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Roverdrohne selber bauen & tunen

Ohne Vorkenntnisse. Schritt für Schritt selbst gebaut. Roverdrohne erweitern: drei verschiedene FPV-Kameras, Scheinwerfer und Solaranlage zum Laden der Akkus.

AutorPatrick Leiner
VerlagFranzis
Erscheinungsjahr2017
Seitenanzahl193 Seiten
ISBN9783645224161
FormatePUB
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis19,99 EUR
Sie sind begeistert von Roverfahrzeugen in der Raumfahrt, ihrem Aufbau und ihrer Technik? Sie interessieren sich auch für ferngesteuerte RC-Cars und die neue Technik der Multi-copterdrohnen? Dann verbinden Sie doch beides und bauen einen eigenen, autonomen Rover. Das Buch zeigt Ihnen an einem ausführlichen Selbstbauprojekt, wie Sie mit viel Spaß und überschaubarem Aufwand eine vielseitig einsetzbare Roverdrohne planen, bauen, tunen und einsetzen. Schrauben, kleben, löten und rein ins Cockpit: Sie erfahren, wie die Einzelkomponenten für den Bau einer Roverdrohne ausgewählt werden und worauf Sie beim Bauen, Einstellen, Fahren und Optimieren achten sollten. Besonders die autonome Steuerung eines Rovers ist eine Herausforderung. Praktisch, dass aus der Welt der Multicopterdrohnen Hard- und Softwarekomponenten zur Verfügung stehen, die für diesen Zweck eingesetzt werden können: Nutzen Sie das bekannte und beliebte Open-Source-System ArduPilot (APM), um Ihren Rover auf autonome Missionen zu schicken. Tuning für atemberaubende Geländefahrten: Erfahren Sie, wie Sie eine Kamera mit Gimbal für Geländeaufnahmen installieren oder die Fahrzeiten Ihrer Drohne mit einer Solaranlage optimieren - über die Kapazität des Akkus hinaus. Integrieren Sie ein FPV-System, mit dem Sie bei Tag und bei Nacht die faszinierende Sicht aus dem Cockpit genießen.

Patrick Leiner, geboren in Zweibrücken, ist gelernter Technischer Produktdesigner in der Fachrichtung Maschinen- und Anlagentechnik. Nach seiner Ausbildung absolvierte er ein Studium der Wirtschaftswis-senschaften im Fachbereich Technische Betriebswirt-schaft. Seit 15 Jahren ist er begeisterter Modellpilot und beschäftigt sich umfassend mit der RC-Modell-Bautechnik. Schon im Rahmen seines Studiums setzte Leiner eigene Multicopter-Projekte um; auch seine Bachelorthesis und weitere wissenschaftliche Arbeiten befassen sich mit der Entwicklung und dem Bau von Multicoptern.

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Leseprobe

2


BAUSTEINE DER ROVERDROHNE


Grundgerüst der Roverdrohne

Servo zur Steuerung des Fahrzeugs

Geeigneter Maßstab für das RC-Car

2WD- und 4WD-Antriebseinheiten

Ausstattung und RC-Car-Setumfang

Antrieb und Fernsteuerung

Antriebsvarianten für RC-Cars

Bauarten von Brushless-Motoren

Energiequelle LiPo-Akku

Funktionsweise der Fernsteuerung

Aufgaben des Flightcontrollers

Vom Multicopter direkt ins Auto

Erweiterung des Einsatzgebietes

Die wichtigsten Bauteile für das Projekt »Roverdrohne«.

Eine Roverdrohne besteht aus verschiedenen Bausteinen, die zueinander passen und miteinander verbunden werden müssen. Bevor also eine Roverdrohne selbst gebaut werden kann, müssen wir uns erst einmal einen Einblick in die Technik verschaffen, die nötig ist, um ein solches Roverdrohnenprojekt umzusetzen. Grundlage einer jeden Roverdrohne, also eines autonom, teilautonom oder ferngesteuerten Fahrzeugs, ist das Fahrgestell oder ein Rover in seiner Grundausstattung. Flugzeuge brauchen Flügel, Boote einen Kiel und Hubschrauber ihren Rotor. Um also eine Roverdrohne bauen zu können, brauchen wir Räder. Nun kommt es darauf an, welche Drohne, nennen wir sie einmal allgemein Autodrohne, gebaut werden soll. Hier gibt es die unterschiedlichsten Varianten, je nachdem, was die Autodrohne alles können soll.

GRUNDGERÜST DER ROVERDROHNE


Um eine Autodrohne überhaupt bauen zu können, wird ein Grundgerüst benötigt, das wir in der RC-Technik, genauer gesagt bei den RC-Cars, finden können. Ein ferngesteuertes Auto ist also die Grundlage jeder Autodrohne. Nun besteht die Qual der Wahl, für welches RC-Auto man sich als Basis für die Drohne entscheiden sollte. Für jeden Einsatz gibt es das richtige Gefährt. Die Welt der RC-Autos hat viel zu bieten. Es gibt alles – von kleinen Buggys über schnelle Straßenautos bis hin zu megagroßen Crawlern. Im Wesentlichen wird in der RC-Car-Welt zwischen Onroad- und Offroad-Fahrzeugen unterschieden. Onroad-Modellautos sind, wie der Name schon sagt, fast ausschließlich für den Einsatz auf festem Asphalt geeignet.

Offroad-RC-Autos besitzen eher größere Reifen und einen hohen Radstand, um auch im Gelände gut voranzukommen und nicht stecken zu bleiben. Zudem können Offroad-Fahrzeuge in mehrere Unterkategorien gegliedert werden:

RC-Buggys

RC-Monstertrucks

RC-Crawler/Rock-Crawler

RC-Buggys sind, trotz Geländetauglichkeit, relativ schnell auf ihren Rädern unterwegs, besitzen aber relativ große Stoßdämpfer, um auch im Gelände nicht durch Unebenheiten ausgebremst zu werden. Sie bilden also einen guten Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Geländetauglichkeit.

RC-Monstertrucks dagegen sind die Powermaschinen im Gelände und lassen keinen Stein auf dem anderen.

RC-Monstertruck nach einer Fahrt durch Matsch und Staub.

Sie haben meistens nicht nur vier, sondern gleich acht Federbeine und halten damit auch draußen in Dreck, Staub und Matsch einiges aus. Je nach Antrieb sind sie immer noch sehr schnell und vertragen auch den einen oder anderen Sprung über einen Hügel.

RC-Crawler, auch Rock-Crawler genannt, können genau das, was der Name schon sagt, nämlich vor allem über Hindernisse krabbeln.

RC-Crawler mit voller Federung und Drehung.

Sie besitzen sehr große Stoßdämpfer, und meistens ist der gesamte Aufbau in sich verdrehbar, sodass sie auch in unwegsamstem Gelände nicht den Halt verlieren. Die RC-Crawler gehören allerdings eher zu den Schildkröten der RC-Car-Welt, denn sie kommen zwar über jeden Stein, aber nicht sehr schnell.

Neben den gezeigten RC-Car-Varianten können in der Modellbauwelt weitere Fahrzeugtypen gebaut oder gekauft werden. Nicht selten findet man auf Modellbaumessen auch RC-Trucks, von denen manch einer extrem detailgenau gebaut wurde. Und auch Panzer finden sich im kleineren Maßstab.

Servo zur Steuerung des Fahrzeugs

Ein wichtiges Bauteil eines RC-Cars ist das Servo. Es ist für die Lenkung zuständig und setzt die Steuerbefehle des Piloten in eine direkte Bewegung um. Die Steuerbefehle werden über ein Lenkgestänge in eine tatsächliche Bewegung der (meist) vorderen Räder umgesetzt, sodass das Modell steuerbar ist. Ein Servo besteht aus einem Motor, einer kleinen Steuerelektronik, sozusagen dem Motorregler, und einem kleinen Getriebe, das oben auf dem Gehäuse sitzt und die Bewegungen ausführt.

Die wichtigste Einheit neben der Größe des Servos ist die sogenannte Stellkraft, also wie viel Kraft das Servo aufbringen kann, um irgendeine Art von Bewegung auszuführen. Ist in einem Modellauto ein sehr kleines Servo verbaut und fährt das Auto sehr schnell in eine Kurve, wirken einige Kräfte auf das Lenkgestänge und versuchen es wieder in die Ursprungsstellung zurückdrängen. Ist diese Kraft größer als die Stellkraft des Servos, ist das Auto in einer schnellen Kurve nicht mehr richtig steuerbar, oder das Servo wird sogar zerstört. Aus diesem Grund ist bei einem Servo meistens die Maßstabsgröße des Modells angegeben, in das es eingebaut werden kann.

Servo zur Lenkung eines RC-Cars

Das Servo wird über ein dreiadriges Kabel mit dem Empfänger oder einem Flightcontroller verbunden. Eine Ader ist die Minusleitung (Ground), die andere die Plusleitung (Spannungsleitung), zudem gibt es eine extra Leitung, meist in Gelb oder Weiß (Signalleitung), die das Steuersignal überträgt. Manche Automodelle können allerdings über die unterschiedliche Ansteuerung von linken und rechten Rädern gesteuert werden, sodass ein Servo überflüssig ist.

Geeigneter Maßstab für das RC-Car

Beim Auswählen eines RC-Cars werden wir mit einigen Angaben konfrontiert. Eine wichtige ist der sogenannte Maßstab. Der Maßstab gibt an, um wie viel kleiner das Modellauto ist im Vergleich zu seinem großen Bruder, dem real existierenden Fahrzeug in Originalgröße. Die am häufigsten verwendeten Maßstäbe sind 1:8, 1:10 und 1:12. Was bedeuten diese Zahlen genau? Der Maßstab 1:10 bedeutet zum Beispiel nichts anderes, als dass das Modell mit diesem Maßstab zehnmal kleiner ist als das Auto in Originalgröße. Ist also der Rallyewagen, in dem ein Pilot auf der Rallye Dakar seinen Wettbewerb fährt, vier Meter lang, weist das 1:10-Modell eine Länge von 40 Zentimetern auf.

2WD- und 4WD-Antriebseinheiten

Ein weiterer Parameter ist die Antriebseinheit des Modellautos. Es wird zwischen Fahrzeugen unterschieden, die nur über eine Achse und somit zwei Räder angetrieben werden, und solchen, die mit vier Rädern und zwei Achsen angetrieben werden. 2-Rad-Antriebe werden im Englischen als 2WD und 4-Rad-Antriebe als 4WD bezeichnet, WD steht dabei für Wheel Drive, also angetriebene Räder.

Ausstattung und RC-Car-Setumfang

Eine weitere und sehr wichtige Angabe, die einem bei der Beschreibung eines RC-Autos begegnet, ist die Art der Ausstattung oder des Setumfangs. Es finden sich meist die folgenden Abkürzungen:

RTR (Ready to Run)

BND (Bind and Drive)

ARR (Almost Ready to Run)

RTR (Ready to Run) bedeutet so viel wie: direkt zum Fahren bereit. Der Umfang solch eines Sets ist also, wenn man es so will, komplett – mit allen Bauteilen, dem Akku und vor allem der Fernsteuerung. Ein RTR-RC-Car kann daher direkt nach dem Einlegen der Fernsteuerbatterien und dem Aufladen des Akkus gefahren werden.

BND (Bind and Drive) ist die Angabe dafür, dass im Set alles enthalten ist, was man benötigt, bis auf die Fernsteuerung selbst. Man muss sich also noch eine Fernsteuerung zulegen und sie mit dem im Modell vorhandenen Empfänger verbinden.

ARR (Almost Ready to Run) steht dafür, dass das Modellauto zwar komplett vormontiert ist, jedoch weder eine Fernsteuerung noch ein Empfänger im Modell vorhanden sind, und meist muss auch der Akku zum Modell separat gekauft werden.

KOMPATIBLE FERNSTEUERUNG

Beim Kauf eines BND-Modellautos müssen Sie sich noch eine Fernsteuerung separat kaufen....

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