AeroAlign/docs/WORKFLOW_AND_SYSTEM_PLAN.md

# 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](/Users/florianklaner/Github/AeroAlign/docs/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.