Tankanzeige für Jets mit MUI Sensor

In den letzten Jahren hat JETI das Duplex 2,4GHz System konsequent ausgebaut, so dass neben zahlreichen Empfängern auch Expander und MUI Sensoren verfügbar sind. MUI Sensoren sind in der Lage, jeweils einen Strom und eine Spannung zu messen und diese per Telemetrie zu übermitteln. Zusätzlich zum aktuellen Strom wird dieser auch über die Zeit aufsummiert und die so errechnete aus dem Akku entnommene Kapazität als Telemetriewert übermittelt. Ein Expander ermöglicht den Anschluss mehrerer Sensoren an den EXT Eingang eines Empfängers. Die mit den MUI Sensoren eingeführten Möglichkeiten haben mich dazu veranlasst, diesen Artikel zu schreiben.

Wie der Name der MUI Sensoren schon andeutet und wie oben beschrieben, sind die MUIs zur Messung von Strom und Spannung gedacht. Sie können entweder direkt an einer JETIbox als sehr einfaches standalone „Multimeter“ oder an einen Empfänger bzw. einen Expander angeschlossen werden, so dass die gemessenen und errechneten Werte per Duplex zum Sender übertragen werden. Am Sender können dann akustische Warnungen ausgegeben werden und gegebenenfalls auch über eine am Sender angeschlossene JETIbox angezeigt werden. Die Programmierung eines MUI Sensors erfolgt in jedem Fall über die JETIbox. Sehr komfortabel ist, dass nach dem Anschluss eines MUI Sensors keine Anmeldung oder ähnliches nötig ist, auch eine Konfiguration ist nicht zwingend erforderlich. Funktionen und Programmiermenüs stehen automatisch zur Verfügung und verschwinden nach der Trennung des MUI Sensors auch wieder von selbst, so dass hier in Anlehnung an die PC-Welt von einem echten „plug and fly“ gesprochen werden kann.

Es gibt die MUI Sensoren in 5 Varianten: MUI 30, 50, 75, 150 und 200. Die Funktion ist immer die gleiche, nur der maximal zulässige Strom unterscheidet die verschiedenen Modelle. Jeder MUI Sensor stellt zwei voneinander unabhängige Anschlüsse für die Messung von Strom und Spannung zur Verfügung, so dass beispielsweise der Strom von einem Akku und die Spannung von einem anderen Akku mit nur einem MUI Sensor gemessen werden könnte.

MUI Sensoren messen und errechnen die folgenden Werte:

Die Angaben sollen hier nicht weiter vertieft werden und können auch einfach von jetimodel.com heruntergeladen werden. Als ich ein MUI 75 von einem Freund auf dem Tisch hatte, begann ich über eine mögliche Verwendung für mich nachzudenken. Ich selbst mag Jet-Modelle mehr als elektrische (Impeller-) Modelle und so kam mir die Idee einer leichten „Zweckentfremdung“. In meinem Hangar stehen einige turbinengetriebene Modelle mit einem recht hohen Verbrauch von etwa 1kg Kerosin auf drei Minuten, so dass oft bis auf den letzten Rest im Tank geflogen wird. Jet-Modelle mit ausgefallener Turbine fallen in der Regel mehr vom Himmel als in einen Gleitflug überzugehen,  so dass es einen Ausfall wegen Kerosinmangel zu verhindern gilt. Die Idee der „Zweckentfremdung“ ist nun, den MUI Sensor nicht wie gedacht direkt hinter den Akku zur Strommessung zu schalten, sondern ihn stattdessen zwischen ECU und Kerosinpumpe zu setzen. Dadurch werden die Stromaufnahme der Pumpe und die von der Pumpe verbrauchte Energie in mAh als entnommene Kapazität gemessen, so dass die verbrauchte Energie der Pumpe (also die Kapazitätsanzeige des MUI Sensors) als Tankanzeige mit akustischer Warnung bei leerem Tank genutzt werden kann.

Anschlussschema MUI Sensor nach Handbuch

Angepasstes Anschlussschema für die Tankanzeige

Vorausgesetzt die Stromaufnahme der Pumpe verhält sich annähernd linear zur geförderten Kerosinmenge, würde der MUI Sensor sich hervorragend als elegante und kostengünstige Tankanzeige einsetzen lassen. Die per Telemetrie übertragenen Werte könnten im Wesentlichen für einen akustische Alarm bei unterschreiten einer Mindestmenge im Tank genutzt werden. In der Theorie klingt das Prinzip erstmal sehr gut, aber wie schlägt es sich in der Praxis?

Ich habe zur Überprüfung der Theorie einen einfachen Teststand gebaut. An einem Spannungsregler, welcher die Pumpe versorgt, kann eine Spannung zwischen 0,8V - 4,7V eingestellt werden. Dies entspricht in etwa auch dem Bereich, den eine ECU üblicherweise nutzt. Zusätzlich wurde der Schlauch auf der Druckseite verengt, um den Durchflusswiderstand zu erhöhen und eine angeschlossene Turbine zu simulieren. Als Sensor kam ein MUI 30 zum Einsatz, welches bei einer Stromaufnahme der Pumpe von max. 3A völlig ausreichend ist. Getestet wurden Pumpen von Frank, Graupner, Top Jet und zwei weiteren Herstellern. Bei den typischerweise für Turbinen verwendeten Pumpen handelt es sich um Zahnradpumpen mit angeflanschten 300er oder 400er Bürstenmotoren.

Was dann folgte war eine lange Testreihe, bei der immer wieder gepumpt, gemessen, aufgeschrieben, … , gepumpt und gemessen wurde.

Wenn meine oben genannte Theorie stimmt, müsste die benötigte Energie für das Pumpen einer immer gleichen Menge für alle getesteten Pumpen identisch sein. Eine kräftige Pumpe benötigt mehr Strom bei höherer Pumpleistung, ist dafür aber eben auch schneller fertig. Eine der Pumpen wurde bei jedem Testlauf besser. Sie war absolut neu und bis dahin ungenutzt. Die gemessen Werte dieser Pumpe wurden daher nicht weiter betrachtet. Nicht alle Pumpen wurden gleich oft getestet.

Es erscheint wenig zielführend hier alle Messwerte tabellarisch zu veröffentlichen, das Ergebnis lässt sich aber in ein paar Sätzen zusammenfassen:

• Das Verhältnis von verbrauchter Energie durch die Pumpe zu geförderter Kerosinmenge ist tatsächlich linear.
• Die Pumpgeschwindigkeit hat keinen Einfluss auf die Messwerte.
• Der Testaufbau (Spannungsregler - MUI Sensor - Pumpe) liefert reproduzierbare Ergebnisse mit einer maximalen Abweichung von 4%.
• Endergebnis: Es funktioniert!

Die maximale Abweichung von 4% sieht klein aus, aber bei einer Tankgröße von 3l bedeutet dies eine Abweichung von bis zu 120ml. Das ist nicht unbedingt wenig, sollte bei richtiger Einstellung der Alarmgrenze aber kein Problem sein. Während die Abweichung beim simulierten Halb- oder Vollgas Betrieb praktisch nicht messbar war, stiegt sie bei Pumpvorgängen mit Spannungen zwischen 0,8V - 1,5V (entsprechend dem Turbinen Idle) verhältnismäßig stark an.

Sowohl der praktische Betrieb als auch die Installation gestalten sich sehr einfach. Die Zuleitung zur Pumpe wird auf einer Ader unterbrochen und der MUI Sensor an dieser Stelle eingesetzt. Wichtig ist nur Beachtung der Polarität des MUI Sensors! Wird der Sensor falschherum eingebaut, funktioniert die Pumpe wie gewohnt, es wird jedoch kein Strom gemessen. Das freie Kabel des MUI Sensors zur Spannungsmessung kann z.B. für die Überwachung des Turbinenakkus genutzt werden. Durch die in den Empfängern vorhandene Spannungsmessung könnten so Empfänger- und Turbinenakku gleichzeitig überwacht werden. Der nächste Schritt ist nun herauszufinden, wieviel Energie die Turbinenpumpe für einen Flug benötigt. Eine Möglichkeit ist, die Turbine nach dem Flug solange weiterlaufen zu lassen, bis der Tank leer ist. Die dann abgelesene Kapazität wird um ein Fünftel oder ein Viertel reduziert und über die JETIBox als Kapazitätsalarm im MUI Sensor eingestellt, wodurch sich eine sichere Reserve ergibt.

Ein Beispiel:

• Der MUI Sensor zeigt 200mAh als entnommene Kapazität für einen komplett leeren Tank
• Bei 20% Reserve ergibt sich ein Wert von 200mAh - 20% = 160mAh
• Der Kapazitätsalarm wird auf 160mAh gesetzt

Das Resultat ist ein akustischer Kapazitätsalarm als Hinweis jetzt zu landen, nachdem die Turbinenpumpe 160mAh verbraucht hat, der Tank also zu 80% entleert ist. Das Verfahren funktioniert natürlich nur, wenn mit vollem Tank gestartet wird.

M. Pastyřík

Testaufbau