Flexibles Modulsystem für Kleinflugzeuge/Flugdrohnen

Kurzbezeichnung

Das Projekt untersucht die grundlegenden Anforderungen an ein kostengünstiges, modulares, skalierbares Elektroniksystem für Flugdrohnen.

Laufzeit

01/2013 - 12/2013

Projektverantwortlich

Stefan Riedmüller; Stefan Schäfer; Christopher Hilgert; Holger Schwär; Michael Zaspel

Projektpartner

Fa. Bormatec; CT-Video GmbH

Kategorie

Elektrotechnik

Kurzbeschreibung des Projekts

Das Projekt untersucht die grundlegenden Anforderungen an ein kostengünstiges, modulares, skalierbares Elektroniksystem für Flugdrohnen. Auf der Basis des Testsystems „mbed“, einem Cyber-Physical System mit einem 32-Bit ARM-Mikrocontroller, werden die Basisalgorithmen zur echtzeitfähigen Ansteuerung von Rudermaschinen (Servos) zur Steuerung des Fluggerätes, sowie die Abfrage und übersichtliche Darstellung von Sensorsignalen auf einem Grafikdisplay implementiert. Eine Ankopplung des Systems an eine Ethernet-Schnittstelle mittels HTTP-Protokoll wurde untersucht und implementiert. In Kooperation mit der Fa. Bormatec wurden die Eigenschaften eines mechanisch vollständig modularen Trägersystems definiert und in Form eines Prototyps realisiert. Im Ergebnis dieser Forschungen entstand ein neuartiges, bis dahin in dieser Konzeption nicht bekanntes Flugträgersystem.  Dieses Trägersystem ist durch ein weitreichendes Modulkonzept gekennzeichnet, d.h. die Flugdrohne kann in einzelne Teilkomponenten, z.B. Basismodul, Nutzlastsegment, Sensor- und Antriebseinheit sowie Flügel zerlegt und in kürzester Zeit auf- oder abgebaut werden. Damit sind trotz einer Flügelspannweite von 2,60 Meter alle Systemmodule kleiner als 50x50x50 cm und somit leicht transportierbar. Die erforderliche Steuerelektronik ist von Beginn an in das Systemkonzept integriert worden, so dass Elektronik, Mechanik und Software einen ganzheitlichen Entwurf bilden.  Neben wesentlichen Resultaten zur internen Buskommunikation wurden wichtige Erkenntnisse zur Anbindung der Elektronik an Standardnetzwerke (Ethernet) gefunden.  Das flexible mechanische Modulsystem und die skalierbare Elektronikeinheit bilden eine solide Ausgangsbasis zur Weiterentwicklung bzw. Serienproduktion.