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Lang, länger, am längsten: Die Microdrones md4-1000

Microdrones

Die Microdrones GmbH ist ein absoluter Pionier auf dem Gebiet der Multicopter. Bereits 2005 gegründet, wuchs das Unternehmen rasant.

Nach dem weltweiten Erfolg der kleinen md4-200 Baureihe wurde darauf basierend die md4-1000 entwickelt und im Oktober 2010 veröffentlicht. Zur Effizienzoptimierung wurde dieses System als Quadrocopter ausgelegt. Die Flugzeit soll unter optimalen Bedingungen bis zu 90 Minuten betragen. Da sich diese Drohne zu den zumeist professionell eingesetzten Hexa- oder Octocoptern alleine durch die Anzahl der Rotoren unterscheidet, war dies auch für uns ein spannender Test.

md4-1000

Der Rahmen dieses Quadrocopters wird in Paderborn bei der Firma Schübeler komplett aus Carbon in Handarbeit gefertigt. Dabei kommen für eine absolute Gewichtsminimierung die neuesten Materialien und Verarbeitungstechniken zum Einsatz.

Das mittlere Bauteil, Monocoque genannt, besteht aus einem Stück und verfügt über eine per Drehung verriegelbare Haube. Daran sind außen mit einem Gelenk die Motorarme verbunden. Mit einem Sicherungsstift können die Motorarme montiert und gesichert werden.

Die vier Antriebe verfügen über sehr hochpolige Außenläufermotoren. Damit können diese Motoren auch ohne ein Getriebe die riesigen Propeller mit einem Durchmesser von 70cm direkt antreiben. Unter den Motoren befinden sich optionale nach unten gerichtete LEDs zum Zwecke der Erkennbarkeit.

Für die md4-1000 lassen sich diverse Kamerasysteme und Kameraaufhängungen ordern. Die Kameraaufhängungen sind immer auf die zu verwendete Kamera abgestimmt, die Kameras lassen sich nicht einzeln wechseln. Für Spezialanwendungen in der Filmproduktion wurden md4-1000 auch bereits mit der 3-Achs-Kameraaufhängung DJI Zenmuse ausgerüstet.

Über die Haube, in der auch der GPS Empfänger integriert ist, lässt sich der Akku einfach wechseln. Es kommt ein Spezialakku mit einer Spannung von 22.2V und einer Kapazität von 14.600mAh zum Einsatz. Somit verfügt der Akku über einen Energiegehalt von 324,12Wh.

Kameraaufhängung

Die Möglichkeiten der Sensoren unterhalb einer Microdrones Drohne sind groß. Für die md4-1000 sind beispielsweise Multispektralkameras, Laserscanner oder auch Wärmebildkameras verfügbar. Bei kleinen Kamerasystemen, bspw. für Sicherheitsanwendungen, wird oft nur eine über die Tilt-Achse stabilisierte Kameraaufhängung angeboten. Dadurch kann das Gewicht eines zweiten Getriebemotors eingespart werden. Eigene Brushless-Kameraaufhängung befinden sich nicht im Sortiment, jedoch kann für Filmproduktionen eine Zenmuse Kameraaufhängung des Herstellers DJI genutzt werden.

Microdrones md4-1000

Bodenstation

Die Microdrones wird über einen Handsender gesteuert. Das Livebild sowie Telemetrie- und Wegpunktanzeige wird über die sogenannte „Base Station“ gesteuert. Diese besteht aus einer robusten Kiste, die auch auf einem Stativ befestigt werden kann. Auf einem Notebook werden alle erforderlichen Daten angezeigt.

Zubehör

Das Zubehör für die md-4-1000 umfasst größtenteils diverse Sensorsysteme.

Für die Live-Übertragung bei größeren Entfernungen oder nahe an Hindernissen kann die Microdrones md4-1000 auf eine digitale Videofunkstrecke umgerüstet werden. Damit gehören Störungen der Vergangenheit an.

Für die Vermessung von Geländeoberflächen bietet sich die Montage eines Laserscanners unterhalb der Drohne an. Dieser erstellt eine sogenannte Punktwolke, die von Vermessern beispielsweise für die Volumenberechnung genutzt werden kann. Sensortechnisch setzt Microdrones dabei auf die robusten Industriescanner von SICK.

Flugeigenschaften

Es ist beeindruckend, wenn die md4-1000 abhebt. Aufgrund der großen Rotoren und der damit verbundenen niedrigen Systemdrehzahl hört sich die Drohne relativ leise an. Der GPS Modus ist auf ruhiges Fliegen perfektioniert, ein Rennen gewinnt die md4-1000 keineswegs. Die behäbige Steuerung passt sehr gut zum System und lässt keine kritischen Flugsituationen aufkommen. Der Steuerer muss sich aber bewusst sein, dass dieser Quadrocopter dementsprechend vorrausschauend zu manövrieren ist. Durch die relativ hohe Gesamtmasse kann die md4-1000 auch bei Wind eingesetzt werden. Die Trägheit der Regelung macht dabei einen Einsatz in der Nahinspektion von Objekten zur Herausforderung.

Die großen Rotoren bilden bei Start und Landung einen ausgeprägter Bodeneffekt, eine Art Luftkissen, auf dem die Drohne in Bodennähe schwebt. Dadurch wird die md4-1000 in einer Höhe unterhalb von ca. 1m unruhig und ist dadurch schwieriger zu steuern. Um ein Umkippen bei der Landung zu verhindern, sollte daher auf eine ausreichend große ebene Fläche geachtet werden.

Fazit

Microdrones hat mit der md4-1000 eine absolut auf Flugzeit optimierte Profidrohne entwickelt. Die Fülle an Sensoren lässt fast keine Wünsche offen und macht das System in der Industrie und Vermessung universell einsetzbar. Die md4-1000 hat ihre Robustheit bei Kunden aus aller Welt eindrucksvoll unter Beweis gestellt. Für die hohe Flugzeit mussten aber Kompromisse bei der Präzision und Flugruhe des Systems gemacht werden.

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