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Drohnen und Multicopter bauen

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Beschreibung

Schritt-für-Schritt-Bauanleitungen für einen Quadcopter, eine Rakete, ein Luftschiff, ein Wasserfahrzeug und ein autonomes Bodenfahrzeug Bau sowohl völlig autonomer als auch ferngesteuerter Fahrzeuge Auswahl und Zusammenbau von Fahr- und Flugwerk, Motoren, Propellern, Flugsteuerung, Energieversorgung und weiterem Zubehör sowie Verwendung der erforderlichen Software In der DIY- und Maker-Szene sind Drohnen ein absolutes Trendthema. Warum also nicht selbst eine bauen? Das ist einfacher, als man denkt! Sie müssen dafür kein Technikexperte sein. Anhand zahlreicher farbiger Abbildungen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen erläutert John Baichtal in diesem Buch alle Bereiche, die beim Bau eigener Drohnen eine Rolle spielen. Dazu gehören nicht nur die Elektronik, sondern auch Motoren, Verfahren zum Bau des Flugwerks sowie die benötigten Werkzeuge. Projekte aus dem Buch: als Hauptprojekt ein Quadcopter: vom Flugwerk über Motoren und Propeller, bis hin zu Flugsteuerung und Energieversorgung eine Raketen-Drohne, die als Nutzlast einen Arduino befördert ein Luftschiff, das mithilfe von Heliumballons fliegt ein ferngesteuertes Wasserfahrzeug ein Rover, der RFID-Etiketten zur Navigation verwendet Aus dem Inhalt: Auswahl und Zusammenbau von Fahr- und Flugwerk, Motoren, Propellern, Flugsteuerung, Energieversorgung und weiterem Zubehör sowie Verwendung der erforderlichen Software Arduino-Integration zur Automatisierung ferngesteuerter Drohnen Steuerung einer Drohne mithilfe von RFID-Transpondern Grundlagen der Elektronik und der Arduino-Programmierung

John Baichtal ist Autor von Büchern wie Robot Builder, Basic Robot Building With Lego Mindstorms NXT 2.0, und Arduino for Beginners. Als Gründungsmitglied der wegweisenden Gruppe Twin Cities Maker Hackerspace schrieb er für das legendäre GeekDad-Blog des Technologie-Magazines Wired und das MAKE Magazine.

Schritt-für-Schritt-Bauanleitungen für einen Quadcopter, eine Rakete, ein Luftschiff, ein Wasserfahrzeug und ein autonomes Bodenfahrzeug Bau sowohl völlig autonomer als auch ferngesteuerter Fahrzeuge Auswahl und Zusammenbau von Fahr- und Flugwerk, Motoren, Propellern, Flugsteuerung, Energieversorgung und weiterem Zubehör sowie Verwendung der erforderlichen Software In der DIY- und Maker-Szene sind Drohnen ein absolutes Trendthema. Warum also nicht selbst eine bauen? Das ist einfacher, als man denkt! Sie müssen dafür kein Technikexperte sein. Anhand zahlreicher farbiger Abbildungen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen erläutert John Baichtal in diesem Buch alle Bereiche, die beim Bau eigener Drohnen eine Rolle spielen. Dazu gehören nicht nur die Elektronik, sondern auch Motoren, Verfahren zum Bau des Flugwerks sowie die benötigten Werkzeuge. Projekte aus dem Buch: als Hauptprojekt ein Quadcopter: vom Flugwerk über Motoren und Propeller, bis hin zu Flugsteuerung und Energieversorgung eine Raketen-Drohne, die als Nutzlast einen Arduino befördert ein Luftschiff, das mithilfe von Heliumballons fliegt ein ferngesteuertes Wasserfahrzeug ein Rover, der RFID-Etiketten zur Navigation verwendet Aus dem Inhalt: Auswahl und Zusammenbau von Fahr- und Flugwerk, Motoren, Propellern, Flugsteuerung, Energieversorgung und weiterem Zubehör sowie Verwendung der erforderlichen Software Arduino-Integration zur Automatisierung ferngesteuerter Drohnen Steuerung einer Drohne mithilfe von RFID-Transpondern Grundlagen der Elektronik und der Arduino-Programmierung

John Baichtal ist Autor von Büchern wie Robot Builder, Basic Robot Building With Lego Mindstorms NXT 2.0 und Arduino for Beginners. Als Gründungsmitglied der wegweisenden Gruppe Twin Cities Maker Hackerspace schrieb er für das legendäre GeekDad-Blog des Technologie-Magazines Wired und das MAKE Magazine.

Autorentext
John Baichtal writes about LEGO for MAKE Magazine and Wired's wildly popular GeekDad blog.

Leseprobe
Kapitel 1: Die Geschichte der Drohne

Stellen Sie sich ein Auto ohne Fahrer oder ein Flugzeug ohne Piloten vor. Die das Fahrzeug steuernde Person ist durch einen Computer ersetzt worden - Sie haben es mit einer Drohne _ zu tun.

Über Drohnen wird in den Medien dauernd berichtet, insbesondere über unbemannte Luftfahrzeuge ( Unmanned Aerial Vehicles , UAVs) _ , die Raketen auf Ziele abfeuern, die Tausende von Kilometern von der Person entfernt sind, die auf den Knopf zum Abschuss des Flugkörpers drückt. Allerdings werden nicht alle Drohnen im Krieg eingesetzt. Es gibt auch friedliche Drohnen.

Durch Haushaltskürzungen bei der NASA gerieten derartige ferngesteuerte Sonden ins Rampenlicht - vor allem die Mars-Rover ( Abbildung 1.1 _ ). Diese ferngelenkten Fahrzeuge haben weitaus mehr geleistet, als die NASA-Ingenieure zu hoffen wagten.

Abb. 1.1: Künstlerische Darstellung eines Mars-Rovers (Bild: NASA/JPL/Cornell University)

Der staatliche Einsatz von Drohnen ist eine Sache, aber nutzen auch Amateure Drohnen? Die Antwort lautet ja. Normale Hobbyisten, Bastler und Besitzer kleiner Geschäfte bauen und betreiben ihre eigenen Drohnen. Beispielsweise verwenden Weinbauern mit einer Kamera ausgerüstete Quadcopter _ (Miniaturhelikopter mit vier Rotoren), um den Zustand der Belaubung ihrer Weinstöcke zu überwachen, ohne das Haus verlassen zu müssen. Andere Unternehmer haben das Geschäft mit Luftbildern auf den Kopf gestellt, weil nicht mehr die Notwendigkeit besteht, Helikopter normaler Größe einzusetzen. Amazon und andere Firmen experimentieren damit, Ware durch Drohnen auszuliefern, und die Deutsche Post transportiert seit Kurzem eilige Medikamente per Drohne auf die Nordseeinsel Juist. _

Dieses Buch möchte Sie in den gegenwärtigen Stand der Technik von Quadcoptern, UAVs, ROVs ( Remotely-operated Vehicles , ferngesteuerte Fahrzeuge) _ und ähnlichen Fahrzeugen einführen und Ihnen die Möglichkeit bieten, eigene einfache Drohnen-Projekte in die Tat umzusetzen, beispielsweise eine Rakete mit einem Beschleunigungsmesser an Bord, eine schwimmfähige Drohne oder ein Luftschiff, das durch Heliumballons zum Fliegen gebracht wird. Gleichzeitig erkläre ich dabei nach und nach sorgfältig den Bau eines Quadcopters, damit Sie in der Lage sind, ihn nachzubauen oder sogar einen noch besseren zu konstruieren.
1.1 Was ist eine Drohne?

Zunächst einmal muss klargestellt werden: Die Definition von "Drohne" ist nicht besonders genau. _

Drohnen verdanken ihren Namen den männlichen Honigbienen, die blindlings ihre Aufgabe erledigen, so als ob sie von einer weit entfernten Bienenkönigin gesteuert würden. Auf ähnliche Weise funktioniert auch ein unbemanntes Flugzeug, das von einem Mikrocontroller gesteuert wird, der als Autopilot programmiert ist, wenn auch mithilfe der Technik.

Als Drohnen bezeichnete Geräte lassen sich in zwei Kategorien aufteilen. _ Zum einen gibt es autonome Roboter , bei denen der Operator nur bei Bedarf eingreift. _ Die übrige Zeit werden sie von einem Autopiloten gesteuert, sodass ein einziger Operator theoretisch mehrere Fahrzeuge bedienen könnte. Sollte es notwendig sein, kann der Operator den Autopiloten jederzeit deaktivieren und selbst die Kontrolle übernehmen.

Zum anderen gibt es Quadcopter und andere Helikopter-artige Fluggeräte, die häufig ebenfalls als Drohnen bezeichnet werden, obwohl sie meistens gar nicht autonom, sondern lediglich funkferngesteuert sind. Dass beide Definitionen in einen Topf geworfen wurden, könnte daran liegen, dass in jüngster Zeit Fluggeräte mit mehreren Rotoren zu einer hervorragenden Plattform für automatisch gesteuertes, Mikrocontroller-basiertes autonomes Fliegen geworden sind.

Hobbyisten betreiben ganze Flotten von Quadcoptern, entwi

Inhalt
1;Cover;1
2;Titel;3
3;Impressum;4
4;Inhaltsverzeichnis;5
5;Einleitung;13
6;Kapitel 1: Die Geschichte der Drohne;15
6.1;1.1 Was ist eine Drohne?;16
6.1.1;1.1.1 Drei Umgebungen;17
6.1.2;1.1.2 Anatomie einer Drohne;19
6.2;1.2 Zusammenfassung;21
7;Kapitel 2: Eine Galerie selbst gebauter Drohnen;23
7.1;2.1 Fahrradfelge als Quadcopter;23
7.2;2.2 Mini-Quadcopter aus dem 3D-Drucker;24
7.3;2.3 Wäscheleinen-Flitzer;25
7.4;2.4 Wasserfahrzeuge;25
7.5;2.5 Funkferngesteuertes Luftschiff;26
7.6;2.6 Quadcopter mit Kameras an Bord;27
7.7;2.7 Funkferngesteuertes Dreirad;28
7.8;2.8 Zusammenlegbarer Quadcopter;28
7.9;2.9 Mini-Quadcopter;29
7.10;2.10 Funkferngesteuertes Boot aus dem 3D-Drucker;30
7.11;2.11 Tricopter;31
7.12;2.12 Rover mit Mecanum-Rädern;32
7.13;2.13 Zusammenfassung;33
8;Kapitel 3: Eine Auswahl kommerzieller Drohnen und Bausätze;35
8.1;3.1 Parallax ELEV-8 Quadcopter;35
8.2;3.2 DJI Phantom 2 Vision+;38
8.3;3.3 OpenROV;39
8.4;3.4 Actobotics Nomad;41
8.5;3.5 Brooklyn Aerodrome Flack;44
8.6;3.6 Zusammenfassung;46
9;Kapitel 4: Bau eines Quadcopters I: Auswahl des Flugwerks;47
9.1;4.1 Welches Flugwerk?;48
9.1.1;4.1.1 Auswahl kommerzieller Produkte;49
9.1.2;4.1.2 Flugwerk im Eigenbau;50
9.2;4.2 Projekt 1: MakerBeam-Flugwerk;53
9.2.1;4.2.1 MakerBeam;54
9.2.2;4.2.2 Bauteile;55
9.2.3;4.2.3 Arbeitsschritte;56
9.3;4.3 Zusammenfassung;60
10;Kapitel 5: Projekt Raketen-Drohne;61
10.1;5.1 Modellraketentechnik im Hobbybereich;61
10.2;5.2 Arduino-Einmaleins;64
10.3;5.3 Projekt 2: Daten sammelnde Rakete;69
10.3.1;5.3.1 Stückliste für den Bau der Daten sammelnden Rakete;69
10.3.2;5.3.2 Arbeitsschritte beim Bau der Daten sammelnden Rakete;70
10.3.3;5.3.3 Programmierung des Arduinos;74
10.4;5.4 Zusammenfassung;76
11;Kapitel 6: Bau eines Quadcopters II: Motoren und Propeller;77
11.1;6.1 Auswahl der Motoren;77
11.1.1;6.1.1 Außenläufer kontra Innenläufer;78
11.1.2;6.1.2 Bürstenmotoren kontra bürstenlose Motoren;78
11.1.3;6.1.3 Wechselstrom kontra Gleichstrom;79
11.2;6.2 Auswahl der Propeller;80
11.2.1;6.2.1 Propelleradapter;81
11.3;6.3 Projekt 3: Motoren und Propeller montieren;83
11.3.1;6.3.1 Bauteile;83
11.3.2;6.3.2 Arbeitsschritte bei der Montage von Motoren und Propellern;84
11.3.3;6.3.3 Zusammenfassung;86
12;Kapitel 7: Projekt Luftschiff;87
12.1;7.1 Funkfernsteuerung;87
12.1.1;7.1.1 Sender;88
12.1.2;7.1.2 Empfänger;88
12.2;7.2 ESC (Electronic Speed Controller, elektronischer Geschwindigkeitsregler);89
12.3;7.3 Projekt 4: Luftschiff;90
12.3.1;7.3.1 Bauteile;91
12.3.2;7.3.2 Arduino und Zubehör;91
12.3.3;7.3.3 Arbeitsschritte;92
12.4;7.4 Autonome Steuerung per Arduino;100
12.4.1;7.4.1 Code;102
12.5;7.5 Zusammenfassung;104
13;Kapitel 8: Bau eines Quadcopters III: Flugsteuerung;105
13.1;8.1 ESC-Kenntnisse;106
13.1.1;8.1.1 Gebräuchliche ESCs;107
13.1.2;8.1.2 ESCs programmieren;108
13.2;8.2 Empfänger;110
13.3;8.3 Flugsteuerung;112
13.3.1;8.3.1 Beispiele für Flugsteuerungen;113
13.4;8.4 Einbau der Flugelektronik;115
13.4.1;8.4.1 Bauteile;115
13.4.2;8.4.2 Einbau der ESCs;116
13.4.3;8.4.3 Einbau der Flugsteuerung;117
13.4.4;8.4.4 Einbau des Empfängers;117
13.5;8.5 Zusammenfassung;118
14;Kapitel 9: Der Arbeitstisch des Drohnenbauers;119
14.1;9.1 Entwurf;119
14.2;9.2 Schrauben;120
14.3;9.3 Messen;122
14.4;9.4 Schneiden und Bohren;123
14.5;9.5 Verdrahtung;124
14.6;9.6 Befestigung;125
14.7;9.7 Computergestützte Werkzeuge;126
14.8;9.8 Löten und Lötausrüstung;129
14.8.1;9.8.1 Lötausrüstung;129
14.8.2;9.8.2 Arbeitsschritte beim Löten;130
14.9;9.9 Zusammenfassung;131
15;Kapitel 10: Bau eines Quadcopters IV: Energieversorgung;133
15.1;10.1 Auswahl des Akkus;134
15.1.1;10.1.1 Akkutypen;134
15.2;10.2 Verwendung von Rundsteckern;136
15.2.1;10.2.1 Warum Rundstecker verwenden?;136
15.2.2;10.2.2 Bauteilliste;137
15.2.3;10.2.3 Arbeitsschritte beim Einbau der Rundstecker;137
15.3;10.3 Bau des Kabelbaums;141
15.3.1;10.3.1 Bauteile;142
15.3.2;10.3.2 Arbe

Produktinformationen

Titel: Drohnen und Multicopter bauen
Untertitel: Mit Bauanleitungen für verschiedene Modelltypen
Autor:
EAN: 9783958452800
Digitaler Kopierschutz: Wasserzeichen
Format: E-Book (pdf)
Hersteller: MITP Verlags GmbH & Co. KG
Genre: Hardware
Anzahl Seiten: 240
Veröffentlichung: 02.11.2015
Dateigrösse: 14.2 MB

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