Funkfernsteuerung für ein Flugzeug mit Sender und Empfänger

Bei diesem Projekt sollte mit Hilfe des Mikrocontrollers Arduino die Fernsteuerung eines Modellflugzeugs gebaut und programmiert werden.

Dazu wurden zwei Arduino Nano als Mikrocontroller und das Funkmodul nRF24l01 zur Datenübermittlung ausgewählt. Ein weiterer Arduino wurde exklusiv für die Ansteuerung des Reglers für den Motor eingebaut. Das drahtlose Transceivermodul nRF24l01 ist ein Baustein mit der Möglichkeit, Daten zu versenden und zu empfangen. Das Modul arbeitet im 2,4 GHz Bereich.

Es wird zur wechselseitigen Kommunikation zwischen den beiden Arduino-Modulen (Sender und Empfänger) eingesetzt. Es existieren fertige Libraries zur Verwendung des Moduls, wobei die meisten fertigen Programme entweder nicht funktionsfähig sind oder nicht die Möglichkeit besitzen, mehr als eine Information zu übermitteln. Zur Verwendung als Fernsteuerung musste auf Basis der ausgelesenen Library ein komplett neues Programm erstellt werden.

Programmablauf der beiden Arduino-Module bei der Steuerung des Flugzeugs:

  1. Bestimmung der zu übermittelnden Informationen durch Auslesen von Joystick-Positionen und Schalterzuständen
  2. Verarbeitung der Daten in ein übertragbares Format, Zuordnung in Übertragungskanäle und Versand der Daten (Sender).
  3. Auf eine Antwort wird bei der Steuerung des Empfängers verzichtet, da es den Prozess aufhält und bei Problemen zu einer gefährlichen Situation des Flugzeugs führen kann
  4. Empfang der Daten am zweiten Arduino (Empfänger)
  5. Verarbeitung der einzelnen Daten in Werte, die ausgegeben werden können
  6. Ausgabe der Werte an die angeschlossenen Servos und einen dritten Arduino, der für die Steuerung des Motors zuständig ist.

Das Konzept der Datenübertragung bildet dabei nicht nur die Grundlage für eine Fernsteuerung, sondern lässt sich beliebig anpassen. Es bietet die Grundlage für ein Smart Home mit Rückmeldung für die auszuführenden Tätigkeiten.

Bei Versuchen mit dem Flugzeug wurde klar, dass es zuverlässig fliegt. Nichtsdestotrotz würde ich die Verwendung des Funkmoduls besonders für ortsfeste Systeme mit weniger Gefährdung der Umgebung durch Systemversagen empfehlen.

Schaltbild des Senders in der Fernbedienung

Schaltbild des Empfängers und der Motorsteuerung im Flugzeug

Vollständige Projektbeschreibung

Fertige Programmcodes des Projektes (*.ino-Datei)