Tracking – dem Signal immer auf der Spur

Tracking ist, wenn man immer hinterher ist. Beim FPV haben wir zwei solche Spürhunde, nämlich Kameratracking und Antennentracking. Kameratracking Kameratracking steuert die FPV-Kamera. In der vollwertigen Ausführung ist die Videobrille mit einem Headtracker, mit Gyroskopen bestückt, die die Kopfbewegungen registrieren und per Funk die Kamera im Modell um beide Achsen folgen lassen. Wohin ich – mit der Videobrille auf der Nase, also die Cockpitsicht vor Augen – den Kopf drehe, dorthin schaut auch die Kamera im Modell. Das ist eine tolle Funktion, für die man einiges investieren muss, sowohl für den Headtracker als auch für die Boden­geräte – also einen zweiten Sender im Lehrer-Schüler-Betrieb. Braucht man Headtracking wirklich? Diejenigen, die es haben, möchten es nicht missen. Wir sind noch nicht dabei. Man könnte ja auch so zum Thema Cockpitblick argumentieren: Großflieger schauen meist nur nach vorn. Kurven sie ein, so blicken sie nur kurz in Kurvenrichtung, dann aber wieder nach vorn: Horizont halten. Beim FPV ist es auch der große Weitwinkelbereich der FPV-Kameras, der beim Fliegen ohne Headtracking eine gute Raum­orientierung möglich macht. Kameratracking light Wir sind bisher ohne Kameratracking mit Headtracker ausgekommen. Besser gesagt, wir sind auf dem halben Wege stehen geblieben – Kameratracking schon, aber ohne Headtracker. Die Kameraführung ist vorhanden – das Modell, um es in die Luft mitzunehmen, aber noch im Bau. Bewegt wird die Kamera jedoch (vorerst) nur vom Sender aus: Auf eigenen Kanälen über einen Schieber und einen Drehknopf. 180 Grad oder eine Winde Für die Kipp-und Drehbewegung (Pan/Tilt heißt es bei GlobeFlight) gibt es Kamerahalterungen, die so leicht und präzise sind, dass ein Eigenbau nicht sinnvoll ist. Für die Auf- und Abbewegung der Kamera wird ein normales Servo benötigt. Für die Drehung der ganzen Einheit reicht es nicht, wenn man einen größeren Winkel will. Normale 180-Grad-Rudermaschinen sind für kleine, leichte FPV-Kameras gut genug. Will man eine schwerere wie die GoPro einsetzen, schlagen mit der Halterung 140 Gramm Gewicht zu Buche. Die muss dann die Steuer­scheibe ­wirklich wackelfrei halten und bewegen können. Eine Alternative sind Seilwinden­servos aus dem RC-­Segel­schiffbereich, und dort kommt man als Modell­flieger in unbekannte Gewässer. Die Windenservos ­drehen meist zu viel, machen mehrere Umdrehungen. Eine senderseitige Wegreduzierung könnte helfen, aber auf Kosten der Ge­­nauigkeit der Bewegung. Auch bei Seilwindenservos kommt es auf die spielfreie Lagerung der Steuerscheibe an. Eine gute und schwere Lösung ist die Hitec Seilwinde HS 785 MG. Oder eine Konstruktion wie in der Abbildung rechts zu sehen. Diese ist am Ende genauso schwer. Antennentracking Die kleinen, ungerichteten Rundstrahlantennen an den FPV-Empfängern funktionieren, wenn sie etwa 800 Milli­meter über dem Boden platziert sind, nur auf kürzere Entfernung zufriedenstellend. Mit dem Vorteil, dass sie „rundum“ empfangen. Für größere Distanzen werden Richtfunkantennen (Patchantennen) benötigt. Diese empfangen Signale in einem je nach Konstruktion unterschiedlich breiten Kegel. Je enger der Kegel, desto höher die Reichweite und umgekehrt. Sie müssen nachgeführt werden, damit das Modell nicht aus dem Empfangs­bereich herausfliegt. Auch die Yagi-Antenne – sieben Elemente 2,4 bis 2,5 Gigahertz – bringt sehr gute Reichweite, muss jedoch ebenfalls nachgeführt werden. Für das Nachführen sorgt der Assistent, der ohnehin dabei sein muss und der die Antenne immer auf das Modell ausrichtet. Wie langweilig für einen Hightech-Fan. Wie bei der Nasa Antennentracking ist die vielleicht raffinierteste Funktion im FPV. Die Richtantenne folgt automatisch dem Modell. In der dafür zuständigen Elektronik, dem Tracker, werden die Informationen ausgewertet, die das GPS-Modul im Modell empfängt und von dort über OSD zu Boden sendet. Das klingt einfach und es richtig zu verstehen, bleibt nur den Fachleuten vorbehalten. Bleiben wir also bei dem, was uns Modellfliegern zugänglich ist. Die Konfiguration ist ja schwierig genug – siehe Infokasten EZ OSD Tracker. Das GPS meldet die Position des Modells, seine Höhe, seine Geschwindigkeit und das Wichtigste: wohin es gerade fliegt. Damit kann man es nicht nur orten, sondern ihm auch folgen, ohne dass mehrere voneinander entfernte Antennen dazu nötig wären. Die amerikanische Mechanik Unsere erste Überlegung war einfach: Wir nehmen ein Fotostativ mit zweiachsigem Kopf, montieren „irgendwie“ zwei Servos dran, schließen den EZOSD-Tracker-Computer an und fertig ist die Anlage. „Irgendwie“ würde es ja auch gehen, doch wäre es nicht sehr klug. Denn die von ServoCity in den USA hergestellte Mechanik ist so perfekt, wie man es selber ohne Fräse und Drehbank niemals schaffen würde – Maschinenbau vom Feinsten. Bis auf die Beschaffung von 3/32-Zoll-Inbusdreher – die freundliche Harley-Davidson-Werkstatt in der Nähe hatte sie, und ein Bier noch dazu – braucht man kein besonderes Werkzeug und der Aufbau ist einfach sowie interessant. Die einzige Lötarbeit besteht im Ausbau des Servopotis in der Kipp-Rudermaschine. Dieses Servo wird nämlich von einem eigenen, auf der Drehachse der Mechanik montierten Potenziometer angesteuert. Nun ist es heute oft schwierig, das Poti auszubauen, wenn es im Servo vergossen oder verpresst ist. Im vorgesehenen HS 645 MG lässt sich das Poti einfach entfernen. Die Zuleitungskabel werden aus dem Servogehäuse geführt und mit dem neuen Poti verbunden. Für die horizontale Drehung sorgt ein robustes Windenservo HS 785 MG. Die Ausschnitte, Halterungen und Zahnräder sind für beide genannten Servos vorgesehen. Antennentracking in der Praxis Das System wird am besten an einem Stativ montiert. Dann legt man das Fluggebiet fest und stellt den Tracker so hin, dass seine vertikale und horizontale Drehebene die Verfolgung des Modells immer möglich macht. Die Servokabellänge und der Anschlag des Kippservos schränken die Bewegung ein. Dann startet man, nach Sichtflug, die Brille trägt ein Assistent. Man fliegt in verschiedenen Höhen und Richtungen, der Helfer meldet, wann und wo das Signal abzubrechen droht. Nun ist alles gecheckt und der nächste Start erfolgt im FPV – auch dann darf der Helfer als „Flugsicherung“ nicht nach Hause gehen. Mit einer solchen Planung hat man einen Flugraum zur Verfügung, der kaum kleiner ist als für den normalen Sicht­­flug. Es ist eine beeindruckende und sehr zuverlässige An­lage, wenn auch keine einfache und nicht Plug-and-play-tauglich.