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Quadrocopter

Sie wollen einen Quadrocopter kaufen?

Wir möchten hier kurz erklären was ein Quadrocopter eigentlich genau ist und auf was sie beim Quadrocopter kaufen beachten sollten. Ein Quadrocopter ist ein Multicopter mit vier Rotorblättern. Diese werden in der Regel durch bürstenlose Gleichstrommotoren angetrieben, die sich auf derselben Höhe befinden. Je zwei Rotoren drehen sich im Uhrzeigersinn, die anderen beiden entgegengesetzt. Dadurch kann der Quadrocopter senkrecht starten und landen. Angebracht sind diese Motoren am Ende der vier Ausleger und als Energiequelle dient meist ein Lithium-Polymer-Akku.



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Aufbau eines Quadrocopters:

Quadrocopter können unterschiedlich aufgebaut werden. Zwar befinden sich die Luftschrauben alle auf gleicher Höhe, doch die Ausleger und damit auch die Motoren können entweder in Plus-Form (+) angeordnet werden oder in der X- beziehungsweise H-Form. Im ersten Fall ist eine einfachere Steuerung möglich, da bei Steueränderung der Längs- oder Querachse nur ein Motorenpaar angesteuert wird. Anders sieht es mit der X- und H-Anordnung aus, denn hier sind die Motoren um 45 Grad in Richtung eines Auslegers und in Flugrichtung versetzt. Deshalb müssen alle vier Motoren gleichzeitig angesteuert werden. Doch dies ist nur ein kleiner Nachteil, denn dadurch können Drehbeschleunigungen höher ausfallen. Zusätzlich eignet sich diese Bauform besser für Kameras – sie bietet ein größeres Sichtfeld, da keine Propeller die Sicht stören.

Eine weitere, aber wesentlich seltenere Bauweise ist die Y4-Form. Dabei gleicht der Aufbau eher einem Tricopter. Zwei Ausleger führen vom Rumpf nach vorne. Hinten sind zwei Rotoren mittig und hintereinander angeordnet sind. Die Form gleicht also einem „Y“.

Wie wird der Quadrocopter gesteuert?

Der Auf- und Abtrieb erfolgt durch das Erhöhen oder Reduzieren der Drehzahl, was wiederum zum Steigen oder Sinken führt. Wie bereits erwähnt, drehen sich zwei der vier Rotoren gegen den Uhrzeigersinn. Dies ist notwendig, um die auftretenden Kräfte der Propeller auf den Rumpf zu neutralisieren. Ein gut dimensionierter Quadrocopter sollte bei mittlerer Drehzahl abheben – nur dann stehen entsprechende Leistungsreserven im Bedarfsfall zum Manövrieren zur Verfügung.

Jedes Fluggerät besitzt drei Achsen: die Hochachse, auch Gierachse genannt, die Längsachse und die Querachse. Alle Flugmanöver beziehen sich jeweils auf eine oder mehrere dieser Achsen.

Gieren (Drehen)

Soll der Quadrocopter um die Hochachse gedreht werden, müssen unterschiedliche Kräfte auf das Fluggerät wirken. Dazu müssen die neutralisierten Kräfte der links- und rechtsdrehenden Propeller ein Ungleichgewicht erzeugen. Mit anderen Worten: die Drehzahlen der links- beziehungsweise rechtsdrehenden Luftschrauben müssen proportional unterschiedlich sein.

Rollen

Um eine Rechtsdrehung um die Längsachse einzuleiten, müssen die Drehzahlen der links der Längsachse liegenden Antriebe deutlich höher sein. Zusätzlich müssen die Drehzahlen der rechts der Längsachse liegenden Antriebe proportional reduziert werden. Die Summe der entstehenden Kräfte darf sich nicht verändern, andernfalls bricht das Heck aus. Diese Angaben beziehen sich auf die Plus-Bauform.

Glücklicherweise übernimmt eine intelligente Steuer- und Stabilisierungselektronik mit Kreiseln die genaue Ansteuerung der Motoren und erlaubt auch Einsteigern das Fliegen von Quadrocoptern. Während das Heck eines Hubschraubers ständig wegen eines Drifts korrigiert werden muss, ist das bei einem Quadrocopter nicht notwendig. Selbst ausgefallenere Flugmanöver wie Rollen, enge Turns und sogar Loopings lassen sich abhängig von dem Steuerungsmodus mit einigen Quadrocoptern durchführen. Es gibt zwei Steuerungsmodi, den Heading-Hold-Modus (HH) mit drei Kreiseln, der zwar schwieriger zu fliegen ist, aber alle Flugmanöver erlaubt, sowie den ACC-Modus. Er benötigt einen zusätzlichen Beschleunigungssensor und richtet das Fluggerät bei Mittelstellung des Joysticks horizontal aus. Damit der Pilot die Flugrichtung seines Quadrocopters auch auf Distanz besser erkennen kann, werden meist farblich unterschiedliche Propeller eingesetzt.

Kreiselsystem

Die kleinen Piezokreiselsysteme (Gryosystem) sind Lagesensoren und leisten bei der Stabilisierung der Quadrocopter den entscheidenden Anteil, um sie leicht manövrierfähig zu machen. Diese Kreisel messen die Winkelgeschwindigkeit an den Propellern und die Elektronik gleicht durch die Steuerung der Drehzahlen eventuelle Störeinflüsse aus. Aktuell werden gerne die in der Anschaffung teureren MEMS-Kreisel verwendet (Micro-Electro-Mechanical System). Sie reagieren unempfindlicher auf Temperaturunterschiede als Piezo-Sensoren und tragen zu ruhigeren Flugeigenschaften bei.

Erweiterungen für Quadrocopter

Heute besteht die Möglichkeit, die Steuerungen um einen Kompass, Höhenmesser und GPS zu erweitern. Dies erlaubt einen autonomen Flug und eine exakte Positionierung mittels GPS. Dazu können Wegpunkte über Google Maps gesetzt werden. Diese lassen sich auf das Naviboard des Quardocopters übertragen und das Fluggerät übernimmt die vollautomatische Steuerung. Ein Quadrocopter ist in der Lage, eine größere Kamera mitzuführen und unterwegs Fotos oder Videos zu machen. Mittlerweile lassen sich einige der Modelle mit einer WLAN-Verbindung über das Smartphone steuern. Sollte die Verbindung getrennt werden oder sich das Fluggerät aus der Reichweite dieser Funkverbindung bewegt haben, kann es mittels GPS den Weg nach Hause finden und selbstständig landen.

Bekannte Quadrocopter und FPV

Zu dem am meisten verkauften Quadrocopter zählt sicherlich die Parrot AR.Drohne. Sie gehört zu den Quadrocopter, die durch ein Android- oder iOS-Smartphone gesteuert werden und ist relativ günstig erhältlich. Spaß-limitierend wirkt in der Regel die Laufzeit der Akkus. Damit das Vergnügen nicht bereits nach 10 – 15 Minuten mit einem leeren Akku endet, empfiehlt es sich, bei dem kauf eines Quadrocopters etwas mehr zu investieren. Die „Ready to fly“-Drohne DJI Phantom 2 zählt zu den beliebtesten Modellen und ist für Einsteiger und fortgeschrittene Nutzer zu empfehlen. Besonders interessant ist die Option FPV (First Person View). Das bedeutet, eine Kamera erlaubt die Steuerung aus Pilotensicht, was ein ganz neues Fluggefühl vermittelt, insbesondere dann, wenn statt eines normalen Displays eine FPV-Brille benutzt wird. Für Anfänger lohnt sich auch ein Blick auf den günstigen Syma X5C Quadrocopter welcher 2014 auf dem Markt erschienen ist.

Jetzt weitere Quadrocopter mit Kamera ansehen

Vor- und Nachteile einen Quadrocopter zu kaufen

Vorteile für den Kauf:

  • hohe Beschleunigung möglich
  • einfachere Bauweise als ein Hubschrauber, da keine mechanischen Teile sehr wartungsarm
  • ermöglicht eine höhere Traglast als ein Tricopter
  • Redundanz vorhanden
  • ist agiler und leichter als ein Hexacopter und dadurch besser für Kunstflug geeignet
  • robustere Bauweise als ein Tricopter
  • es gibt eine große Auswahl an günstigen Quadrocopter

Nachteile gegen den Kauf:

  • geringere Geschwindigkeit als bei einem motorisierten Hubschrauber
  • ist nicht so kompakt zu transportieren wie ein Tricopter

Für Einsteiger lohnt es sich einen Quadrocopter zu kaufen, da die Flugeigenschaften besser als bei einem Tricopter sind. Fortgeschrittene Anwender werden anspruchsvolle Flugmanöver mit einem entsprechend konfiguriertem Steuerungsmodi durchführen können und ihren Spaß mit einem Quadrocopter haben.

Und welchen Quadrocopter sollten man nun kaufen?

Die 5 beliebtesten Quadrocopter im Überblick:

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Bewertung
Gewicht in Gramm1388 Gramm1050 Gramm1220 Gramm1500 Gramm743 Gramm
Abmessungenk. A.30 x 30 x 18,5 cm35,0 x 35,0 cm45 x 45 cmFaltbar
Max. Flugzeit30 min20 min20 min25 min27 min
Reichweite7000 Meter500 Meter500 Meter1000 Meter7000 Meter
Kamera
Kamera nachrüstbar
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