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Indoor-Drohne ROBi : Quadrocopter mit maßgeschneiderten Elektronikbaugruppen

Wie abhängig das unbemannte Fliegen - vor allem in geschlossenen Räumen - von hochwertigen und funktionierenden Leiterplatten, Bauteilen und Lotstellen ist, zeigt das Beispiel des deutschen Drohnenherstellers U-ROB.

ROBi ist mit einer lichtstarken RGB-Kamera mit einer Auflösung von 12 MPixel ausgestattet. Bildquelle: © simon eymann | kopterwork

ROBi ist mit einer lichtstarken RGB-Kamera mit einer Auflösung von 12 MPixel ausgestattet.

»Viele unbemannte Luftfahrzeuge (UAS) werden mit Standardkomponenten ausgerüstet. Aber beim Fliegen in geschlossenen Räumen kommt es auch auf eine gute Kommunikations- und Navigationsübertragung an sowie auf leistungsstarke, dimmbare, kleine Scheinwerfer«, erklärt Jörg Nolte, Produktmanager Lötwerkzeuge, Rework- und Inspektionssysteme von Ersa. Das Steuern der Drohne und auch die Kommunikation in Räumen können durch die Umgebung stark eingeschränkt sein.

Der deutsche Drohnenhersteller U-ROB hat für diese Industrieanwendungen die Drohne ROBi entwickelt und 2019 auf den Markt gebracht. »Es geht dabei um Einsätze wie die Inspektion von Rohrleitungen und Brennkammern in Kraftwerken, die Begutachtung von Schornsteinen und dem Inneren von Brückenbauwerken sowie die Tank- und Abwasserleitungsinspektion«, erklärt Joseph Metz, Gründer und Geschäftsführer von U-ROB. 

In Handarbeit löteten die Entwickler auf engem Raum immer wieder neue LEDs auf die Baugruppen und griffen dafür auf die Lötwerkzeuge des deutschen Herstellers Ersa zurück. Bildquelle: © U-Rob

In Handarbeit löteten die Entwickler auf engem Raum immer wieder neue LEDs auf die Baugruppen und griffen dafür auf die Lötwerkzeuge des deutschen Herstellers Ersa zurück.

Der ROBi ist mit einem Wechselmechanismus für unterschiedliche Sensoriken und Kamerasysteme ausgestattet. Dadurch lässt sich das System flexibel einsetzen. »Nehmen wir mal das Beispiel, dass wir bei der Inneninspektion eines Großtanks eine möglicherweise schadhafte Stelle an einer Schweißnaht auf den Übertragungsbildern der Kamera entdeckt haben. Wir können nun das Kamerasystem gegen ein System zur Schichtdickenmessung oder Probenentnahme austauschen und können dadurch dem Auftraggeber gezielt sagen, wie gravierend die Schadstelle ist«, führt Metz weiter aus. So kann für einen Großtank eine Komplettinspektion innerhalb von wenigen Stunden durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu führen herkömmliche Überprüfungen zu Ausfallzeiten der Anlage von mehreren Tagen. 

Für diese Einsätze ist der ROBi mit einer lichtstarken RGB-Kamera ausgestattet, die eine Auflösung von 12 MPixel hat. Weil der ROBi meist in dunklen Umgebungsbedingungen operiert, haben die Entwickler die Kamera mit dimmbaren Hochleistungs-LEDs ausgestattet. Die Kamera und LEDs sind vibrationsentkoppelt aufgehängt und lassen sich per Fernbedienung um 180 Grad nach oben und unten schwenken. »Bei dem Großteil der elektronischen Komponenten versuchen wir, auf bestehende Baugruppen zuzugreifen. Aber gerade bei unserem Kamera-Lichtsystem mussten wir eigene Lösungen entwickeln. Im Verlauf der Entwicklung wurden diese schließlich immer wieder angepasst und optimiert. Dies erfolgte in unserer Entwicklungsabteilung«, berichtet Metz. Dabei wurden immer wieder auf engem Raum neue LEDs auf die Baugruppen in Handarbeit aufgelötet. Auch die Schnittstellen der einzelnen Payloads zur Drohne selbst mussten die Entwickler intern entwickeln, anpassen und zur Serienreife bringen. Dabei war die Entwicklung einer zuverlässigen Kontaktierung unumgänglich, weil die Möglichkeit des Payload-Wechsels ein Alleinstellungsmerkmal des ROBi ist. In der Elektronikentwicklung und -fertigung griff U-ROB auf die Lötwerkzeuge des deutschen Herstellers Ersa zurück.

»Wir beobachten den Drohnenmarkt seit geraumer Zeit. Dabei haben wir festgestellt, dass sich gerade europäische Hersteller weiter spezialisieren. Dadurch steigen natürlich auch die Anforderungen an die Qualität und die eingesetzten Technologien, was gerade durch die Anwendungen selbst sowie die Miniaturisierung der Baugruppen hervorgerufen wird. Wir scheinen für die anspruchsvollen Aufgaben bei der Herstellung von Drohnen die richtigen Lösungen im Bereich des manuellen Lötens bereitzuhalten, denn die Anfragen aus der Drohnenbranche steigen«, erklärt Nolte.

Ersa auf der productronica: Halle A4, Stand 162 und 171