Seite 8: Pulsweitenmoduliert

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Die beschriebene Anordnung für die Signalabnahme funktioniert ausgezeichnet, wenn bei der zentrischen Lagerung des Magneten größte Sorgfalt eingehalten wird. Ferner dürfen sich in unmittelbarer Nähe des Magneten keine ferromagnetischen Materialien befinden. Die Phototransistoren sind hierbei unkritisch, die vorgeschalteten Widerstände sollten jedoch einen Sicherheitsabstand einhalten (ca. 3 cm), metallummantelte Akkus mindestens 10 cm. LiPos sind dabei unbedenklich.

Eine weitere Schwachstelle der alten Systeme waren die schweren Elektromagnete als Rudermaschinen. Heute stehen Servos für Steuerfunktionen zur Verfügung, die um die 4 Gramm wiegen. Servos sind anders als die Hubmagnete der Anfangszeit komplexe elektronische Bauteile. Schloss sich früher an der Kompassnadel ein Kontakt, so wirkte dies für die Hubmagnete wie ein Schalter. Die heutigen Servos dagegen sind pulsweitenmoduliert (PWM), das heißt, dass am Steuereingang des Servos eine Grundfrequenz anliegt (alle 20 ms erfolgt ein High-Signal), wobei der Ruderausschlag von der Signaldauer abhängt.

In Fernsteueranlagen generiert der Empfänger das PWM-Signal. Meine Anlage hat keinen Empfänger. Folglich muss das PWM-Signal auf einem anderen Wege erzeugt werden. Sogenannte Servotester sind hierzu wie geschaffen. Servotester sind Kleingeräte, mit denen ohne Empfänger überprüft werden kann, ob ein Servo funktioniert. Der Servo wird an den Servotester wie an einen Empfänger angestöpselt. Mittels eines Potentiometers lässt sich die Länge des PWM-Signals variieren. So können im Stand unterschiedliche Ausschläge des Servos erzeugt werden.

Im Internet findet man Dutzende von Bauanleitungen für Servotester. Auch im Handel gibt es eine breite Palette von Fertiggeräten. Ich orientierte mich bei meiner Suche an den Kriterien kleine Baugröße und niedriges Gewicht. Ferner sollte der Preis unter 10 Euro liegen. Ich entschied mich für das Conrad-Fertiggerät, das mit angelötetem Poti 27 Gramm auf die Waage bringt, abgelötet nur noch 2 Gramm (für meine Verwendung ist der mitgelieferte Poti zu klobig und damit überflüssig). Mit 15 mm × 23 mm ist es geradezu ein Winzling.

Das werksseitige Potentiometer ersetzte ich durch zwei über Miniaturrelais zu aktivierende Potis kleinerer Bauform. Nun kann ich mit den drei Impulsen (undefiniert, rechtes oder linkes Signal "High") des Kompassmoduls den Servo ansteuern. Die Lichtschrankenimpulse legen über die Miniaturrelais (Typ FRT 5) unterschiedliche Widerstände an den Servostester an, sodass unterschiedliche PWM-Signale generiert werden, die für entsprechende Servoausschläge sorgen.

Bis hierher habe ich den Funktionsumfang der alten Kompasssteuerungen mit modernerer Elektronik adaptiert. Aber die Selbststeuerung sollte noch andere Aufgaben übernehmen. Wie bekomme ich zum Beispiel mein Modell zurück, wenn es im Idealfall am Berg im Aufwind steht und das Landen vergisst? Eine Funktion, den Flug auf Wunsch zu beenden, müsste in die Steuerung integriert werden.