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Stand der Technik:
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Die
Funk-Verbindungsstrecke zwischen Steuergerät vom Piloten und dem im Modell
oder ferngesteuertem Gerät
eingebauten Empfangssystem wird bisher uni-direktional auf einer
Frequenz vorgenommen. Damit ist es möglich, die Übertragungsstrecke durch (versehentliche)
Gleichfrequenzausendungen anderer Steuergeräte zu stören, was unweigerlich zum Absturz,
Zerstörung
oder Verlust des Modells oder der ferngesteuerten Geräte führt. Neben
der Gefahr für
Leib und Leben oder von Sachbeschädigungen dritter, die dadurch
entstehen kann, ist damit meist auch ein erheblicher finanzieller
Verlust verbunden.
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Neuere
Funk-Fernsteuerungen nutzen z.B. das für allgemeine Anwendungen zulässige 2,4GHz Frequenzband
zur Funkübertragungsstrecke.
Dieses bietet den Vorteil, dass systembedingt Gleichfrequenzstörungen nicht
mehr vorkommen können,
da die Systeme bi-direktional arbeiten. Es werden dafür heute
2,4GHz Transceiver-Module benutzt, die jeweils senden und empfangen
können.
Auch andere Frequenzbänder,
die ähnliche
Technik benutzen, sind denkbar, um damit die Übertragungsstrecke sicherer
zu machen, z.B. im 5,7GHz Band.
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Nachteilig
ist allerdings, dass die zur Verfügung stehende und der Norm
entsprechende 2,4GHz Technik oder auch 5,7GHz Technik eine relativ
geringe technische Reichweite besitzt.
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Nachteilig
ist auch, dass die bisherigen Empfangsmodule mit Steuermotor-Ausgängen nicht
miteinander zum Netzwerk und den daraus entstehenden Empfangs- und
Funktionsvorteilen verbunden werden können.
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Nachteilig
ist auch, dass bisherige Lösungen nur
ein Empfangsteil benutzen und damit kein Mehrfrequenz oder Diversity-Empfang
möglich
ist.
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Nachteilig
ist auch, dass die Empfangsantennen sehr kurz sind und dadurch die
optimale Antennenverlegung im Modell, die zur Erzielung sicherer
Reichweite notwendig ist, erschwert wird.
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Nachteilig
ist auch, dass die Anzahl der Steuermotor-Funktionen begrenzt ist
auf die Anzahl der Steuerfunktions-Ausgänge, die ein Empfängermodul bietet.
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Nachteilig
ist auch, dass die Funktion der Steuermotor-Ausgängen begrenzt ist auf die Anzahl der
Funktionsmöglichkeiten,
die das Steuergerät beim
Piloten bietet.
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Nachteilig
ist auch, dass extern im Modell durch Sensorik gewonnene Daten nicht
zur Nachführung
von Steuervorgaben im bisherigen Empfangsmodul benutzt werden können.
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Nachteilig
ist auch, dass die Steckverbindungen zu den Steuermotoren nicht
mit hohen Strömen belastbar
sind, weshalb die Steuermotoren nicht direkt über die Empfangsmodule versorgt
werden können
und deshalb die notwendige Hochstrom-Versorgung vieler Steuermotoren
in ferngesteuerten Geräten
bisher mit zusätzlichen
und ausfallträchtigen Stromverteilern
ausgeführt
werden muss.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die aufgezeigten Nachteile
bisheriger Steuersignal-Übertragungs-Lösungen zu
vermeiden, indem die Lösung
mehr Reichweite und Netzwerkfähigkeit innerhalb
des Empfangssystems bietet, gleichzeitig mehr Steuermotorausgänge und
mehr Steuerfunktionen möglich
sind, Sensorik-Daten im Empfangsmodul verarbeitet werden und eine
sichere Hochstromversorgung aller angeschlossenen Steuermotoren ohne
externe Zusatzeinrichtungen möglich
ist.
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Diese
Aufgaben werden gemäß der Erfindung
gelöst
durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs.
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In
der nachfolgenden Beschreibungen wird die Erfindung Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT
genannt.
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Vorteile der Erfindung:
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- • Das
Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT besteht aus bi-direktional arbeitenden
Einzel-Empfangsmodulen
mit Steuermotor-Ausgängen
gleicher oder unterschiedlicher Anzahl, die miteinander gekoppelt
werden können.
- • Es
können
zwei oder mehr Fernsteuer-Empfangs-Module-NT miteinander gekoppelt
werden
- • Die
Verbindung zwischen den Fernsteuer-Empfangs-Modulen-NT kann mit
Kabel oder mit geeigneten kabellosen Funklösungen, z.B. Blue Tooth, erfolgen.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT bilden durch die Kopplung ein Netzwerk
und tauschen Daten aus, z.B. um das Gesamt-Empfangsergebnis durch
Diversity-Technik zu verbessern oder Funktionserweiterungen zu ermöglichen.
- • Es
ist möglich,
am Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT technisch unterschiedliche, austauschbaren
arbeitende Empfangs-Antennen zur Erzielung höherer Reichweiten anzubringen.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT können mit
unterschiedlich langen, austauschbaren Antennenzuführungen
versehen werden, um die eigentliche Empfangsantenne am Ende der
Zuführung
am Modell so befestigen zu können,
dass optimaler Empfang möglich
ist.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT können auch
mit 2St. Oder mehr 2,4Ghz Transceiver-Bausteine mit Diversity- oder anderer
signalverbessernden Techniken in einem Gehäuse arbeiten und mit nur einer
Steuersignalverarbeitung ausgebildet sein. Es sind dabei mehrere
Empfangsantennen möglich.
- • Zur
Erhöhung
der Anzahl der Steuermotor-Funktionen können die Signal-Ausgänge der
Einzel Fernsteuer-Empfangs-Module-NT in Reihenfolge und Zuordnung
zu den Steuerfunktionen vom Steuergerät beim Piloten frei programmiert
werden.
- • Die
Kopplung von Fernsteuer-Empfangs-Module-NT erlaubt zusätzlich eine
intelligente Addition bzw. Erweiterung der Anzahl der Steuerfunktions-Ausgänge durch
den Datenaustausch der Fernsteuer-Empfangs-Module-NT.
- • Die
Steuersignale für
die Steuermotoren, die der Steuer-Pilot mit seinem Steuergerät zum Empfangsmodul
im ferngesteuerten Gerät
sendet, können
im Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT mit geeignetem, zusätzlichen
Programmiergerät
in Ihrer Charakteristik eingestellt werden, z.B. Weg, Richtung,
Geschwindigkeit, Linearität,
Mittelstellung, Abfolge und Endausschlag der Steuermotoren, die
an das Empfangsmodul angeschlossen werden.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT besitzen eine Stecker-Schnittstelle
zur kabelgestützten Verbindung
von Programmiergeräten.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT besitzen eine Funk-Schnittstelle zur
kabellosen Verbindung zu Programmiergeräten.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT besitzen einen Speicher, der interne
Daten aufzeichnen kann. Diese Daten können nach der Benutzung auf
Displays oder anderen Auslesegeräten
nachträglich
dargestellt werden.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT besitzen Zusatz-Anschlüsse als
Dateneingang für
externe Sensorik- oder andere Daten.
- • Es
ist im Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT wählbar, ob der interne Speicher
Daten speichert oder ob die Daten über die bi-direktionale Funk-Datenstrecke
in realtime zum Steuergerät
beim Piloten gesendet werden oder beides gleichzeitig.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT können Daten
der externen Sensorik auch zur internen Nachführung oder Mischung von Steuerbewegungen
verarbeitet werden und/oder die Sensorik-Daten können für ON-Bord-Automatik-Funktionen benutzt
werden. (Konstant Speed/Höhe
halten usw.)
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT können intern
gewonnene Daten (z. B. Spannungsverlauf, HF-Qualität o.ä.) auch
zur Nachführung
oder Mischung von Steuerbewegungen verarbeiten oder für ON-Bord-Automatik-Funktionen
benutzen. (Sicherheitseinrichtungen)
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT besitzen zusätzlichen zu den Steuermotor-Ausgängen einen
Stromanschluss, der durch hohen Leiterquerschnitt ausreichend viel
Strom für
viele und starke, direkt am Empfangs-Modul angeschlossene Steuermotoren
bietet.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT besitzen eine elektronische Regelung
und Stabilisierung der Spannung, die wahlweise an den Steuermotor-Ausgängen zur
Verfügung
steht und die Steuermotoren vor zu hoher Spannung schützt.
- • Die
Spannungsregelung für
die Steuermotor-Ausgänge
kann wahlweise sowohl intern eingebaut, als auch extern ausgeführt sein.
- • Die
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT besitzen ein interne oder externe
Schnittstelle, die vom Sender per Kabel oder Funk angesteuert wird
und damit vom Sender aus die Programmierung der Empfänger-Einstellungen
ermöglicht
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Diese
Aufgaben werden gemäß der Erfindung
gelöst
durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte
Weiterbildungen des Gegenstandes des Anspruches 1 ergeben sich aus
den Merkmalen der Unteransprüche
sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels, Wirkungsweise
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Zwei
Fernsteuer-Empfangs-Module-NT 1/15, bestehend aus einem 2,4 GHz
Transceiver-Modul 2 mit Sendeantenne 3 und Empfangsantenne 17, der
internen Signalverarbeitung 4 für die Steuersignale vom Steuergerät beim Piloten
und den Steuermotorausgängen 6 sind
miteinander gekoppelt über eine
Kabelverbindung 9.
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Über dieses
Kabel 9 bildet sich ein automatisches Netzwerk zwischen
den beiden Fernsteuer-Empfangs-Modulen-NT
1/15 mit gegenseitigem Datenaustausch, z.B. über die jeweilige Empfangsqualität, die Reihenfolge
der jeweiligen Steuermotorausgänge,
die Wirkungsweise der Steuermotor-Ausgänge, die Charakteristik der
Steuermotor-Ausgänge usw.
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Durch
die Kopplung der zwei Fernsteuer-Empfangs-Module-NT 1/15 addiert
sich automatisch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Steuermotor-Ausgänge 6.
Diese können
nun mit dem an der Schnittstelle 13 angeschlossenen Programmiergerät 11 so
zu den vom Steuergerät
empfangenen, einzelnen Steuerfunktionen zugeordnet werden, dass
einzelne Steuerfunktionen auf mehrere oder einzelne Steuermotor-Ausgänge 6 gelegt
werden und so mehr Funktionen genutzt werden können, ohne die Notwendigkeit
im Steuergerät
beim Piloten mehr Steuergeber-Funktionen einzubauen.
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Der
Datenaustausch der jeweiligen Empfangsqualität wird außerdem in der Signalverarbeitung 4 dazu
benutzt, mit Diversity-Technik Richtwirkungen zu beseitigen und
die Reichweite zu verbessern.
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Die
Charakteristik der an den Steuermotor-Ausgängen 6 angeschlossenen
Steuermotor-Funktionen werden mit dem Programmiergerät 11 eingestellt
in Weg und Laufrichtung und Laufgeschwindigkeit.
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Außerdem werden
mit dem Programmiergerät 11 die
internen Spannungsverläufe
und die Empfangsqualität
so zu vorhandenen Steuermotor-Ausgängen 6 zugeordnet,
dass damit Sicherheitseinrichtungen wie Fallschirme oder Motor AUS
automatisch ab bestimmten Grenzwerten ausgelöst werden können.
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Ein
externer GPS-Sensor 10 ist an der Schnittstelle angeschlossen,
dessen Daten werden über
die interne Signalverarbeitung 4 zum 2,4GHz-Transceiver-Modul 2 geleitet
und dort über die
Sendefunktion des 2,4 GHz Transceiver-Moduls 2 zum Steuergerät gesendet
und dort angezeigt und verwertet.
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Mittels
Programmiergerät 11 kann
im Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT 1/15 zusätzlich bestimmt werden, dass
die GPS-Daten des externen GPS-Moduls (10) dafür verwendet
werden, das ferngesteuerten Gerät
automatisch aus bestimmten Entfernungen oder Richtungen wieder zum
Standort des Steuer-Piloten zurückzusteuern.
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Die
Stromversorgung der beiden Fernsteuer-Empfangs-Module-NT 1/15 erfolgt über den
Hochstrom-Eingang 12.
Damit können
alle vorhandenen Steuermotor-Ausgänge 6 der beiden Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT
mit Hochstrom-Steuermotoren belegt werden.
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Die
Antennenzuführungen 17 der
beiden Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT 1/15 sind am Schraubanschluss 16 der
beiden Fernsteuer-Empfangs-Module-NT 1/15 angeschlossen, die beiden Antennen 18 werden
im 90Grad Winkel im ferngesteuerten Gerät verlegt.
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Zusammenfassung:
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Es
wird ein System vorgeschlagen welches es ermöglicht, vorhandene bi-direktional
arbeitende 2,4GHz-Transceiver-Module so zu einem Fernsteuer-Empfangs-System
zu kombinieren, dass damit ausreichende Reichweiten zur Verfügung stehen, mehr
Steuerfunktionen und mehr Steuermotor-Ausgänge
zur Verfügung
stehen, die Charakteristik und Zuordnung der Steuermotor-Ausgänge eingestellt werden
kann, externe oder interne Daten zu Steuerfunktionen verarbeitet
werden können
und das bei gleichzeitiger Hochstromversorgung aller angeschlossener
Steuermotoren.
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- 1
- Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT
1
- 2
- 2,4GHz
Transceiver-Modul
- 3
- Sendeantenne
des Transceiver-Moduls 2,4GHz
- 4
- Signalverarbeitung
- 5
- Sensorik-Eingang
- 6
- Steuermotor-Anschlüsse
- 7
- Hochstromeingang
für Spannungs-Regelung
- 8
- Netzwerk-Buchse
für Datenkabel
- 9
- Datenkabel
- 10
- Externes
GPS-Modul
- 11
- Externes
Programmiergerät
- 12
- Hochstromeingang
für Steuermotoren
- 13
- Programmier-Schnittstelle
- 14
- 2tes
Fernsteuer-Empfangs-Modul NT
- 15
- Fernsteuer-Empfangs-Modul-NT
2
- 16
- Schraub-Antennen-Anschluss
- 17
- Antennenzuführung
- 18
- Empfangsantenne