DE3342575C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funksteuerung von Modellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das Erlernen des Steuerns von ferngesteuerten Modellen ist, von einfachen, spielzeugartigen Modellen abgesehen, ein komplexer und schwieriger Vorgang. Beispielsweise ist das Steuern eines Flugmodells in seinem Schwierigkeitsgrad ohne weiteres vergleichbar mit dem Steuern des "großen" Vorbildes. Bei Anfängern ist der Lernprozeß in aller Regel mit Fehlern verbunden, die zum Absturz und Verlust einiger Modelle führen, bis die Steuertechnik genügend beherrscht wird.

Aus diesem Grund wird häufig ein sogenannter Lehrer/Schüler-Betrieb des Modells angewendet, wobei der Anfänger unter Anleitung eines Modellflug-Lehrers die Steuertechnik erlernt. Lehrer und Schüler verwenden dabei je ein Sendegerät. Die Sendegeräte sind so verbunden und verschaltet, daß - durch einen Schalter am Sender des Lehrers jeweils nur eines der beiden Sendegeräte zur Steuerung des Modells aktiv ist. Steuert nun z. B. gerade der Schüler das Modell und gerät dieses trotz Anleitung des Lehrers in eine kritische Situation, so kann der Lehrer vom Schüler-Sender auf seinen eigenen Sender umschalten und das Modell wieder in einen normalen Flugzustand zu­ rückbringen; danach kann er die Steuerung wieder an den Schüler übergeben. Zur Realisierung dieses Prinzips sind zwei Verfahren bekannt geworden und verbreitet.

Beim ersten Verfahren werden zwei voll ausgerüstete und betriebs­ fähige Sender verwendet. Sie werden durch eine Zweidrahtleitung so verbunden, daß jeweils nur der Lehrer- oder der Schüler-Sender einge­ schaltet sein kann, wobei ein Schalter am Lehrer-Sender zur Auswahl dient. In einer besonders einfachen Form dient hierzu der Ein/Aus- Schalter des Lehrer-Senders, der so verschaltet ist, daß bei Lehrer- Sender "Ein" der Schüler-Sender "Aus" ist, und umgekehrt (Fachbuch "Elektronische Modellfernsteuerung", Militär-Verlag der DDR, 3. Aufl. S. 425/26). Beim zweiten Verfahren wird so vorgegangen, daß zwischen Encoder und HF-Teil des Lehrer-Senders eine Schnittstelle vorgesehen ist, in welche - vom Lehrer wählbar - entweder das Modulations-Signal des Lehrer-Senders selbst, oder das - ebenfalls wieder über eine Zwei­ drahtleitung zugeführte - Modulationssignal des Schülersenders einge­ speist wird. (Firmenprospekt "Robbe 83", S. 194, 196.)

Im Schüler-Sender ist bei diesem Verfahren kein HF-Teil erforderlich; sollte es vorhanden sein, wird es durch geeignete schaltungstech­ nische Maßnahmen beim Herstellen der Lehrer/Schüler-Verbindung abgeschaltet. Durch weitere einfache schaltungstechnische Maßnahmen kann erreicht werden, daß keine speziell präparierten Sender not­ wendig sind, sondern normale Sendegeräte verwendet werden können; alle erforderlichen Umschaltungen können bei Verwendung einer speziellen Lehrer/Schüler-Verbindungsleitung automatisch hergestellt werden.

Beiden Verfahren haften jedoch Mängel an, welche deren praktische Bedeutung beeinträchtigen und die Anwendung erschweren.

So müssen beispielsweise die beiden Sender sehr exakt auf identische Trimmung des Modells eingestellt werden; andernfalls würde das Modell beim Umschalten seine Fluglage ändern und ein zusätzliches Gefahrenmo­ ment geschaffen.

Ein weiterer Nachteil ist, daß bei der Umschaltung stets alle Steuer­ funktionen vom Lehrer zum Schüler - und umgekehrt - umgeschaltet werden.

Der Schüler wird durch die Vielzahl der Funktionen häufig überfordert, und der Lehrer hat keine Möglichkeit, selektiv, d. h., nur bei einzelnen Funktionen, helfend einzugreifen. Im Gegensatz dazu wäre es wünschens­ wert, daß der Schüler z. B. anfangs nur das Steuern des Höhenruders übt und erlernt; anschließend nur das Querruder; dann Höhen und Quer­ ruder, usw.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Funkfernsteuerung von Modellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine individuelle und flexible Anpassung der beiden Sender untereinander bezüglich der Umschaltung der Steuerfunktionen erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines von zwei identischen Sendern, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Die Signale von Steuergebern 1 werden über einen Multiplexer 2 einem Analog/Digital-Wandler 3 zugeführt. An dessen Ausgang stehen damit in zyklischer Folge digitale (in der Regel 1 Byte breite) Steuersignale an, welche die Stellungen der Steuergeber 1 repräsentieren. Beim Normalbetrieb (ohne Ankoppelung eines baugleichen Schülersenders) werden diese Steuersignale über einen geschlossenen (elektronischen) Umschalter 18 durch einen zweiten Multiplexer 7 verteilt und in festlie­ gender Reihenfolge in eine Bank 8 von Speicherplätzen D 1. . .D 6 (1 Byte-breite "Register") geleitet, welche der Zwischenspeicherung dient. Damit können die vor den Registern 8 liegenden Schaltungsteile völlig unabhängig von den dahinterliegenden Schaltungsteilen arbeiten. Auf die Registerbank 8 folgt ein der Signalverknüpfung und -Formung dienender Schaltungs- (bzw. Programm-) Teil 9, der digital arbeitet. Die Parameter für Signalverknüpfungen und -formungen werden mittels Einstellern 19 gewählt. Danach folgt ein Encoder 10, welcher schließlich das der Modulation eines HF-Teils 11 dienende (serielle) Signal bildet.

Zusätzlich wird nun der (1 Byte breite) serielle Datenstrom der Steuer­ signale am Ausgang des A/D-Wandlers 3 einem Ausgabe-Schnittstellen- Baustein 6 zugeführt. Dieser sowie ein Eingabe-Schnittstellen-Baustein 13 stellen zusammen (17) ein aus der Datenverarbeitungstechnik her bekanntes Element dar und brauchen nicht näher beschrieben zu werden. Wesentlich ist lediglich, daß diese beiden Bausteine einen Byte-seriellen in einen Bit-seriellen Datenstrom (bzw. umgekehrt) wandeln. Damit besitzt der Sender einen 1 Bit breiten (= 1 Leitung) Ausgang 14 und Eingang 15, deren digitaler Datenstrom die Werte der primären Steuersi­ gnale beinhaltet.

Zwischen A/D-Wandler 3 und Schnittstelle 6 ist eine Zusatz-Einheit 4 geschaltet, welche dazu dient, dem Datenstrom eine weitere Informa­ tionseinheit zuzusetzen, deren Inhalt durch weitere Schalter 5 erzeugt wird.

Entsprechend ist dem Eingabe-Schnittstellen-Baustein 13 eine Steuerein­ heit 12 nachgeschaltet, welche diese Zusatzinformation wieder abtrennt. Die reinen Signaldaten (Steuersignale) werden dem Umschalter 18 zugeführt, während die Zusatzinformation diesen Schalter 18 selbst steuert.

Zum Lehrer-Schüler-Betrieb werden der Ausgang 14 des Schülersenders mit dem Eingang 15 des Lehrersenders über eine einfache Leitung verbunden.

Schnittstelle 13, Steuereinheit 12 und Umschalter 18 sind so ausgebildet, daß automatisch - solange an Eingang 15 ein Datenstrom anliegt - der Umschalter 18 so gesteuert wird, daß anstelle der vom A/D-Wandler 3 des Lehrersenders kommenden Daten die vom Schülersender über den Eingang 15 des Lehrersenders empfangenen Daten in die Registerbank 8 des Lehrersenders geschrieben werden. Die nachgeschalteten Funktions­ gruppen 9, 10, 11 "merken" hiervon gewissermaßen nichts.

Die schon erwähnte, im Schülersender erzeugte/zugesetzte und im Lehrer­ sender zur Steuerung des Umschalters 18 verwendete Zusatzinformation dient nun dazu, den Umschalter 18 so zu steuern, daß selektiv nur einzelne bzw. einige der Register 8 mit der vom Schülersender empfange­ nen Information beschrieben werden, während die restlichen Register ihre Daten vom A/D-Wandler 3 des Lehrersenders erhalten. Dem Sprachge­ brauch der Informatik folgend, kann man diese Zusatz-Information als "Enable"-Byte(s) bezeichnen. Damit ist es möglich, die zur Weiterver­ arbeitung gelangenden Daten beliebig aus den Signalquellen des Lehrer- oder Schülersenders zu übernehmen.

Es ist zum Beispiel möglich, vom Schülersender nur ein einzelnes Steuersignal (z. B. Seiten- oder Höhenruder) zu übernehmen, während der Lehrer alle übrigen Funktionen steuert.

Da nur die primären, unverknüpften Signale übergeben werden, spielt es keinerlei Rolle, welche Verknüpfungen und Signalformulierungen im Funktionsblock 19 und 9 des Schülersenders eingestellt bzw. wirksam sind. Es werden ausschließlich die im Lehrersender gewählten Verknüpfun­ gen und Formungen verwendet. Dies bedeutet, daß keinerlei Angleichen der beiden Sender aneinander mehr notwendig ist.

An sich wäre es möglich, die zur Auswahl der zu übernehmenden Signale dienenden Funktionsblöcke bzw. die Zusatzinformation selbst zu vermeiden, indem die Auswahl direkt im Lehrersender eingestellt und vorgenommen wird. Bei der praktischen Ausbildung zeigt es sich jedoch, daß gerade beim Lehrer-Schüler-Betrieb im Schülersender sonst unbenützte Bedienele­ mente vorhanden sind, während im Lehrersender solche gesondert vorzusehen wären. Der scheinbare Mehraufwand stellt daher bei der praktischen Realisierung eine Verringerung des Aufwands dar.

Wie schon erwähnt, sind die Funktionsblöcke 13, 12, 18 so ausgelegt, daß - nach Maßgabe der zusätzlichen Informationseinheit - ein am Eingang 15 liegender Datenstrom automatisch erkannt und in die Register 8 geleitet wird. Umgekehrt werden automatisch die Daten vom A/D-Wandler des Lehrersenders eingeschrieben, solange am Eingang 15 kein Datenstrom anliegt.

Mit einem Schalter 16, der - vom Lehrer betätigt - den Datenstrom unterbricht, kann daher auf einfachste Weise zwischen Lehrer- und Schüler-Steuerung umgeschaltet werden.

Der erforderliche Aufwand mag zunächst unverhältnismäßig hoch erscheinen. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß Fernsteuer-Sender der jüngsten Generation bereits mit einem Mikroprozessor ausgerüstet sind und digitale Signalverarbeitung aufweisen. Ferner sind bei neueren Prozesso­ ren die meisten oder gar alle der beschriebenen Funktionsblöcke in einem Chip integriert erhältlich; und ein Teil der beschriebenen Funktionen läßt sich in Form von Software realisieren. Beim Implementie­ rung auf einem modernen Einchip-Prozessor läßt sich das beschriebene System praktisch ohne jeden zusätzlichen Hardware-Aufwand realisieren.

Claims (4)

1. Verfahren zur Funkfernsteuerung von Modellen mit einem Schülersender, dessen Steuerinformationen über eine Leitung zu einem Lehrersender über­ tragen werden und von diesem anstelle der eigenen Steuerinformation ver­ wendbar ist und schließlich ausgesendet wird, wobei Steuergeber (Knüppel, Schalter usw.) in beiden Sendern die jeweils spezifischen Steuerfunktionen im Modell zugeordneten Steuerinformationen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Sendern die Steuerinformationen der je­ weiligen Steuergeber (1) (Steuersignale) zyklisch abgefragt, digitalisiert und in ein bit-serielles Signal umgewandelt werden, und daß dieses bit-se­ rielle Signal über einen seriellen Ausgang (14) des Schülersenders in ei­ nen seriellen Eingang (15) des Lehrer-Senders übertragen wird, wo es zu­ mindest teilweise anstelle der Lehrersender-eigenen Steuerinformationen in Speicherregister (8) geschrieben wird, aus denen dann in an sich be­ kannter Weise die Sendeinformation des Lehrersenders gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den vom Schüler- zum Lehrer-Sender bit-seriell übertragenen Steuersignalen im Schülersender eine weitere Informationseinheit ("Enable-Bytes") zugesetzt wird, die im Lehrersender dazu dient, selektiv Steuersignale des Lehrersenders vor deren Abspeicherung im Speicherregister (8) durch solche des Schülersenders zu ersetzen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der In­ halt der weiteren Informationseinheit im Schülersender durch Einstellorgane vor­ gebbar ist, die ohnehin vorhanden sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Steuersignale des Schülersenders durch einen Schalter (16) in der seriellen Eingangsleitung unterbrechbar ist.