12-Kanal Flugtags Zündgerät

Beim RJD Flugtag wurde bisher immer ein kleines Zündgerät benutzt. Das hatte nur 3 Kanäle, was bei 8 Startrampen etwas wenig ist. So wurde dann oft die Kabel der Nachbar-Rampe genommen, bis dann irgendwann niemand mehr recht wusste, welches Kabel an welche Rampe führt.

Dazu kam noch das Stromproblem, die Batterien standen beim LCO, von dort leiteten z.T. 50 m lange Kabel den Strom zum Zünder. Das da viel verloren geht, konnte man an den vielen Fehlzündungen merken.

Es kam daher die Idee auf, ein neues Zündgerät zu bauen, ich stellte mich dafür zur Verfügung. Meine Idee war, eine Zentrale zu bauen, die per Funkverbindung zwei Sateliten ansteuert. Diese Sateliten besitzen je 6 Kanäle, und schalten den Strom direkt vor Ort auf die Zünder. Die Batterien stehen so direkt an den Rampen, ohne lange Kabel dazwischen.

Die SAT haben Sirenen zur Warnung, die Ausgänge werden mit einer Sicherheitsschaltung betrieben: 2 Relais sind für jeden Ausgang da, eins brückt die Ausgänge, der Zünder kann unmöglich auslösen. Dieses Relais öffnet wenn die Rampe scharf geschaltet wird, die Sirene ertönt. Erst wenn dann das zweite Relais eingeschaltet wird, wird der Zünder mit Strom versorgt. Auch das Sendeprotokoll sorgt für weitere Sicherheit, eine Fehlauslösung ist nahezu ausgeschlossen.

Die Sicherheitsschaltung sieht exemplarisch so aus:

LCO

Die Zentrale (LCO) besitzt 12 Taster, mit denen man je eine Rampe scharf schalten kann. Die SATs messen nach dem Scharfschalten den Zünder durch und melden den Zustand. Daraufhin leuchtet entweder eine rote LED wenn kein Zünder angeschlossen ist, oder eine Grüne wenn ein Zünder angeschlossen ist. So sieht der LCO auf einem Blick, welcher Zustand die Pads haben.

Die Pads stehen in einem besitmmten Muster auf dem Feld, da bot es sich an, die entsprechenden Taster im selben Muster anzubringen:

Aufstellungsplan der Rampen:

Ich habe zuerst den LCO gebaut, dieser besteht aus 2 Platinen: Eine Steuerung mit einem Atmel ATMEA644-20. Dieser hat verschiedene Schnittstellen, u. a.

  • I2C für ein Bedienterminal mit LCD-Display (Das selbe Terminal wie beim Altimax)
  • Keyboard-Matrix für 3x4 Tastatatur
  • I2C-I/O Erweiterung, daran angeschlossen sind 24 LEDs für die Zustandsanzeige der Pads
  • Serielle Schnittstelle
  • I/O für weitere Taster
  • JTAG für die Programmierung

Auf der Platine ist ein Xbee Pro Modul für den Funkverkehr, das ist ein Modul nach dem Zigbee Standard, 2,4 GHz. Das Modul hat eine eigene Stromversorgung von 3V, der Rest der Schaltung läuft mit 5 V.

Eine weitere Platine ist die LED-Platine, diese besitzt auf der Rückseite einige PCA9554 I2C-Expander, damit kann man weitere I/O an einen Controller anbinden.

Ein wasserdichtes Keyboard ist an den Matrixport angeschlossen und erlaubt die Auswahl der Pads.

Hier das ganze LCO-System mit Terminal:

Rückseite, der Mega644 und ein paar Kleinteile.

SAT

Die SAT-Module sind ähnlich aufgebaut, die zentrale Platine ist ähnlich, hat aber weitere Schnittstellen, u. a. 6 A/D Wander-Eingänge sowie 12 Relais-Endstufen, die direkt 12V-KFZ-Relais schalten können.

Ich habe sehr starke Relais eingebaut, diese halten am Arbeitskontakt 50A aus. Das ist notwendig, weil es oft vorkommt, dass ein Kurzschluss an den Kabeln anliegt, in diesem Fall fliesst viel Strom durch die Leitung.

Daneben gibt es noch eine kleine Platine mit 12 LEDS, diese zeigen den Zustand der Ausgänge an und stellen eine Verbindung zwischen Controller und Relais her.

Der SAT besitzt auch eine sehr laute Sirene, diese wird aktiviert, wenn ein Ausgang scharf geschaltet wurde, damit jeder im Feld hört, dass Gefahr droht. Das erübrigt Fragen wie "Ist die Rampe unscharf?" :-)

Die ganze Elektronik eines SATS, im Uneingebauten Zustand, sieht chaotisch aus, ist es aber nicht, die Kabel sind alle symmetrisch eingebaut, und mit gecrimpten Stecker versehen.

Verpackung

Damit das ganze handhabbar wird, muss natürlich eine Verpackung her. Kommerzielle Gehäuse sind in der Größe leider sehr teuer, bis zu 60 Euro kostet ein Gehäuse. Also habe ich entschieden, dass diese aus MDF gebaut werden, ein glattes Holzmaterial. Dieses wird wasserfest verklebt und lackiert, so dass die Gehäuse wetterfest werden.

Für den Anschluss der Zündkabel wurde eine Aluplatte gefräst, diese nimmt die stabilen Schraubklemmen auf.

Eine fertige Aluplatte, frisch aus der Fräsmaschine:

Hinten wurde noch eine Nut eingefräst damit die Klemmen besser sitzen.

Die SAT und LCO haben selbstheilende Sicherungen an Bord. Daneben sind die viele Klemmen zu sehen.

So sieht ein Satelit dann fertig aus:

Das LCO-Pult, daran kann man bequem ein Pad scharf schalten und zünden. Die LEDS zeigen den Zustand der angeschlossen Zünder an: Dauerleuchten ist OK, blinken bedeutet "Keinen Durchgang".
Über dem Schlüsselschalter sind 2 LEDs die den Empfang der Sateliten anzeigen.

Auch Dragraces mit bis zu 12 Raketen sind so möglich!

Das komplette System, klein aber stark. Alle Teile werden mit langen Wlan-Antennen ausgestattet, die Reichweite ist damit sehr gut, über 100 m lassen sich leicht überbrücken.