Um einen Quadrokopter sicher durch die Luft zu navigieren, ist vom Piloten am Boden höchste Aufmerksamkeit gefordert, damit es nicht zu Kollisionen kommt. Ein Schüler aus Jena hat ein funkbasiertes Assistenzsystem entwickelt, das ihm
die Abstände zu Hindernissen in der Flugbahn auf einem Display anzeigt. Dafür wurde er beim Landeswettbewerb „Schüler experimentieren“ in Thüringen mit
dem „Sonderpreis Mobilfunk“ ausgezeichnet.
Berlin, 14. April 2015. Elektronisch gesteuerte Geräte faszinieren den 14-jährigen Jonas Grajetzki schon lange: Bereits im Alter von fünf Jahren baute er seinen ersten Bodenroboter.
Mittlerweile hat der junge Tüftler, der die Jenaplanschule in Jena besucht, einen eigenen Quadrokopter konstruiert. Sein Mini-Hubschrauber macht während des Fluges Bildaufnahmen und übermittelt sie an ein Display auf der Steuerungskonsole. Das jüngste Projekt des technikbegeisterten Schülers: mit einem Kollisionsschutz die Flugsicherheit erhöhen. „Damit möchte ich verhindern, dass mein Kopter mit einem Hindernis zusammenstößt, wenn ich mir gerade Live-Aufnahmen ansehe und das Fluggerät kurz nicht im Blick habe“, erklärt Jonas.
Funksystem überträgt die Ultraschalldaten
Ultraschallsensoren schienen ihm für sein Vorhaben am besten geeignet. Sie sind klein, energiesparend und kostengünstig. Außerdem haben sie sich als Einparkhilfen in modernen
Pkw bewährt – eine Anwendung, die Jonas‘ Plänen vom Prinzip her sehr ähnlich ist. Jonas verbaute vier dieser Sensoren an seinem Quadrokopter: jeweils einen vorne, hinten, rechts und links. Zur Verarbeitung und Übertragung der Daten auf die Steuerkonsole baute er ein sogenanntes FPV-System für seine Zwecke um. Diese Funksysteme
kommen vor allem im Modellfliegerbereich zum Einsatz, wo sie eine Stereoübertragung von Videos und Audiodaten an die Bodenstation ermöglichen. „Da ich den Ton nicht
brauche, habe ich das Mikrofon entfernt und stattdessen mehrere Mikroprozessoren angeschlossen“,
erklärt Jonas. Diese empfangen die Sensordaten, wandeln sie in Audiodaten um und schicken sie über den Audiokanal an die Steuerkonsole.
Auf dem Display die Abstände im Blick
Dort liest ein weiterer Mikrocontroller die Daten aus und errechnet die Entfernung des
Quadrokopters zu Hindernissen in seiner Umgebung in Zentimetern. Die Abstände werden auf einem eigenen Display angezeigt, das der Schüler ebenfalls selbst konstruiert
hat. „Auf dem Display sehe ich den ganzen Quadrokopter und rundherum die Abstandsangaben, ähnlich wie man es von Einparkhilfen kennt“, so Jonas. Während er auf dem Hauptbildschirm die Live-Aufnahmen betrachtet, kann er nun auf einem zweiten Display
rechtzeitig erkennen, wenn der Quadrokopter einem Hindernis zu nahe kommt.
Das nächste Ziel hat sich der junge Nachwuchs-Ingenieur schon gesetzt: Er möchte den Kollisionsschutz weiter ausbauen, sodass der Quadrokopter automatisch abgebremst wird, bevor es zu einem Zusammenstoß kommt. Gut möglich also, dass Jonas auch im
nächsten Jahr wieder am „Jugend forscht“-Wettbewerb teilnimmt. Dieses Jahr hat er beim Landeswettbewerb „Schüler experimentieren“ in Thüringen für seine Entwicklung den „Sonderpreis Mobilfunk“ erhalten.
Über das IZMF
Mit dem „Sonderpreis Mobilfunk – Auswirkungen und Anwendungen mobiler Kommunikation“ möchte das IZMF Jugendliche dazu ermutigen, sich wissenschaftlich mit dem Forschungsfeld mobile Technologien auseinanderzusetzen. Er ist Teil des Engagements für Bildung und Jugend des IZMF. Der Sonderpreis wird seit 2006 jährlich im Rahmen der Landeswettbewerbe und seit 2011 auch im Rahmen des Bundeswettbewerbes von „Jugend forscht“ vergeben.
Das Informationszentrum Mobilfunk (IZMF) ist Ansprechpartner für Bürgerinnen und Bürger, Medien sowie öffentliche und private Einrichtungen zum Thema mobile Kommunikation.
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und gesellschaftliche Themen mobiler Kommunikation sowie über Aspekte der ökologischen Nachhaltigkeit im Mobilfunk. Weitere Infos zum Thema Mobilfunk bietet das IZMF
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