die Mittenposition der Steuerhebel anliegen und der Gaskanal steht bei 50% Gas, was idR. auch der Mittenstellung des Gashebels entspricht. Der Betriebsartenausgang des Empfängers sollte das Signal für den GPS-Positionsmodus an die Steuerung ausgeben. Damit ist man weitestgehend auf der sicheren Seite, weil Multicoptersteuerungen bei diesen Signalen, im GPS-Positionsmodus, vorzugsweise auf der Stelle stehenbleiben.
Nun kommt noch die Einstellung der RTH -Funktion. Da gibt es Unterschiede bei den einzelnen Herstellern für Multicoptersteuerungen.
Steuerungen von ZeroUAV haben für die RTH -Funktion einen eigenen Signaleingang (CH6). ZeroUAV gibt beim Auslösen der Fail Safe Option zusätzlich die Möglichkeit zwischen "Position Halten", "Landen", "Heimkehr und "Landen" auszuwählen.
YS S4 Fail Save
Diese ganzen Spezialitäten muß man sich aber aus den Bedienungsanleitungen anlesen. Ich kann an dieser Stelle nicht die Fail Safe Optionen aller Steuerungen im Detail auseinandernehmen.
Bei Steuerungen der Firma DJI (NAZA-M), erfolgt der Fail Safe -Aufruf über den normalen Betriebsartenkanal. Je nachdem, welches NAZA-M Modell man verwendet, muß ebenfalls unterscheiden.
Bei der NAZA-M V2 kann im Setup ausgewählt werden, ob man als unterste Schalterstellung den Normalmodus haben möchte oder die Failsafe (RTH) -Funktion. Entsprechend muß der Empfänger, im Fail Safe Fall, für diesen Steuerkanal das passende Signal ausgegeben.
NAZA M V2 Fail Save
Weiterhin ist das Verhalten bei Fail Safe festzulegen. Soll der Copter einfach nur landen, oder soll er vorher zum Startpunkt zurückfliegen?
NAZA M V2 Fail Save 02
Bei der NAZA-M Lite und auch bei der älteren NAZA-M (V1) gibt es diese Einstellmöglichkeit nicht. Da erkennt die Steuerung den Fail Safe Fall dadurch, dass das Signal für die Betriebsarten sich nicht in den Einstellfenstern der drei Funktionen GPS-Atti, Atti und Normal befindet.
Beispiel für NAZA-M Lite und (V1):
Wenn die drei Betriebsarten jeweils bei den Ausgabewerten 67%, 50% und 35% liegen, dann muß der Empfänger, zum Auslösen der Fail Safe Funktion der NAZA-M, ein Signal von ca. 59% oder ca. 43% bereitstellen. Die NAZA-M Lite bzw. (V1) sind die einzigen Steuerungen (die mir bekannt sind), bei denen die RTH -Funktion tatsächlich als Fail Safe Funktion bezeichnet wird und nicht regulär als Betriebsart geschaltet werden kann.
Es gibt noch eine Besonderheit der NAZA-M, die über den S-Bus Ausgang eines Empfängers angesteuert wird. Über den S-Bus wird permanent ein heartbeat (Herzschlag) Signal geschickt. Daran kann ein angeschlossenes Gerät erkennen, ob der Empfänger noch "lebt". Sollte der Empfänger komplett ausfallen, also tot sein, dann kann die NAZA das erkennen und geht selbstständig in den Fail Safe Modus und kehrt heim. Wie das genau funktioniert sollte in den Anleitungen der NAZA-M und des S-Bus Empfängers nachgelesen werden.
Zusammengefasst die Kurzanleitung für die Fail Safe Einstellung bei Multicopter:
1. Überprüfe, welche Signale die Steuerung an den Eingängen erwartet, um sicher den Befehl zur automatischen Rückkehr zu bekommen.
2. Nimm an der Fernsteueranlage die Einstellungen vor, die beim Ausfall der Funkverbindung, die gewünschten Signale an die Eingänge der Multicoptersteuerung sendet.