Hydrone ist eine Unterwasserdrohne, die speziell für professionelle Foto- und Videografen entwickelt wurde. Mit Hydrone können Unterwasserwelten in höchster Qualität dokumentiert werden, ohne dass die Anwender selbst tauchen müssen. Die Drohne verfügt über alle erforderlichen Komponenten und Sicherheitsfunktionen, um Unterwasseraufnahmen auf professionellem Niveau zu ermöglichen.
Hydrone ist ein effektives Werkzeug für Menschen, die im Bereich der Meeresforschung, der Dokumentation oder als Hobby-Fotografen arbeiten. Die Drohne ermöglicht eine komfortable Handhabung und ist dank ihrer Flexibilität und der einfachen Bedienbarkeit sehr benutzerfreundlich.
Meeresbiologen und Dokumentarfilmer benötigen exzellente Tauchfähigkeiten, um qualitativ hochwertiges Filmmaterial zu generieren. Dies stellt jedoch eine Hürde dar. Das Ziel von Hydrone ist es, professionelles Filmen unter Wasser für jedermann zugänglich zu machen.
Dafür verfügt Hydrone über eine kleine Kamera im Frontbereich, die dem Taucher eine Übersicht der Umgebung bietet. Die eigentliche Stärke der Drohne liegt jedoch in der flexiblen Wahl der Hauptkamera. Professionelle Fotografen und Filmer können ihre bestehende Ausrüstung nutzen und ihre Qualität bewahren.
Hydrone ermöglicht es somit, hochwertiges Filmmaterial unter Wasser aufzunehmen, ohne dass man ein erstklassiger Taucher sein muss. Das macht es für Meeresbiologen, Dokumentarfilmer und Hobby-Fotografen gleichermaßen attraktiv.
Das Kamerafach von Hydrone bietet Platz für Vollformatkameras von allen großen Herstellern. Es ist egal, ob es sich um eine Spiegelreflex- oder Spiegellose-Kamera handelt, da nahezu jede Kamera in das Fach passt. Die Drohne unterstützt somit auch verschiedenste Objektive, je nach Kamerasystem.
Die Objektivlänge kann zwischen 35 mm und 200 mm variieren, um unterschiedliche Perspektiven zu ermöglichen. Das Gewicht der verschiedenen Kameras und Objektive wird durch austauschbare Gegengewichte im hinteren Teil des Gehäuses ausgeglichen.
Dank dieser Flexibilität und Anpassungsfähigkeit können professionelle Fotografen und Filmer ihre vorhandene Ausrüstung nutzen und ihre Qualität bewahren. Mit der Möglichkeit, unterschiedliche Kameras und Objektive zu verwenden, können sie ihre kreativen Möglichkeiten erweitern und einzigartige Aufnahmen unter Wasser erstellen.
Konnektivität
Die Drohne verfügt über ein Kabel am Heck, das auf einer WIFI-Boje aufgerollt wird. Diese Boje schwimmt auf der Wasseroberfläche und gibt der Drohne so viel Kabel frei, wie sie zum Tauchen benötigt. Das System ist über die WIFI-Boje drahtlos mit dem Controller verbunden.
Die Boje beinhaltet auch die Hauptbatterie des Systems, sodass die Drohne lange Unterwasseraufnahmen machen kann. Darüber hinaus erleichtert ein Lichtring oben auf der Drohne die Sichtbarkeit in öffentlichen Gewässern.
Dank dieses cleveren Designs können Nutzer Hydrone einfach steuern und sich auf ihre Aufnahmen konzentrieren, ohne sich Gedanken über die Kabellänge oder die Akkulaufzeit machen zu müssen. Die WIFI-Boje dient als Hub für die Verbindung zwischen Drohne und Controller, was eine zuverlässige und reibungslose Übertragung von Daten ermöglicht
Die Hydrone-Unterwasserdrohne wird über einen Hybrid-Controller gesteuert. Dieser besteht aus einem Gerät, idealerweise einem iPad Mini, und einer Klemmvorrichtung, die alle Steuerelemente enthält. Auch andere Tablets oder Smartphones mit USB-C können darin verwendet werden. Der ausziehbare Controller stellt die WIFI-Verbindung zur WIFI-Boje her und verfügt über alle Joysticks und Tasten, die zur Steuerung von Hydrone benötigt werden.
Das iPad zeigt alle wichtigen Informationen sowie das Live-Bild aus den Kameras an. Die Hydrone-Drohne wird über eine App, ähnlich wie Quadrocopter, gesteuert. Die App bereitet den Drohnenstart vor und weist auf alle Sicherheitsschritte hin. Nach der Taucheinführung stehen dem Nutzer mehrere Steuerungsansichten mit allen wichtigen Funktionen zur Verfügung.
Die App sammelt Daten, die später im Benutzerprofil ausgewertet werden können. Zudem können Fotos und Videos in der App verwaltet und heruntergeladen werden. Dank dieser intuitiven und benutzerfreundlichen Steuerung kann jeder Nutzer Hydrone einfach steuern und sich auf seine Aufnahmen konzentrieren.
Hydrone nutzt die neuesten Technologien, um das Tauchen mit teurer Hardware sicherer und zuverlässiger zu machen. Die Unterwasserdrohne kann Tiefen von bis zu 50 Metern erreichen und dank der beiden Softboxen auch dunkle Bereiche des Meeres filmen und fotografieren. Die Gesamtreichweite der Drohne beträgt 100 Meter und sie kann bis zu 3,5 Stunden lang ohne Batteriewechsel betrieben werden.
Das Geheimnis der Wasserdichtigkeit liegt im Wasserdruck selbst. Die obere Kuppel des Gehäuses ist abnehmbar und wird einfach auf einem Dichtungsband platziert. Der äußere Wasserdruck drückt die Kuppel auf das Band, ohne dass Scharniere oder Hebel erforderlich sind. Damit die Kuppel an Land nicht abfällt, wird sie von innen mit einer Vakuumpumpe angesaugt. Um den negativen Druck nach dem Tauchen auszugleichen, befindet sich oben eine mechanische Ventilöffnung, die jederzeit gezogen werden kann, um die obere Kuppel wieder zu entfernen.
Die Kameras und Lichter sind hinter einer Polycarbonatschicht positioniert und von einem tragenden Bauteil gehalten. Beide Teile sind im Gehäuse mit Zweikomponentenkleber fixiert und zusätzlich von innen verschraubt, um den hohen Wasserdruck an der Front abzufangen.
Um das Gewicht der Kamera im vorderen Bereich auszugleichen, gibt es Gewichte im hinteren Bereich, die je nach verwendeter Kamera oder Linse von 0 Gramm bis 1000 Gramm eingestellt werden können. Dadurch bleibt die Drohne immer im Gleichgewicht und leicht kontrollierbar.
FEM-Analyse
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Maschinenbau wurden FEM-Analysen durchgeführt, um die Materialbelastung bei unterschiedlichen Wasserdrücken zu untersuchen und eventuelle Probleme aufzudecken. Die Analyse ergab, dass eine Aluminiumlegierung das richtige Gewicht und die ausreichende Festigkeit aufweisen, um dem hohen Wasserdruck standzuhalten. Das Gehäuse kann mittels Metallguss und CNC-Finish hergestellt werden.
Antrieb
Die Unterwasserdrohne wird von vier leistungsstarken SeaOutpost-Unterwasser-Turbinen angetrieben. Die T200-Thruster von Blue Robotics sind alle schwenkbar und können ihre Neigung ändern. Sie können mittels des Chromrings für Wartungszwecke abgeschraubt und ausgetauscht werden. Beim Abschrauben wird die Abdichtung zum Inneren des Gehäuses jedoch nicht entfernt, so dass die Drohne immer wasserdicht bleibt.
Das Design von Hydrone ist die Identität dieses Projekts. Alle Formen sind rational und konsistent. Hydrone spielt mit Materialität und Kontrasten, wobei der Kern des Designs die clevere Anordnung der Komponenten ist. Dadurch können alle wichtigen Bauteile genau in der Dichte angeordnet werden, die Hydrone zum Tauchen benötigt.
Das klassische Design der Drohne ist klar und zeitlos, und zeigt, wie Grundformen in komplexe Situationen gebracht werden können. Mit Lichtführungen und transparenten Oberflächen erweckt das Gehäuse das Vertrauen des Benutzers.
Interdisziplinäres Hauptprojekt
Investitionsgüterdesign
6. Semester B.A. Industrial Design
Sommersemester 2022
Projektteilnehmer
Adrian Wiepcke Industrial Design
Siwen Tian Industrial Design
Alexander Nepke Maschinenbau
Prof. Jan Bäse Industrial Design
Prof. Dr.-Ing Dieter Schwarzenau Elektrotechnik
Prof. Dr.-Ing Christian-Toralf Weber Maschinenbau
Prof. John-Glen Swanson Maschinenbau
Dieses Projekt ist unter mehr als 7000 Bewerbungen
Teil der "Shortlist 300" des
IF STUDENT AWARD 2023
gewesen.
