nov 26

Hoe werkt een drone?

In dit artikel zal ik uitleggen hoe een drone, of ook wel multirotor, werkt. Op een multirotor zijn de enige besturingsoppervlakken de propeller bladen zelf. Als de drone enkel in de lucht vliegt zonder zichzelf te verplaatsen (hovered) dan draaien alle propellers nagenoeg met de zelfde snelheid. Om ervoor te zorgen dat hij niet vanzelf om zijn as gaat draaien, draaien de motors om en om tegen elkaars richting in.

De luchtvideo's van Aeriallive zijn van de beste kwaliteit.
  • De werking van een drone
  • de motorsnelheid bepaalde de vliegrichting van de drone

VLIEGRICHTING VAN DE DRONE

Zodra de propellers ten opzichte van elkaar in draaisnelheid veranderen zal de drone zich in de richting verplaatsen waar de propellors het langzaamst draaien. Bij een drone maakt het niet uit in welke richting dit gebeurd en daardoor kun je met een drone in ieder gewenste richting vliegen. Je zou dus eigenlijk kunnen zeggen dat hij geen voor of achterkant heeft.  Dit gegeven zorgt er dan ook voor dat hij ten opzichte van een reguliere helikopter of vliegtuig vrij makkelijk te besturen is.

FLIGHT CONTROLLER & MOTOR CONTROLLER (ESC’s)

De flight controller is het hart van een drone. De flight controller verwerkt alle gegevens die hij binnenkrijgt. Dit zijn onderanderen de input van de piloot, locatie via GPS, luchtdruk en de belangrijkste, de gegevens van de gyroscopen. Al deze gegevens worden met een snelheid van 400 keer per seconden door de motor controllers vertaald naar snelheden die de motors moeten draaien. Zodra de flight controller geen input krijgt van de piloot zorgt hij er met behulp van alle sensoren voor dat de drone op z’n plaats blijft en de zelfde vlieghoogte behoudt.

Mikrokopter multirotor Flightcontroller
  • zo houdt een video drone zijn locatie vast.
  • De video drones houden hun locaties met behulp van gps

DRONE GPS

De meeste luchtopname drones zijn uitgevoerd met een GPS module. Dankzij deze module kunnen sommige drone tot op de meter nauwkeurig hun locatie bepalen en behouden. Met een GPS aan boord van de drone is het ook mogelijk om voorgaand aan een vlucht locaties in te programmeren. De drone kan dan geheel geautoriseerd vluchten uitvoeren.

De GPS functie wordt door de drones ook gebruikt om de veiligheid te waarborgen. Doordat een drone voor vertrek zijn begin positie onthoudt zal de drone ook uit zichzelf terugkeren indien zich problemen voor doen zoals en bijna lege accu, of als de piloot onwel wordt en de failsafe (coming home) button wordt ingedrukt.

In de afbeelding hierboven zie een typisch opstelling van een multirotor.

MERK & BETROUWBAARHEID

In de afbeelding hierboven zie een typisch opstelling van een multirotor. Van alle bekende drone merken is DJI Innovations het meest verkochte merk. In de afgelopen jaren in de kwaliteit van betrouwbaarheid van DJI drones met grote stappen vooruit gegaan. Sommige professionele quadcopters van DJI zijn voorzien van dubbele flight controllers, 2 vliegaccu’s en diverse afstandssensors. Al deze extra snufjes zorgen ervoor dat deze multirotor één van de veiligste commerciële drones is. Het type waar wij zelf de meeste luchtopnames mee maken is ook voorzien van al deze veiligheidsmaatregelen. Dit is de DJI Inspire 2 en is sinds 2016 op de markt.

GIMBAL / CAMERA SYSTEEM

Het systeem waar tegenwoordig de meeste luchtopname bedrijven hun camera’s mee stabiliseren wordt ook wel een gimbal genoemd. Het principe van een gimbal is eigenlijk vergelijkbaar met een scheepskompas.
Een gimbal bestaat meestal uit 3 assen. Een yaw, roll en pitch as. De yaw as hangt rechtstreeks aan de drone, de roll as aan de yaw en de pitch aan de roll. De gimbal is voorzien van 3 stappen motoren die door gyroscopen worden aangestuurd. Iedere afwijking wordt razendsnel door de motors opgevangen en gecorrigeerd. Deze correcties worden zo snel uitgevoerd dat zelfs kleine trillingen worden opgevangen. Daardoor is het beeldresultaat altijd strak en staat de horizon altijd netjes waterpas.

Since een aantal jaren terug worden de camera’s volledige in de gimbal geïntegreerd. Deze ontwikkeling heeft ervoor gezorgd dat de systemen een stuk gebruiksvriendelijker zijn geworden. Ook het totaal gewicht van de drones halen hier hun voordeel uit.

Een drone gimbal wordt over 3 assen gestabiliseerd
Inspire 2 Drone huren met piloot