Bild: links Schiffchenantenne   rechts bruchanfällige Stabantenne

Ein Flugfunktransponder ist ein im Flugzeug eingebautes Gerät welches Daten sendet und empfängt. Diese Daten (kein Sprechfunk) werden in Deutschland von der deutschen Flugsicherung (DFS) zur Identifizierung von Flugzeugen verwendet. Welche Daten übermittelt werden, wird durch den eingestellten Mode bestimmt.

Einflug in transponderpflichtige Lufträume dürfen nur noch im Mode S (ACS) erfolgen, dabei werden der Squawk, die Flugfläche und die ICAO 24-Bit Adresse (AA) des Flugzeugs gesendet. Durch die AA kann FIS (die Flugüberwachungsstelle der DFS) gezielt bestimmte Daten vom Transponder anfordern. Grundsätzlich ist der Betrieb eines Transponders, auch für Ultraleichtflugzeuge, zu empfehlen. FIS kann Flugverkehrshinweise über Funk geben sobald sich eine potentielle Gefahr abzeichnet. Ohne Transponder oder mit ausgeschaltetem Transponder sind Flugzeuge nur über Radar zu erkennen, somit wären gezielte Warnungen an das Kennzeichen des Flugzeugs nicht möglich.

Zuvor noch eine Info zur Antenne. Geräte die senden und empfangen (Flugfunk und Transponder) benötigen jeweils eine Antenne welche auf die Frequenz der zu sendenden und empfangenden Frequenzen abgestimmt sind. Das Bild zeigt eine Transponder-Schiffchenantenne und daneben eine übliche einfache Transponder-Stabantenne. Beide Typen funktionieren wie erwartet. Sie werden am Flugzeug aussen angebracht. Die einfache Stabantenne ist bauartbedingt filigran aufgebaut (innere Bohrung schwächt den Stab - ist äußerlich nicht zu erkennen) und kann dadurch leicht, wie Praxiserfahrungen zeigen, beschädigt/abgebrochen werden. Wenn der Metallstab bricht (wie im Bild) ist er aber immer noch in seiner weißen Kunsstoffhülse eingeklemmt, die Bruchstelle ist somit nicht gleich erkennbar. Findige Pfuscher kleben den abgebrochenen Stab mit einem Kontaktkleber wieder in die Hülse. Solche Fehler (sporadisch keine Transponderaktivität) werden meist erst nach langem Suchen entdeckt. Baugleiche neue Stabantennen können bereits beim Einbau brechen oder spätestens bei einer unbedachten Reinigung, ebenfalls eine Praxiserfahrung. Kurz und gut, diese Bauart ist bruchanfällig, mit einer Schiffchenantenne (non TSO genügt) gibt es auch beim Reinigen keine Probleme mehr.

Bild: GlobalSat Serial GPS Receiver BR-355

Bild: D-DUB 15 Stecker und Buchse mit Lötkelch sowie Sicherungsbügel

Durch verbinden eines geeigneten GPS-Empfängers mit dem entsprechend eingestellten Transponder (TRT800 V4.8) kann dieser ADS-out (Datensatz mit GPS-Koordinaten) senden. Das Wie und Womit wird in dem entsprechenden Handbuch (Bedienung und Einbau) beschrieben. Damit ist es auch ohne Radar möglich ein so ausgestattetes Flugzeug, mit entsprechenden Empfangs- und Anzeigegeräten, zu orten. Diese Art der Ortung wird in Deutschland von FIS nicht abgefragt - sie nutzen Radar für die Ortung und die Transponderdaten für die Identifizierung.

Der Vorteil vom Senden von Koordinaten liegt darin, dass es auch Flugzeugen ohne Radar (Onboard-Radar nur in der Militärluftfahrt üblich) ermöglicht wird, andere Flugzeuge zu orten. Dies kann durch ein professionelles TCAS System ermöglicht werden (empfängt Transponderdaten und sendet TCAS Kollisionsvermeidungsdaten über den Transponder). Für Kleinflugzeuge ist dieses System zu teuer, es gibt aber bereits erschwingliche Kollisionswarngeräte die Transponderdaten nutzen (z.B. Stratux - empfängt Flarm und ADS-B). Auf einem externen Anzeigerät (z.B. Tablett mit Navigationssoftware) kann der in der Nähe befindliche Flugverkehr angezeigt werden. Die Ortung dient im Wesentlichen der Kollisionsvermeidung, ist also eine sinnvolle Sicherheitsmaßnahme.

Im Handbuch des Transponders wird beschrieben welche Zusatzausrüstung benötigt wird. Den entsprechenden Stecker für den GPS Eingang (TRT800EMSS) kann man natürlich auch vom Transponderhersteller käuflich erwerben. Passende GPS-Empfänger werden empfohlen. Es gibt aber auch preiswertere Lösungen die teilweise fertig konfektioniert sind oder selbst gebaut werden können. Was wird benötigt?

Grafik: linearer Spannungswandler 12 zu 5 V

1. Ein Zwischenstecker für den Eingang des GPS-Signals (falls nur der einfache Stecker TRT800EM installiert ist). Das öffnen und nachrüsten des Steckers ist nicht erlaubt, er enthält den Speicherbaustein für die flugzeugrelevanten Transponderdaten.

2. Ein GPS Empfänger der die Daten so sendet wie der Transponder sie verarbeiten kann. Im Falle des TRT800 sind relevant: serielle Schnittstelle, NMEA 0183 und 4800 baud. Es gibt GPS-Empfänger (nicht verwechseln mit einfachen GPS-Antennen die ähnlich aussehen) die programmierbar sind, besser ist jedoch, dass der GPS-Empfänger die Werte/Protokolle bereits standardmäßig eingestellt hat weil ggf. die Programmierung nicht klappt bzw. die eingestellten Werte u. U. wieder "vergessen" werden und auf Standard (default) umgestellt werden. Vorgenannte Werte/Protokoll sind zwingend, ansonsten funktioniert die Datenübertragung nicht.

3. Spannungswandler für den GPS-Empfänger. Diese wird benötigt wenn die 12V Bordspannung nicht direkt für den GPS-Empfänger genutzt werden kann (marinetaugliche GPS-Empfänger sind üblicherweise für 12V ausgelegt). Übliche preiswerte GPS-Empfänger sind i.d.R. für 5 V ausgelegt.

zu 1. Zwischenstecker

Auf dem Markt befindliche fertige bzw. teilfertige Zwischenstecker funktionieren. Was aber wenn der Platz hinter dem Transponder begrenzt ist?. Provisorische Abhilfe schafft ein D-SUB 15 Winkelstecker. Zwischenstecker (auf Platine), Winkelstecker und der original Transponderstecker hängen an der Sicherungsbügeln/Transponderbuchse, Gewichtsentlastung mit Kabelbinder wäre nötig - wenn möglich. Alternative: einfache D-SUB 15 Stecker (Male) und Buchse (Female) an allen Lötkelchen direkt zusammenlöten mit Ausnahme des abzugreifenden Stifts 12.

An den Lötkelch des Stifts 12 - Female (Female wird in den Transponder gesteckt) wird ein Kabel (als Datenkabel RS232-Input - RX) gelötet und nach aussen geführt. Das wird dann später mit dem grünen Datenkabel RS232-output (TX) des GPS-Empfängers verlötet/verbunden. Den Lötkelch des Stiftes 12 - Male abkneifen. Ein 2. Kabel, das Massekabel, an Stift 1 (Stift 9 ist auch möglich) löten und nach aussen führen. Die Verbindung Male/Female (Stift 1) nicht auftrennen sondern nur drauflöten. Es führen also nur 2 Kabel nach aussen. Das Ganze verschrauben mit Gewindebuchsen zwischen Male/Female und dabei Sicherungsbügeln auf der Male-Seite mit anschrauben. Dadurch sind Female/Male fest verbunden und "hängen" nicht an den Lötstellen. Damit die offenen Lötstellen gesichert sind, kann man diese z.B. mit Schmelzkleber ausgießen. Ambitionierte Bastler können zusätzliche Pins mit Kabeln abgreifen um ggf. andere externe Geräte mit den GPS und Transponderdaten (z.B. Stift 5 RS232-output) versorgen zu können. Mit dem direkten zusammenlöten von Male und Female hat man den kompaktesten Zwischenstecker.

zu 2. GPS-Empfänger

Im Handbuch "Bedienung und Einbau" des TRT800 werden verschiedene GPS-Empfänger empfohlen, entweder nicht mehr verfügbar oder zu teuer. Das universelle NMEA-Format mit 4800 baud wird auch als Alternative angeboten. Der GlobalSat Serial GPS Transceiver BR-355 erfüllt standardmäßig alle relevanten Anforderungen (seriell RS232 Protokoll, NMEA Datensätze und 4800 baud Übertragungsrate). Wenn es nicht gelingt das GPS so zu programmieren (falls überhaupt möglich) dass nur die RMC ($GPRMC Datensätze) übertragen werden (Empfehlung) so hat die Praxis gezeigt, dass der Tranponder mit den unnötigen Datensätzen noch zurecht zu kommt, er ignoriert die nicht RMC Datensätze. Zu Anschluß an den Transponder wird der Stecker des GPS abgetrennt, die Leitungen freigelegt und das TX Kabel (grün) des GPS mit dem aus dem Zwischenstecker herausgeführen RX Kabel (Stift 12) verbunden. Da der gewählte GPS-Receiver mit 5 Volt betrieben wird ist ein Spannungswandler für dessen Stromversorgung nötig. Würde man einen anderen GPS-Receiver aus dem maritimen Bereich mit 12V verwenden, wäre kein Spannungswandler nötig. + 5V des GPS (rot) wird mit dem Spannungswandler +5V verbunden, -5V des GPS (schwarz) wird mit dem Spannungswandler - 5V und gleichzeitig mit der Masseleitung des Transponders, welcher aus dem Zwischenstecker kommt (Stift 1), verbunden.

zu 3. Spannungswandler

Der gewählte GPS-Empfänger benötig einen Spannungswandler auf 5V. Von einem fertigen step down Spannungswandler wird dringend abgeraten. In der Praxis erzeugen diese hochfrequente Strahlung die in der Praxis den Flugfunkempfang auf bestimmten Frequenzen blockieren können. Die Störung ist nicht hörbar. Das Empfangen auf einer bestimmten Frequenz ist einfach unterbrochen. Kein Rauschen, keine sonstigen Anzeichen. Lediglich FIS teilt mit, dass auf dieser Frequenz einwandfrei gesendet wird. Aber die Antwort von FIS kommt am Funk nicht an - "überprüfen Sie ihr Funkgerät" - wieder eine unnütz lange Suche - der Fehler liegt aber nicht am Funkgerät. Deshalb wird ein einfacher linear Spannungswandler, wie die Grafik zeigt, empfohlen. Man kann 12V von einem abgesicherten Instrument "entleihen". Ein zusätzlich herausgeführte Massekabel aus dem linearen Spannungswandler muss mit dem Massekabel des Zwischensteckers verbunden werden. Dieses Elektronikbauteil kann geschickt zusammengelötet werden und in einen Schrumpfschlauch gepackt werden.

Transpondereinstellung

Zuletzt sind die Einstellungen (NMEA und 4800 baud) am Transponder (TRT800 V4.8) vorzunehmen. Sie sind nicht ganz einfach zu finden und ggf. leicht abweichend von der Handbuchbeschreibung. Der Test ergibt eine einwandfreie Funktion, kein ausblocken einer Frequenz. Der Flug wird auf flightradar24.com angezeigt. ADS-B out somit erfolgreich nachgerüstet.