Sport & Design Drachen

Eine der spannendsten Bereiche des Drachenhobbys ist die Luftbildfotografie. Grund genug für Sport & Design Drachen, dieses Thema regelmäßig im Heft aufzugreifen. So entführt uns beispielsweise Wolfgang Bieck Ausgabe für Ausgabe auf fremde Kontinente, stellt Fotokünstler vor und veröffentlicht atemberaubende Aufnahmen. Aber auch die Technik kommt nicht zu kurz. So hat Sport & Design Drachen in einem ausführlichen Artikel in Ausgabe 3/2009 die ersten Schritte in die faszinierende Welt der
Luftbildfotografie mittels Auto-KAP beschrieben. Jetzt geht es mit einem funkferngesteuerten Rigg einen Schritt weiter.

Fachmännische Unterstützung kommt vom KAP-Experten Peter Bults, Inhaber und Betreiber des Online-KAP-Shops www.kapshop.com sowie fotografisches Urgestein und Kenner der KAP-Szene. Sport & Design Drachen bat Bults, ein Rigg zu bauen, die zum einen auf der Höhe der Zeit ist und alle technischen Raffinessen bietet. Die zum anderen aber konsequent mit handelsüblichen Teilen hergestellt wird, sodass ein Nachbau ohne Weiteres vonstatten gehen kann. Das Resultat dieser Zusammenarbeit ist das Sport & Design Drachen-KAP-Rigg deluxe. Dieses vereint dabei ganz bewusst technologische Highend-Pro­dukt­e, um zu zeigen, was heute im Bereich der Luftbildfotografie überhaupt machbar ist. Inwieweit und in welchem Um­­fang die Leser besagte Lösungen auf ihr Rigg übertragen möchten, bleibt ihnen überlassen. Es ist als Baukastensystem angelegt, sodass Komponenten weggelassen beziehungsweise später hinzugefügt werden können.

Aufhängung
Um das Rigg in der Drachenleine zu befes­tigen, gibt es verschiedene Lösungen. Die einfachste Möglichkeit ist, einen Stab zu nehmen, der die Verbindung zwischen Rigg und Leine herstellt. Die so genannte Pendelaufhängung ist recht einfach zu bewerkstelligen, hat aber einen entscheidenden Nachteil: Sie pendelt und die Kamera hängt somit nicht ruhig in der Luft. Ein wenig aufwändiger, aber wesentlich besser ist die Picavet-Aufhängung. Hierzu wird das System mittig an einem Kreuz befestigt. An den Eckpunkten des Kreuzes befinden sich Rollenblöcke und an den beiden Aufhängepunkten an der Leine sind doppelte Rollenblöcke angebracht. Eine Schnur wird in einer bestimmten Reihenfolge durch die Rollen­blöcke gefädelt. Durch diese Aufhängung kann sich die Kamera immer waagerecht ausrichten und das bei der Bewegung
um die senkrechte Achse auftretende Gegendrehmoment wird aufgefangen. Dieses System ist bereits seit ungefähr Anfang des 19. Jahrhunderts bekannt.

Neues über die Picavet-Aufhängung haben aktuelle Untersuchungen zum Picavet-Kreuz ergeben. Als solches wird das Kreuz bezeichnet, an dem das Rigg hängt. Über die Jahre wurden beide Arme des Kreuzes gleichlang gestaltet. Nun aber wurden Untersuchungen angestellt, wie die Form des Kreuzes so geändert werden kann, dass das System noch stabiler in der Luft steht. An zwei Hauptfaktoren hat man hier gearbeitet: Zum einen ist die Größe des Kreuzes von Interesse. Zum anderen wird untersucht, was passiert, wenn man die beiden Arme des Kreuzes nicht wie gewohnt gleich lang ausführt, sondern X- und Y-Achse unterschiedlich lang baut. Am Ende einer Reihe von Tests stand ein verblüffendes Ergebnis. Die Größe des Kreuzes war kein entscheidender Faktor, sowohl kleine als auch große Kreuze hatten in etwa die gleiche Performance.

Bei der Länge der X- und Y-Achse gab es dagegen große Unterschiede. Nimmt man die gleich großen Schenkel eines Standard-Picavet-Kreuzes als Referenz und verlängert den Schenkel, der in einem 90-Grad-Winkel zur Flugleine steht, während der Schenkel, der direkt unter der Flugleine hängt, verkürzt wird, hängt das System weniger stabil in der Luft als eines mit gleich langen Schenkeln. Das umgekehrte Verhalten ist bei einer anderen Anordnung der Fall: Wird der Schenkel, der in Richtung der Leine hängt, verlängert, während der in 90 Grad zur Leine stehende Schenkel verkürzt wird, steht das System ruhiger in der Luft als ein System mit gleich langen Schenkeln. Für Peter Bults war dies Grund genug, beide Typen der Picavet-Aufhängungen in sein Sortiment aufzunehmen: Im Kap-Shop finden sich somit sowohl Picavet-Kreuze mit gleich langen als auch welche mit unterschiedlichen Schenkeln. Bei dem Sport & Design Drachen-Rigg wurde ein Picavet-Kreuz mit unterschiedlichen Schenkellängen verbaut.

Noch einen weiteren Punkt hat die zuvor genannte Untersuchung aufgezeigt. Eine größere Distanz zwischen den beiden Aufhängepunkten an der Drachenleine ist für die Stabilität des Systems förderlicher als ein zu kurzer Abstand.

Rigg
Es gibt verschiedene Wege, die Kamera zu fixieren, aber gleichzeitig noch beweglich genug zu halten, damit sie geschwenkt werden kann. Die einfachste Lösung sind Aluminiumprofile aus dem Baumarkt. Diese werden für den eigenen Bedarf zurechtgeschnitten beziehungsweise ge­­bogen. Etwas sauberer geht es mit der Methode nach Peter Bults. Er bietet bereits fertig gebogene Teile in seinem Shop an, die nach eigenem Bedarf angepasst und bestellt werden können. Wer keine Lust hat, sich durch das Shopsystem zu wühlen und das eigene Rigg zusammenzustellen, dem wird in Form von fertigen Bastelsets geholfen. Für das vorliegende Rigg kam die Ausführung BDKK zum Einsatz, wobei BDKK für „Brooxes Deluxe KAP Kit“ steht. Hinter der Bezeichnung „Brooxes“ versteckt sich der Amerikaner Brooks Leffler, der unter anderem den KAP-Lifterdrachen Fled entwickelt hat (Bauplan in Sport & Design Drachen 04/2009). Brooks stellt die Kits her, die Peter Bults dann in Europa vertreibt.

Der gewählte Bausatz enthält eine imposante Tüte mit 70 Einzelteilen und einer 20-seitigen Gebrauchsanleitung. Das Kit kann entweder mit Dezimal- oder Imperialmaßen bestellt werden. Im Set sind alle Alu-Rahmenteile, das Brooks Compact Picavet Cross mit Seilaufhän­gung, zwei KAP-Klipse, alle Schrauben, Muttern und das nötige Zubehör enthalten. Zudem liegen vier Picavet-Blöcke für die Seilaufhängung, zwei Brooxes Bolt-On Leg Brackets mit Carbon-Beinen, ein Brooxes Better Gear Guide mit 1:5-, 2:3- oder 2:5-Übertragung sowie ein Satz Brooxes Hangups bei.

KAP-Fachchinesisch
Das Compact Cross mit Seilaufhängung ist das eingangs erwähnte Picavet-Kreuz in Standardmaßen, das heißt mit gleich langen Schenkeln. Wer etwas mehr Stabilität wünscht, dem sei das Brooxes Gent-X Picavet-Set empfohlen, dessen Picavet-Kreuz über unterschiedlich lange Schenkel verfügt. Die Picavet-Blöcke sind kleine Rollenblöcke, mit deren Hilfe die Leine der Aufhängung leichter rutschen kann. Das System richtet sich somit schneller und sauberer auf unterschiedliche Bedingungen ein. Die Bolt-On Leg Brackets werden seitlich an den Rahmen angeschraubt und nehmen die Stand­beine aus Kohlefaser auf. Hiermit kann man das Rigg auf dem Bodem absetzen, ohne dass die Gefahr des Umkippens besteht. Leichte, kompakte Riggs, wie beispielsweise die AuRiCo, die in Ausgabe 3/2009 von Sport & Design Drachen vorgestellt wurde, kann man über ein einfaches Servo drehen. Wird die Kamera, respektive das System, schwerer, würde das Getriebe des Drehservos das zusätzliche Gewicht nicht mehr aushalten. Aus diesem Grund schaltet man ein Getriebe mit einer gewissen Untersetzung dazwischen, das Better Gear Guide, wobei die Untersetzung die Drehgeschwindigkeit beeinflusst.

Für den Bau des Riggs braucht man einfache Werkzeuge, die sich in jedem Haushalt finden lassen. Eine Werkzeugliste liegt dem Set bei. Alles in allem sollten Drachenfreunde ungefähr mit einem Wochenende Bauzeit rechnen. Wem dies zu lange dauert, der kann sich das Set auch schon fertig gebaut bei Bults bestellen.

Fernsteuerung
Um das Rigg in Bewegung setzen zu können, muss diese angesteuert werden. Hierfür eignen sich Funkfernsteuerungen, die im Modellbau zum Einsatz kommen. Doch welche Anlage sollte man sich aus dem reichhaltigen Sortiment zulegen? Angeboten werden Anlagen im 27-, 35- und 40-Megahertz-Band sowie in 2,4-Gigahertz. Das 27-Megahertz-Band ist für jedermann zugelassen, sodass es hier keine Einschränkungen gibt. Dank funkferngesteuerter Autos und CB-Funk sind allerdings Störungen vorprogrammiert. Das 35-Megahertz-Band wiederum ist ausschließlich für Flugmodelle reserviert. Bleibt für die Zwecke der Luftbildfoto­grafie also das 40-Megahertz-Band. Neu im Programm sind Anlagen mit 2,4 Gigahertz. Diese haben den großen Vorteil, dass sie sich selbst einen freien Kanal suchen und dann darauf senden. Um Störungen zu vermeiden, suchen sich diese Anlagen sogar mehrere freie Kanäle und wechseln dann in einem Bruchteil einer Sekunde mehrmals automatisch zwischen den Frequenzen. Der große Vorteil: Man muss sich keine Gedanken mehr über einen freien Kanal machen, Doppelbelegungen entfallen. Zudem fallen sowohl Sender- als auch Empfän­gerantennen sehr kurz aus. Der Nachteil: Der Video-Downlink sendet ebenfalls im 2,4-Gigahertz-Band und dies auch noch recht breitflächig. Störungen im Downlink und/oder mit der Fernsteue­rung sind so vorprogrammiert. Um die Problematik zu umgehen, wird zurzeit mit 5,8 Gigahertz experimentiert. Für KAPer bleibt die Qual der Wahl: Rigg mit Video-Downlink und eine 40-Megahertz-Anlage. Ohne Downlink ist 2,4 Gigahertz „state of the art“.

Bewegung
Um die Signale des Empfängers in Bewegung umzusetzen, werden so genannte Servos benötigt. Diese sind Standardware im Modellbau, für den KAP-Einsatz werden jedoch spezielle benötigt. Da ist zum einen das Servo, das das Rigg zum Drehen bewegt. Gewöhn­liche Servos haben eine Sperre am Poten­ziometer, sodass es nur einen begrenzten Weg nach rechts und links fährt. Wer nicht unbedingt das kleine Servo aufschrauben und die Begrenzung entfernen möchte, dem wird ebenfalls im KAP-Shop weitergeholfen. Hier gibt es Servos zu bestellen, die für diesen Einsatz vorgesehen sind und entsprechend modifiziert wurden. Zum Neigen der Kamera eignet sich ein Standardservo. Es sollte jedoch kräftig genug ausgelegt sein, um die Konstruktion zu bewegen. Metallritzel sind hier in der Regel besser als solche aus Plastik.

Die Auslösung der Kamera und die Zoomfunktion hängen von der verwen­deten Kamera ab. Zunächst sollte man sich darüber im Klaren sein, wie Letztere angesteuert werden kann. Einige Kameras verfügen über die Möglichkeit der Fernsteuerung mittels Infrarot, andere werden über den USB-Port bedient. Ein Blick in die Anleitung hilft hier weiter. Wird die Kamera über Infrarot ange­steuert, findet sich im KAP-Shop ein kleiner Helfer namens Gentle-LED. Diese Schaltung wird direkt in den Empfänger eingesteckt und übernimmt so die Aus­lösung sowie bei manchen Modellen auch die Zoomfunktion. Bei USB-gesteuerten Kameras befinden sich entsprechende Lösungen in der Entwicklung und sind noch nicht erhältlich. Es geht aber auch mit einer analogen Lösung, wie das Sport & Design Drachen-Rigg zeigt. Auf den Blitzschuh wird eine Schiene auf­geschraubt, die ein Miniaturservo beherbergt, das für die Auslösung der Kamera verantwortlich zeichnet. Ein weiteres Miniaturservo greift direkt auf die Zoom­wippe und steuert so den Brenn­weitenbereich der Kamera. Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dass auf Infrarot- und USB-Elektronik verzichtet werden kann. Der Nachteil liegt in dem höheren Justierungsaufwand der Mecha­nik begründet.

Hoover-Funktion
Eine Funktion, die zwar nicht unbedingt notwendig ist, in der Deluxe-Ausführung des Riggs aber dennoch nicht fehlen sollte, ist die Hoover-Funktion. Diese ermöglicht es, die Kamera im Flug um 90 Grad zu drehen. Bilder, wahlweise im Hoch- oder Querformat, werden so zu einem Kinderspiel. Hierzu ist auf der Rückseite des Kameraträgers ein zusätzlicher Träger mit Getriebe und einem Servo zu montieren. Diese Anordnung macht es schließlich möglich, die Kamera um 90 Grad zu drehen. Der Nachteil ist das höhere Gewicht des Riggs.

Hightech-Servos
Der in den USA ansässigen Firma Dunehaven Systems ist es gelungen, ein Servo zu entwickeln, das einen kleinen Gyro-Kreisel eingebaut hat. Wird das Servo geneigt, merkt dies der Kreisel, gibt entsprechende Informationen weiter zur Steuerung und das Servo korrigiert die Abweichung automatisch. Zwei dieser Neuentdeckung sind in dem Sport & Design Drachen-Rigg verbaut. Eines auf der 90-Grad-Neigefunktion und ein Weiteres auf der Hoover-Funktion. Neigt sich nun das Rigg und damit auch die Kamera ungewollt in eine Richtung, steuern die Gyro-Servos nach und die Kamera wird automatisch in der Hori­zontalen gehalten. Dies bedeutet, dass Drachen, Picavet und Rigg durchaus ihren Tanz in der Luft aufführen können, die Kamera aber bis zu einem gewissen Grad ruhig in der Luft gehalten wird. Verwacklungsfreie Bilder sind so (fast) garantiert. Der Nachteil: Der Bedarf an solchen Servos ist begrenzt. Dunehaven Systems stellt die Servos, die ebenfalls über Peter Bults in Europa vertrieben werden, nur in Kleinserie her, was zu langen Lieferzeiten führen kann.

Video-Downlink
In der Luftbildfotografie ist es wünschenswert, das zu sehen, was die Kamera gerade oben in der Luft aufnimmt. Ansonsten wäre man bei der Auswahl des passenden Motivs auf den Zufall angewiesen. Moderne Digitalkameras helfen hier auf einfacher Art und Weise weiter, bieten sie doch ein Videosignal auf ihrer Ausgaben­seite an. Dieses Signal wird abgefangen und auf einen Videosender geleitet. In diesem Fall handelt es sich um einen Miniaturtransmitter im 2,4-Gigahertz-Band und mit einer Sendeleistung von 10 Milliwatt. Am Boden wird das Signal von einem entsprechenden Empfänger aufgenommen und auf einen Monitor ausgegeben. Welchen Monitor man hierfür verwendet, bleibt jedem überlassen.

In der Entwicklung befindet sich übrigens ein Adapter, mit dessen Hilfe das Signal auf einem iPhone ausgegeben werden kann. In der vorgestellten Lösung kam ein einfacher Gameboy zum Einsatz, in den ein Videomodul eingeführt wurde, das allerdings heute nicht mehr im Handel erhältlich ist.