Akku-Technik

Fast alle handelsüblichen Drohnen werden mit Lithium-Polymer-Akkus (LiPo) betrieben. Eine Art Lithium-Ionen-Akku. Und wie bei den meisten Lithium-Ionen-Akkus besteht die negative Elektrode aus Graphit, die positive aus Lithium-Metalloxid. Jedoch enthalten Lithium-Polymer-Akkus keinen flüssigen Elektrolyten, sondern einen auf Polymerbasis, der als feste bis gelartige Folie vorliegt. Weiterhin besteht ein Akku aus mehreren Zellen, welche meist seriell, oder teilweise zusätzlich noch parallel miteinander verbunden sind.

 

Die Nennspannung pro Zelle liegt bei 3,7 Volt. Ein beispielsweise 6-Zellen Akku besitzt somit eine Nennspannung von 22,2 Volt. Vollgeladen besitzt jede einzelne Zelle eine maximale Spannung von 4,2 Volt und sollte nie unter 3,2 Volt entladen werden, da dies einer unwiderruflichen Tiefenentladung gleichkommen würde und die Zelle (und damit der gesamte Akku) zerstört wäre. Die Kapazität und damit die Stromstärke des Akkus, wird in mAh angegeben. Teilweise geben die Hersteller noch sogenannte „C“-Raten an, welche nochmals in „charge“ und „discharge“ unterteilt werden, womit die 1-fache Lade, bzw. Entladerate gemeint ist. Ein (z.B.) 4500 mAh 35C discharge Akku darf also mit maximal 157,5 Ampere Dauerstrom entladen werden (35C x 4,5Ah = 157,5A). Da die Zellen sich teilweise unterschiedlich entladen können, ist es wichtig ein Ladegerät mit integriertem Balancer zu verwenden. Der Balancer sieht den Akku nicht als ganzes, sondern erkennt die Spannung jeder einzelnen Zelle und balanciert die Spannung während des Ladevorgangs penibel aus. 

 

In der Regel besitzen neue Akkus von Ready-to-Fly-Modellen (DJI, Yuneec, usw.) eine eigene intelligente Akku-Elektronik welche alle Parameter wie Zellspannung, Kapazität, erwartete Lebensdauer, Gesamtzahl der Ladezyklen, sowie den Ladevorgang überwacht. Die Akkus sind so gebaut, dass ein Kurzschluss, bei normaler Handhabung, als nahezu unmöglich gilt. Durch eine Kunststoff-Abdeckung sind die Kontakte verborgen und auch vollständig vor versehentlicher Verpolung  geschützt. 

 

Sicherheitshinweis:

Alle handelsüblichen Akkus gelten als Handhabungssicher. Ein Kurzschluss des Akkus muss dennoch auf jeden Fall vermieden werden! Beispielsweise infolge offenliegender Kontakte, oder Verformung nach einem Sturz. Starke Rauchentwicklung bis hin zur Explosion des Akkus kann ansonsten die Folge sein. Daher sollten die Akkus, nach Möglichkeit, auch nach dem Flug in einer geschützten, trockenen und Feuerfesten Umgebung gelagert werden. 

Ein nach dem Flug stark erwärmter Akku, darf als durchaus normal betrachtet werden. Verändert sich jedoch nachhaltig die Form, oder beginnt der Akku damit sich deutlich aufzublähen, ist dieser als defekt einzustufen und sollte umgehend sicher und fachgerecht entsorgt werden. Dies bedeutet, den Akku vor einem Kurzschluss zu schützen (z.B. durch abkleben der Kontakte/Kabel) und ihn dem Händler seines Vertrauens oder dem nächsten Wertstoffhof zuzuführen. 

Störquellen

Funkstrahlung:

Für die Verwendung unbemannter Flugsysteme wurden bisher keine eigenen Funkfrequenzen freigegeben, weswegen man sich Herstellerübergreifend auf die Nutzung des international Lizenzfreien ISM-Bandes geeinigt hat. Genau genommen auf das 2,4 und 5,8 GHz-Band. Dies hat den Vorteil, dass der jeweilige Copter weltweit legal betrieben werden kann. Allerdings Nutzen auch diverse andere Anwendungen (WLAN, Bluetooth, drahtlose Videoübertragungssysteme, Radar-Bewegungsmelder, Mikrowellenherde, …) dieses Band, weswegen es durchaus zu Überschneidungen und somit Funkabbrüchen kommen kann! Zwar nutzen alle Copter von DJI mehrere Kanäle gleichzeitig und können diese bei Bedarf wechseln (das sog. „frequenz-hopping“). Jedoch gerade in dicht besiedelten Wohngebieten, oder in der Nähe von Sendemasten, sollte man diesbezüglich deutlich wachsamer sein. 

 

Die meisten Systeme geben bei kurzfristigem Signalverlust eine akustische Warnmeldung von sich, oder haben dafür sogar eine extra Anzeige. Aber auch ein verzögertes Videosignal, oder falsch übermittelte Steuerbefehle (z.B. der Copter fliegt nach links, obwohl nach rechts gesteuert wird) können deutliche Warnsignale sein. In diesem Fall sollte der Flug, bis zum identifizieren und ausschalten der Störquelle, unbedingt abgebrochen werden.

 

Metallische Gegenstände:

Metallische Gegenstände haben einen massiven Einfluss auf die Funktionalität der Drohne. Sie beeinflussen, in unmittelbarer Umgebung, den intern verbauten Kompass. Dieser wird allerdings benötigt um die Steuersignale während des GPS unterstützten Fluges richtig zuordnen zu können. Bei einer Störung kann es beispielsweise passieren, dass das Steuersignal invertiert. Was z.B. in einer Halle fatale Folgen haben kann. Daher ist es besonders wichtig bereits vor dem Flug mögliche Gefahrenquellen (Kräne, Brücken, Metall-Dächer, …) zu identifizieren und zu meiden.

 

Kosmische Strahlung (Sonne):

Eine nicht zu unterschätzende Gefahr geht von der Sonne aus, welche sich in ca. 150 Mio. km Entfernung zu uns befindet. Bei einem Sonnensturm werden elektromagnetisch geladene Teilchen, explosionsartig und mit einer Geschwindigkeit von 500 bis 800 km/s, in unsere Richtung katapultiert. In den meisten Fällen schützt uns das Magnetfeld der Erde. Der bekannteste daraus resultierende Effekt sind die dabei entstehenden Polarlichter. Besonders starke Sonnenstürme können allerdings diesen Schutz durchbrechen und die Funktionalität der empfindlichen GPS-Geräte beeinträchtigen. Im besten Fall kommt es dann einfach nur zu einem Empfangsverlust, so dass der Copter nicht mehr im GPS-Modus gesteuert werden kann. Im ungünstigsten Fall interpretiert die beeinträchtigte Elektronik die Position falsch. Bei einer Aktivierung des Notfall-Modus (RTH) fliegt die Drohne dann nicht mehr ihren eigentlichen Startpunkt, sondern die durch den Sonnensturm falsch interpretierten Koordinaten an, welche teilweise auch einige Kilometer auseinander liegen können. 

 

Daher sollte man die Sonnenaktivität vor einem geplanten Flug im Auge behalten. Auf der Seite „http://www.n3kl.org/sun/noaa.html“, kann man die aktuelle Aktivität kostenlos einsehen.