Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lenkdrachensteuerung von oben?


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von piep (Gast)


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Abend!

Wir machen als Sommerprojekt eine Waldbeobachtung, speziell für Vögel, 
die längerfristig dauern soll (3-4 Stunden).
Dazu würden wir gerne an einem Lenkdrachen eine Videokamera befestigen 
und an 250m Leine über diesem Wald positionieren.

Das Problem ist, dass die Leine durch die Länge wahnsinnig träge wird 
und der Drache sehr schwer zu kontrollieren ist, weil Steuerungsbefehle 
von unten nach oben sehr langsam übertragen werden.

Wir suchen deshalb nach einer Möglichkeit, den Lenkdrachen automatisch 
zu steuern, und zwar vom Lenkdrachen aus.

Eine Positionserkennung ist nicht das Problem, aber die Mechanik und 
deren Ansteuerung. Einerseits muss die Ansteuerung stromsparend sein, da 
die Akkus bzw. Batterien nur begrenzt Gewicht haben dürfen, andererseits 
muss sie eben 3-4 Stunden den Drachen absturzfrei kontrollieren können.

Was nimmt man da? Überlegt haben wir uns Modellbauservos in 
"Heavy-Duty", da ist aber fraglich, ob deren Bewegungsweg ausreicht, um 
einen 4m²-Drachen zu bewegen.

Die Steuerung würde so umgesetzt werden, dass die Leinen im Prinzip ein 
U bilden, dessen Enden am Boden verankert werden und dessen Querstrebe 
ca. 2m lang ist und von einem Rohr aufgespannt wird. Die Leine auf 
dieser Querstrebe würden wir nach links bzw. rechts verschieben wollen.

Was für Wege gibt es da sonst noch? Wie geht man sowas an?

Ja, Drohne - aber das wird einerseits rechtlich problematisch, 
andererseits von der Flugzeit her. Außerdem verschreckt der Lärm die 
Vögel.

Danke,

piep

von Schreiber (Gast)


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piep schrieb:
> Was für Wege gibt es da sonst noch? Wie geht man sowas an?

Fesselballoon?

von Erwin D. (Gast)


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piep schrieb:
> muss sie eben 3-4 Stunden den Drachen absturzfrei kontrollieren können.

...und wenn der Wind nachläßt?

von Eingast (Gast)


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Wenn du den Drachen an eine Schnur hängst und über zwei Servos links und 
rechts ein Querruder steuerst? Je nachdem wo man das Ruder anschlägt 
kompensieren sich die aerodynamischen Kräfte ganz gut so dass du mit 
recht wenig Kraft die Ruder bewegen kannst.

von 123 (Gast)


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Ich würde an einem dünnen Kupferdraht Strom mit hoch schicken. Einfach 
parallel zu den Leinen oder irgendwie in einem dünnen Mantel mit 
integriert. Hohe Spannung, kleiner Strom. Der Spannungsabfall wird in 
jedem Fall erheblich werden.

piep schrieb:
> Was nimmt man da? Überlegt haben wir uns Modellbauservos in
> "Heavy-Duty", da ist aber fraglich, ob deren Bewegungsweg ausreicht, um
> einen 4m²-Drachen zu bewegen.

Der Weg reicht sicher nicht aus, zumindest nicht ohne zusätzliche 
Mechanik. Ich würde daher erstmal den Steuerdruck analysieren der 
notwendig ist (Gepäckwaage o.Ä.). Und mit einer Videokamera versuchen 
die notwendige Dynamik (Weg pro Zeit die du mit deinen Armen machst) 
kennen zu lernen. Damit kann man dann über Wege nachdenken wie man das 
erledigt. Irgendwie mit Hebeln oder u.U. sind Aufroller sinnvoll. Muss 
man sehen an Kraft und Dynamik gefordert ist.

piep schrieb:
> Eine Positionserkennung ist nicht das Problem,

Das würde mich glatt mal interessieren. Über mehrere Stunden eine 
Fluglageerkennung zu machen ist alles andere als trivial. Da würde mich 
interessieren wie ihr das so einfach lösen wollt.

piep schrieb:
> Die Steuerung

Ich fürchte, dass das eine extrem komplizierte Regelung werden wird.

von R. M. (rmax)


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Wie wäre es mit einem Y?

Also eine Leine zum Boden und an den Knotenpunkt wenige Meter unterhalb 
des Drachens die Steuerung, die das Verhältnis zwischen den beiden 
Schenkeln verändert. Das kann entweder mit zwei Motoren passieren, die 
jeweils auf einer Seite Seil auf- oder abwickeln oder mit einem Motor, 
über den das Seil von einer zur anderen Seite geführt wird und der dann 
den Mittelpunkt verschieben kann.

von piep (Gast)


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Schreiber schrieb:
> Fesselballoon?
Gute Idee, aber nicht ortsveränderlich.

Erwin D. schrieb:
> ...und wenn der Wind nachläßt?

... dann versuchen wir es an einem anderen Tag nochmal. Der Sommer ist 
lang...

Eingast schrieb:
> Wenn du den Drachen an eine Schnur hängst und über zwei Servos
> links und
> rechts ein Querruder steuerst? Je nachdem wo man das Ruder anschlägt
> kompensieren sich die aerodynamischen Kräfte ganz gut so dass du mit
> recht wenig Kraft die Ruder bewegen kannst.

Interessante Idee.

R. M. schrieb:
> Wie wäre es mit einem Y?
>
> Also eine Leine zum Boden und an den Knotenpunkt wenige Meter unterhalb
> des Drachens die Steuerung, die das Verhältnis zwischen den beiden
> Schenkeln verändert. Das kann entweder mit zwei Motoren passieren, die
> jeweils auf einer Seite Seil auf- oder abwickeln oder mit einem Motor,
> über den das Seil von einer zur anderen Seite geführt wird und der dann
> den Mittelpunkt verschieben kann.

Auch interessante Idee, die mir gut gefällt, weil sie wie die andere 
Leine spart und im Zweifelsfall eine Art "Notfall-Obenbleiben" 
beinhaltet.

123 schrieb:
> Das würde mich glatt mal interessieren. Über mehrere Stunden eine
> Fluglageerkennung zu machen ist alles andere als trivial. Da würde mich
> interessieren wie ihr das so einfach lösen wollt.

Eine recht einfache Lösung aus einem kleinen Gewicht und einem (langen) 
Hebel an einem Poti. Regelt vermutlich nicht allzu genau und schnell, 
müsste aber auch nach Stunden noch funktionieren.

von ASinus (Gast)


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piep schrieb:
> Schreiber schrieb:
>> Fesselballoon?
> Gute Idee, aber nicht ortsveränderlich.

Fesselballon in Luftschiffform.
Ist ortsveränderlich,
liegt ruhiger in der Luft als ein Drache (Vibrationen und Kamera),
kann mehr Ausrüstung tragen (z.B. Telemetrie),
ist einfacher zu starten,
braucht keinen Wind,
kann mit einer einfachen RC-Fernsteuerung über viele Stunden gelenkt 
werden,
...

von piep (Gast)


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ASinus schrieb:
> Fesselballon in Luftschiffform.

Das ist ein triftiges Argument.
Aber da kann ich dann ohne Höhe keinen vertikalen Versatz zur Leine 
haben. Und ohne Leine haut mir der samt Kamera nach oben ab und kommt 
irgendwo in den Alpen wieder runter.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ich lese gerade einen Roman, da hat man Falken zu diesem Zweck 
dressiert.

von piep (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ich lese gerade einen Roman, da hat man Falken zu diesem Zweck
> dressiert.

Kein Witz?
Welcher ist das?

von F. O. (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ich lese gerade einen Roman, da hat man Falken zu diesem Zweck
> dressiert.

Wozu? Zum Lenken von Drachen, oder zur Beobachtung von Vögeln?
Im Moment halte ich noch beides für unwahrscheinlich, aber bitte,
Stefan, führe dsa jetzt näher aus.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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>> Ich lese gerade einen Roman, da hat man Falken zu diesem Zweck
>> dressiert.

> Welcher ist das?

Die Nebelsängerin. Die Falkner in dem Roman kombinieren das allerdings 
mit weniger realistischer Telepathie. Sie nutzen Falken, um im Krieg 
Gebiete zu erkunden.

Wie gesagt, es ist ein Roman. Keine BBC Dokumentation.

: Bearbeitet durch User
von Vogel (Gast)


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Hi!

Ich bin kein Vogel-Experte, aber vertreibt man die Vögel mit so einem 
Drachen nicht? Vögel haben doch panische Angst vor Raubvögeln und haben 
immer ein Auge nach oben.

von quax (Gast)


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piep schrieb:
> Dazu würden wir gerne an einem Lenkdrachen eine Videokamera befestigen
> und an 250m Leine über diesem Wald positionieren.

http://www.gesetze-im-internet.de/luftvo_2015/__21b.html

von Hp M. (nachtmix)


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Ist aber nicht generell verboten.
Sofern §19 nicht greift, kann nach §20 eine Erlaubnis erteilt werden.
http://www.gesetze-im-internet.de/luftvo_2015/LuftVO.pdf

von Martin K. (maart)


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Bei 250m über Grund wird er auf dem Video eh nicht viel erkennen können. 
Sieh dir mal Videos von Drohnenflügen an.

von Henrik V. (henrik_v)


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Für die Dauer ..
Stromversorgung über die Leinen.
Servosteuerung am Boden. (Die Sensor/GPS/Bilddaten müssen ja auch nach 
unten, also gleich Live (und in Farbe) .. dann kann die 
Positionssteuerung ja auch unten sein.


Zum Lenken reicht ein Servo , aber bei ~300m Leine freut man sich über 
zwei (Akkuschrauber?) Winden um die Leine einzuholen, die können dann 
auch gleich die Steuerung mit erschlagen.

Jede Leine mit Zugspannungssensor (Leine läuft durch drei Rollen)
,  wenn der Wind mal aussetzt, Leinen mit konstanter Kraft einholen.. 
wird das vermutlich die einfachste Methode sein, Druck auf die 
Tragflächen zu bringen.

 _0/°\0_

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


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Grad die Gedanken spielen lassen..

Du könntest zur Stromerzeugung ein Windrad (oder mehrere) an der Leine 
mit hochziehen lassen.. (vielleicht zwei räder, die sich gegenläufig 
drehen, um das Drehmoment auszugleichen?)
Gibt da im Internet Ideen zu finden, es wird scheinbar auch ernsthaft 
drüber nachgedacht das im großen Stil zur Stromerzeugung zu nutzen.

Zwecks Steuerung frage ich mich, ob es nicht einfacher wäre,
den Drachen mittels eines Gewichtes, das verschoben wird und den Drachen 
ausrichtet, zu lenken.

In meiner Jugend hatte ich mal einen Lenkdrachen - und der hat teilweise 
ganz schön stark gezogen. Kann mich an ein paar 2m Sprünge erinneren, 
die ich machen konnte mit der Unterstützung vom Drachen. - Die Servos 
müssten ganz schön stark ausgelegt sein.

Mit einem Gewicht könntest du die Position vermutlich einfacher 
verändern.
Ausserdem kann der Drachen auch bei Ausfall der Steuerung dann nicht 
mehr so leicht abschmieren - was bei einer Steuerung über die Leinen 
schon relativ schnell gehen würde.
(Eindrehen, etc)

von Alex W. (a20q90)


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piep schrieb:
> Das Problem ist, dass die Leine durch die Länge wahnsinnig träge wird
> und der Drache sehr schwer zu kontrollieren ist, weil Steuerungsbefehle
> von unten nach oben sehr langsam übertragen werden.

Der Lenkdrachen wird doch mit ziehen der Seile links/rechts gesteuert? 
Bedeutet wenn ich links ziehe, fliegt er nach links? Wenn ka, einfach 
die Seile etwas weiter auseinander am Boden befestigen. Geht der Drachen 
nach rechts, bekommt er durch das linke Seil automatisch mehr zug und 
geht zurück. Selbstregulierung! Wie die Rollerons bei der Sidewinder.

von Henrik V. (henrik_v)


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Ach ja Tempo war der Wunsch....

Es reicht eine Servowinde, in der Mitte eines Gfk? Rohres sitzt, das 
zwischen den beiden Ösen für die Leinen am Drachen hängt. Die Enden 
sollte 'Leinen'freundlich sein. Rollen würde ich nicht nehmen, eher die 
Umlenkröhren von Fahrradfelgenbremsen.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Ich fliege gelegentlich Drachen, auch Lenkdrachen und ich weiß mit 
ziemlicher Sicherheit, dass sie in der Nähe von Wäldern ganz schlecht zu 
fliegen sind. Bäume verursachen nämlich Luftverwirbelungen. Steuerbar 
ist ein Drachen nur, wenn der Wind ordentlich laminar strömt. So gehe 
ich mal davon aus, der Wind fegt über den Wald und davor ist ein Feld. 
Das sog. Powerhouse zeigt dann über den Wald.

So rate ich eher zu einem schweren großen Drachen, keinen von den 
sportlichen kleinen. Dann würde ich nicht den Drachen lenken, sondern 
die Kamera schwenken. Der Drache muss dann nur stationär gehalten 
werden, was mit 2 Leinen ginge. Für 500g Nutzlast und 4-5 Beaufort ließe 
sich das noch machen.

Dennoch halte ich das für nicht realisierbar, da 200-250m Flughöhe schon 
ganz andere Winde bedeuten, als die direkt am Boden. (Die Leine wäre ja 
eine Form von Hypothenuse und 90° sind unwahrscheinlich, 70-80° bekäme 
man schon hin. Aus Stabilitätsgründen würde ich 40-60° Leinenwinkeln 
annehmen.) Zweitens geht es nicht nur um die Position in der 
Horizontalen, sondern auch in der Vertikalen.

Bzgl. des Verhaltens von Vögeln habe ich Bedenken, sie im Wald aus der 
Luft zu beobachten. Ein Kleiber läuft bspw. am Baustamm nach unten. 
Meisen kommen selten übers Blätterdach und Amseln scharren am Boden. Der 
Grünspecht hält sich auch ziemlich unten und der Habicht jagt in den 
Kronen. Alle Heckenbewohner kommen auch selten aus der Hecke raus…es 
bleiben folglich nur Zugvögel und die zu beobachten ist vom Boden aus 
gegen den Himmel einfacher.

von Günter Lenz (Gast)


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Es geht viel einfacher, einfach unter dem Drachen Abspannleinen
in Pyramidenform mit dem Boden verankern, dann bleibt der
Drachen immer auf der selben Stelle stehen, solange der Wind
weht und die Richtung nicht ändert.

von R. M. (rmax)


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Michael schrieb:
> Zwecks Steuerung frage ich mich, ob es nicht einfacher wäre,
> den Drachen mittels eines Gewichtes, das verschoben wird und den Drachen
> ausrichtet, zu lenken.

Das entspricht im Grunde meinem Vorschlag mit dem Y und verschiebbarem 
Mittelpunkt, denn am unteren Ende des Y hängt ja bereits ein ganz ganz 
schweres Gewicht. ;)

@piep: Handelt es sich eigentlich um einen Deltadrachen oder eine 
Lenkmatte?

Im Fall einer Matte könntest Du evtl. noch das Tragesystem vom 
Steuersystem trennen, so wie es auch bei Fall- und Gleitschirmen gemacht 
wird. Das Tragesystem ist starr mit der Kappe verbunden und die 
Steuerleinen ziehen nur jeweils den Kappenrand etwas nach unten.

Oder gleich einen Vierleiner-Drachen nehmen, dann kannst Du auch noch 
den Anstellwinkel der Windstärke anpassen.

von Michael M. (micha197)


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So, jetzt hab ich mich auch mal registriert..

Mir ist grad noch der Denkfehler bei der Idee vom TO aufgefallen:

Ob die Steuerung der Leinen vom Boden oder vom Drachen aus erfolgt,
macht keinen Unterschied bei der Trägheit der Steuerung..(!)

Auch bei der Steuerung vom Drachen aus muss die Dehnung etc der Leinen 
ausgeglichen werden.

Da scheint mir meine Idee mit dem verschiebbaren Gewicht besser 
geeignet.

Um die Steuerung von so einem Lenkdrachen noch kurz zu erklären:
man zieht an der linken Leine, und der Drachen beginnt sich nach links 
zu drehen - bis man beide Leinen wieder gleich hält. Ach ja, und der 
Drachen fliegt immer nach vorne, also in die Richtung seiner Spitze.

Zieht man an der linken Leine z.B. 20cm nach hinten und behält diese 
Stellung, dreht sich der Drachen immer und immer wieder um die eigene 
Achse.

Das ist in dem Sinne eine "instabile" Lage, die durch Gegensteuerung 
aufrechterhalten werden muss.

von Martin K. (maart)


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Ich hatte früher mal einen Drachen, der einfach aus zwei parallelen 
Holzstäben und rechteckiger Folie bestand. Der flog auch bei schwachem 
Wind und hielt sich sehr ruhig an einem Ort.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ich erinnere mich an ein Bauanleitung aus Knaurs Bastelbuch
(das könnte es gewesen sein:)
https://books.google.de/books?id=C1hHGwAACAAJ&dq=knaurs+bastelbuch&hl=de&sa=X&redir_esc=y
mit einem Fotoapparat, und zwei Rotoren links und rechts am Drachen, das 
sollte die Lage stabilisieren. Die Auslösung war auch irgendwie 
trickreich, vielleicht mit einer glimmenden "Zündschnur" oder so 
ähnlich.
Damals gab es noch keine Flugverbotszonen um Flugplätze.

von Olaf B. (omb)


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Die haben so einen Drachen:
http://www.kitepowersystems.com/

von ausgepiept (Gast)


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Leute, lest mal etwas zwischen den Zeilen.

"piep" hat null Ahnung von Vögeln (vom Vögeln vermutlich auch nicht), 
hat noch niemals einen Lenkdrachen fliegen lassen und hat mit Elektronik 
geschweige denn Regelung auch nichts am Hut.

Wer soll ihm dieses Märchen abnehmen? Vögel im Wald mit Drachen aus 250m 
Entfernung beobachten? Schwachsinn hoch 10.

Ich weiß nicht, was der Typ wirklich plant, könnte mir aber vorstellen, 
dass es die Polizei interessieren würde.

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