Wenn du eine Drohne selbst zusammenbaust, wirst du immer wieder einmal etwas über den Flight Controller hören. Hierbei handelt es sich um eine der wichtigsten Komponenten einer Drohne oder eines RC-Flugzeugs. Kurzum übernimmt der Flugcontroller die wichtigsten Aufgaben für eine ordnungsgemäße Steuerung des Flugmodells. Nachfolgend kannst du dich hier im Ratgeber noch etwas eingehender mit der Flugsteuerung beschäftigen.
Unsere Flight Controller Empfehlungen
Betaflight Controller
- Firmware-Version: Betaflight BETAFPVF411RX 4.2.11
- ab Werk auf Frsky D8 konfiguriert
- kann auf Frsky D16 FCC, Frsky D16 LBT oder Futaba angepasst werden
Für Flugzeuge & Wings
- FC Firmware: INAV Flight, BetaFlight und ArduPilot
- MCU: STM32H743VIH6, 480MHz , 1MB RAM, 2MB Flash
- IMU: MPU6000 (SPI1) & ICM20602 (SPI4)
Extrem Robust
- 96 kHz 55 A Bl-Heli 32bit 3-6S ESC / STM32F722 FC
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- Firmware: Betaflight/Emuflight/INAV
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Was ist ein Flight Controller?
Die Schaltzentrale deiner Drohne
Ein Flight Controller oder eine Flugsteuerung übernimmt die Steuerungsaufgaben einer Drohne. In aller Regel handelt es sich dabei um eine kleine Computer-Platine in Quadratform, die eine Kantenlänge von nicht mehr als 3 cm aufweist. Sie weist an den Kanten vier Norm-Bohrungen auf, sodass du die Platine an passender Stelle deiner Drohne einbauen kannst. Auf der Platine befinden sich diverse elektronische Bauteile, Anschlüsse und Schalter. Wichtig ist in allen Fällen ein Festwertspeicher, der die Betriebssoftware aufnimmt.
Welche Funktionen hat ein Flight Controller?
Bei einer Drohne bzw. Quadrocopter ist es nicht möglich, manuell die einzelnen Motoren präzise zu steuern. Diesbezüglich müsste eine Fernsteuerung für jeden Motor einen separaten Steuerknüppel aufweisen. Da wäre der Flugspaß schnell vorbei. Deswegen ist es die wichtigste Funktion eines Flugcontrollers, die kontinuierliche Messung der Abweichung der aktuellen Fluglage im Vergleich zur gewünschten Fluglage vorzunehmen. Diese Messung kann daher nur mit entsprechenden Sensoren erfolgen, die kontinuierlich die Flugbewegung und die Lage im Raum messen.
Der Flight Controller korrigiert daraufhin die Motordrehzahlen aller verfügbaren Motoren. So werden einzelne Motoren mehr beansprucht als andere. Auf diese Weise können die von dir übermittelten Steuerbefehle der Fernbedienung über den Flight Controller so ausgeglichen werden, dass die Drohne in gewünschter Weise deine Route fliegt. Ebenso werden die angeschlossenen Sensoren während des Flugs ausgewertet. Du erhältst diese Daten dann auf dem Display deiner Fernsteuerung übermittelt. Ebenso kann der Flight Controller diverse Status-LEDs ansteuern.
Welches Zubehör kannst du anschließen?
Der Flight Controller wird als Modul angeboten. An diesen kannst du etwa den Empfänger (Receiver) anschließen. Dabei erfolgt der Anschluss per Lötkontakte. Der Empfänger wird später mit dem Transmitter gepaart. Wenn du dir die Flight-Controller-Platine etwas genauer anschaust, findest du auf der Oberseite zahlreiche Lötpunkte, die zum Beispiel mit den Kürzeln:
- Video
- ESC
- RX4
- LED
- Buzz
…beschrieben sind. Insgesamt lassen sich am Flight Controller folgende Komponenten anschließen:
- die einzelnen Motoren
- der LiPo
- Status-LEDs
- das Firmware-Übertragungskabel
- der Receiver
- ein Buzzer
Letztlich hängt es jedoch vom verwendeten Typen ab.
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Flight Controller Typen
Besonders beliebt sind die beiden folgenden Flight Controller Typen:
- der AIO Flight Controller
- der Stack Combo
Beim AIO Flight Controller handelt es sich um ein beliebtes Modell, welches gerade bei FPV-Drohnen zum Einsatz kommt. Es werden von diesem Flugcontroller verschiedene Modelle zwischen 15 und 55 Ampere auf dem Markt angeboten. Vorteilhaft ist, dass diese Module winzig und leicht sind, sodass diese innerhalb der Drohne mehr Platz für das angeschlossene Zubehör bieten. Übrigens ist der ESC (elektronische Regler) in diesem Flugcontroller bereits integriert. Der AIO Flight Controller ist schon etwas älter und gehört zur Entwicklungsstufe F3.
Während der AIO Flight Controller in aller Regel aus einer quadratischen Platine besteht, ist der Stack Combo aus zwei übereinanderliegenden Platinen zusammengesetzt. Dies bedeutet, dass es sich hier um eine Kombination aus Flugsteuerung und elektronischem Regler handelt. Die Stack Combo Modelle sind generell für eine hohe Ampere-Leistung ausgelegt und eignen sich hervorragend für Renndrohnen.
Welcher Flight Controller ist der richtige?
Auf dem Markt werden die unterschiedlichsten Flight Controller angeboten. Wenn du deine Drohne mit einem neuen Flugcontroller ausstatten möchtest, dann solltest du auf einige Punkte achten. Folgende Kriterien sind zu berücksichtigen:
- Wie viele Motoren unterstützt der Flight Controller?
- Müssen die Anschlüsse gelötet werden oder kann man diese per Plug-and-Play stecken?
- Für welchen Einsatzzweck ist der Controller konzipiert? Rennen, Freestyle o. ä.
- Welche Eingangsspannung steht zur Verfügung?
Die wichtigsten Funktionen
Für eine reibungslose Motoransteuerung ist ein Flight Controller mit diversen Funktionen und Anschlüssen ausgestattet. So ist die Platine gleichzeitig als integriertes Power Distribution Board, kurz PDB, konzipiert. Hier solltest du darauf achten, ob es für 5 Volt oder 12 Volt vorgesehen ist. Für die Ermittlung der Telemetriedaten wird ein SmartPort benötigt. Für eine erschütterungsfreie Montage dienen Soft Mounts, also Gummis. ESC-Telemetriepads können die Drehzahl der Motoren an die Flugsteuerung melden. Ein Stromsensor überwacht die korrekte Spannung. Weiterhin findest du noch eine Kamerakontrolle, einen OSD-Anschluss, einen LED-Controller, meist auch eine Bluetooth-Konnektivität sowie einen USB-Port.
Die richtige Größe
Wie eingangs erwähnt, befindet sich der Flugcontroller auf einer Computerplatine. Hier gibt es folgende Größen:
- 30 x 30 cm
- 20 x 20 cm
- 25 x 25 cm
Wichtig ist, dass der Lochabstand zu den übrigen Komponenten, wie dem PDB passt. Die Platzverhältnisse in deiner Drohne musst du ebenfalls beachten. Je kleiner ein Flugcontroller ist, umso leichter ist dieser. Jedoch können hier einige Funktionen aus Platzgründen nicht verbaut sein.
Prozessor
Wir sind auf die F-Entwicklungsstufen bereits eingegangen. Hinter F1, F3, F4, F7 verbergen sich auch die verschiedenen Prozessoren für die Flugsteuerung. Ebenso gibt es noch G4- und H7-Prozessoren sowie einige Sondermodelle. Grundsätzlich handelt es sich hier um verschiedene STM32-Prozessoren, die auch als MCU bekannt sind. Hinter MCU verbirgt sich die Bezeichnung für Micro Controller Unit. Aktuell gibt es elf verschiedene Serien:
Hinweis: Mobile Nutzer können die Tabelle von rechts nach links schieben!
| F-Entwicklungsstufen | MHz | Flash-Speicher | SRAM |
|---|---|---|---|
| F0 | 48 MHz | 256 KB | 32 KB |
| F1 | 72 MHz | 128 KB | 96 KB |
| F3 | 72 MHz | 256 KB | 80 KB |
| F4 | 168 MHz | 1 MB | 192 KB |
| F4 | 100 MHz | 512 KB | 128 KB |
| G4 | 170 MHz | 512 KB | 128 KB |
| F7 | 216 MHz | 1 MB | 320 KB |
| F7 | 216 MHz | 512 KB | 256 KB |
| F7 | 216 MHz | 2 MB | 512 KB |
| H7 | 480 MHz | 128 KB | 1 MB |
| H7 | 480 MHz | 1 MB | – |
Je schneller der Chip bzw. Prozessor ist, umso flotter lassen sich verständlicherweise die anstehenden Steueraufgaben erledigen. Unterschiede gibt es also in der Taktrate und dem Speicher.
Gyro-Sensoren
Die Gyro-Sensoren benötigt der Flight Controller, um die Beschleunigung und Lage der Drohne zu ermitteln. Es handelt sich um Lagesensoren, die auf kleinste Veränderungen reagieren. Ausgehend dieser Messdaten kann der Flugcontroller die Motoren so ansteuern, dass deine Drohne immer eine stabile Fluglage erreicht. Deswegen findest du am Flight Controller auch die entsprechenden Anschlüsse für die Gyro-Sensoren.
UART´s
Hinter der Abkürzung verbirgt sich die Bezeichnung für Universal Asynchronous Receiver Transmitter. Es handelt sich um ein elektronisches Bauteil, welches aus einem Empfänger- und Sendeteil besteht, welches gleichzeitig Daten senden und empfangen kann. Es handelt sich um eine einfache Schnittstelle, welche sich mit der Stromversorgung einer Drohne verbinden lässt. Man spricht hier auch von UART-Pads. Die Anschlussstifte bestehen aus:
- GND
- 5 V
- TX
- RX
Du musst auf die Nummer des UART achten, damit dieser mit dem Flight Controller richtig konfiguriert werden kann. Dies erledigst du mit der passenden Konfigurationssoftware. Der Senderanschluss wird als TX bezeichnet, der Empfängeranschluss als RX. Kurzum handelt es sich um einen seriellen Datenport, mit dem verschiedene Geräte miteinander kommunizieren können.
Blackbox
Die Blackbox-Funktion wird zum Beispiel von Betaflight unterstützt. Hierbei geht es darum, dass du damit die Flugdaten kontinuierlich aufzeichnen und später auslesen kannst. Es handelt sich um ein Daten-Logging. Die erforderlichen Daten werden entweder im Flash-Speicher oder auf einer SD-Karte aufgezeichnet. Du kannst später aus diesen Daten lernen und deine Flugweise ggf. verbessern. Meist werden folgende Werte aufgezeichnet:
- Zeit in Millisekunden
- P, I und D Korrekturen für jede Achse
- die Steuerknüppelposition
- Daten des Beschleunigungssensors
- Daten des Höhenmessers
- Daten des 3-Achsen-Magnetometers
- die Batteriespannung
- der fließende Strom
- RSSI
- die GPS-Position
- aktuelle Befehle der Fernsteuerung
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Liste mit hochwertigen Flight Controller Herstellern
Folgende Hersteller bieten erstklassige Flight Controller für deine Drohne an. Diese bekommst Du günstiger bei Copterfarm*.
- Diatone
- Foxeer
- Hobbywing
- iFlight
- T-Moto
- Lumenier
- SpeedyBee
- FETtec
- Aikon
- Team BlackSheep
Flight Controller Software / Firmware
Jeder Flugcontroller benötigt für den Betrieb ein eigenes Betriebssystem. Es handelt sich dabei um eine Firmware, welche erst die Funktionen eines Flight Controllers ermöglicht. Folgende Firmware eignen sich für Flugsteuerungen:
Der CC3D Flight Controller ist überaus beliebt und repräsentiert einen All-in-one-Stabilisierungs-Flugregler. Dieser arbeitet zuverlässig mit der kostenlose Firmware Openpilot zusammen. Dabei eignet sich der Controller sowohl für Drohnen als auch FPV Flugzeuge genauer gesagt Nurflügler. Selbst die großen Octocopter lassen sich hiermit fliegen.
Bei Arduino handelt es sich um eine Soft- und Hardwareplattform, die vollkommen quelloffen ist. Die Hardware wird meist als Platinencomputer geliefert. Programmiert wird mit C und C++. Dank der geringen Abmessungen und der 5-Volt-Stromversorgung kann der Arduino auch als Flugcontroller verwendet werden. Die Konfiguration kannst du bequem über deinen PC vornehmen.
Multiwii ist eine Software, mit der sich Flugcontroller programmieren lassen. Es handelt sich wohl um die größte Community im Internet. Diese kostenlose Software eignet sich für die Wii Flight Controller. Zu den Besonderheiten gehört, dass du hier aus einer WiiMotion Plus Fernbedienung der Wii-Spielekonsole in Verbindung mit den dortigen Sensoren einen Flugcontroller für deine Drohne bauen kannst.
Häufige Fragen & Antworten
Die F-Board-Reihe gibt anhand der Zahl an, zu welcher Entwicklungsstufe eine Flugsteuerung gehört. Zu den ältesten Modellen gehören die F1-Board, wie CC3D, Naze32 oder Flip32. Der Nachfolger stellt das F3-Board dar, welcher die F3 AIO OSD, Serious Pro Racing SPRacing oder KISS FC unterstützt. Danach kommt das F4-Board für F4 Racing V2 und Racing CC3D. Das neueste F7-Board unterstützt unter anderem Omnibus F7.
Der F4 Controller hat 2,5 mal so viel Rechenleistung wie der F1 Controller. Der F7 Controller bietet eine Taktfrequenz von 216 MHz und ist mit 8 seriellen Schnittstellen ausgestattet. Er ist nochmals deutlich schneller als der F4-Chip.
Flight Controller: Fazit
Der Flight Controller bildet gewissermaßen das Herzstück einer jeden Drohne oder eines Nurflüglers. Damit lassen sich unter anderem die einzelnen Motoren so aufeinander abstimmen, dass du immer eine optimale Fluglage erhältst. An einem solchen Flugcontroller können verschiedene Sensoren angeschlossen werden. Diese übermitteln zudem wichtige Daten an deine Fernsteuerung. Hier im Ratgeber findest du die wichtigsten Informationen zu diesen elektronischen Bauteilen. Dies ist immer dann wichtig, wenn du eine Drohne selbst zusammenbauen möchtest.
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