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AeroAlign + CoG - Workflow and System Plan

Ziel

Das System soll in der Werkstatt ohne Umdenken bedienbar sein und drei unterschiedliche Aufgaben sauber trennen:

1. feste Referenzflaechen ausrichten
2. Ruder neutral oder symmetrisch einstellen
3. Schwerpunkt messen und verschieben

Der wichtigste Grundsatz ist:

Ruder werden nicht primaer gegeneinander verglichen, sondern gegen ihre jeweilige feste Bezugsflaeche.

Zusatz fuer Spezialfaelle:

• EWD, CG und Rudereinstellung bleiben getrennte Ablaeufe
• Dämpfungsflosse ist der bevorzugte Begriff fuer den feststehenden Leitwerksteil
• Pendelleitwerk und Taileron werden als eigene Flaechentypen behandelt
• 90 Grad am Servoarm ist keine universelle aerodynamische Regel

Bedienlogik

Was nicht ideal ist

Dieser Ablauf ist fehleranfaellig:

• Modell auf die CoG-Waage stellen
• Querruder und Hoehenruder direkt miteinander vergleichen
• eines davon so lange verstellen, bis beide denselben Winkel zeigen

Warum das problematisch ist:

• Tragflaeche und Hoehenleitwerk haben oft unterschiedliche Sollwinkel
• ein neutrales Hoehenruder ist nicht automatisch derselbe Winkel wie ein neutrales Querruder
• Sender-Subtrim sollte nicht die mechanische Grundjustage ersetzen

Besserer Ablauf

1. Modell mechanisch neutralisieren
2. feste Flaechen und Leitwerke referenzieren
3. Ruder gegen die zugehoerige feste Flaeche einstellen
4. Schwerpunkt auf der CoG-Waage einstellen
5. Neutralstellungen danach kurz erneut pruefen

Empfohlene Werkstattmodi

1. Referenzmodus

Ziel:

• Tragflaeche gegen Hoehenleitwerk
• Tragflaeche links gegen Tragflaeche rechts
• EWD oder andere feste Bezugswinkel

Hinweis:

Dieser Modus ist fachlich eigenstaendig und darf nicht mit CoG oder Ruderneutralitaet vermischt werden.

Empfohlene Sensoren:

• ein Sensor auf einer festen Tragflaechen-Referenz
• ein Sensor auf Hoehenleitwerk oder anderer Referenzflaeche

2. Rudermodus

Ziel:

• Querruder links gegen linke Tragflaeche
• Querruder rechts gegen rechte Tragflaeche
• Hoehenruder gegen Hoehenleitwerk
• Seitenruder gegen Seitenleitwerk

Regel:

Jedes bewegliche Ruder wird gegen seine feste Nachbarflaeche verglichen.

Ausnahmen:

• Stabilator gegen externe Referenz
• Taileron nach Profilregel
• Wölbklappen mit moeglichem Grundoffset je Flugphase

3. CoG-Modus

Ziel:

• Frontgewicht
• Heckgewicht
• Schwerpunktlage in mm
• Abweichung zum Soll-CoG

Hier spielen die IMU-Sensoren nur indirekt mit:

• sie helfen vorher und nachher bei der Neutral- und Referenzpruefung
• die CoG-Messung selbst basiert auf den Lastzellen

Minimal sinnvolles Hardware-Set

Variante A: praxisnahes Basisset

• 1x Master mit Web UI
• 2x IMU Slave
• 1x CoG Scale mit zwei Lastzellen

Einsatz:

• Sensor 1 auf fester Tragflaeche oder Referenzlehre
• Sensor 2 auf Hoehenleitwerk oder Hoehenruder
• CoG-System separat fuer den Schwerpunkt

Das reicht fuer EWD, Hoehenruder-Neutralitaet und Schwerpunkt.

Variante B: guter Alltagsausbau

• 1x Master
• 4x IMU Slave
• 1x CoG Scale

Einsatz:

• linke Tragflaeche Referenz
• rechtes Querruder
• linkes Querruder
• Hoehenleitwerk oder Hoehenruder
• CoG-Jig parallel verfuegbar

Damit werden Querruder-Symmetrie und Leitwerksabgleich deutlich komfortabler.

Variante C: Vollausbau

• 1x Master
• 5-6x IMU Slave
• 1x CoG Scale

Zusaetzlich:

• Seitenruder
• zweite Flaechenreferenz
• weitere Klappen oder Spoiler

Empfohlene Hardware-Rollen

Master

• stationaeres Bediengeraet
• optional eigener IMU-Sensor fuer Referenzaufgaben
• WiFi AP und Web UI

IMU Slaves

• kleine, leichte Clip-Sensoren
• identische Gehaeuse und Halter, damit Bedienung einheitlich bleibt
• eindeutige Rollen im UI statt nur Node-IDs

Beispielrollen:

• Wing Ref Left
• Wing Ref Right
• Aileron Left
• Aileron Right
• Elevator
• Fin / Rudder

CoG Scale

• ein eigenes Geraet mit zwei Auflagepunkten
• zwei Lastzellen
• fester, reproduzierbarer Auflageabstand
• idealerweise mit definierter LE-Referenz oder verstellbarem Anschlag

Bedienbarkeit in der UI

Die UI sollte nicht nur Nodes anzeigen, sondern gefuehrte Aufgaben.

Empfohlene Hauptansichten

• Setup
  • verbundene Geraete
  • Akkustand
  • Rollenbezeichnungen
• Reference
  • Flaeche gegen Leitwerk
  • Referenzwinkel
• Surfaces
  • Querruder, Hoehe, Seite
  • linke/rechte Symmetrie
• CoG
  • Frontgewicht
  • Heckgewicht
  • aktueller CoG
  • Soll-CoG
  • Delta zum Ziel

Wichtige UX-Regeln

• keine reinen Node-IDs als primaere Anzeige
• jede Messung braucht eine sprechende Rolle
• gefuehrte Schritte statt nur Rohdaten
• CoG-Ansicht und Ruder-Ansicht getrennt halten
• Kalibrieren klar unterscheiden:
  • IMU Zero
  • Scale Tare
  • Scale Weight calibration

Datenmodell, das dafuer noetig ist

Pro Modellprofil sollten spaeter gespeichert werden:

• Modellname
• Flaechenreferenz
• support distance L
• offset der vorderen Auflage zur Nasenleiste
• Soll-CoG
• Rollenbelegung der Sensoren
• optionale Servotests oder Sollwerte fuer Ruderausschlaege

Die verbindliche Profil- und Flaechentyp-Definition steht in:

• AIRCRAFT_PROFILE_MODEL.md

Mechanische Anforderungen an die CoG-Hardware

Damit das gut zusammenspielt, muss die CoG-Hardware nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch sauber sein.

Pflichtpunkte:

• reproduzierbarer Abstand der beiden Auflagen
• rutschfeste Kontaktpunkte
• definierte Flugzeugposition in Längsrichtung
• steife Basis, damit Lasten nicht durchbiegen
• einfache Nullstellung ohne Modell

Sinnvoll:

• verstellbare Auflagehoehen
• verstellbarer LE-Anschlag
• modulare Auflagen fuer verschiedene Rumpf-/Flaechenformen

Empfohlener End-to-End-Werkstattablauf

1. Sender auf neutral, Trims und Subtrims auf Ausgangszustand
2. Servoarme und Gestänge mechanisch sauber einstellen
3. IMU-Sensor auf Tragflaechen-Referenz setzen
4. IMU-Sensor auf Hoehenleitwerk oder Hoehenruder setzen
5. Referenz- und EWD-Werte einstellen
6. Querruder links und rechts gegen ihre jeweilige Referenz einstellen
7. Modell auf die CoG-Waage stellen
8. Akku oder Ballast verschieben, bis Soll-CoG erreicht ist
9. Danach Ruderneutralitaet und Referenzwerte kurz nachpruefen
10. Profil speichern

Konkrete Repo-Folgen

Naechste Firmware-Schritte

1. firmware/cog_slave anlegen
2. HX711 lesen und mitteln
3. Tare und Skalierungsfaktoren speichern
4. Rollen-/Profilverwaltung im Master ergaenzen
5. neue UI-Ansichten Reference, Surfaces, CoG

Naechste Hardware-Schritte

1. zwei Lastzellen mechanisch auf definierter Basis montieren
2. Support-Abstand als feste Konstruktionsgroesse festlegen
3. LE-Anschlag oder Referenzmarke vorsehen
4. IMU-Halter fuer feste Bezugsflaechen vereinheitlichen

Fazit

Ja: dein Gedanke geht in die richtige Richtung.
Nein: Hoehenruder und Querruder sollten nicht direkt als gemeinsame Soll-Referenz behandelt werden.

Das bessere System trennt:

• Referenzflaechen
• Ruderneutralitaet
• Schwerpunkt

Genau so sollte auch die Hardware und die UI aufgebaut werden.