X-Plane 9.21 mit IOCards und SIOC

Die einstige Plugin-Entwicklung "XPLUIPC" für X-Plane und IOCards wurde nur bis X-Plane 8 entwickelt. Mit X-Plane 9 funktioniert das Plugin nicht wie gewünscht. Nun zum Glück hat Francisco Sedano eine eigene Variante "UIPCX" entwickelt. Dazu habe ich das Input-Script SIOC 3.41 nochmal angepasst und mit X-Plane 9.21 grob getestet. Resultat: es geht.

Quelle für Downloads:
Francisco Sedano's UIPCX: www.fransedano.net
Opencockpits Hardware + SIOC: www.opencockpits.com

X-Plane 9.2 beta / Einstellungen für Beamer

An der X-Plane Front tut sich so einiges. Ein potentiell nettes Feature in X-Plane 9.2 beta ist die Feinkorrektur für Multi-Beamer Projektionen. Es können folgende Einstellungen vorgenommen werden:
- Zylinderprojektion (das Bild des Sim wird entsprechend gerechnet!)
- Kugelprojektion (das Bild des Sim wird entsprechend gerechnet!)
- weicher Randverlauf
- versetzte Ecken
- Krümmungskorrektur

Vorallem die 2 ersten Features sind ein Herausstellungs-Merkmal, da diese eine bessere Bildqualität liefern als "aufgesetzte" Korrektur-Software die ein bestehendes Bild staucht und interpoliert.

Allerdings sind diese Features nur mit einem Lizenz-USB-Dongle lauffähig. Preis: 500$.
Tönt viel, ist es aber nicht. Denn wer ein 3 Beamer-Setup hat, der kann sich auch das noch leisten.

Hier ein paar selber erstellte Screenshots:

Piper Arrow III - zusammengebaut

So, das gröbste ist geschafft, das Ding steht im Zimmer. Noch die Rückwand einbauen und alle Verkleidungen innen festschrauben. Dann muss "nur" noch die Technik eingebaut werden, also Pedale, Steuerhorn und das Instrumentenpanel. Naja, ich denke es wird Herbst bis alles läuft.

Piper Arrow III - gezügelt

Also entweder ist die Zimmertür zu schmal, oder das Cockpit ist (noch) zu gross. Drum steht das Ding noch im Wohnzimmer. Daher muss mit einem chirurgischen Eingriff ein Teil des oberen Brandschotts (Firewall) durchtrennt werden (Foto links) und die Seitenverkleidung teilweise ausgenietet werden (Foto oben rechts).

Piper Arrow III

Durch einen glücklichen Zufall konnte ich ein Original-Rumpfsegment einer Piper Arrow III erstehen. Mehr demnächst...

GA Multicrew Cockpit

Das nächste Projekt ist mein altes Singlepilot-Cockpit auf ein GA-Multicrew-Cockpit umzubauen. Vorlage ist momentan eine PIPER SENECA II. Dazu wird ein verbundenes Yoke konstruiert, aber auch die Pedale sollen für 2 Piloten ausgelegt werden. Ein Teil der Instrumente soll als umgebautes Original eingebaut werden, ein Teil auf einem LCD Monitor dargestellt werden. Ein Challange wird das Garmin GNS 530 werden.

Gekrümmte Projektionsfläche

Aufgrund eines Hinweises von Christian Müller für eine "warping software" von www.immersaview.com habe ich die Sache mal in einem Versuchsaufbau angeschaut und ein einige Überlegungen gemacht. So toll es auf den ersten Blick aussieht, die Probleme liegen im Detail.

Versuch mit 1 Beamer auf plane Projektionsfläche









Ziel:
Die Aussensicht des Flugsimulators mit nur einem Beamer auf eine gekrümmte Leinwand projizieren. Der Krümmungswinkel soll min. 100° oder mehr betragen, damit man auch eine leichte Seitensicht hat. Der Abstand vom Auge des Piloten bis zur Leinwand soll ca. 2m sein.

Problem #1:
Im Flugsimulator ist der normale Sichtwinkelbereich pro Sicht ca. 45° (bei normalem Zoom). Bei mehr als 60° Blickwinkel ist das Bild sehr verzerrt. X-Plane erlaubt immerhin definierte Winkel-Einstellungen, FS2004 kennt nur den Zoomfaktor.

Probelm #2:
Mit einem handelsüblichen Beamer kann man kein Bild von 3m Breite oder mehr innerhalb einer Sichtdistanz von 4m oder weniger auf eine Wand projiizieren. Der Öffnungswinkel des Projektionskegels ist zu klein, man bräuchte eine Weitwinkellinse.

Problem #3:
Die Auflösung des Beamers sollte möglichst hoch sein, da a)Pixel beim "warping" verloren gehen, und das Bild b) interpoliert wird. Unter HD-ready 1280x720 würde ich nicht gehen.

Problem #4:
Wenn die Krümmung der Leinwand sehr gross ist, wird das Bild am Rand nicht mehr scharf dargestellt. Die Toleranz für die Tiefenschärfe bei 3m Leinwandabstand ist etwa 0.5m.


Momentan sehe sich somit keine Lösung mit nur einem Beamer und der Warping-Software ein ausreichend grosses Bild auf eine gekrümmte Leinwand zu projizieren.

Mögliche Lösungen:
- zwei Beamer mit je ca.60° Projektionswinkel verwenden. Total sind das dann 120°.
- zur Verkürzung der Sichtdistanz und zusätzlich zur Verbreiterung des Bildes gekrümmten Spiegel verwenden. Oder kann der auch flach sein? Weitere Tests folgen.

SIOC Programmierung

Hier ein kurzes Video welches die Möglichkeiten von SIOC aufzeigt. Die gezeigte und gewünschte Cockpit-System-Logik ist den sog. "Light Test" nur bei entsprechenden Schalterstellungen von "Battery" und "Avionics" zu erreichen. Man sieht es zwar kaum, aber die 7-Segment-Displays zeigen beim Test "8888" und dann wieder den normalen Wert. Bei dieser Demo läuft kein Flugsimulator im Hintergrund.

Homecockpit auf X-Plane migriert

In Hergiswil wurde meine Neugier auf den X-Plane erneut geweckt. Im Frühling dieses Jahres habe ich den X-Plane gekauft, kurz angeschaut und mangels der eher dürftigen Szenerie in Version 8.6 wieder zur Seite gelegt. Das Potential hinsichtlich Flug-Dynamik und die Systemstiefe für den Homecockpitbau habe ich nicht erkannt.

Jetzt, 6 Wochen später bin ich schlauer und habe den Grossteil der Funktionen meines Cockpits migriert. Die Funktionsvielfalt ist um EINIGES grösser als bei FS200x. Mit Version 9 von X-Plane ist auch die Szenerie-Qualität gestiegen. Einige eifrige User haben sogar CH-Pro konvertiert, zwar noch mit zu langer Ladezeit, aber immerhin.

Für ambitionierte Flugsimulator Anwender und Homecockpitbauer ist X-Plane somit sehr empfehlenswert. Zumal im Gegensatz zum FSX die Software auch auf den nicht allerneuesten Rechnern recht flott läuft. 2Mb RAM und und eine grosse Festplatte empfehle ich aber schon.

Hier einige Gründe warum ich nun lieber X-Plane verwende:
- Flugdynamik ist aufgrund des Berechnungprinzips sehr nahe an der Realität
- Vernetzung von mehreren Rechnern ist fester Bestandteil von X-Plane
- Instrumenten-Panels über Ethernet auf max. 9 andere Rechner ausgelagert werden.
- Nahezu alle Systeme, Funktionen und Parameter eines Flugzeugs können ausgelesen werden und mittels externer Bedienelemente gesteuert werden.
- IOCards Elektronik von Opencockpits funktioniert.
- Instruktorenpanel kann nahezu fast alle Pannen simulieren.
(schon mal im FS200x probiert einen Bremsenausfall am linken Fahrwerk zu simulieren? Oder dass sich das Bugfahrwerk alleine nicht ausfahren lässt?)
- einige Instrumente lassen sich separat für Pilot und Copilot definieren, z.B. Höhenmesser. Somit ist X-Plane bestens für ein Multi-Crew-Cockpit geeignet.

Hergiswil 2007

Das Weekend in Hergiswil ist schon wieder eine Woche her.
Der Heli-Sim hat seine Premiere hinter sich und wir bedanken uns bei allen Besuchern.

Nach einer Ruhepause werden wir die diversen Kinderkrankheiten am Heli-Sim beheben. Die zwei Tage in Hergiswil waren sehr aufschlussreich und es gibt einiges zu verbessern.

Valentin Kaufmann, Marc Wirth und Jan Spycher.

Heli-Cockpit (ohne Foto)

Geschafft!

Das Cockpit ist verladen und morgen geht es nach Hergiswil zum Flusi-Treff. Bis spät haben wir noch an der Mechanik rumgeschraubt, es ist halt am Ende doch komplexer als gedacht. Das Setup besteht nun aus folgenden Komponenten:

- Heli-Cockpit mit Doppelsteuer, Doppelpedale und Doppel-Collectivepitch
- Mittelkonsole mit Instrument- und Bedienpanel
- Dual-Headset
- Aussensicht mit Beamer / Spiegel-Rückprojektion (PC 1)
- Hauptrechner (PC 2) mit FS2004 und Seitensicht links
- Seitensicht rechts (PC 3)

Instrumenten Konsole Heli-Cockpit

Die Instrumenten Konsole von Marc Wirth für das Heli-Cockpit steht kurz vor der Fertigstellung. Ein LCD Monitor hinter einer Lochblende zeigt die Instrumente an, die Bedienung erfolgt über Go-Flight Module und orginale Headsets können an der Audio-Box angeschlossen werden.

Es fehlt nun nur noch der Farbanstrich und das Glare-Shield.

Analog Instrument mit träger Anzeige

Damit ein Analog-Instrument die raschen Werte-Wechsel nicht zu schnell anzeigt, habe ich einen 1000uF Kondensator parallelgeschaltet. So läuft der Zeiger nun langsam hoch oder runter. Bekanntermassen speichert ein Kondensator eine kleine Menge el. Engergie, das dämpft dann die Anzeige des Drehspulen-Instruments. So springen z.B. die Benzin-Anzeigen nicht gerade auf den aktuellen Wert, wenn man im Cockpit den Strom einschaltet, sondern sie laufen wie in der Realität langsam und träge ein.

Pedal Mechanik

Die Pedalmechanik habe ich versuchsweise mal zusammengebaut. Naja, noch hat sie zuviel Spiel und auch die Steifigkeit ist nicht so hoch wie ich es mir vorgestellt habe. Das muss noch verbessert werden.

Frästeile

Die lange erwarteten Frästeile sind heute fertig geworden. Kurzfristig konnte Fa. REWEAG einspringen,
(ich kenn' einen, der einen kennt, der kennt einen.....) . Wegen Zeitmangel konnte der ursprünglich gedachte Mechaniker nicht liefern.

Sitz Montage

Wegen der relativ tiefen Position dieser gebrauchen Autositze (danke an Jan Spycher) werden diese mit einer Zwischenplatte und vier Profilstücken um 120mm erhöht.

Helicopter Cockpit - Stand der Arbeiten

Langsam rückt der Termin näher und das Cockpit nimmt Gestalt an. Die Produktion der Kleinteile ist momentan das aufwändigste und darum noch nicht komplett.

Gestell und Kleinmaterial

Radio Altimeter

Nach vielen Wochen habe ich mich wieder einmal den IO-Cards von www.opencockpits.com gewidmet und deren SIOC Programmierung. Schon lange wollte ein Radio Altimeter in dem ich die DH (decision height) über einen Drehencoder wählen kann. Wenn diese erreicht ist, soll ein optisches und akustische Signal ausgegeben werden.

Nach langer Suche habe ich den entsprechenden FSUIPC Offest für die DH gefunden : Offset $3428, Length 4. Zusammen mit der Radio Altitude Offset $31E4, Length 4 konnte ich nun das Programm erstellen.

Das ganze funktioniert in meiner Baron 58 mit einem Bendix KRA-10 Radio-Altimeter-Gauge. Dieses habe ich aus einem Freeware-Flugezeug Howard 500. Das ganze geht aber auch komplett ohne Gauge / Instrument. Den DH Wert und die Radio-Altimeter Anzeige könnte man sich als 7-Segment Anzeige realisieren. So ähnlich wie diese Variante:

Analog Voltmeter

Heute habe ich aufgrund eines Forumeintrages bei www.opencockpits.com mal schnell ein Analog-Voltmeter am Flusi angeschlossen. Schon lange suchte ich nach dieser Möglichkeit, aber manchmal hat man halt ein Brett vor dem Kopf. Ich kam leider nicht selber drauf dass man die DC-Motor-Karte dazu auch benutzen kann. So treibt sie nicht nur kleine Gleichstrommotoren an, sondern alles was mit 5 V betrieben werden kann. Also neben Glühlampen, LED, usw. natürlich auch ein einfaches Voltmeter. Das schöne ist nun dass man digitale Flusi-Werte in ein analoges Ausgangssignal bringen kann.

Da ich gerade nur ein 20V Voltmeter zur Hand hatte, musste ich dessen internen Widerstand verkleinern bis die 5V den gesamten Anzeigebereich abdeckten. Dann noch die Programmierung in SIOC gemacht und den Flusi angeworfen. Tataaaa, funktioniert.



Somit kann ich nun diverse Flugzeug-Werte resp. deren Offset in SIOC so einbinden, dass ich pro DC-Motor-Karte 6 elektrische Analog-Instrumente betreiben kann. Es sind allerdings "nur" 127 digitale Schritte über den 5V Bereich möglich, das reicht aber sicher aus um z.B. eine Fuel-Anzeige, Oil-Temp. und ähnliches zu realiseren. Idealerweise mit einem Original-Instrument.

Hier die FSUIPC Offsets für die Elektrik welche in den meisten FS2004 Flugzeugen vorkommen:
$2840 Main Bus Voltage
$2888 Generator 1 Ampere
$2898 Generator 2 Ampere

USB-Controller für Kippschalter

Für Einsteiger habe ich eine unkomplizierte Alternative gefunden und ausprobiert mit dem man direkt 12 Kippschalter über einen speziellen USB-Controller anschliessen kann. Alle anderen Lösungen die ich bisher gesehen habe, konnten "nur" Taster verarbeiten, oder waren zu komplex in der Anwendung. Mit etwas Zusatzaufwand (Lötarbeiten mit Dioden) kann man bis zu 32 Kippschalter anschliessen, ausreichend für ein kleines Homecockpit.

Das Produkt nennt sich : Precision Joystick Controller BU0836.
Auf der Homepage vom Entwickler kann man die Funktionen nachlesen und auch gleich dort bestellen. Mit 35 $ plus 10 $ Versandkosten nicht ganz günstig, aber dafür einfach zu handhaben. Es braucht keine Treiber und keinen Programmieraufwand und ist günstiger als z.B. GoFlight.

Hier noch mal kurz Unterschied zw. Kippschalter und Taster erklärt:
- Kippschalter: Der Status EIN und AUS ist permanent
- Taster : Der Status EIN ist temporär, Status AUS permanent.
Das ist für die diversen Lösunge wichtig, z.B. die Knöpfe an einem Standard Joystick sind als Taster realisiert. Somit kann man NIE Kippschalter anschliessen, denn das wäre gleichbedeutend wie den Taster permanent zu drücken.

WICHTIG:
Da der FS2004 "nur" Joystick-Taster kennt, kann man Kippschalter-Zustände nicht definieren. Auserdem ist die Auswahl an Funktionen die man standardmässig zuordnen kann sehr eingeschränkt. Nur mit dem Zusatzmodul FSUIPC (www.schiratti.com/dowson.html) welches sowieso jeder ambitionierte Flusianer haben sollte, sind mehr Funktionen auswählbar und Kipp-Schalterzustände sind definierbar.

Meine Erfahrung:
Die stabilste Lösung scheint mir momentan immer noch eine spezielle Interface Lösung wie IOCards, FSBus und ähnliches. Denn mit dem oben erwähnten USB-Controller gab es hin und wieder Aussetzer. Mal waren die Schalterstellungen falsch und mal wurde der Controller vom Betriebssystem mit einer Fehlermeldung deaktiviert. Also nicht wirklich eine stabile Sache.

Patent (kein Scherz)

Mit Schrecken bin ich über ein Patent gestolpert, welches zufälligerweise exakt diesem Helicockpit resp. dessen Mechanik entspricht. Zum Glück stammt es von 1984 und ist somit seit 3 Jahren abgelaufen. Zudem war es als Trainingsgerät für ferngesteuerte Modelle gedacht. Damals dachte man nicht an die Verwendung für eine Computer-Simulation. Obschon Simulatoren längst bekannt waren.

Für Interessierte hier der Link zum PDF

Mehr auf www.freepatentsonline.com (Registrierung erforderlich)

Mittelkonsole

Die Mittelkonsole nimmt auch Gestalt an. Marc Wirth hat das erste detailierte Modell mit GoFlight Modulen erstellt. Die Instrumente werde hinter einer Blende von einem konventionellen TFT-Bildschirm dargestellt.

Beamer Rückprojektion

Aus Platzgründen werden wir vermutlich mit Beamer Rückprojektion arbeiten müssen. Die Idee ist ein den Beamer knapp unterhalb des Gestells zu platzieren. Das Bild wird dann via grossen Spiegel auf eine halbtransparente Folienleinwand projiziert.

Desweiteren habe ich heute alles mechanische Material bestellt.
www.zsb.ch für das Gestell (Alu Profile)
www.hager.ch für Befestigungsmaterial (Schrauben, etc.)

Mechanik (selbsttragend)

Die ganze Mechanik ist Zwecks besserer Justage und Aufbau komplett selbststragend. Bodenplatten, Stühle, Mittelkonsole und die Kanzel werden einfach drauf aufgesetzt.

Feinanpassung

Für die Feinanpassung der diversen Abstände habe ich mir in CATIA V5 das Produkt "Human posture" mal angeschaut. Ich war erstaunt welche Probleme noch zu lösen sind, wenn ein 1.80m grosser Pilot und eine 1.65cm kleine Pilotin im Cockpit sitzen. Diverse Abstände mussten noch korrigiert werden.

Collective-Pitch und Shell

So, in den letzen Tagen habe ich am Collective Pitch rumkonstruiert. Nicht ganz einfach diesen als Doppel-Pitch auszuführen. Es soll sowohl Pitch als auch Throttle mechanisch miteinander verbunden sein. Am Pitch-Hebel habe ich JetRanger-like auch einen Schalteraufsatz und einen Idle-Lock eingebaut. Das Shell ist mehr ein Schnellschuss und entspricht keinem Original, aber es vermittelt sicher das Cockpit-Feeling recht gut.

Desweiteren hier das aufdatierte 3dxml File zum runterladen.

Neuer Pedal- und Steuerknüppel-Mechanismus

Um die Anzahl Teile auf ein Minimum zu beschränken habe ich den Pedal- und Steuerknüppel-Mechanismus umkonstruiert. Für die Gelenke benötige ich nun "nur" 2 verschiedene Bauteile welche die Lagerung aufnehmen. Für die Querstreben und Halterungen verwende ich die gleichen Standardprofile wie für das Grundgestell.

Konstruktion Pedal-Mechanismus

Hier ein Blick von unten auf den Pedal-Mechanismus. Teile des Steuerknüppel-Mechanismus sind auch ersichtlich, aber noch nicht ganz ausgereift.













anklicken zum Vergrössern

Erstes Konzept

Hier eine CAD Darstellung der ersten Ideen









(zum Vergrössern anklicken)

Wer den 3d-XML Player von Dassault-Systems installiert hat, der kann hier das Cockpit als 3D-XML Datei runterladen und von allen Seiten betrachten.