Drohnen im Test 2017

Drohnen

Was kann man mit einer Drohne alles machen?

Wissen Sie, wie Ihr Haus von oben aussieht? Vor einigen Jahren konnten nur Piloten eine positive Antwort auf diese Frage geben. Mit der weiten Verbreitung von Freizeit-Drohnen erhält nun fast jeder die Möglichkeit, seine Welt aus der Vogelperspektive zu erkunden. Viele Drohnen sind jedoch für spezifische Einsatzzwecke konzipiert. Ob eine Drohne Ihre Erwartungen erfüllen wird, erfahren Sie hier.

Info-Video von Stiftung Warentest


Die Welt von oben sehen mit einer Drohne

Die Deutsche Post und Online-Händler Amazon schleppen werbewirksam schwere Nutzlasten mit modernen Multicoptern durch Ihre Werbevideos. Zusätzlich schreitet die Miniaturisierung hochauflösender Kameras und leistungsfähiger Steuerungscomputer stetig voran. Diese Kombination brachte eine unüberschaubare Vielfalt an Kamera-Plattformen hervor, die vom einfachen Kinderspielzeug bis zur professionellen Ausrüstung der Filmindustrie reicht.

Welt von oben sehen

Dank ausgereifter Technik müssen sich Piloten nicht länger um die Steuerung ihrer Kamera-Drohnen Gedanken machen.

Navigationsprogramme regeln selbstständig die Flugbahn per GPS, halten Objekte in der Bildmitte zentriert oder führen einen perfekten 360-Grad-Kameraschwenk aus.

Den Nutzen der vielseitigen Drohnen haben längst unterschiedliche Berufsgruppen für sich entdeckt.

    • Bauwerksinspektionen von Bauingenieuren,
    • Verkehrs- und Menschenmengen-Beobachtung der Polizei
    • und die photogrammetrische Vermessung ganzer Landstriche

durch Vermessungsingenieure – das alles ist mit den flexiblen Drohnen möglich.

Formel Eins der Lüfte

Steuerung einer Racing DrohneNeben den beliebten Kamera-Drohnen erobern vermehrt Racing-Drohnen den Luftraum über verlassenen Fabriken, ausgedienten Sportstätten und Garten-Parcours der Luftsport-Vereine. In der DRL, der Drone Racing League (Drohnen-Renn-Liga) treten Sportler mit ultraschnellen Renn-Drohnen gegeneinander an. Dabei lenken Sie ihre Fluggeräte per Fernsteuerung nur anhand der Videoübertragung, die ihnen die Sicht der Drohne über eine Videobrille vermittelt.Bis zu 130 km/h schnell sind die Multicopter, die blitzschnell um enge Kurven drehen und ihren Flug bis auf wenige Zentimeter genau durch Öffnungen und Rohre lenken. Doch zählt dabei nicht nur der Spaß, denn in Rennen wie dem Red Bull DR.ONE oder dem World Drone Prix geht es um Preisgelder in Millionenhöhe.

Dronen zum Selberbasteln

Empfaenger Platine einer DrohneLeicht, preiswert und flexibel – das sind die Bastellösungen für den Drohnen-Heimwerker. Die Videoplattformen im Internet demonstrieren eindrucksvoll, wie groß das Feld der Selbstbau-Drohnen ist. Sie reichen von Miniatur-Drohnen, für die selbst eine Mietwohnung ausreichend Platz zum Navigieren bietet, bis zu Schwerlast-Drohnen, die sogar Menschen transportieren.Oft tunen Bastler preiswerte Einsteigersysteme, verbinden diese mit Ein-Platinen-Computern, wie dem Raspberry Pi Zero und verleihen den Quadrocoptern, Hexacoptern oder Octocoptern damit ungeahnte Fähigkeiten. Sich das Frühstücksei mit der eigenen Drohne ans Bett liefern lassen? Warum nicht, möglich ist es mit den Bastel-Drohnen allemal.

Kaufentscheidung mit Verstand

Wer sich nicht auf die Werbeaussagen der Hersteller verlassen möchte, sollte vor dem Kauf einer Freizeit-Drohne Tests zu

      • Flugeigenschaften,
      • Bedienbarkeit,
      • Bildqualität,
      • Flugdauer,
      • Geschwindigkeit
      • und Nutzlast

lesen, denn die Werte der einzelnen Systeme variieren zum Teil stark. Gute Systeme müssen nicht teuer sein, aber leistungsstarke Technik ist ihren Preis wert. Am Ende werden Käufer mit einem Hobby belohnt, das unvergessliche Einblicke aus luftigen Höhen bietet.

Was ist eine Drohne?

Ein unbemanntes Luftfahrzeug, allgemein als Drohne bekannt, ist ein Flugzeug ohne einen menschlichen Piloten an Bord. Drohnen sind Bestandteil eines unbemannten Flugzeugsystems. Dieses Flugzeugsystem umfasst eine Drohne, eine bodengestützte Steuerung und ein Kommunikationssystem zwischen den beiden. Der Flug von Drohnen kann mit einem unterschiedlichen Grad an Autonomie betrieben werden: entweder unter Fernsteuerung durch einen menschlichen Operator oder autonom durch einen Bordcomputer.

Im Vergleich zu bemannten Flugzeugen wurden Drohnen ursprünglich für Missionen verwendet, die für Menschen „langweilig, schmutzig oder gefährlich“ waren. Obwohl sie hauptsächlich für militärische Anwendungen entstanden sind, erweiterte sich ihr Einsatzbereich schnell auf

      • kommerzielle,
      • wissenschaftliche,
      • Freizeit-,
      • Landwirtschafts- und andere Anwendungen wie die Polizeiarbeit,
      • Friedenssicherung und Überwachung,
      • Produktlieferungen,
      • Luftbildfotografie,
      • Landwirtschaft,
      • Schmuggel und Drohnen-Rennen.

Zivile Drohnen sind den militärischen Drohnen nach der Anzahl weit überlegen, Schätzungen zufolge wurden bis zum Jahr 2017 über dreieinhalb Million Drohnen verkauft, sodass sie als eine frühe kommerzielle Anwendung der autonomen Dinge angesehen werden können, gefolgt von den autonomen Auto- und Heimrobotern.

Für unbemannte Luftfahrzeuge werden mehrere Begriffe verwendet, die sich im Allgemeinen auf dasselbe Konzept beziehen. Der in der Öffentlichkeit weit verbreitete Begriff „Drohne“ wurde in Anlehnung an die Ähnlichkeit des Klangs, der Navigation und des lauten und regelmäßigen Motors von alten militärischen unbemannten Flugzeugen geprägt, die an die männliche Biene erinnern. Der Begriff ist auf starke Opposition von Luftfahrt-Fachleuten und Regierungsbehörden gestoßen.

Die Besten Hersteller für Drohnen

Die führenden zivilen Drohnen Unternehmen sind derzeit:

  1. DJI (China) mit weltweit 500 Millionen Dollar Umsatz
  2. Parrot (Frankreich) mit 110 Millionen Dollar
  3. 3DRobotics (USA) mit $ 21,6 Millionen.

Zum März 2017 wurden mehr als 770.000 zivile Drohnen in den USA registriert, obwohl geschätzt wird, dass mehr als 1,1 Millionen allein in den Vereinigten Staaten verkauft wurden.

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Die Drohnen Unternehmen entwickeln sich auch in Entwicklungsländern wie Indien in der zivilen Nutzung, obwohl sie sich in einem sehr frühen Stadium befinden, haben einige Start-ups in frühen Stadien Unterstützung und Finanzierung erhalten.

Einige Universitäten bieten Forschungs- und Ausbildungsprogramme oder Abschlüsse an. Private Einrichtungen bieten auch Online- und persönliche Trainingsprogramme für Freizeit- und kommerzielle Drohnen Nutzung an.

Zivile Nutzungen umfassen

      • Luftbild-Untersuchungen,
      • Luftaufnahmen,
      • Suche und Rettung,
      • Inspektion von Stromleitungen und Pipelines,
      • Tierzählungen von Wildtieren,
      • Lieferung von medizinischen Hilfsgütern an sonst unzugängliche Regionen,
      • kooperative Umweltüberwachung,
      • Grenzschutzmissionen,
      • Konvoischutz,
      • Waldbrand-Detektion und -Überwachung,
      • Koordinierung der humanitären Hilfe,
      • Landvermessung,
      • Feuer- und Großunfall-Untersuchungen,
      • die Bauindustrie,
      • Schmuggel und Massenüberwachung.

Private Personen und Medienorganisationen nutzen Drohnen für die Überwachung, Erholung, Nachrichtenerfassung oder für die persönliche Landbewertung.

Wie funktioniert eine Drohne?

Die Drohnentechnologie entwickelt sich ständig weiter und neue Innovationen und große Investitionen bringen alle paar Monate fortschrittliche Drohnen auf den Markt. In diesem Artikel werden wir erklären wie Drohen funktionieren, da die meisten Freizeit-Drohnen sehr ähnliche Systeme enthalten.

Was sind die 6 Bestandteile einer Drohne?

Rahmen

Der Rahmen einer Multirotor-Drohne funktioniert ähnlich wie der Rahmen eines Autos, um das Fahrzeug zu unterstützen und zu verstärken. Die Rahmen sind in der Regel aus Kunststoff oder Kohlefaser gefertigt und können mit unterschiedlichen Arm-Varianten (Tri, Quad, Hex, Octo) angeordnet werden. Am Ende jedes Arms befinden sich der Motor und der Propeller, während das Zentrum die Flugregler, Kardanringe und andere Elektronikteile hält. Das meiste Gewicht sollte immer in der Mitte der Drohne sein, da dies zu den besten Flugeigenschaften führt.

Wie bei jeder der unten aufgeführten Teile ist das Gewicht ein äußerst wichtiges Element. Je schwerer die Teile sind, desto weniger Auftrieb kann erreicht werden. Sie möchten wahrscheinlich auch nicht einen superleichten Rahmen, der brechen kann. Kohlenstofffasern neigen dazu, wegen ihrer Stärke und ihres leichten Gewichts ein Favorit bei Freizeit-Drohnen zu sein.

Motoren

Jeder Drohnen-Arm hat einen separate Rumpf-Drehmoment  höherem Drehmoment. Im Gegensatz dazu steht die Freizeitdrohne mit einem aggressiven, schnellen System mit viel Manövrierbarkeit und einem schnell drehenden Rotorsystem.

Propeller

Können auch aus Kunststoff oder Kohlefaser hergestellt sein. Kohlefaser ist die bessere Wahl, aber auch teurer.

Batterie

Batterien sind in einer Vielzahl von Gewichten und Kapazitäten erhältlich. Es scheint intuitiv zu sein, immer die Batterie mit der größten Kapazität zu wählen, um die längste Flugzeit zu erreichen. Mit zunehmender Kapazität der Batterie nimmt auch das Gewicht zu. Es gibt einen bestimmten Punkt, an dem mehr Kapazität nicht mehr von Vorteil ist.

ESC

„Electronic Speed Controller“ betreiben die Motoren, die die Drohnen haben. ESCs sind für die Stromstärke ausgelegt, die sie dem Motorsystem ständig zuführen. Da sich die Motoren ständig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, haben sie einen Drehzahlregler, um diese zu diktieren.

Sender und Empfänger

Diese Kombination ist die „Fernbedienung“ für den Betrieb der Drohne. Der Sender „sendet“ das Signal und der Empfänger „empfängt“ es. Der Empfänger ist mit der Funkfernsteuerung verbunden, der ihre Eingaben aufnimmt und die Antworten an die Motoren ausgibt.

Wie fliegt eine Drohne?

Jetzt, da Sie ein grundlegendes Verständnis für die verschiedenen Teile einer Drohne haben, ist es an der Zeit zu erklären, wie alle diese Teile zusammenarbeiten, um einen harmonischen Flug zu erreichen.

Verwenden wir einen Quadcopter für die folgenden Beispiele.

Drehrichtung der Propeller einer Drohne

Ein Quadcopter verwendet vier verschiedene Propeller, die von vier verschiedenen Motoren angetrieben werden. Einfach, oder? Jeder drehende Propeller erzeugt sein eigenes Drehmoment. Newtons drittes Gesetz besagt, dass „jeder Aktion eine gleichwertige und gegensätzliche Reaktion folgt.“ Wenn sich also der Propeller dreht, wird der Arm, der ihn hält, in die entgegengesetzte Richtung drehen. Dies ist das Gesetz der Drehmomentreaktion. Deshalb hat ein traditioneller Hubschrauber einen Heckrotor, um das Rumpf-Drehmoment zu kompensieren.

In einem Quadcopter brauchen wir keinen Heckrotor. Warum? Weil wir dieses Propeller-Drehmoment mit einem gleichen und entgegengesetzten Drehmoment bekämpfen können (der entgegengesetzte Propeller hält dagegen). Die gegenüberliegenden Propeller drehen sich in die gleiche Richtung. Sie heben den Drehmoment-Effekt des anderen auf.

Dadurch können Quadcopter sehr gut in der Luft schweben. Wenn Sie einen Hubschrauber schweben lassen würden, müssten Sie mehr Energie aufbringen, denn es wird mehr Drehmoment zur Verfügung stehen und es würde mehr Kraft vom Heckrotor benötigt. Diese Probleme existieren offensichtlich bei den Freizeit-Drohnen nicht, weil die Leistungssteigerungen im Propeller-System immer gleich und entgegengesetzt sind.

Schweben

Wir wollen mehr als nur unsere Drohne schweben lassen. Wenn wir eine Vorwärtsbewegung wünschen, werden beide Vorwärts-Propeller weniger Kraft anwenden, während die Rück-Propeller mehr Kraft hinzufügen. Dieses Prinzip gilt für alle Flugrichtungen.

Eine Kursabweich-Bewegung ist jedoch etwas anders. Was passiert, wenn wir wollen, dass unsere Drohne nach links fliegt? Wir wollen damit also, dass die Drehmomentreaktion in der linken Richtung stärker hervortritt. So gibt der Quadcopter den Propellern, die eine linke Drehmoment-Richtung haben, mehr Kraft (den im Uhrzeigersinn drehenden Propellern).

Aufsteigen und Sinkflug sind dagegen sehr einfach. Die Leistung wird entweder auf das gesamte Propeller-System erhöht, um aufzusteigen oder abgenommen, um einen Abstieg zu erzielen.

Jetzt können Sie Ihren Quadcopter auf vielfältige Weise fliegen. Sie können während eines Fluges in eine beliebige Richtung ausschweifen, während Sie aufsteigen und zum gleichen Zeitpunkt eine leichte Drehung anwenden. Der Algorithmus und die Codes, die in den Flugcomputer programmiert sind, berücksichtigen dies und wenden die notwendige Kraft auf jeden Propeller an.

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