Der Studienbereich für Mechatronik der Hochschule Reutlingen hat eine Projektarbeit für Schüler entwickelt, die Jugendlichen spielerisch die Grundlagen der Mechatronik und Informatik vermittelt und dabei jede Menge Spaß bereitet. Beim ArduSmartPilot steuert ein Smartphone per Bluetooth einen Arduino in einem Modellflugzeug.
Kann man ein Modellflugzeug mit einem Smartphone fernsteuern? Können Schüler mit Unterstützung von Mechatronik-Studenten ein solches Flugzeug mitsamt Fernsteuerung sogar selbst bauen? Im Februar 2014 berichtete Make (damals noch c't Hacks) über ein damals laufendes Projekt der Hochschule Reutlingen „ArduSmartPilot: Praktischer Schulunterricht“ mit diesem Ziel. Die Leser möchten sicher wissen, ob die Flugzeuge wirklich geflogen sind und zu welchen Erkenntnissen das Projekt geführt hat.
Für die ganz neugierigen: Ja, die erste Schülergruppe hat das Projekt im Sommer 2014 erfolgreich abgeschlossen. Die Bilder unten zeigen die Schülerinnen und Schüler am „Flugtag“ im Sommer 2014 auf einer Wiese direkt neben der Hochschule. Weitere Fotos und ein Video gibt es hier. Eine ausführliche Beschreibung über den (Umbau-)Bau des Flugzeugs und seiner Fernsteuerung ist in Ausgabe 3/15 des Make-Magazins zu finden.
Die Hochschule verwendet als Flugzeug den Wurfgleiter Felix 80 des süddeutschen Herstellers Miniprop. Es ist flugfertig und besteht aus dem sehr robusten geschäumten Material EPP (Expandiertes Polypropylen). Dieses kostengünstige Segelflugzeug erweitern die Schülerinnen und Schüler im Selbstbau mit Elektromotor, Höhen- und Seitenruder und Bordrechner. Um die Fernsteuerung so einfach wie möglich zu gestalten, werden keine Querruder (Klappen an den Tragflächen) verwendet. Das Flugzeug ist damit nicht für Kunstflüge geeignet, dies ist auch nicht das Ziel.
Als Bordrechner des Flugzeugs wurde ein Arduino Pro Mini (3,3 Volt Version) gewählt. Er benötigt wesentlich weniger Platz als ein Rechner im Orginal-Arduino-Format und wiegt nur zwei Gramm. Die Kommunikation mit dem Smartphone erfolgt über das klassische Bluetooth. Sowohl mit dem Modul HC-05 (Klasse 2) als auch mit dem Modul BTM222 (Klasse 1) ist die Fernsteuerung eines Flugzeugs möglich. Das Klasse-1-Modul besitzt sowohl eine höhere Empfangsempfindlichkeit für die Funksignale des Smartphones als auch eine höhere Sendeleistung für die Rückmeldungen. Wir verwenden dieses in dem Projekt und erreichen damit Reichweiten von 90 Metern problemlos.
Die Software-Module für das Smartphone und den Bordrechner wurden erstmalig von einem Mechatronik-Student der Hochschule Reutlingen im Rahmen einer Bachelor-Thesis entwickelt. Prof. Stefan Mack hat sie weiterentwickelt und eine komplette Bauanleitung für das Flugzeug auf die Homepage der Fakultät Technik der Hochschule Reutlingen gestellt. Als Smartphone wird ein Typ mit dem Betriebssystem Android vorausgesetzt. Dafür kann die Fernsteuersoftware mit der Java-ähnlichen Sprache Processing mit dem gleichnamigen Entwicklungstool des Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt werden.