Datenauswertung
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Logdatenauswertung Allgemein
Wie soll ein guter Log aussehen und welche Werte sind zu erwarten?
Die Nutzer eines HoTT-Fernsteuersystems haben die Möglichkeit die Daten der Telemetrie im Nachhinein mittels des DataExplorer auszuwerten. Voraussetzung um aufgezeichnete Daten zu erhalten, ist ein HoTT-Fernsteuersender der bei gestarteter Flugzeituhr die Telemetrie Daten auf einer eingesteckten SD-Karte abspeichert.
Die Informationen die man aus der Datenaufzeichnung erhält sind sehr umfangreich und für unerfahrene Nutzer schwer zu interpretieren. Dieser Beitrag unternimmt den Versuch die Analyse von Logfiles näher zu bringen.
Für den Betrieb einer Modellfernsteuerung ist eine sichere und einwandfreie Funkverbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger im Modell der elementar wichtigste Aspekt. Deshalb konzentrieren wir uns hier auf die Auswertung der Empfangsdaten. Als Beispiel wird eine Aufzeichnung verwendet die ein sehr gutes Log darstellt (Abb. 1).
Zu den Gegebenheiten:
- Sender MX-12, Stabantenne zum Kopf des Piloten
- Empfänger GR-12, Antenne senkrecht nach oben
- Modell EPP-Nurflügel mit 90cm Spannweite und Elektroantrieb
- Flugbereich Höhe bis 140m, Entfernung ca. 200m
Der Log umfasst eine Laufzeit von gesamt 10:40 Minuten, der Start erfolgte bei ca. 0:14 Minuten die Landung bei ca. 9:20 Minuten. Der Zeitstempel des Logs ist unbedeutend, da die MX-12 aufgrund fehlender interner Uhr einen Default Wert setzt.
Die Erklärung was die Werte in der Grafik bedeuten sowie ihre Einordnung im Folgenden in der Reihenfolge der Legende. Es wurden nur die Werte in der Legende ausgewählt die als besonders relevant erachtet werden. Eine allgemeine Begriffserklärung der Telemetriedaten ist hier zu finden. Bei Verwendung des DataExplorer ist im Geräteauswahldialog der HoTTAdapter zu wählen, um die getrennte Abfrage der Sensoren zu nutzen.
Der erste Wert Rx->Tx-Ploss, die verlorenen Rückkanalpakete, betreffen den Rückkanal und stellen dar wann und wieviel Datenpakete verloren gegangen sind. In der unteren Zeile des Grafikfensters sind dazu genauere Angaben (Abb. 2).
Es sind 107 Pakete verloren gegangen was einem Verlust von 0,2% entspricht und die längste Zeit ohne Datenpakete beträgt 0,05 Sek, diese Werte sind ausgezeichnet. Avg ist der Durchschnittliche Wert, Sigma ein statistischer Wert der Standardabweichung. Schlechte Werte können hier bei Verwendung von BT Geräten oder durch den Betrieb anderer Sender in unmittelbarer Nähe entstehen und natürlich bei Verbindungsabbrüchen.
RXSQ oder auch RX-S QUA visualisiert den Qualitätswert der beim RX eintreffenden Signalpakete. In diesen Wert fließt die Fehlerkorrektur des Empfängers ein, dementsprechende gut ist das Signal im Normalfall. Im Nahbereich sind 100% normal und auf größere Entfernung nicht schlechter als 85% in Spitzen (!) zu erwarten sein.
Der Wert Strenght oder auch RX-S ST gehört noch zu den Parametern des Hin Kanals und ist die Signalstärke des beim RX eintreffenden Signals. Auf eine Darstellung wird aber verzichtet dazu später mehr.
Der nächste sehr wichtige Wert ist die VPack oder auch L-Pack Time und gibt den längste Zeitraum an in der keine verwertbaren Signale beim Empfänger angekommen sind. Diese verlorenen Datenpakete des Hinkanals sind der wichtigste Indikator für eine sichere Funkverbindung. Dieser Wert verbessert sich während einer Einschaltsequenz des RX nicht mehr sondern läuft im ungünstigen Maximalfall bis auf die möglichen 2000ms auf. Vorgaben wie dieser Wert zu sein hat kann man nicht pauschal treffen. Als Faustregel sind Werte unter bzw. um 50ms sehr gut, Werte >100ms sollten beobachtet werden, ab 150ms sind die Ursachen zu suchen bzw. Maßnahmen zu treffen (z.B. Optimierung Antennenverlegung). Die Framerate beträgt bei den VPacks 10ms, heißt also bei einem Datenverlust von 50ms sind 5 Pakete des Hinkanals verloren gegangen.
Zu beachten ist, dass viele Gegebenheiten Einfluss haben wie z.B. Empfänger mit einer oder mehr Antennen, Flugroute und Höhe, Wetter etc. und im Besonderen die Entfernung zwischen Sender zu Empfänger. Bei der Analyse des Logs geben auch die anderen Werte Aufschluss darüber, warum an einer bestimmten Stelle die VPack Werte weiter ansteigen.
RX oder RX-dBm (S-dBm) gibt den Pegel in dBm des beim Empfänger eintreffenden Signals des Senders an. Hier einen konkreten Wert anzugeben ist schwierig. Der Pegel wird zwischen -40 und -95dBm in Spitzen (!) während eines Fluges schwanken. Bei der Ansicht des guten Beispiellogs ist zu erkennen, dass der Pegel im Mittel zwischen -60 bis -70dBm liegt.
Beim Reichweitentest wie in den Bedienungsanleitungen beschrieben ist diesem Wert besondere Beobachtung zu schenken. Sender mit Stabantennen müssen beim Reichweitentest auf 50 Meter einen Wert von -70 bis -80dBm erbringen, Sender mit Patchantenne sind -80 bis -90 dBm gefordert.
Um auf den Wert Strenght bzw. RX-S St zurückzukommen, dieser Parameter kann in den Sprachansagen des Senders ausgewählt werden. Anhand folgenden Screenshots (Abb. 3) ist jedoch bereits die Problematik zu erkennen die viele Nutzer bei der Ansage verunsichert.
Dieser Wert kann Werte von 100% im Nahbereich und 90% bis 15% während des Fluges mit Spitzen bis 0 einnehmen. Bei der Ansage solcher Werte wird man natürlich verunsichert und das sorgt erfahrungsgemäß für Aufregung. Allerdings wenn man den Vergleich mit Abbildung 1 zieht ist das nicht unbedingt kritisch, vor allem im Bezug zu dem Wert VPack. Auf die Ansage während des Betriebes des HoTT-Systems kann man also verzichten.
Ein weiteres Beispiel eines durchschnittlichen Logs
Im ersten Beispiel wurde bewusst ein Log gewählt, der ein ausgezeichnetes (fast zu gutes) Verhalten darstellt. Hier folgt nun ein weiteres Log (Abb. 4) dessen Werte in Ordnung sind, aber auf den ersten Blick ein schlechteres Bild abgibt.
Zunächst wieder zu den Gegebenheiten:
- Sender MC-32, Stabantenne zum Kopf des Piloten
- Empfänger GR-24, Antennen 90°-Winkel
- Modell ASH-26
- Flugbereich Höhe bis 230m, Entfernung ca. 400m
Um den Log mit jenem aus dem ersten Beispiel Abbildung 1 visuell besser zu vergleichen wurde ein Bereich auf die gleiche Zeitachsenlänge von 10:30 Minuten vergrößert (Abb. 5).
Was ist nun zu erkennen? Zunächst fällt auf das die Kurven wesentlich mehr „Unruhe“ haben, dass jedoch völlig unproblematisch ist. Der VPack-Wert liegt bei 20ms der in diesem Log mit dem Wert 10ms gestartet ist, der RXSQ-Wert im Minimum bei 89% und die RX dBm im Mittel bei 70dBm mit den üblichen Spitzen. Soweit alles in Ordnung.
Wesentlich schlechter sind die Datenverluste des Rückkanals die bei 22,8% liegen mit einer maximalen Lücke von 5,19 Sekunden. Das ist nicht dramatisch da es nur den Rückkanal betrifft und kann durch einen zweiten Sender in unmittelbarer Nähe oder die Verwendung von Bluetoothgeräten (Headset bzw. Android Gerät) verursacht worden sein, die mit dem Sender BT-Modul gekoppelt sind. Falls einem auffällt das z.B. das Vario sehr verzögerte Wert abgibt ist das unter Umständen ein Effekt der Datenverluste des Rückkanals.
Logdatenauswertung mit Fehler
Woran erkennt man einen Signalverlust?
Im Folgenden (Abb. 6) soll ein Signalverlust verdeutlicht werden. Als Gegebenheiten sind die gleichen Bedingungen wie im ersten Beispiel genannt. Vorab die Ursache des Signalverlustes entstand durch eine Außenlandung bei 03:27 Minuten, nach etwa 30 Sekunden konnten wieder Daten empfangen werden. Die Reichweitenwarnung des Senders war aktiv und Fail Safe wurde ausgelöst.
Bis zum Zeitpunkt des Ausfalls waren Empfangswerte einwandfrei. Eine Vergrößerung des Ausschnittes (Abb. 7) soll zur weiteren Erklärung helfen.
Zur erkennen ist, dass zunächst die wichtigen Empfangswerte sehr schlechte Werte annehmen. V-Pack steigen von 60 auf 920ms, RXSQ fällt von 100 auf 17%, RX Wert fällt ab und schließlich bricht die Übertragung ab. Der TX Wert kann in diese Betrachtung mit einbezogen werden, in der Grafik ist er der besseren Übersicht nicht angewählt.
An dieser Stelle ein wichtiger Hinweis für die Datenbetrachtung. Die Zeit läuft im Log weiter, in der Grafik sind jedoch nur der letzte empfangene Wert vor dem Signalverlust und erste empfangene Wert nach dem Signalverlust als Parameter vorhanden und werden in der Grafik durch eine Linie verbunden. Folglich entsteht in der Lücke das Bild der verbundenen bzw. durchgezogenen Linien. Wenn man sich hierzu die Datentabelle (Abb. 8) ansieht wird es am deutlichsten. Dieser Umstand ist gegeben und kann nicht anders dargestellt werden!
Für Fehlinterpretation beim Auswerten mittels Grafik kann es auch bei der RX Spannung kommen, weil über die Lücke dieser Wert sich nicht verändert hat. Da der VPack Wert den Maximalwert von 2000ms einnimmt und nicht wieder bei Null oder einem besseren Wert beginnt kann man erkennen, dass der Empfänger immer mit Strom versorgt wurde. Wie hoch die Spannung in der Datenlücke war ist nicht zu ermitteln, zumindest immer soviel das der RX keinen Neustart durchgeführt hat.
Durch die Annäherung an das Modell mit dem Sender wird der Rückkanal wieder verbunden und die Aufzeichnung der Daten läuft weiter. Auch verbessern sich die Empfangswerte zusehends bis diese wieder sehr gute Werte erreichen. Die VPack-Werte sind die einzigen die in dieser laufenden Einschaltsequenz nicht mit besseren Werten als dem bereits aufgelaufenen beginnen können.
Wie erkennt man einen Spannungsverlust am Empfänger?
Im diesem Fehlerbeispiel geht es um den Spannungsverlust am Empfänger. Als Beispiellog wurde einer gewählt der zunächst sehr gute Empfangswerte aufweist, aber mit einer Unterbrechung der Spannungsversorgung für 3 bis 4 Sekunden das zu beschreibende Fehlerbild aufweist (Abb. 9). In diesem Beispiel gut zu sehen, die verlorenen Rückkanalpakete geben über die Unterbrechung nicht unbedingt Auskunft da diese noch sehr gute Werte aufweisen.
Bei einer kurzzeitigen Unterbrechung muss man das Log etwas genauer betrachten. Indikator ist zunächst wieder der wichtigste Wert, die VPacks. Zu erkennen ist deutlich, dass dieser bei 7:55 Minuten neu gestartet wird was auf einen Reboot des Empfängers schließen lässt. Den Zeitbereich muss man hierzu in jedem Fall vergrößert betrachten. Hilfreich hierbei ist die Funktion Kurvenpunkt messen um die genauen Parameter zu sehen. In der Zeile ganz unten links werden diese als Werte je nach Auswahl in der Legende angezeigt. Trotzdem zum Vergleich die Werte auch in der Tabellenansicht ansehen.
In diesen beiden Darstellungen (Abb. 10 und 11) ist jeweils mit der Kurvenpunktmarkierung der Beginn und das Ende der Unterbrechung zu sehen. Bei 7:51 Minuten stoppen die Werte bei der letzten empfangenen und starten bei 7:55 Minuten mit den ersten empfangenen Werten. Der VPack-Wert fällt also von 40ms auf 0ms dem Minimalwert und steigt einige Sekunden später auf 10ms an, der Empfänger ist neu gestartet worden → Reboot.
Die Spannung am RX bricht ebenfalls ein, beginnt bei Null und steigt auf den Wert vor der Unterbrechung allerdings wie in der Grafik zu sehen mit einer Sekunde Verzögerung, der Spannungsverlust ist also sehr gut zu erkennen. Aber das muss nicht immer so sein! Wichtig: Möglich ist auch, dass die Daten erst weiterlaufen wenn der erste Wert der Spannung bereits auf den Wert vor dem Abbruch angestiegen ist, in dem Fall sieht man in der Grafik nur eine durchgezogene Linie (Abb. 12).
Abb. 12 Abbruch SpannungRX Schalterkabel – Platzhalter Bild
Im Beispiel der Abbildung 9 bis 11 (Fall 1) erfolgte die Spannungsversorgung über ein BEC vom Motorregler, in der Abbildung 12 (Fall 2) wurde der Empfänger mit einem Akku über ein Schalterkabel direkt versorgt und dieses für 1 Sekunde unterbrochen. Dieser Umstand ist hier zufällig und hat keine Auswirkung auf den Kurvenverlauf der RX Spannung in der Grafik. Die unterschiedliche bzw. verzögerte Darstellung ist in den Rückkanalverlusten und dem Zeitpunkt ob der Sender die RX Spannungswerte erhält bevor der Empfänger aus- bzw. wieder eingeschaltet ist (also dem Neustart) zu suchen.
Im Fall eines Empfänger Reboots sind im Datensatz Channel deshalb auch zu prüfen ob die Werte für RX und TX bei Null waren, um sicherzustellen das keine Daten weggelassen und zeitrichtig ausgewertet wurden. Zeile unten links in der Kurvenpunktdarstellung (Abb. 13) oder in der Tabellenansicht.
Im Gegensatz zur oben gezeigten Ansicht der Receiver Daten werden im Datensatz Channel nur die Daten des Senders geloggt. Das bedeutet hier hat die Zeitleiste keine Unterbrechung und die Daten RX und TX nehmen auch wirklich den Wert Null an, weil der Sender die Lücke "sieht" in dem sein Empfänger ausgeschaltet war. Auch hier ist ein Vergleich der Daten Receiver und Channel unter dem Reiter Tabelle sehr aufschlussreich.