Drohne selber bauen – Drohnen Bausätze & DIY-Drohnen

Drohne selber bauen - Drohnenbausatz oder DIY-Drohne?

Drohne selber bauen - Drohnenbausatz oder DIY-Drohne?

Wer sich eine Drohne selber bauen möchte, kann dafür entweder zu einem Drohnen-Bausatz greifen oder alle Bauteile einzeln kaufen und die Drohne selbst bauen. Einen Quadrocopter-Bausatz zu montieren, ist auch für Neulinge meist kein großes Problem. Der komplette Eigenbau einer Drohne bedarf hingegen sorgfältiger Planung und einiger Vorkenntnisse.

 

Was man alles für die Konstruktion einer DIY-Drohne (Do-It-Yourself-Drohne) benötigt und wer sich doch besser zum Kauf eines Drohnen-Bausatzes entscheiden sollte, klären wir in unserem ausführlichen Ratgeber zum Thema Drohne selber bauen.

 

Inhaltsverzeichnis

Drohnen-Bausatz oder Drohne selber bauen?
Ratgeber für DIY-Drohnen
Diese Bauteile benötigen Sie
6 beliebte Drohnen-Bücher

 

Drohnen-Bausatz oder Drohne selber bauen?

Bei der Wahl zwischen Drohnen-Bausatz und dem kompletten Eigenbau einer Drohne gibt es einige Vor- und Nachteile der beiden unterschiedlichen Arten des Drohnenbaus zu beachten.

 

Der Vorteil eines Drohnen-Bausatzes ist, dass er alle notwendigen Bauteile enthält, mit einer Anleitung daher kommt und alle einzelnen Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind. Der Zusammenbau geht daher meist relativ schnell und unkompliziert von der Hand und auch Anfänger kommen so schnell zu einer DIY-Drohne, ohne sich vorher ausufernd mit dem Aufbau und der Funktion aller einzelnen Bauteile auseinandergesetzt haben zu müssen.

Drohnen-Bausatz

Die eigene Drohne selber bauen: Hier ein Hexacopter während der Montage.

 

Ein Drohnen-Bausatz ist daher die perfekte Wahl für alle, die sich keine fertig montierte Drohne kaufen wollen, sich den kompletten Eigenbau jedoch noch nicht zutrauen. Neben klassischen Quadrocoptern gibt es übrigens auch Bausätze für RC-Flugzeuge und sogar elektrische Papierflieger.

Drohne selber bauen – ein Ratgeber für DIY-Drohnen

Wenn Sie sich dazu entschieden haben Ihre Drohne komplett selbst zu bauen, sollten Sie sich als nächstes fragen, was für eine Art von Drohne Sie bauen wollen.

 

Soll es eine klassische Drohne mit Kamera werden, um Fotos und Videos aufzunehmen oder interessieren Sie sich mehr für die ultra-schnellen FPV-Racing-Drohnen?

 

Auch stellt sich die Frage, ob es ein Quadrocopter, Hexacopter oder Octocopter werden soll. Je nach Anwendungsfall und benötigter Nutzlast kann der ein oder andere Drohnen-Typ hier von Vorteil sein.

 

Grundsätzlich gilt, dass Hexa- und Octocopter nicht nur bedeutend teurer, sondern auch anspruchsvoller in der Montage sind. Sofern Sie also keine DSLR-Kamera an Ihrer Drohne befestigen wollen, raten wir Ihnen dringend zum Bau eines Quadrocopters.

 

Des Weiteren sollten Sie beachten, dass Multicopter mit einem Abfluggewicht von über 250 Gramm sowohl eine Drohnen-Haftpflichtversicherung als auch ein Drohnen-Kennzeichen benötigen.

FPV-Racing-Drohne selber bauen

Quadrocopter-Eigenbau: Hier eine FPV-Racing-Drohne.

 

Auch der Bau einer einfachen Drohne ohne Kamera ist natürlich möglich und für den Anfang eventuell der beste Einstieg. Beachten Sie stets: Je mehr die Drohne können soll, desto mehr Komponenten müssen verbaut werden und umso komplizierter wird der Drohnenbau.

 

Besonders die Kompatibilität der einzelnen Bauteile untereinander ist immens wichtig und ohne Vorkenntnisse bzw. gründliche Recherche kann die Auswahl passender Komponenten schnell frustrierend werden.

 

Im Folgenden wollen wir Ihnen einen Überblick der wichtigsten Drohnen-Bauteile geben und Ihnen zeigen, welche einzelnen Komponenten Sie zum Drohne selber bauen benötigen.

Drohne selber bauen – Diese Bauteile werden benötigt:

  1. Frame (Rahmen)
  2. Flight Controller (Flugcontroller)
  3. Power Distribution Board (PDB)
  4. Brushless-Motoren (bürstenlose Motoren)
  5. Electronic Speed Controller (ESC)
  6. Propeller (Rotoren)
  7. LiPo (Akku)
  8. Ladegerät (Balance Charger)
  9. Radio Controller & Radio Reciever (Fernsteuerung & Funkempfänger)
  10. Optional: FPV-Equipment (Videotransmitter, Kamera, Brille)

 

Multicopter bestehen aus vielen einzelnen Komponenten, die alle jeweils eine bestimmte Funktion erfüllen. Manche Bauteile sind essentiell, andere wiederum optional. So benötigt beispielsweise jeder Multicopter einen Rahmen, Motoren und Propeller, während zusätzliches FPV-Equipment nicht zwingend erforderlich ist.

 

Die folgende Beschreibung der einzelnen Komponenten einer Drohne soll Ihnen als Anleitung zum Drohne selber bauen dienen und Ihnen bei der Auswahl der passenden Bauteile helfen. Weitere Tipps und Hintergründe finden Sie übrigens in zahlreichen Büchern zum Thema Multicopter selber bauen.

Frame (Rahmen)

Der Rahmen oder Frame einer Drohne ist oftmals das erste Bauteil, das Sie sich aussuchen. Der Multicopter-Frame bestimmt über den Typ (Quadro-, Hexa- oder Octocopter) und die Größe der Drohne.

 

Die gängigsten Frames für Drohnen bestehen aus Kohlefaser oder GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff) und werden in X-Bauweise angeboten. Diese Form ist für den Bau von Quadrocoptern vorgesehen. Die Unterschiede der einzelnen X-Frames bestehen sowohl in der Größe als auch im Design.

 

Bei FPV-Racing-Drohnen sind 3-Zoll-Frames bis 7-Zoll-Frames übliche Größen. Rahmen kleiner als 150 mm Durchmesser (gemessen von Motormittelpunkt zu Motormittelpunkt) werden üblicherweise als Micro-Frames bezeichnet, größere Rahmen als Mini-Frames. Wenn Sie sich hingegen einen Quadrocopter selber bauen wollen der große Nutzlasten transportieren soll, sind auch weitaus größere Frames, etwa zwischen 45 cm und 65 cm, erhältlich.

 

Da die Größe des Rahmens maßgeblich das schlussendliche Gewicht der Drohne bestimmt, sollten Sie bei der Auswahl bereits Ihr angestrebtes Maximalgewicht kennen. Möchten Sie beispielsweise unbedingt eine leichte Drohne unter 250 Gramm bauen, so sollten Sie zu einem 3“-Frame greifen. Allerdings kann es bei dieser Größe schon schwierig werden, neben einer FPV-Kamera z. B. auch noch eine Actioncam unterzubringen.

 

X-Frames können weiter unterteilt werden, je nach Neigungswinkel der Ausleger. Während das sogenannte „True X“-Design ein Kreuz mit 90°-Winkeln darstellt, gibt es auch noch das „Wide X“- als auch das „Stretch X“-Design.

 

Beim „True X“ erreicht man die größte Ausgewogenheit in puncto Stabilität in allen Achsen. „Wide X“-Frames werden hingegen oftmals beim Freestyle-Fliegen genutzt, da die größere Mittelfläche mehr Platz zum Anbringen von Actioncams à la GoPro Hero und Co bietet.

 

„Stretch X“-Frames gleichen von den Winkeln her den „Wide X“-Frames, nur ist das gesamte Setup um 90° gedreht. Diese Rahmen finden vor allem bei Racing-Drohnen Verwendung, da sie eine bessere Stabilität in der Pitch-Achse bieten.

 

Weitere gängige Frame-Designs sind „Dead Cat“, „H“, „HX“, „Z“ und Plus. Sie alle haben ihre speziellen Vor- und Nachteile. Je nach Anwendungsgebiet der Drohne sollten Sie sich für das am besten zu Ihren Vorstellungen passende Design entscheiden.


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* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

 

Flight Controller (Flugcontroller)

Der Flight Controller ist so etwas wie das Gehirn des Copters. Es handelt sich um eine Platine mit diversen Sensoren und einem Mikroprozessor zur Datenverarbeitung.

 

Die Steuerungsbefehle des Piloten werden im Flight Controller mit den Daten der verbauten Sensorik (Gyroskop etc.) kombiniert. Anschließend sendet der Flight Controller entsprechende Befehle an die Motoren bzw. die ESCs (Electronic Speed Controller).

 

Bei der Auswahl eines passenden Flight Controllers werden Ihnen die Bezeichnungen F1, F3, F4 und F7 begegnen. Es handelt sich dabei um die Generationsnamen der Mikroprozessoren, die sehr oft vom Unternehmen STMicroelectronics stammen.

 

Grundsätzlich gilt, je höher die Zahl hinter dem F, desto schneller der verbaute Prozessor. Zu einem F1-Chip sollten Sie heutzutage nicht mehr greifen, ein F3 sollte es schon sein. Mit einem F4 oder gar F7 sind Sie definitiv auch für zukünftige Neuerungen gewappnet.

 

Weitere Unterschiede bei Flight Controllern finden sich in der Zusatzausstattung. Mittlerweile werden immer öfter sogenannte AIO FC (All-in-One Flight Controller) angeboten. Diese Art von Flight Controllern besitzt oftmals auch ein PDB (Power Distribution Board), ein OSD (On Screen Display), ein BSD (Spannungsregler) oder auch schon die ESCs (Electronic Speed Controller).


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* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

Power Distribution Board

Power Distributionen Boards (PDB) helfen dabei, die Verkabelung der einzelnen Bauteile signifikant zu vereinfachen. Das PDB ist so etwas wie ein Stromverteiler, an den alle weiteren Bauteile angeschlossen werden.

 

Einige PDBs bieten zusätzlich noch weitere Features wie z. B. eine Spannungsfilterung oder stellen ein OSD (On Screen Display) zur Verfügung. Da es mittlerweile auch Flight Controller mit integriertem PDB und OSD gibt, ist eine separate Anschaffung nicht immer zwingend erforderlich.

* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

Brushless-Motoren (bürstenlose Motoren)

Fast alle Drohnen nutzen heutzutage sogenannte Brushless-Motoren (bürstenlose Motoren), die mit Hilfe von Elektromagneten für die Rotation der Propeller sorgen. Angesteuert werden die Motoren jeweils von einem ESC (Electronic Speed Controller), der die Signale des Flight Controllers in passende Steuerungsimpulse für den Motor umwandelt.

 

Achten Sie bei der Auswahl der passenden Motoren für Ihre DIY-Drohne stets auf eine passende Größe sowie ausreichende Leistungsfähigkeit. Ein 2206 – 2450kV Motor hat beispielsweise einen Strator-Durchmesser von 22 mm und eine Gehäusehöhe von 6 mm.

 

Der kV-Wert gibt Aufschluss über die möglichen Motorumdrehungen pro Volt, wobei hier die Spannung des verbauten LiPos (Lithium-Polymer-Akkumulator) Ihrer Drohne zum Tragen kommt. Bei einem 4S LiPo mit 14,8 V ergibt sich beispielsweise ein Wert von 36.260 Umdrehungen pro Minute (2450 kV x 14,8 V = 36.260 rpm).

 

Neben der Umdrehungszahl ist vor allem der in Gramm angegebene Schub wichtig für die Wahl des passenden Motors. Je nach Gewicht Ihrer Drohne müssen Sie hier ein passendes Setup finden. Viele Onlineshops bieten übrigens auch eine Beratung für die Zusammenstellung einer selbstgebauten Drohne an.


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* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

Electronic Speed Contoller (ESC)

Ein Electronic Speed Controller ist das Bindeglied zwischen Flight Controller und Motor. Jeder Motor benötigt einen eigenen ESC, der mit Hilfe der Signale des Flight Controllers und dem Strom des Akkus die Motoren zum Drehen bringt.

 

Aktuelle ESCs verfügen über einen 32-bit Prozessor. Genau wie beim Flight Controller nutzt auch ein ESC eine eigene Firmware, die die Berechnungen steuert. Gängige Firmwares sind heutzutage BLHeli_32 oder KISS. Im Gegensatz zu früheren ESCs mit 8-bit Prozessoren können neuere Modelle auch mit schnellen digitalen Protokollen wie D-SHOT 1200 umgehen.

 

Achten Sie bei der Wahl der passenden Electronic Speed Controller vor allem auf die Kompatibilität mit den Motoren, Propellern sowie dem verbauten Akku (3S, 4S, 6S). Viele Händler bieten hierzu auch eine individuelle Beratung vor dem Kauf an.


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* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

Propeller (Rotoren)

Die Propeller, auch Rotoren oder nur Props genannt, sorgen dafür die Leistung der Motoren in Schub umzuwandeln und für den nötigen Vortrieb der Drohne zu sorgen.

 

Zur Auswahl stehen unterschiedliche Materialien  (hauptsächlich Kunststoffe als auch Kohlefaser), verschiedene Größen und abweichende Steigungen (Pitch) der Flugschrauben. Auch gibt es Rotoren mit mehr oder weniger als drei Blättern.

 

Die Nomenklatur von Drohnen-Propellern folgt einem festen Muster. Ein 4,5 x 4 x 3 Propeller besitzt beispielsweise eine einen Durchmesser von 4,5 Zoll, eine Steigung von 4 Zoll und drei einzelne Rotorblätter.

 

Die Steigung der Propeller definiert, wie weit sich ein Rotor bei einer kompletten Umdrehung vorwärts bewegt, in unserem Beispiel also 4,5 Zoll oder 11,43 cm.

 

Umso größer ein Propeller ist, desto mehr Schubkraft kann er entwickeln. Andererseits sind größere Rotoren auch träger bzw. haben eine schlechtere Reaktionszeit als kleine Propeller. Außerdem sollten die Propeller stets auf die verwendeten Motoren abgestimmt sein. Eine genaue Recherche zusammenpassender Bauteile ist auch bei der Auswahl der passenden Rotoren unerlässlich.

* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

LiPo-Akku

Der LiPo-Akku einer Drohne versorgt alle übrigen Bauteile mit Strom und sollte so ausgesucht werden, dass eine optimale Balance zwischen Leistungsfähigkeit und Gewicht gefunden wird.

 

Üblicherweise werden beim Multicopter-Bau Lithium-Polymer-Akkumulatoren (LiPos) verwendet. Vorteile dieses Batterietyps sind einerseits die hohe Energiedichte und andererseits die hohe Entladungskapazität der einzelnen Zellen. Außerdem erfolgt der Entladungsvorgang relativ gleichmäßig, so dass auch bei geringem Akkustand noch ausreichend Spannung zur Verfügung steht.

 

Eine einzelne LiPo-Zelle hat eine Normalspannung von 3,7 V. Um mehr Leistung zu erreichen, werden daher mehrere Zellen miteinander kombiniert (in Reihe geschaltet). Die Bezeichnungen 1S, 2S, 3S, 4S, 5S und 6S geben an, aus wie vielen einzelnen Zellen der Akku besteht.

 

Über je mehr Zellen ein LiPo verfügt, desto mehr Spannung steht für den Betrieb von Motoren und sonstiger Elektronik zur Verfügung. Mehr Zellen ermöglichen höhere Motorendrehzahlen und daher potentiell mehr Power. Auf der anderen Seite spielt natürlich auch das Gewicht eines Akkus eine wesentliche Rolle. Aus diesem Grund sind 4S-Akkus aktuell sehr beliebt, bieten sie doch ein sehr gutes Leistungs-/Gewichtsverhältnis.

 

Neben der Spannung sind auch die Milliamperestunden (mAh) des Akkus von großer Bedeutung für die insgesamte Leistungsfähigkeit des Copters. Grundsätzlich gilt, je höher der mAh-Wert, desto mehr Flugzeit ist möglich.

 

Ein 2000 mAh LiPo ist beispielsweise in der Lage, eine Stunde lang 2A (2000 mA) zu liefern. Andererseits kann er auch 30 Minuten lang 4A (4000 mA) liefern, usw.


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* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

Ladegerät (Balance Charger)

Um einen LiPo aufzuladen, benötigen Sie ein spezielles Ladegerät – einen sogenannten Balance Charger, mit dem sowohl Spannung als auch Stromstärke während des Ladeprozesses überwacht und automatisch angepasst werden können. Balance Charger optimieren somit den Ladevorgang und schützen dabei gleichzeitig den Akku, indem sie die Spannung in den einzelnen Zellen stets angleichen.

 

Besonders praktisch ist, dass die meisten LiPo-Ladegeräte in Bezug auf Spannung und Stromstärke einstellbar sind. So können Sie mit ein und demselben Ladegerät unterschiedliche Arten von Akkus laden (z. B. den Drohnen-Akku als auch den der Fernsteuerung oder FPV-Brille). Viele Balance Charger können außerdem auch andere Akkumulatoren wie z. B. eine Autobatterie oder NiCd-Batterien aufladen. Damit sind sie auch über den Gebrauch für Drohnen hinaus äußerst nützlich.


Typ FPV-Zubehör
Marke HTRC
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* Preis wurde zuletzt am 21. Juli 2020 um 8:30 Uhr aktualisiert

Radio Transmitter & Radio Reciever (Fernsteuerung & Funkempfänger)

Für die Steuerung Ihrer DIY-Drohne benötigen Sie einerseits einen Sender (die Fernsteuerung) als auch einen Empfänger auf der Drohne. Steuerungsbefehle werden über sogenannte Kanäle vom Controller an den Multicopter übermittelt.

 

Pro Achse (Throttle, Yaw, Pitch, Roll) wird jeweils ein eigener Kanal benötigt. Jeder weitere Regler, Knopf oder Hebel erfordert zusätzliche Kanäle. 6 Kanäle sollte eine Fernsteuerung daher schon mindestens haben. Je mehr Funktionen Ihre Drohne aufweisen soll, desto mehr Kanäle benötigen Sie.

 

Die meisten Fernsteuerungen senden heutzutage auf dem 2,4 GHz-Frequenzband. Der Vorteil dieses Frequenzbandes ist das sogenannte Frequency Hopping, das es ermöglicht mehrere Signale verschiedener Nutzer gleichzeitig zu managen. Weitere gängige Frequenzen sind 27 MHz, 72 MHz, 433 MHz, 900 MHz und 1,3 GHz.

 

433 MHz, 900 MHz und 1,3 GHz werden üblicherweise beim FPV-Fliegen über große Distanzen genutzt. Im Hobby-Drohnenbereich ist 2,4 GHz jedoch die am öftesten verwendete Frequenz.

 

Der Funkempfänger wird auf der Drohne angebracht und empfängt die Signale der Fernsteuerung, um diese anschließend an den Flight Controller weiterzugeben.


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Marke GoolRC
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* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

GPS-Module

GPS-Module sind oftmals schon im Flight Controller enthalten, können jedoch auch separat gekauft werden. Mit Hilfe eines GPS-Moduls erhalten Sie Informationen zu Position und Geschwindigkeit der Drohne.

 

FPV-Equipment (Videotransmitter, Kamera, Brille)

Wenn Sie Ihrer DIY-Drohne ein FPV-Videosystem hinzufügen möchten, um das Livebild der Drohne entweder auf einem Monitor oder mit Hilfe einer FPV-Brille darzustellen, benötigen Sie neben den oben aufgeführten Komponenten noch ein paar weitere Bauteile.

 

Als erstes wäre da die FPV-Kamera. Die meisten FPV-Kameras haben Ihren Ursprung in der Überwachungstechnik, auch wenn mittlerweile auch immer mehr dedizierte FPV-Kameras entwickelt werden. Zur Auswahl stehen kleine 600tvl-Kameras, spezielle Low-Light-Kameras sowie auch 720p und auch 1080p-Kameras.

 

Neben dem erforderlichen Preis ist auch zu beachten, dass höhere Auflösungen auch mit einer erhöhten Latenz in der Übertragung einhergehen können. Beim FPV-Racing werden daher beispielsweise auch heutzutage oftmals noch Kameras mit geringen Auflösungen verwendet, um die Übertragungsqualität zu Gunsten der Auflösung zu optimieren.


Typ FPV-Zubehör, Kamera
Marke Makerfire
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* Preis wurde zuletzt am 5. Dezember 2020 um 14:31 Uhr aktualisiert

Auch gibt es einen Unterschied zwischen analoger und digitaler Bildübertragung. Bei analoger Bildübertragung kommt es bei abnehmender Signalqualität zu Bildrauschen, die Verbindung bleibt jedoch bestehen. Bei digitaler Bildübertragung kann es hingegen zu Artefakt-Bildung und spontanem Einfrieren des Bildes kommen.

 

Damit das Videosignal an den Monitor oder die Brille übertragen werden kann, werden ein Videotransmitter sowie eine entsprechende FPV-Antenne benötigt. Unterschiede zeigen sich hier in Größe, Signalstärke und Zusatzausstattung. Über je mehr Milliwatt ein Videotransmitter verfügt, desto besser ist die Signalstärke und maximale Entfernung der Bildübertragung.


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Auch bei den erhältlichen FPV-Brillen steht Ihnen eine große Auswahl zur Verfügung. Grundsätzlich verfügt jede FPV-Brille über einen Videoempfänger und über eine Antenne, um das Videosignal der Drohne empfangen zu können. Teure Modelle besitzen oftmals zusätzlich ein DVR-System (Digital Video Recording) zur Aufzeichnung des Videomaterials.

 

Manche FPV-Goggles besitzen außerdem noch Audio-Support, HDMI-Inputs oder weitere Zusatzfunktionen.


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Welches Werkzeug benötige ich zum Drohne selber bauen?

Für die Montage Ihres Multicopters benötigen Sie verschiedene Werkzeuge, auch wenn es sich hierbei meist nicht um Spezialwerkzeug handelt.

Lötkolben mit Lötzinn

Einen Lötkolben und Lötzinn benötigen Sie zum Bau einer Drohne auf jeden Fall.

Schraubendreher, Imbus, Zange, Pinzette, Seitenschneider und vor allem ein Lötkolben sind die wichtigsten Utensilien beim Drohne selber bauen. Auch wenn in puncto Löten hauptsächlich ein paar Kabel und Kontakte verlötet werden müssen, raten wir Anfängern vorab trotzdem zu ein paar Trockenübungen, bevor Sie sich an die eigentlichen Bauteile wagen.

 

Wo bekomme ich Hilfe zum Drohne selber bauen?

Die DIY-Community für Drohnen ist in den letzten Jahren stetig größer geworden und auch die Auswahl an Quadrocopter-Bausätzen und -teilen war nie größer als heute. Mitglieder in Drohnenforen liefern Anregungen für neue Projekte, geben Inspiration und helfen bei der Erstellung von Bauplänen. Die Community eines Drohnenforums steht hilfreich und kompetent mit Rat und Expertise zur Seite, sollten beim Drohne selber bauen unerwartete Schwierigkeiten auftreten.

 

Zudem bringt der Austausch mit anderen Hobby-Bastlern auch immer neue Ideen für zukünftige Bauvorhaben. Abseits der einschlägigen Internetforen gibt es auch eine Vielzahl an Büchern zum Thema Drohne selber bauen, die bei der Bewältigung des ersten Bauvorhabens eine große Hilfe darstellen können.

 

Egal ob Sie sich nun für einen Drohnen-Bausatz entscheiden oder Ihre Drohne komplett selbst bauen wollen – wir vom Drohnen-Vergleich wünsch Ihnen viel Spaß und Erfolg!