Mit dem richtigen Modell
fliegen, filmen und
fotografieren wie ein Profi
Impressum
Verantwortlich: Lothar Reiserer
Schlusskorrektur: Manuel Miserok
Layout: Elke Mader
Umschlag: Ralph Hellberg
Herstellung: Anna Katavic
Repro: Cromika, Verona
Printed in Slovenia by Florjancic
Alle Bilder stammen vom Autor, außer, wo anders angegeben.
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Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.
© 2016 GeraMond Verlag GmbH
ISBN 978-3-86245-570-6
eISBN 978-3-9645-3011-0
Es ist der größte Boom, den es jemals im Bereich der ferngesteuerten Funktionsmodelle gegeben hat. Quadrocopter, Multicopter oder auch umgangssprachlich Drohnen haben gleichsam die Kinderzimmer und Hobbykeller erobert. Auf den Fachmessen sieht man fast nichts anderes mehr: Multicopter in allen Größen. Das ist kein Wunder, denn die kleinen schwebenden Wunderwerke wecken das Kind im Manne. Dabei sind sie, anders als ein Modellflugzeug oder gar ein Modellhelikopter, äußerst einfach zu bedienen.
Die meisten Drohnen werden heute als Foto- und Videocopter verkauft. Dabei verschwimmt oftmals die Grenze zwischen einem Amateur-Gerät und dem professionellen Werkzeug. Preislich gibt es nach oben keine Grenzen. Ein ganz neuer Sport verbreitet sich rasend schnell. Rennen mit ferngesteuerten Coptern, über einen Parcours mit Hindernissen. Die Fluggeräte sind etwas mehr als handtellergroß, gesteuert werden sie über eine Videobrille.
Doch mit der Anschaffung eines Multicopters stehen Fragen im Raum:
•Wie funktioniert ein solches Gerät?
•Wo darf ich fliegen, welche Versicherung brauche ich?
•Wie kann ich das Fliegen eines solchen Copters schnell lernen?
•Wie stelle ich Schäden am Fluggerät fest? Kann ich es reparieren?
In diesem Buch gebe ich auf all diese Fragen Antworten. Als verantwortlicher Redakteur der Zeitschrift FLUGMODELL beschäftige ich mich schon lange mit den Multicoptern; kein Flugfehler, der mir nicht selbst passiert ist, kein Crash, den ich nicht selbst repariert habe.
In der Praxis habe ich Schornsteine überprüft, Bilder für Plakate fotografiert und Fernsehproduktionen unterstützt. Die hochauflösenden Bilder, die ein Kameracopter liefert, lassen schnell den Gedanken aufkommen, dass man mit seinem Fluggerät auch Geld verdienen, sich eventuell ein zweites Standbein aufbauen kann. Ob man das einfach so darf, und welche Voraussetzungen benötigt werden, wird ebenfalls in diesem Buch erklärt. Dazu gibt es Tipps für bessere Fotos und Videos.
Doch auch die kleinen Renn-Drohnen sollen nicht zu kurz kommen. Wo liegen die Unterschiede zu den Kameracoptern? Was benötige ich für den Einstieg in das faszinierende Hobby? Wie werden die Rennen geflogen? In diesem Buch finden Sie die Antworten.
Ich wünsche Ihnen immer eine Handbreit Luft unter den Rotoren und viel Spaß mit dem vorliegenden Buch.
Stephan zu Hohenlohe
Faszination Drohnenfliegen
Dringender Überwachungsbedarf
Livebild am Boden
Drohnen–Urlaub
Profis am Werk
Eine, zwei, viele Einsatzmöglichkeiten …
Die Technik
Grundlagen der Entwicklung
Der Modellflug
Lithium-Polymer-Akkus
Das Internet
Der Aufbau
Ausleger und Motoren
Regler oder Steller
Rechtsherum und linksherum
Ein verwindungssteifer Rahmen ist wichtig
Steuerung
Kanäle und Frequenzen
Glasplatte und Stahlkugel
Komplett im Set
Computer in der Steuerung
Telemetrie
Nick und Roll
Ohne Akku geht nichts!
Anfällige Akkus
Spezielle Ladetechnik
Immer unter Aufsicht
Unterschiedliche Stecker
Schutz vor leerem Akku
Der „Draht“ nach oben – Satellitenunterstützung
Manueller Modus und GPS-Modus
Kein Vorne und Hinten – Smart-Modus/Home-Lock
Der Verfolger
Heimflug: Die Home-Funktion
App statt Steuerknüppel
Akku mit Kühlung
Neue Funktionen
Laden und Fliegen
Anti-Kollision
Neue Flugfunktionen
Tracking
Sicherer Heimflug
Wackelfreie Bilder – Gimbal
Kardanische Aufhängung
Servo vs. Brushlessmotor
Kamera mit eigenem Gimbal
Auf die Verwendung kommt es an
Belichtungzeit, Blende und ISO – Das Kamera 1x1
Einstellungen: mehr Möglichkeiten!
Belichtungszeit und ISO – wichtige Parameter
Blende weit offen/Wechselobjektive
Auf Sendung – die Bildübertragung
Komplett-Pakete
Verschiedene Frequenzen
Reichweitenerhöhung
Groundstation
First Person View
Der Weg zum Videoprofi
Vor dem Flug
Es geht los
Videoschnitt
Im Falle des Falles – der Pilot repariert!
Service gefordert
Propeller und Welle
Probeflug
Aller Anfang ist schwer
Die sanfte Landung – leider im Wasser
Schritt 1: der Flugsimulator
Schritt 2: Heckschweben
Schritt 3: Seiten und Nasenschweben
Schritt 4: Rundflug
Drohnen und Recht
Wo darf eine Drohne fliegen?
Die Grenzen
Sonderfall Verkehrsflughäfen
Niemals ohne Versicherung
Nicht alles darf gefilmt und fotografiert werden
Der Copter fliegt alleine
Gewerbliches Fliegen
Haftpflicht nötig
Spezielle Erlaubnis
Das Kleingedruckte
Adressen
Richtig Spaß: Let´s have a race
Spaß pur
Highspeed
Bauen und Fliegen
Hochwertige Komponenten kaufen
Glossar
Register
Zum Autor
Ferngesteuerte Multicopter werden ganz vielfältig eingesetzt. Videoamateure und Profifilmer nutzen die fliegenden Kameraträger, die aber auch zur Baustellenüberwachung und Schadensbegutachtung eingesetzt werden.
Schornsteinkontrolle in gut 150 Metern Höhe. Statt des Hubschraubers kommt die Drohne zum Einsatz.
Frühmorgens in einer großen Fabrik im Rheinland. Unterhalb eines großen Schornsteins hat sich eine kleine Gruppe von Technikern und Ingenieuren versammelt. Bei einer Sichtprüfung des 150 Meter hohen Bauwerks wurde festgestellt, dass sich irgendetwas an der Schornsteinspitze verändert hat. Es könnte sein, dass sich ein Abdeckblech gelöst und verschoben hat. Was tun?
Normalerweise müsste nun ein Industriekletterer unter Atemschutz den Schornstein besteigen. Die Anlage kann nur in Notfällen abgeschaltet werden. Heute wird das Bauwerk auf andere Weise geprüft. Auf einer Wiese im Werk steht ein kleines Fluggerät; der Pilot steht mit einer Fernsteuerung in der Hand daneben. Nun gibt er langsam Gas, und die Drohne steigt, angetrieben von vier kleinen Propellern, in die Luft.
Eine tolle Aufgabe für Drohnen: Langzeitbegleitung einer Baustelle, zeigen, wie ein Gebäude wächst.
Schon am Tag zuvor waren die nötigen Genehmigungen bei der Bezirksregierung eingeholt worden. Zwar hat der Pilot eine sogenannte „allgemeine Aufstiegserlaubnis“, diese ist jedoch bei der Überprüfung des Schornsteins ungültig. Gemäß dieser Aufstiegserlaubnis darf ein solches Fluggerät nämlich weder über Industrieanlagen fliegen, noch darf es höher als 100 Meter steigen. Nur aufgrund der Dringlichkeit wurde die Ausnahmegenehmigung für den heutigen Flug so kurzfristig erteilt. Der Sicherheitsdienst des Werkes schulte den Piloten gewissenhaft, wie er sich in der Industrieanlage zu verhalten habe.
Profidrohne mit Spiegelreflexkamera: Für einen solchen Copter wird eine Aufstiegserlaubnis benötigt.
Bild: DJI
Endlich also steigt die kleine Drohne höher und höher. An ihrer Unterseite befindet sich eine hochauflösende Foto- und Videokamera. Ein Bild dieser Kamera wird live auf einen kleinen Monitor oberhalb der Fernsteuerung übertragen. Ein weiterer, größerer Monitor steht am Servicefahrzeug. Noch schaut der Pilot auf den kleinen Multicopter. Ein zweiter Mann hat die Drohne zusätzlich im Blick. Er ist der sogenannte Spotter. Während der Pilot bei Erreichen der Schornsteinspitze die Drohne fast nur noch nach dem Kamerabild auf seinem Monitor steuert, achtet der Spotter darauf, dass der Copter nicht zu nahe an den Schornstein fliegt. Immerhin strömen die heißen Abgase der Raffinerie mit hoher Geschwindigkeit aus dem Schlund. Sollte die Drohne in diesen Abluftstrahl geraten, kann sie schlimmstenfalls außer Kontrolle geraten und abstürzen. Die Ingenieure schauen gebannt auf den zweiten, größeren Monitor, um nun die gesamte Schornsteinspitze von oben zu sehen. Auf Ihre Anweisung hin macht der Pilot Fotos. Vorsichtig fliegt er die Drohne einmal um die Schornsteinspitze. Schon jetzt wissen die Techniker, ganz oben hat sich tatsächlich ein Blech gelöst, es besteht dringender Handlungsbedarf.
Die bekannte Action-Cam GoPro Hero wird häufig im Amateurbereich eingesetzt.
Nach der Landung der Drohne werden die hochauflösenden Fotos auf einen Rechner gespielt, sie dienen der Beurteilung, wie der Schaden repariert werden kann.
Thomas B. ist ein begeisterter Hobbyfilmer. Seit frühester Jugend begleitet ihn die Kamera. Anfangs noch in Super-8, später dann die Videokamera. Seit der Umstellung auf die digitale Videotechnik schneidet er seine Filme auch selbst. Seit neuestem peppt er seine Urlaubsfilme mit Luftaufnahmen auf. Seine Drohne stammt aus dem Fachhandel. Die Bedienung ist recht einfach, nach ein paar Stunden Üben auf einer großen Wiese hat Thomas das Fluggerät schon ganz gut im Griff.
Der Blade Chroma wiegt flugfertig unter fünf Kilo. Daher gilt er im privaten Bereich als Modellflugzeug.
Landschaftsaufnahmen aus dem Urlaub sind für viele das Highlight ihres Urlaubsfilmes.
Dabei hilft ihm, dass der Multicopter satellitengestützt die Position hält. Sollte er sein Fluggerät einmal aus den Augen verlieren, reicht ein Druck auf den „Home“-Knopf, und der Copter kehrt automatisch zur Startstelle zurück.
Heute steht Thomas mit seinem Wohnmobil auf einem Campingplatz. Für seinen Urlaubsfilm möchte er mit der Drohne eine kurze Einstiegssequenz drehen. Kaum ist das kleine Fluggerät in der Luft, wird er schon umringt von interessierten Zuschauern. Thomas zeigt bereitwillig, was die Kamera gerade aufzeichnet. Das Bild wird mit einer App auf sein Smartphone übertragen. Allerdings scheint das nicht allen zu gefallen, denn kurze Zeit später steht ein Polizeiwagen an dem Wohnmobil. Thomas erklärt den Beamten, dass er nichts Ungesetzliches tut. Bereits vor dem Start hat er sich die Erlaubnis des Campingplatzbesitzers geholt. Außerdem ist Thomas Mitglied in einem großen Modellflieger Verband. Über diesen Verband ist Thomas automatisch haftpflichtversichert. So verabschieden sich die Polizisten kurz darauf mit einem freundlichen „Viel Spaß noch…“. Thomas überspielt die Daten von der Speicherkarte seiner Drohne auf das Notebook, schon am Abend möchte er die ersten Videoszenen zusammenschneiden.
Gleich zwei Piloten stehen mit einer Fernsteuerung in der Hand auf dem Parkplatz der Sababurg in Hessen. Ein Fernsehteam dreht eine Reportage über die Burg, die auch als Dornröschenschloss bekannt ist. Die beiden Piloten haben sich die Steuerung der Drohne aufgeteilt. Während Stephan das Flugobjekt in möglichst gleichem Abstand und gleicher Höhe um die Burg fliegt, steuert Christian ausschließlich die Kamera. Diese Kamera zeichnet die Bilder in Kinoqualität auf. Sie ist an einem speziellen Gestell, dem sogenannten Gimbal montiert. Dieses Gimbal gleicht jede Bewegung des Copters aus, sodass die Kamera ein extrem ruhiges Bild aufzeichnet. Natürlich kontrolliert der Kameraoperateur den Bildausschnitt über einen Monitor, der das Kamerabild via Funk erhält.
Vorsicht, Aufnahmen innerhalb von Großstädten sind nur mit Genehmigung möglich.
Landschaften müssen in Szene gesetzt werden. Dazu gehört die Beobachtung des Sonnenstandes und der Wolkenbilder.
Auch Stephan hat einen Monitor an seiner Fernsteuerung, dort sieht er nicht das Videobild, sondern eine Karte der Umgebung. Auf dieser Karte sind sogenannte „Waypoints“ angelegt. Via GPS kann die Drohne diese Punkte auf Kommando anfliegen. Bereits im Vorfeld wurde so die Flugroute festgelegt. In diesen automatischen Flug kann der Pilot jederzeit eingreifen. Das Kamerateam kann so die immer gleiche Flugsequenz zu verschiedenen Zeiten und damit bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen drehen. Für diese Flüge musste das Team bei der Bezirksregierung in Hessen eine Aufstiegserlaubnis beantragen, da der Copter mehr als 5 Kilogramm wiegt.
Diese drei Storys zeigen, wie vielfältig heutzutage Multicopter eingesetzt werden. Und damit sind noch nicht mal alle Möglichkeiten beschrieben. Bauern nutzen Kameradrohnen, um die Kornfelder vor der Ernte nach Rehkitzen abzusuchen. Solaranlagen werden mit Infrarot-Kameras gefilmt, um defekte Solarzellen zu finden. Stromleitungen werden mit Drohnen kontrolliert. Sportler nutzen die kleinen Copter, um sich selbst zu filmen. Selbst Hochzeitsfotografen nutzen inzwischen Drohnen für ganz besondere Fotos.
War vor einigen Jahren der Betrieb eines Kameracopters noch den Profis, die ihre Copter selbst bauten, vorbehalten, bietet die Industrie heute flugfertige Drohnen in allen Preisklassen an. Der Betrieb dieser kleinen Fluggeräte ist nicht schwierig. Nach wenigen Stunden hat man den Dreh heraus und kann ansehnliche Fotos und Videos produzieren. Dieses Buch bietet nicht nur Hilfe beim Erlernen des Copterfliegens. Auf den folgenden Seiten finden Sie Informationen zu den Funktionen eines Multicopters, Hilfe bei der Auswahl der richtigen Kamera und eine Übersicht über gängige Multicopter. Darüber hinaus erklären wir die rechtlichen Voraussetzungen für den Betrieb einer Drohne.
Kurzum: Wo darf ich überhaupt fliegen? Dabei gehen wir auch auf die Unterschiede zwischen dem gewerblichen und dem privaten Gebrauch eines Kameracopters ein.
Auch das ist eine Drohne. Solche Fluggeräte können größere Strecken autonom abfliegen, …
… die Kamera im Inneren zeichnet kontinuierlich auf.
Für die einen ist es ein Spielzeug. Man kann mit einem solchen Mini-Copter aber auch sehr gut das Fliegen einer Drohne üben.
Die Geschichte des Multicopters ist noch relativ jung. Abgesehen von ein paar manntragenden Experimenten begann die Entwicklung ferngesteuerter Drohnen mit mehreren Propellern erst etwa 2005.
Stammt aus dem Modellflugzeug: Bürstenloser Antrieb, bestehend aus Motor und Regler. Ganz unten der Anschluss für den Antriebsakku, das mittlere Kabel wird mit der Steuerungselektronik verbunden.
Die Entwicklung der Drohnen hat mehrere technische Voraussetzungen und Einflussfaktoren. Alle zusammen ermöglichen erst, was wir heute fliegend am Himmel sehen.
Ursprünglich wurden Modellflugzeuge mit knatternden Verbrennungsmotoren geflogen. Seit den 1980er-Jahren werden elektrisch angetriebene Flugmodelle gebaut. Ausgestattet mit Industriemotoren und Akkus aus Elektrowerkzeugen, waren diese zunächst nicht sehr leistungsfähig und die Flugzeit war begrenzt. Erst mit der Entwicklung von speziellen Modellflugzeugmotoren, den bürstenlosen Motoren, nahm der Elektroflug Fahrt auf. Neue Akkus sorgten dafür, dass die Modelle leichter wurden. Heute fliegen wohl 90 % der Modellflugzeuge elektrisch.
Anfang 2000 eroberte ein neuer Akkutyp die Welt der Technik. Die Lithium Polymerzellen(LiPo) unterschieden sich in vielen Punkten von den bisherigen Akkus. Neben Bleiakkus wurden bis dahin hauptsächlich Nickel-Cadmium(NiCd) bzw. Nickel-Metallhydrid (NiMh) Akkus eingesetzt. Die typische Bauform dieser Akkus ist die sogenannte Becherzelle, die meist der Größe von Standardbatterien entspricht. LiPo-Akkus hingegen sind meist in Folie eingeschweißte Flachzellen. Zu dem Vorteil des geringen Gewichtes kommt eine sehr hohe Kapazität. Durch den Einsatz in Notebooks, Mobiltelefonen und anderen Elektrogeräten sind diese Akkus sehr preiswert geworden.