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1 Quadrokopter

Quadrokopter

Genau genommen ist ein Quadrocopter ein Hubschrauber mit 4 Rotoren. Durch die Anordnung von jeweils zwei links- und rechtslaufenden Rotoren kann auf eine Blattverstellung verzichtet werden, wenn die Geschwindigkeiten der Rotoren verändert werden kann. Alle üblichen Flugbewegung eines Hubschraubers sind möglich (drehen, hoch/runter, vor/zurück, links/rechts).

Steuerung eines Quadrocopters

Das folgende Schema verdeutlicht sämtliche Flugbewegungen, welche ein Quadrocopter vollführen kann.

Vor- und Nachteile

Vorteile

Stabile Fluglage
Sehr robust
Wartungsarm
Windunempfindlich

Nachteile

Kein negativ Pitch
Etwas geringere Maximalgeschwindigkeiten

Technik

Quadrocopter im Flug

Der Quadrocopter ist vom Grundkonzept der Rotoranordnung höchst unstabil und kann nicht ohne eine elektronische Lageregelung geflogen werden. Die Lageregelung muss zumindest die Quer- und Längsachse stabilisieren. Das wird gewöhnlich über einen Kreisel bzw. Piezo Sensoren mit entsprechender Verarbeitung gelöst. Diese Regelung kann den Quadrocopter äußerst stabil im Flugverhalten machen, so dass selbst bei starkem Wind mit einem relativ kleinen Modell noch angenehmes fliegen möglich ist.

Die Mechanik eines Quadrocopters reduziert sich häufig auf 4 Motorachsen (z.B. bei Verwendung von Brushlessmotoren). Das macht ihn sehr robust gegenüber einer harten Landung oder Absturz.

Häufig werden Propeller von SlowFlyer verwendet, sofern es diese als links- und rechtslaufende Versionen gibt. Diese sind günstig und ausreichend für eine hohe Beweglichkeit des Copters. Allerdings gestatten diese Propeller keinen Rückenflug und keine Autorotation wie bei voll 3D fähigen Hubschraubern. Die fehlende Autorotationsmöglichkeit hat aber eher akademischen Charakter, da ein Quadrocopter über weichem Grund fast nicht kaputt zu bekommen ist und bei freiem Fall aus waagrechter Position eine Art Ahorn-Propeller Effekt die Sturzgeschwindigkeit auf ca. 30 km/h bremst.

Für FPV Flug interessant sind noch die zwei üblichen Flugmodi "+" und "x". Bei ersterem zeigt ein Ausleger nach vorn, was bei fliegen nach Direktsicht hilfreich ist. Bei "x" befindet sich sozusagen in jeder Ecke ein Ausleger, was es gestattet die Kamera zwischen diesen zu befestigen. Die Kamera kann so etwas geschützter befestigt werden und die Sicht nach vorn wird nicht durch einen Ausleger im Bild gestört.

Die Größe eines Quadrocopters wird meistens durch den diagonalen Motorachabstand abgerundet auf zehner Zentimeter angegeben. Beispiel: Ein 30er Rahmen kann einen diagonalen Motorachsabstand von 32 cm oder 37 cm haben.

Es gibt bei den gängigen Quadrocoptern vor allem zwei Steuerungsmodi. Für den Heading-Hold (HH) Modus werden lediglich drei Gyroskope benötigt. Dieser Modus ist etwas schwieriger zu fliegen, erlaubt dafür aber alle Flugbewegungen einschliesslich Loopings. Der ACC Modus benötigt zusätzlich einen Beschleunigungssensor und kann damit eine Absolutwinkelsteuerung bieten. Bei Mittelstellung des Sticks bewegt sich so der Quadrocopter in eine horizontale Ausrichtung.

Modelle

Mikrokopter

Der Mikrokopter ist wohl einer der bekanntesten Quadrocopter. Er ist Referenz für viele Plagiate und Nachbauten. Alles fing 2007 an und entwickelt sich seit Jahren dank einer großen Gemeinde zu einem Zukunftsprojet ohne Grenzen.

Vorteile

GPS
Erweiterbar
Regelmäßige Software und Firmware Updates
Guter Support
Gute Qualität

Nachteile

Hoher Preis
Closed Source (Keine Änderungen am Code durch den Anwender möglich)

Arducopter / Ardupirate

Der Arducopter ist ein Opensource-Projekt. Und von den Funktionen vergleichbar mit dem MK.

Vorteile

GPS
Waypoint Navigation
Ultraschall Sensoren (Abstand zum Boden sehr genau messbar)
Erweiterbar
Regelmäßige Software und Firmware Updates
Guter Support
Gute Qualität
Sehr gut dokumentiertes Wiki

Nachteile

erfordert viel Einarbeitung, da er viel kann, aber auch sauber konfiguriert werden will.

Wiicopter

Der Wiicopter ist ein Open Source Projekt. Der Grundgedanke war es, einen möglichst günstigen Quadrocopter zu bauen. Vielfältige Sensorauswahl vom Kompass, über einen Drucksensor zum "Höhe halten", bis hin zum GPS.

Vorteile

Sehr günstig
Günstige Ersatzteile
Fliegt sehr stabil (bei korrekter Einstellung)
GPS jetzt möglich (2 Möglichkeiten sind in Arbeit, serielle und per I²C Bus)

Nachteile

mittlerweile viele Trägerplatinen und Sensoren sowie IMUs, daher sehr unübersichtlich für Anfänger

GAUI 330 X-S

Gaui330X-S

Der Gaui 330X-S ist als Einsteiger-Quadrocopter sehr gut geeignet und mit 300 Euro auch nicht zu teuer.

Das Zusammenbauen geht schnell und einfach von der Hand und somit kann am selben Tag auch schon der erste Flug gemacht werden.

Im Gaui 330X-S Karton ist alles, was man braucht (bis auf LiPo) und sogar ein paar neue Propeller. Zu Löten gibt es auch nichts.

Mit einem 3S 2,2A ist eine Flugzeit von 12 Minuten zu erreichen. Ein 5Amper 3S LiPo macht der Gaui auch locker mit und fliegt damit sogar.

22~25 Minuten

Vorteile

Leicht Aufzubauen
Leicht Einzustellen
Cruse + Hover Mod
Nicht nur für Anfänger gut sondern auch für Profis
Der GU344 ist sehr gut geschützt und überlebt viele Abstürze
Nicht all zu teuer

Nachteile

Bei Minusgraden bekommt man einen starken Gyro Drift
Das Frame hält nicht viel aus
Ersatzmotoren sind teuer (Die Originalen)