MikroKopter Einstieg



Einleitung

Am 24.10.2006 wurde von Holger Buss und Ingo Busker das MikroKopter-Projekt ins Leben gerufen und später die Firma HiSystems gegründet. Bereits Mitte 2007 schwebte der MikroKopter stabil wie ein Luftnagel aber auch schon agil wie eine kleine Schwalbe durch die Luft. In diesen Anfangstagen bildete sich auch schon sehr schnell eine große Fangemeinde von MikroKopter Piloten die sich stetig immer weiter vergrößert.

Hier das erste Jahr als Videodokumentation incl. Erstflug:



Von Anfang an wurden laufend immer weitere Komponenten und Neuerungen hinzugefügt - und ein Ende ist noch lange nicht in Sicht.
So sind mittlerweile diverse Funktionen wir PositionHold, ComingHome, automatisches Starten/Landen, halb-autonome Flüge usw. möglich.
Für sportliche Piloten bietet der MK genügend Agilität um auch z.B. Loopings zu fliegen. Man kann aber auch ganz gelassen z.B. Foto-, Videoaufnahmen oder Flüge mit Messinstrumenten mit dem MikroKopter erledigen.

Um einen ersten Überblick zu erlangen, soll diese Seite soll Ihnen helfen ersten Fragen zu beantworten.

INFO:
Wörter, die in blauer Schrift zu sehen sind, können "angeklickt" werden. Diese sind dann verlinkungen zu Textpasagen oder Wikiseiten.

Flyer / Zeitschriftenartikel

Eine Übersicht der Möglichkeiten des MikroKopter's und findet man auch hier:

Zum Öffnen -> Bild oder Text anklicken

https://www.mikrocontroller.com/images/MikrokopterProspekt.pdf

http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=108345

http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=108351

http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=108390

Prospekt Download

Autonomes Fliegen

Point of Interest

FPV

http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=108338

http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=108398

http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=110303

http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=123458

Point of Interest

OktoKopter XL

Das MK-Projekt

Panorama

Videos

Ein Video sagt mehr als tausend Worte - Diverse Videos über und mit dem MikroKopter können hier ausgewählt und angesehen werden: Videos

In diesem Video werden z.B. einige der Funktionen beschrieben:
http://www.mikrokopter.com/ucwiki/VideoAbspielen?id=207

MikroKopter - Was benötige ich?

Vorweg - Jeder kann einen MikroKopter fliegen. Man benötigt nur, wie bei allem, ein wenig Übung und Spaß an der Sache.

Einen MikroKopter kann man als fertig aufgebauten Kopter oder als Bausatz erhalten. Wer selber einen Kopter aufbauen möchte, kann dies sehr leicht machen. Auch eigene Bauformen und Rahmen mit 4-12 Motoren sind dabei denkbar. Der Aufbau der Elektronik ist dabei denkbar einfach wie die folgende Grafik zeigt:

http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=92738&g2_serialNumber=2

Für den Anfang wird nur wenig benötigt: Ein MikroKopter Basisset, ein Sender mit Empfänger und ein Ladegerät um die Akkus (LiPo's) laden zu können.

Der MikroKopter

Einen MikroKopter kann man in drei Bauformen Im MikroKopter-Shop erhalten:

  • als QuadroKopter (mit 4 Propellern)

  • als HexaKopter (mit 6 Propellern)

  • und als OktoKopter (mit 8 Propellern)

Diese drei Modelle gibt es zusätzlich zu der "normalen" auch in einer "XL" Version. Die "XL" Versionen können dabei im Vergleich zu den "normalen" Kopter'n nahezu das doppelte an Nutzlast mitführen (siehe Nutzlasten). So sind auch Flüge mit z.B. einer DSLR oder Videokamera problemlos möglich.
Warum 4,6, oder 8 Propeller? Das ist ist neben dem persönlichen Geschmack auch von der Nutzung abhängig. Die Funktionen und die Flugeigenschaften sind bei allen Modellen gleich. Aber je mehr Propeller ein Kopter hat, desto ruhiger fliegt er und desto mehr Nutzlast kann mitgeführt werden.

Ein MikroKopter kann in unterschiedlichen Bausätzen oder als ARF-Kopter erworben werden.

Die Bausätze
Entscheidet man sich für einen der Bausätze, bekommt man den bestellten Kopter in Einzelteilen zugeschickt. Hierin enthalten ist dann der Rahmen, das Landegestell, die Motoren mit Motorregler (BL-Ctrl), einen Akku (LiPo), sämtliches Montagezubehör sowie das Herzstück zur Steuerung jedes Kopters - die FlightCtrl.
Aber keine Angst. Der Aufbau ist recht leicht und das meiste wird gesteckt oder verschraubt. Nur die Motorleitungen müssen auf die Motorregler aufgelötet werden. Alle enthaltenen Baugruppen sind bereits mit der benötigten Software bespielt und getestet.
So kann man mit ein wenig technischem Verständnis und Lötkenntnis den Aufbau und die Inbetriebnahme sehr leicht hinbekommen.
Alle verfügbaren Bausätze kann man hier erhalten: Shoplink

Der ARF-Kopter
Neben den Bausätzen kann der OktoXL in einer verstärkten Version als ARF-OktoXL Kopter erworben werden. Dieser ist bereits fertig montierten, eingestellter und getestet. Zusätzlich ist dieser Kopter bereits mit dem GPS-System und der für eine gewerblichen Nutzung der MikroKopter-Software nötigen Lizenz ausgerüstet. Herausgeführte Anschlüsse für z.B. einer Kamerahalterung oder einem Videosystem gehören ebenfalls zum ARF-Kopter.

Sender / Empfänger

Damit man den MikroKopter aus dem Bausatz oder als ARF-Kopter dann auch steuern kann, wird ein passender Sender und Empfänger benötigt. Zu empfehlen wäre z.B. ein Graupner HoTT oder Jeti Sender. Es können aber auch andere Sender genutzt werden.
Mehr Infos zu Sendern / Empfängern kann man auf dieser Wiki-Seite nachlesen: Sender.

Je nachdem wie viele Funktionen man nutzen möchte, benötigt man hier einen Sender mit entsprechend vielen Kanälen. Die FlightCtrl kann dabei bis zu 16 Kanäle mit der aktuellen Software verwalten. Die Funktionen sind unter Funktionen aufgelistet.

Ladegerät

Zum Fliegen des MikroKopter wird ein Akku benötigt. Hier werden die sogenannten LiPo (Lithium-Polymer-Akku) eingesetzt. Diese LiPo's bestehen aus mehreren Zellen und können mit unterschiedlichen Kapazitäten sowie in verschiedenen Größen erworben werden. Alle Lipos besitzen dabei ein Hauptanschlusskabel und einen Balancerstecker. Über das Hauptkabel wird der Kopter beim Fliegen angeschlossen. Der Balancerstecker wird dann, wenn der LiPo verbraucht ist, zum Laden benötigt. Hierüber werden dann die einzelnen Zellen des LiPo überwacht.

Bei den Ladegeräten kann man unterschiedlichste Modelle bekommen. Wichtig ist hierbei nur, dass diese einen Balancer-Anschluss basitzen sowie einen LiPo laden können. Je nach Leistung des verwendeten Ladegerätes kann dann der angeschlossene LiPo schnell oder langsam geladen werden.
Mehr Infos zu LiPo's und den Einstellungen kann man auf folgender Wiki-Seite nachlesen: LiPo

Nutzlasten

Jeder MikroKopter kann in Grenzen eine gewisse Nutzlast mitführen. Dies ist ähnlich wie die Anhängerlast beim Auto zu sehen. Möchte man mit einer Nutzlast am Kopter fliegen, sollte man darauf achten dass diese nicht überschritten wird. Wie beim Auto ein zu großer und schwerer Anhänger den Motor oder das Getriebe schädigen kann, kann eine zu hohe Nuztlast am Kopter zu einer Beschädigungen am Kopters oder der Elektronik führen.

Die Gewichte:
Der Kopter aus dem MikroKopter-Bausatz (Link) incl. dem darin enthaltenen Akku bilden dabei das "Grundgewicht". Alles andere was dann an den Kopter montiert / angehängt oder geändert wird, fällt in die Nutzlast hinein. Dies wäre z.B. eine Kamerahalterung, eine Kamera, ein Videosender, zusätzlicher Akku etc.

Die Nutzlasten:

  • Kopter

    • QuadroKopter -> Nutzlast 400g (L4-ME)

    • HexaKopter -> Nutzlast 800g (Hexa2)

    • OktoKopter -> Nutzlast 1000g (Okto, Okto2-26)

  • XL-Kopter

    • QuadroKopterXL -> Nutzlast 1000g

    • HexaKopterXL -> Nutzlast 1500g

    • OktoKopterXL -> Nutzlast 2500g

WICHTIG:
Bei den hier angegebenen Nutzlasten wird von einem aus dem Basisset aufgebauten Kopter mit den darin enthaltenen Materialien und Motoren ausgegangen.

Möchte man sich seinen eigenen Kopter mit einem anderen Rahmen / Motoren als denen im Basisset enthaltenen herstellen, so ist auf ein eventuelles Mehrgewicht und die Leistungsdaten der verwendeten Motoren zu achten.
So kann z.B. ein vergleichbarer CFK Rahmen für den OktoXL bis zu 600g mehr wiegen als der MikroKopter-Rahmen. Diese 600g fallen dann mit in die Nutzlast hinein. Dementsprechend kann dann anstellen der für den MK-OktoXL angegebenen 2.5Kg nur noch 1.9 Kg an Nutzlast mitgeführt werden.

Propeller

Ohne Propeller würde der MikroKopter nicht fliegen. Jeder Kopter benötigt dazu links- und rechtsdrehende Propeller. Wie es beim Auto unterschiedliche Reifen für die jeweiligen Fahreigenschaften gibt, gibt es ebenso unterschiedliche Propeller je nach Nutzung des Kopters. So kann man z.B. die günstigen EPP Propeller nehmen um seine ersten Übungsflüge zu absolvieren oder um auch sehr flott und agil den Kopter durch die Luft zu scheuchen. Fliegt man dagegen mit einer Nutzlast (z.B. einer Kamera) sollte man APC oder CFK Propeller nutzen. Diese halten dann auch die deutlich höheren Belastungen bei solch einem Flug aus.

Informationen zu Propellern und den Drehrichtungen können auf folgender Wiki-Seite eingesehen werden: Propeller

Flugzeiten

Die Flugzeiten sind abhängig vom Gesamtgewicht des MikroKopters und vom eingesetzten LiPo. Dabei gilt, je leichter der Kopter desto länger die Flugzeit.
Jedes Gramm Mehrgewicht bedeutet ungefähr eine Sekunde weniger Flugzeit.

Informationen zur Flugzeit und Gewichten können auf folgender Wiki-Seite eingesehen werden: Flugzeit

Funktionen

Je nach Ausstattung und Erweiterung können mit dem MikroKopter verschiedenste Funktionen genutzt werden.

Die FlightCtrl ist die "Steuerzentrale" des MikroKopter. Auf ihr befinden sich der Hauptprozessor und sämtliche Sensoren, die für einen stabilen Flug notwendig sind.

  • Drehwinkelsensor oder auch Gyroscope (Gyro)

    Für jede Achse (x,y,z) wird ein Drehwinkelsensor oder auch Gyroscope (Gyro) benötigt. Anhand dieser Gyros kann die Software die Lage im Raum bestimmen und externe Einflüsse ausregeln.

  • Beschleunigungssensor Accelerometer (ACC)

    Der ACC misst die Beschleunigung in allen drei Ebenen. Prinzipiell kann man auch ohne fliegen, allerdings hat man mit diesem Sensor die Möglichkeit, den MikroKopter automatisch wieder in die Waagerechte zu bekommen. So kann man die Fernsteuerung für Nick und Roll auch loslassen und der Kopter richtet sich wieder alleine aus. Ohne diesen Sensor verbleibt der Kopter in der per Fernsteuerung vorgegebenen Ebene. Diese Art des Fliegens wird übrigens "Heading Hold" genannt.

  • Höhensensor

    Mit dem Höhensensor ist es möglich, den MikroKopter auf einer festen Höhe zu halten. Ist die Funktion hierfür aktiviert und der Gasstick am Sender mittig eingestellt, hält der Kopter automatisch die Höhe.

Angeschlossen werden können an die FlightCtrl zusätzlich auch bis zu 5 Servos. Hierüber kann dann z.B. ein automatischer Ausgleich einer Kamerahalterung erfolgen. Eine automatische und einstellbare Akkuwarnung hilft zu erkennen, wann man wieder landen und den Akku laden sollte.


Hat man zusätzlich das Set: Navigation am Kopter montiert, sind weitere hilfreiche Funktionen möglich. Das GPS-System besteht aus der NaviCtrl mit Kompass und dem MKGPS. So kann man mit der Funktion PositionHold den Kopter z.B. an einem Stelle in der Luft festhalten. Oder mit ComingHome automatisch zurück zum Startpunkt zurückfliegen. Wer möchte, kann auch einen automatischen Wegpunkteflug abfliegen. Und falls es einmal zu einem Senderausfall kommen sollte, greift automatisch die Funktion FailSafe und der Kopter fliegt automatisch zurück zum Startpunkt und landet dort.

Alles in allem ist der MikroKopter sehr leicht zu fliegen. Und das auch für Anfänger. Hier hilft sogar das automatische Starten und Landen den Kopter sicher in die Luft zu bekommen.

Mehr Infos zu den Funktionen und den Einstellungen kann man auf folgender Wiki-Seite nachlesen: MK-Funktionen

Etwas Theorie

Man stellt oft die Frage, wie kann ein MikroKopter überhaupt fliegen? Tatsächlich ist das eigentlich ganz einfach.

Schweben

Es gibt auf dem MikroKopter zwei unterschiedliche Rotorlaufrichtungen. Im Uhrzeigersinn und entgegen des Uhrzeigersinn. Die Drehrichtung wechselt sich dabei immer ab. Würden hier alle Propeller gleich herum drehen, dreht der Kopter sich immer um die eigene Achse drehen. Um überhaupt schweben zu können, müssen sich nun alle vier Rotoren gleich schnell drehen. Dabei hebt sich das Drehmoment entlang der senkrechten Achse durch die unterschiedlichen Drehrichtungen auf und der MikroKopter steht in der Luft.

Fliegen

Um nun in eine Richtung fliegen zu können, wird der Kopter quasi aus dem Gleichgewicht gebracht. Beim der Flugrichtung entgegengesetzten Propeller wird die Drehzahl erhöht, so dass sich der Kopter in die Flugrichtung neigt. Durch den nun schräggestellten Luftstrom der Propeller fliegt er in diese Richtung. Beispiel: Beim Vorwärtsflug wird die Drehzahl des hinteren Propellers erhöht. Die Vor-/Rückwärtsbewegung wird Nicken oder auch Nickbewegung genannt. Rechts und Links wird als Roll bezeichnet.

Gieren

Das Drehen eines Kopters um die eigene Hochachse wird als "Gieren" bezeichnet. Für diese Bewegung muss das Drehmoment um diese Achse verändert werden. Dies geschieht durch die Drehzahländerung links- oder rechtsdrehenden Propellern. Für eine Drehung im Uhrzeigersinn wird die Drehzahl der linksdrehenden Propeller erhöht, während die Drehzahl der rechtsdrehenden gesenkt wird. Für eine Drehung in entgegengesetzter Richtung wird dementsprechend das Gegenteil durchgeführt.

Für einen stabilen Flug wird eine Regelung benötigt. Diese Regelung sorgt überhaupt erst dafür, dass der MikroKopter in der Luft bleiben kann. Sie verarbeitet die Sensordaten und berechnet daraus die Ansteuerung der Motoren. Die Regelung befindet sich in der Software des MikroKopters.

Der elektrische Antrieb

Hier kann man etwas zu Motoren und Propeller und wie diese dimensioniert sind nachlesen: INFO-Seite

MikroKopter-Aufbau

Bei den aktuellen MikroKopter-Basissets wird das meiste gesteckt oder verschraubt. Anschlussleitungen sind bereits vormontiert so dann fast nichts mehr verlötet werden muss. So kann auch ein Anfänger den Zusammenbau recht leicht schaffen.
Grundsätzlich ist es hilfreich, wenn man zumindest rudimentäre Erfahrungen im Modellbau hat oder etwas handwerkliches geschickt hat. Grundkenntnisse der Elektrotechnik sind hilfreich. (Zumindest sollte man wissen, dass rot=plus und schwarz=minus ist. ;-) )

Der Aufbau des MikroKopter und die Einstellungen sind hier leicht verständlich und bebildert erklärt: Aufbauanleitung

Rechtliche Grundlagen

Die Software des MikroKopter darf für den Hobby- / Freizeitgebrauch kostenlos genutzt werden.
Soll der MikroKopter kommerziell / gewerblich genutzt werden, muss eine einmalige Lizenzgebühr an HiSystems entrichtet werden.
Siehe auch Lizenzbestimmungen.
Diese Lizenz kann z.B. zusammen mit dem "Set: Navigation" erworben werden: Shoplink.
Wer sein vorhandenes System später gewerblich nutzen möchte, kann die Lizenz auch dann erwerben. Nähere Infos hierzu erhält man dann auf Anfrage bei MikroKopter.de.

Flugerlaubnis
In jedem Land der EU werden die rechtlichen Voraussetzungen zum kommerziellen und nicht kommerziellen Betrieb von UAV (unmanned aerial vehicle) separat vorgeschrieben. Es besteht derzeit leider noch keine europaweite Regelung. Teilweise bestehen noch Sonderregelungen in den Bundesländern oder Städten. Es gibt auch Staaten, welche noch gar keine Regelung haben und der Betrieb dort daher grundsätzlich verboten ist.

Auf der Wiki-Seite "rechtliche Grundlagen" findet man mehr Informationen zu diesem Thema.
Es sei hier auch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Einhaltung der gesetzlichen Bestimmungen im jeweiligen Land Voraussetzung für die Gültigkeit der Haftpflichtversicherung ist.

Versicherung

HINWEIS: Vor dem Erstflug ist eine Modellflug-Haftpflichtversicherung abzuschließen!

/!\ Ein MikroKopter ist kein Spielzeug! Es gehört Verantwortung, Geduld und die Bereitschaft, die Dokumentationen im Wiki zu lesen und natürlich eine Haftpflichtversicherung dazu. Bitte nehmt dieses Thema ernst, ein MikroKopter kann auch Schaden anrichten. Eine Versicherung ist auch für Flugmodelle gesetzlich zwingend vorgeschrieben!

Mehr zum Thema Versicherung findet ihr im Wiki.

Aufstiegserlaubnis

Wer gewerblich seinen MikroKopter nutzen möchte, benötigt i.d.R. neben einer entsprechenden Versicherung noch eine Aufstiegserlaubnis.
Die benötigte Erlaubnis kann beim jeweilig zuständigen Luftfahrt Bundesamt beantragt werden: Luftfahrt Bundesämter

Üben mit dem Simulator AeroSim RC

Im Shop wird ein Flugsimulator angeboten, mit dem man die ersten Flugversuche mit einem MikroKopter unternehmen kann. Man hat hier die Auswahl zwischen unterschiedlichen MikroKopter Modellen.
{i} Auf der Homepage des Hersteller ist auch eine Testversion verfügbar
Links:

http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/MKBilder/AeroSim_Hexa.jpg.html

Luftbilder und Luftvideos

In den Rubriken Fototechnik und KategorieVideoTechnik wird einiges über Foto- und Videokameras, Steuer- und Auslösetechnik sowie Funkübertragung von (Vorschau-) Bildern erklärt. Hier findet man noch eine Sammlung von Luftbildern im Forum.

Fliegen per First Person View

Einige Information zum Fliegen eines Modells mittels einer am Modell angebrachten Kamera und Bildschirm oder Videobrille gibt es auf der Seite FPV.

Hinweise für Anfänger



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