Deze tekst is automatisch vertaald.
Interessante feiten over quadrocopters, multicopters en drones
Er is waarschijnlijk geen ander vliegtuig dat zo fascinerend is als een quadrocopter. Het begon allemaal heel klein, niet zo lang geleden. De eerste modelvliegende copters zijn ontwikkeld door vindingrijke elektronica-ingenieurs en verder geoptimaliseerd in samenwerking met ervaren modelpiloten.
Nadat de eerste goed vliegende helikopters op de markt kwamen, bloeide de scène letterlijk op. Voor elke toepassing en elk budget is er nu een geschikte helikopter. Waarbij het soms echt verrassend is welke prestatiekenmerken al worden aangeboden in de instapprijs.
-
Wat is een quadcopter?
-
Hoe werkt een quadrocopter?
-
Hoe wordt een quadrocopter bestuurd?
-
Welke soorten quadcopter zijn er?
-
Waar moet rekening mee worden gehouden bij het kopen van quadrocopters?
-
Veelgestelde vragen over quadrocopters en multicopters
Wat is een quadcopter?
Een quadrocopter of quadcopter is een helikopterachtig model dat, net als een helikopter, verticaal kan opstijgen en landen. In tegenstelling tot een helikopter, die technisch complexe mechanica heeft, zijn vier horizontaal geplaatste propellers voldoende voor een quadrocopter. Deze propellers worden elk aangedreven door hun eigen motor. Zo worden de mechanische componenten tot een minimum beperkt. De elektronica met hun positie- en versnellingssensoren is aanzienlijk complexer. Alleen met dit slimme sensorsysteem kan een quadrocopter stabiel in de lucht zweven.
Grotere helikopters met een hoog draagvermogen zijn soms uitgerust met zes of acht propellers. In dit geval worden de vliegtuigen hexacopters of octocopters genoemd. Maar ook drones, multicopters, quadrocopter of simpelweg multicopters zijn gangbare namen.
Quadrocopter klaar om te starten met de camera naar voren gericht.
Hoe werkt een quadrocopter?
Een helikopter heeft een staartrotor nodig zodat de romp niet tegen de draairichting van de rotor in draait.
Om een quadrocopter te laten vliegen, genereren vier horizontaal geplaatste propellers een naar beneden gerichte luchtstroom. Als de luchtstroom sterk genoeg is, wordt het model omhoog getild.
Een draaiende propeller of rotor genereert echter ook een koppel op de motor of op het hele vliegtuig. Als de propeller naar links draait, wil het vliegtuig naar rechts draaien. Dat is ook de reden waarom veel helikopters een staartrotor nodig hebben.
De rotatie van de hoofdrotor (blauwe pijlen) zorgt voor een koppel op de romp (rode pijlen). Het koppel wordt gecompenseerd door het effect van de staartrotor (groene pijl).
Afhankelijk van hoe sterk de compensatie is, kan de specifieke rotatie van de helikopter ook via de staartrotor worden gestuurd.
Dit koppeleffect treedt ook op bij een quadrocopter. Daarom gebruik je een simpele maar ingenieuze truc:
Van bovenaf gezien draaien twee propellers met de klok mee en de andere twee schroeven tegen de klok in. Als gevolg hiervan heffen de koppels die op het model inwerken elkaar op en heeft de quadrocopter geen giek met staartrotor nodig voor stabilisatie. Bovendien zijn de propellers diagonaal ten opzichte van elkaar opgesteld met dezelfde draairichting.
Het enige nadeel: er zijn slechts twee verschillende propellerontwerpen nodig, zodat de lucht altijd naar beneden wordt getransporteerd, ongeacht de draairichting. Zeker tijdens onderhoudswerkzaamheden, of als de propellers zijn losgeschroefd voor transport, moet je bij de montage goed letten op de draairichting van de motoren of propellers.
Trouwens:
De hoekpositie van de afzonderlijke propellers ten opzichte van elkaar doet er niet toe. Omdat tijdens het vliegen de motoren nooit dezelfde snelheid hebben, waardoor de hoekposities continu veranderen. Het is veel belangrijker dat de propellers precies in balans zijn en trillingsvrij draaien.
Altijd twee diagonaal geplaatste propellers hebben dezelfde draairichting.
Als alle vier de propellers gelijkelijk worden versneld, stijgt de helikopter op met een bepaalde propellersnelheid. Als de snelheid dan iets wordt verlaagd, zweeft de quadrocopter op een constante hoogte.
Bij verdere veranderingen in de zweefsnelheid verhoogt of verlaagt de quadrocopter de hoogte. Ingebouwde positie- en acceleratiesensoren detecteren de kleinste veranderingen in de vlieghouding en passen de snelheid van de respectievelijke motoren direct aan. Hierdoor kan de multicopter altijd zijn horizontale en stabiele vliegpositie behouden.
Kleurrijke propellers
Door de symmetrische opbouw is het vaak niet eenvoudig om de huidige oriëntatie van het model tijdens de vlucht correct te herkennen.
Zeker als het model klein en ver weg is. Om deze reden gebruiken fabrikanten graag propellers met verschillende kleuren.
In de getoonde voorbeeldafbeelding zijn de voorste propellers rood en de achterste propellers blauw.
Hoe wordt een quadrocopter bestuurd?
Om bijvoorbeeld vanuit het zweven naar voren te vliegen, wordt de snelheid van de voorste schroeven (A en B) iets verlaagd en de snelheid van de achterste schroeven (C en D) iets verhoogd. Hierdoor leunt de helikopter in eerste instantie iets naar voren. De luchtstroom van de propellers wordt iets naar achteren gericht en duwt de quadrocopter naar voren.
Bij een terugvlucht zijn de snelheidsveranderingen van de propellers precies het tegenovergestelde. De snelheden van de voorste schroeven (A en B) worden verhoogd en de achterste schroeven (C en D) gaan langzamer. De helikopter vliegt al achteruit.
Besturing naar rechts en links volgt hetzelfde schema. Het enige verschil is dat de snelheden van de twee linker en rechter propellersparen (A en C) of (B en D) worden gewijzigd.
De propellers zijn gemarkeerd voor nauwkeurige toewijzing.
Zodat de quadrocopter ter plaatse in de lucht kan draaien, worden de snelheden van de propellers eenvoudig met dezelfde draairichting gewijzigd.
Als de snelheid van de rechtsom draaiende schroeven (A en D) wordt verhoogd en de snelheid van de linksom draaiende schroeven (B en C) met dezelfde hoeveelheid wordt verlaagd, blijft de totale hefkracht hetzelfde. De quadrocopter blijft op constante hoogte zweven.
Maar door de verschillende schroefsnelheden zijn de koppels die op de quadrocopter inwerken niet meer in evenwicht. Hij begint daarom naar links te draaien. Deze rotatie om de verticale as (denkbeeldige lijn die van boven naar beneden door de quadrocopter loopt) wordt ook wel "gieren" genoemd.
Als de snelheidsveranderingen van de propellers in de andere richting mislukken, draait de helikopter naar rechts.
De vlucht in een bepaalde richting, de gewenste hoogte en de rotatie van de quadrocopter worden bestuurd met behulp van de twee sticks op de afstandsbediening zender of controller. Sommige copters bieden ook de mogelijkheid om via wifi verbinding te maken met een smartphone. In dit geval kan de smartphone ook worden gebruikt om de helikopter te bedienen.
Welke soorten quadcopter zijn er?
Quadrocopters worden gedifferentieerd naar hun toepassingsgebied. De overgangen tussen de afzonderlijke gebieden zijn vloeiend.
Instapmodel quadrocopter
Compacte instap-quadrocopter met kindvriendelijke afstandsbediening.
Het betreden van de fascinerende wereld van de quadcopter is al mogelijk zonder grote financiële uitgaven. Daarom worden deze modellen vaak gebruikt als cadeau voor kinderen. Het is belangrijk dat de afstandsbediening is ontworpen voor kleine kinderhanden en dat de propellers beschermstaven hebben. Bovendien moet een volwassene toezicht houden op de vluchtuitvoering, zodat deze indien nodig kan ingrijpen.
Vaak hebben instapmodellen al een ingebouwde camera. Op deze manier kunnen de eerste ervaringen met foto's en video's in vogelvlucht worden gemaakt. In de meeste gevallen is de resolutie van de camera echter niet bijzonder hoog en zijn de video's wat wankel door een onrustige vliegstijl. Toch is filmen en fotograferen een geweldige aanvulling op het vliegplezier.
En zodat de jonge piloten het vliegplezier niet missen, kunnen veel instapcopters spectaculaire salto's maken.
Recreatieve quadcopter
Typische vrijetijds-quadrocopter met GPS-ontvanger en een cardanische camerahouder voor trillingsvrije video's.
Quadrocopters worden nu ook gebruikt om mooie foto- of video-opnames te maken van vrijetijdsactiviteiten. De quadrocopters bieden een zeer goede beeldkwaliteit en zijn eenvoudig te besturen. Door hun hogere gewicht hebben ze een beduidend rustigere vliegpositie dan de goedkopere instapmodellen. Camerastabilisatiesystemen (cardanische ophangingen) zorgen voor trillingsvrije foto's en video's.
Door navigatiesatellieten te ontvangen, kan het vliegtuig zich oriënteren in de ruimte, automatisch op de plek zweven, zelfs bij winderige omstandigheden, en autonome vluchtmanoeuvres uitvoeren.
Bijzonder slim: sommige exemplaren zijn ook compact op te vouwen en nemen daardoor weinig ruimte in je vakantiebagage of rugzak in.
Industriële drones
Industriële drone met 6 rotoren, die zowel gebruikt kan worden voor film- en fotocreatie als voor inspectietaken.
De naam is een beetje misleidend, omdat deze high-end vliegtuigen ook met succes worden gebruikt in de handel en landbouw en door de autoriteiten. Maar fotografen en verslaggevers werken ook graag met deze systemen.
De belangrijkste focus van deze drones is om een camera in een positie te brengen die vanaf de grond moeilijk of onmogelijk te bereiken is. Het nauwkeurig inspecteren van constructies of schoorstenen is kinderspel. Complexe steigers of gevaarlijke klimactiviteiten zijn niet meer nodig.
De vliegende camerastatieven zijn ook ideaal voor film en foto. De combinatie van verschillende vlieg- en filmmodi levert adembenemende opnames op die anders alleen mogelijk zouden zijn met uitzonderlijk veel inspanning.
Omdat de gebruiker zich meestal volledig concentreert op de camerabeelden, is vliegen bijna een ondergeschikte zaak. Daarom wordt de besturing grotendeels overgenomen door de elektronica in de drone. Voor autonoom vliegen is er naast een gps-ontvanger ook een kompas en uitgebreide sensoren voor positie- en obstakeldetectie aan boord.
Race met drones
Racecopters zijn compact, stabiel en erg snel onderweg.
Racecopters of race-drones zijn puur leuke apparaten die veel gevoeligheid en sterke zenuwen vereisen. Omdat deze drones op maximale snelheid worden verplaatst op een racebaan met poorten en pylonen. Hiervoor zijn de racedrones uitgerust met camera's die hun beelden live doorgeven aan de FPV-bril van de piloten. De piloten bij de afstandsbediening ervaren vervolgens de race-actie vanuit het perspectief van de cockpit. Maar ook voor toeschouwers die de actie min of meer van buitenaf bekijken, is het altijd fascinerend hoe snel en wendbaar deze racers zijn.
Voor de entree in de scene worden kant-en-klare race copters aangeboden, waarmee je nu al dat echte racegevoel kunt ervaren. Ervaren modelbouwers bouwen hun eigen racemachine met technologie van de hoogste kwaliteit om de beste setup voor hun behoeften te vinden. Deze race-copters zijn ook extreem stabiel, zodat race-ongelukken en crashes verrassend onaangetast blijven.
Waar moet rekening mee worden gehouden bij het kopen van een quadrocopter?
Welk model je kiest, hangt uiteindelijk af van een aantal factoren die we hier voor je op een rij hebben gezet:
Doel en toepassingsgebied
Instapmodellen zijn ideaal voor mensen die gewoon willen testen met een quadrocopter. Men dient er echter voor te zorgen dat de kleine en lichte helikopters vanwege hun windgevoeligheid slechts voorwaardelijk geschikt zijn voor buitengebruik.
Met een helikopter voor vrijetijdsactiviteiten of zelfs voor commercieel gebruik is het kiezen van het juiste model helaas niet zo eenvoudig. U moet goed nadenken over wat u wilt doen en welke functies daarvoor nodig zijn. Terwijl wandelaars en bergbeklimmers de voorkeur geven aan compacte exemplaren, zal een dakdekker of schoorsteenveger meer aandacht besteden aan gebruiksgemak en nauwkeurig zweven. Fotografen en videografen richten zich daarentegen op beeldkwaliteit en lange vluchttijden.
Ingebouwde camera
De camera's in instapcopters lieten vaak te wensen over op het gebied van videokwaliteit of lensuitlijning. Als je hier kwaliteit hoog in het vaandel hebt staan, kies dan zeker voor een model met elektronische beeldstabilisatie. Het is zelfs nog beter als de camera zelf mechanisch wordt gestabiliseerd met behulp van een cardanische ophanging. Dit betekent dat eventuele schommelende bewegingen van de helikopter niet worden overgedragen op de camerabeugel.
Naast de resolutie van de camera speelt ook de opslag van foto's en video's een belangrijke rol. Als de opslag niet wordt uitgevoerd op een bijbehorende SD-kaart, kunnen overdrachtsfouten merkbaar worden als beeldstoringen.
GPS-functie
De functie heet GPS, maar naast de navigatiesatellieten van het Global Positioning System worden vaak de Russische Glonass-navigatiesatellieten ontvangen en geëvalueerd. Hierdoor kan de quadrocopter zijn zweefpositie ook bij winderige omstandigheden zeer nauwkeurig handhaven en, indien nodig, autonome vliegmanoeuvres uitvoeren.
Drones zonder GPS hebben ook een stabilisatiesysteem, maar dit heeft alleen betrekking op de horizontale uitlijning tijdens de vlucht. Je kunt niet zien of ze zijwaarts worden bewogen, bijvoorbeeld door de inwerking van wind.
Belangrijk:
GPS werkt alleen buitenshuis. Bij gebruik binnenshuis zijn de signalen van de satellieten gearceerd, wat betekent dat op GPS gebaseerde functies niet of niet meer betrouwbaar werken.
Hindernisherkenning
Een goede obstakeldetectie speelt een steeds belangrijkere rol. Zeker wanneer automatische vluchtmanoeuvres zoals de vervolgfunctie of de automatische thuiskomstfunctie worden gebruikt.
Maar deze functie is ook vaak erg handig bij reguliere vluchtoperaties. Omdat het vanaf een bepaalde afstand erg moeilijk is om de ruimtelijke diepte en daarmee de werkelijke afstand tot een obstakel correct in te schatten.
Gebruiksduur van de accu
De haalbare vluchttijden zijn vaak het knelpunt bij instapmodellen. Omdat de vrij kleine modellen geen grote en zware batterijen kunnen dragen. Het vliegplezier is vaak na 5 minuten voorbij en de vliegaccu moet worden opgeladen. Het is daarom aan te raden om een model te kiezen waarbij de accu's ook buiten het model kunnen worden opgeladen. Dit betekent dat u kunt blijven vliegen met een vervangende accu terwijl de eerder gebruikte accu zijn accu's oplaadt aan de laadkabel.
Grotere helikopters hebben doorgaans langere vluchttijden en soms zijn extra batterijen bij de levering inbegrepen. Als dit niet het geval is, zijn er extra batterijen verkrijgbaar als optionele accessoires.
Aankoopprijs
Een ander aankoopcriterium dat niet mag worden onderschat, is de prijs. Maar elke gebruiker moet voor zichzelf beslissen of hij bepaalde functies kan missen ten gunste van een lagere prijs. Bij twijfel loont het de moeite om contact op te nemen met een gespecialiseerde adviseur in een Conrad Electronic-vestiging en alle open vragen persoonlijk op te lossen.
Verdere veelgestelde vragen over quadcopter
Wat is een gimbal?
Een gimbal is een gestabiliseerde camerabevestiging. Als gevolg hiervan worden schommelende bewegingen van de drone tijdens snelle richtingsveranderingen tijdens de vlucht niet doorgegeven aan de camera. Het rustige camerawerk dat op deze manier wordt gegenereerd, zorgt vervolgens voor absoluut trillingsvrije video's.
Waar moet rekening mee worden gehouden bij het gebruik van drones?
Het gebruik van drones is onderworpen aan wettelijke bepalingen die nauwkeurig zijn geregeld in de huidige droneverordening. Er moet ook een geldige verzekeringsdekking zijn. Als het gebruik van drones niet wordt gedekt door de bestaande aansprakelijkheidsverzekering, kan een passende verzekering worden afgesloten via de Duitse Model Aviation Association.
Wat betekent FPV?
De afkorting FPV staat voor "First Person View" en betekent zoiets als "view from the cockpit". Voor dit doel zijn in de modellen camera's aan de voorzijde geïnstalleerd, die hun signalen doorgeven aan een monitor of FPV-bril. De gebruiker bestuurt dan zijn model aan de hand van de camerabeelden en heeft de indruk dat hij zelf in de cockpit zit.
Wat betekent de functie zonder hoofd?
Als de quadrocopter zweeft, verandert de bewegingsrichting vanuit het perspectief van de modelpiloot. Dit is vooral merkbaar wanneer de helikopter na een halve draai naar de piloot kijkt. Als de zender op dit moment naar links wordt gestuurd, beweegt het model vanuit het standpunt van de piloot naar rechts.
In de headless-modus maakt het niet uit in welke richting de voorkant van het model is gericht. Als de zender naar links wordt gestuurd, vliegt de quadcopter altijd naar links vanuit het oogpunt van de piloot.