Mikrokopter

Ein Mikrokopter ist im Grunde nichts anderes, wie ein „normaler“ RC Quadrocopter – Der Begriff Mikrokopter spiegelt vielmehr die Marke und die Qualität dar. Sämtliche Profi Systeme basieren auf der Technik der HiSystems GmbH – den Entwicklern der Mikrokopter! Holger Buss und Ingo Busker entwickeln elektronische Steuerungen für Industrieanwendungen und bieten den kompletten Entwicklungbereich von Hard- und Software über Schaltplan- und Layoutentwurf, bis hin zum Prototypen Aufbau und der Produktionbegleitung. Darauf basierend begann im Jahr 2006 (24.10.2006) die Entwicklung einer fliegenden, selbst stabilisierenden Foto und Video Plattform! Kurzum – der Mikrokopter war geboren!

 


 

Inhaltsverzeichnis – Mikrokopter

 

  1. Video Erklärung Mikrokopter
  2. Einleitung zum Mikrokopter
  3. Lagestabilisierung erklärt
  4. POI – Point of Interest

 

 

 

Und die Entwicklung blieb nie stehen – nach den ersten Flugversuchen wurde das System stets weiter verbessert und mit tollen Add Ons ausgestattet. So bietet der barometrische Höhensensor über den messenden Luftdruck eine zuschaltbare, automatische Höhen Stabilisierung und dank Navi Control, 3D Kompass und GPS Chip von Blox.com die Möglichkeit, einen „Luftnagel“ zu fliegen! Das sogenannte GPS Position Hold loggt sich an der aktuellen GPS Position ein und korrigiert völlig autonom Höhe und Standort! Als logische Schlussfolgerung kam noch die Funktion „Coming Home“ dazu – hierbei merkt sich der Mikrokopter den Startpunkt, an dem die Motoren gestartet wurden und fliegt völlig autonom auf diese Startposition zurück. Dank einer einstellbaren Sinkrate ist es möglich, den MK autonom zu landen! Gesteuert wird der Mikrokopter über klassische Fernsteuerungen, wie Futaba, Graupner oder Multiplex Anlagen. Da wir das Thema Steuerung und Funktionen jedoch nicht nur trocken beschreiben möchten, folgt jetzt ein kleines Video, dass die aktuellen Funktionen sehr schön darstellt! Da ist Holger Buss von HISystems stets extrem aktiv und zeigt jede neue Funktion in einem neuen Video – für uns ein klares PRO, denn solch ein Service wird selten geboten!

Als Fluggerät wurde hier das Hexakopter Basisset Hexa2 genutzt – dank der 6 Motoren extrem stabil und ruhig in der Luft! Hinzu kommt jedoch noch das NaviCTRL und das GPS Modul – ein Kompass ist in der aktuellen Version 2.0 des NaviCtrl nicht mehr von Nöten, da der Kompass nun Bestandteil des Navi Board ist!

Das Herzstück eines jeden Mikrokopter ist die sogenannte Flight Control – mittlerweile bereits in der Version 2.1 – Hier wirken 3 MEMS Gyros den Fliehkräften entgegen – die Gyro Technologie sorgt für die stabile Fluglage. Auf der FC arbeitet der Hauptprozessor(ATMEGA) und sämtliche Sensoren, die für den extrem stabilen Flug verantwortlich sind! Anhand der Drehwinkelsensoren kann die durch HISystems entwickelte Software die Lage bestimmen und externe Einflüsse ausregeln. Ein weiterer wichtiger Sensor ist der Beschleunigungssensor. Dieser misst die Kräfte in alle 3 Richtungen. Der sogenannte Accelerometer (ACC) ist für die Lage des Mikrokopter zuständig – dieser ACC hält die Waagerechte. Normalerweise wäre es auch ohne eben diesem möglich, jedoch wären wir dann im Helikopter ähnlichen Heading Hold Modus! Mit ACC jedoch kann der User die Fernsteuerung „loslassen“ und der Quadrocopter richtet sich allein in die Waagerechte und verringert die Geschwindigkeit – „stoppt“ die Fahrt. Auch der vorher angesprochene Höhensensor findet auf der Flight Ctrl. Platz.  Die FC wird über das eigens entwickelte Mikrokopter Tool programmiert und parametrisiert – hier können sämtliche Sensoren justiert werden und die Schaltausgänge für LEDS, Kameraauslösung, Nick und Roll Aussteuerung der Kamera über Servos eingestellt werden.

Wo wir schon beim nächsten, spannenden Thema sind! Die Flight Control kann über 2 Ausgänge die Kräfte der Bewegungen des RC Quadrocopter vollautomatisch ausgleichen – so gibt sie die Werte an Servos weiter, die den Ausgleich für z.B. ein Kameragestell vornehmen. Das hat in der Luftbildfotografie erhebliche Vorteile! Denn das Bild ist klar, ruhig und pendelt eben nicht mit dem Mikrokopter im Wind, sondern hängt unabhängig von der Lage des MK gerade unter den Center Plates!

 

Hier folgt noch ein kleines Video von der aktuellen Firmware – man sieht wunderbar, was der Mikrokopter kann und was alles über Fernsteuerung – diesem Fall eine Graupner MX20 HOTT mit Mikrokopter Software – gesteuert werden kann!

Die Mikrokopter Lagestabilisierung

Grundsätzlich wird jeder Mikrokopter / RC Quadrocopter über Gas in der Höhe gesteuert. Anders als beim Heli, wo es über den Pitch funktioniert. Dazu kommt die Steuerung “GIER” was bedeutet, dass der Mikrokopter über die eigene Achse auf der Stelle drehen kann ohne an Höhe zu verlieren. Die Richtung wird über (Vor und Zurück) und ROLL (seitliches abkippen) geregelt. Für die Grundsteuerung eines Quadrocopters reicht also eine 4 Kanal Fernsteuerung völlig aus. Über diese Funktionen kann man den Mikrokopter einigermaßen in der Luft halten. Einigermaßen deshalb, da ohne Elektronik, die die Lage regelt, ein Steuern extrem schwer ist, da vier Motoren manuell ausgeglichen werden wollen.

Um jedoch eine verbesserte Lagestabilisierung und demzufolge ein einfacheres und schöneres Fliegen zu gewährleisten sind auf der FC (Flight Control) des Mikrokopter serienmäßig Gyrosensoren für alle 3 Achsen aufgelötet. Zusätzlich kommt ein ACC Sensor (Beschleunigungssensor) zum Einsatz. Dank dieser Technik kann der Mikrokopter nun wesentlich stabiler geflogen werden!  Der MK stabilisiert sich nach loslassen der Fernsteuer Knüppel vollautomatisch in die waagerechte und verringert damit die “Fahrt” – er bleibt auf der Stelle stehen (guter Aufbau des Rahmens und Ausrichtung der Motoren vorausgesetzt). Anders als beim Heli, wo wir den Heading Hold Modus kennen – Einmal nach vorn gesteuert muss der Heli aus voller Fahrt mit einem gezielten ziehen und auspendeln an “Nick” wieder in die Waagerechte gebracht werden. Jedoch ist über das Mikrokopter tool auch der Heading Hold Modus einstellbar, so dass nach loslassen der Steuerknüppel “nichts” passiert und der Mikrokopter weiter nach vorn oder hinten fliegt. Viele, erfahrene Heli Piloten möchten auf den Heading Hold Modus nicht verzichten und so ist die Funktion über das Mikrokopter Tool auf der FC einstellbar.

 

Der ACC Modus und die Lagestabilisierung der Gyros sorgen somit für ein tolles Flugverhalten jedoch muss man hier auch erwähnen, dass es kein “Position Hold” Modus ist – bei leichtem Wind driftet der Mikrokopter auch in der Waagerechten weiter mit dem Wind.

Wie eine Verbindung zur FC über den PC aussieht, kann man in folgendem Video sehr gut sehen!Hierzu wird lediglich ein MKUSB Adapter benötigt.

POI – Point of Interest

POI – Point of Interest – seit einigen Monaten ist es möglich, dass der Mikrokopter per GPS immer auf ein bestimmtes Objekt ausgerichtet ist – das macht Filmen extrem einfach! Ohne viel zu erklären möchte ich mal mit einem kurzen Video zeigen, was alles mit der neuen Firmware der Mikrokopter FlightCtrl möglich ist!