Spektrum RC – AS3X Kreiselstabilisierung

Letzte Änderung: 02.01.2017

Produkt

AS3X ist die Produktbezeichnung für Spektrums Implementierung eines 3-Achs-Kreisel-Stabilisierungssystems für Modellflugzeuge.

Ursprüglich entwickelt zur Stabilisierung von Flybarless-Helikoptern und um Anfänger- und Spassmodelle der UMX-Klasse „idiotensicher“ zu machen,  kann es heute für alle RC-Anwendungen eingesetzt werden.

Wie stark AS3X den Piloten unterstützen soll, kann nach Bedarf konfiguriert und auch im Flug verändert werden. Das geht vom Ausgleichen von Windböen über die Unterstützung beim Starten und Landen bis hin zum Verhindern von gefährliche Fluglagen. Im schlimmsten Fall kann der Pilot die Kontrolle per „Panik-Schalter“ komplett an das AS3X-System übergeben, welches das Modell selbständig aus einer unkontrollierbaren Fluglage rettet (natürlich nur soweit es die physikalischen Gesetze noch zulassen).

Die ebenfalls aus dem Horizon Hobby Konzern stammende SAFE-Technology (Sensor Assisted Flight Envelope) baut auf AS3X auf. Dabei handelt es sich um vordefinierte und ab Werk auf den Empfängern installierte AS3X-Konfigurationen.

Das AS3X kauft man nicht als separate Komponente. Es ist (Stand Dezember 2016) bei bestimmten Spektrum-Empfängern fest mit eingebaut:

  • AR6335 6-Kanal Nanolite
  • AR636 6-Kanal Sport
  • AR7350 7-Kanal Full Range mit Telemetrie
  • AR9350 9-Kanal Full Range mit Telemetrie

Grundlagen der Kreiselstabilisierung

Der Name Kreiselstabilisierung stammt noch aus der Zeit der mechanischen Geräte mit rotierenden Kreiseln. Heute funktionieren sie elektronisch durch Piezo oder MMS Gyros. Die Wirkungsweise ist aber die selbe geblieben.

Ein lagestabilisiertes System erkennt Bewegungen um die drei Achsen eines Flugzeugs. Diese werden entweder angezeigt, zum Beispiel auf einem künstlichen Horizont, oder automatisch durch Steuerbefehle ausgeglichen.

Anwendung im Modellflug

Mit einem stabilisierten Geradeaus-Flug ist es natürlich nicht getan. Das AS3X soll erkennen können, ob eine Lageänderung durch eine Windböe verursacht oder vom Piloten gesteuert wurde. Entsprechend muss es korrigierend eingreifen oder eben nicht.

Das AS3X muss also auf allen drei Achsen die Wünsche des Piloten und die aus der Bewegung des Flugzeugs resultierenden Korrekturen beurteilen, priorisieren und mischen bevor die Servos angesteuert werden. Solange die Signale für die drei Achsen vom Sender auf drei Kanälen beim Empfänger und damit beim AS3X eintreffen, ist das noch vergleichsweise einfach. Beispielsweise bei einem Nurflügler, welcher die drei Achsen ausschliesslich über die Querruder steuert (Elevons).

Für den erfahrenen Spektrum-Piloten kommt hier ein kleiner Kulturschock. Wir haben uns ja dran gewöhnt, dass mit jedem neuen Sender-Modell mehr Flugzeugtypen, mehr Programmier- und Mischfunktionen möglich wurden. Will man AS3X verwenden, heisst das auf dem Sender:

  • Drei zu steuernde Achsen = drei zu belegende Kanäle
  • Die Kanäle sind fest belegt und zwar die Nummern 2,3 und 4.
  • Keine Mischer auf diesen drei Kanälen

AS3X-Konzepte

Die Stärke der Steuereingriffe des AS3X (engl. Gain) wird im Wesentlichen über drei Parameter kontrolliert:

Rate: Die Gain Rate definiert mit einem Prozentwert des maximalen Ruderausschlags, wie stark sich das AS3X gegen aktuell auftretende Störungen wehren soll.

0% = ausgeschaltet

Heading: Das Gain Heading definiert mit einem Prozentwert des maximalen Ruderausschlags, wie stark das AS3X nach dem Auftreten einer Störung wieder in die vorherige Fluglage zurück steuern soll.

0% = ausgeschaltet

Priority: Die Priority definiert mit einem Prozentwert das Mischungsverhältnis der Steuerbefehle des Piloten und des AS3X, resp. wie stark der Pilot das AS3X übersteuern darf.

200% = Pilot hat volle Kontrolle

Das untenstehende Bild zeigt die Standardeinstellungen. Alle Steuereingriffe durch das AS3X sind ausgeschaltet.

programmermodelstrykergain

Die Einstellung werden individuell pro Achse gemacht:

  • Roll = Längsachse (Querruder)
  • Pitch = Querachse (Höhenruder) = Nickachse
  • Yaw = Hochachse (Seitenruder) = Gierachse

Umfassende Empfehlungen für die Einstellungen des AS3X sind keine dokumentiert. Spektrum selber hat z.B. auf dem AR636 der Carbon-Z T-28 ab Werk für alle Flight Modes (dt. „Flugzustände“, Abk. „FZ“) und alle Achsen das gleiche eingestellt (Bild: iOs App):

P1020092.JPG

 

Gain Rate: 100%
Gain Heading: 0%
Priority: 195%

Flight Mode

Die AS3X-Einstellungen können, wie im obigen Bild ersichtlich, zusätzlich auch pro Flight Mode differenziert werden. Der Flight Mode wird dynamisch durch einen Schalter am Sender  eingestellt.

Über den Flight Mode kann man beispielsweise folgende Funktionen steuern:

  • AS3X-Unterstützung ein- und ausschalten. … (weil ich mal wieder „von Hand“ fliegen möchte, oder weil ich erst im Flug bemerkt habe, dass ich meine AS3X-Konfiguration nicht wie gewünscht arbeitet, weil sie z.B. zu Oszillation führt).
  • Verschiedene Konfigurationen auf einem Flug benutzen/testen.
  • Panik-Schalter zur Rettung aus misslichen Fluglagen.

Es können maximal drei Flight Modes definiert werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass auch der Flight Mode vom Sender zum Empfänger übertragen werden muss. Ein Schalter des Senders und ein Kanal des Empfängers werden zusätzlich belegt.

Flight Modes sind sender-seitig schon länger bekannt. Die Flight Modes des Senders können mit denen des AS3X kombiniert werden, indem man sie auf den selben Schalter legt.

Handbücher und Bedienungsanleitungen

Das Geschriebene zum Thema AS3X ist noch etwas mager. Es gibt aber eine gute Serie von Videos auf YouTube (Englisch):

Alternative Produkte

Spektrum-Empfänger ohne AS3X können zusammen mit kompatiblen Kreiselsystemen anderer Hersteller verwendet werden. Aufgrund der hohen Preise solcher Alternativen und der Komplexität in der Anwendung wird man das allerdings nur bei besonderen Anforderungen und zusätzlich benötigten Funktionen tun. Zum Beispiel bei Verwendung von

  • Steuergeräten für Multi-Copter etc.
  • Telemetrie-Funktionen wie GPS etc.
  • redundanter Stromversorgung, falls nicht direkt vom Empfänger unterstützt.

Folgende Produkte sind kompatibel mit Spektrum-RC:

Kompatibilität heisst in diesem Zusammenhang auch nicht, dass man „alles mit allem“ zusammenstecken kann. Häufig wird ein serieller Spektrum-Empfänger wie der AR7700 mit einem parallelen (PPM) oder seriellen (SRLX) Port benötigt.

Advertisements