En este tutorial te guiaremos paso a paso en la construcción de un dron de tamaño medio, basado en el clásico chasis F450 y la controladora de vuelo Flight Controller de la marca Tapatio. Este tipo de dron es ideal para aplicaciones como fotografía aérea, prácticas de vuelo o proyectos educativos, gracias a su estabilidad y capacidad de carga. A lo largo del proceso aprenderás sobre montaje de motores brushless, conexión de ESCs, configuración del sistema de control de vuelo y calibración de sensores.
La Flight Controller Tapatio te permitirá personalizar y ajustar el comportamiento del dron, facilitando un vuelo estable y seguro. Este proyecto está diseñado para estudiantes, aficionados a la robótica aérea o cualquier persona interesada en adentrarse en el mundo de los drones de propósito general.
¡Prepárate para ensamblar, configurar y llevar tu proyecto a nuevas alturas!
Requisitos de software
- Arduino IDE (link)
- Multiwii (link)
Requisitos de hardware
- Tarjeta Tapatio Flight Controller
- Arduino Mega
- Frame F450
- Motores 900kv – 1000kv
- ESC
- Radiocontrol
- Batería
Instrucciones de Armado
Para iniciar con el armado del dron es importante conocer cuáles son los materiales que se requieren, los cuales dependen obviamente del tipo a construir. Para este curso se elige el X-QUAD, que es la plataforma más difundida y utilizada debido a su versatilidad.
FRAME
Existen diferentes frames cuando se quiere construir un dron que brindan diferentes características como rigidez, color, forma, etc. Pero lo más importante es el tamaño, pues dictará la hélice más grande que podamos montar en nuestra construcción. Es decir, si se elige un frame de 200 mm no será posible incorporar motores que soporten hélices de hasta 6″, lo que hará que incorporemos motores de 2300KV con helices mas pequeñas y menor empuje.
El frame que se selecciona para este curso es de 450 mm, que permite colocar hélices de hasta 12″, por lo que los motores recomendados para este frame son de entre 900KV y 1000KV.
Otra de las ventajas que se tiene con este tamaño de frame es el poder incorporar diferentes aditamentos, pues su tamaño permite que se puedan agregar elementos sin golpear con motores, hélices o ESC.
Cabe mencionar que el plato inferior del frame contiene una serie de conexiones que debemos utilizar para colocar los ESC (Electronic Speed Controller), por sus siglas en inglés, lo que permite un fácil montaje y adecuado funcionamiento.
En internet puedes encontrar estructuras baratas, pero no incorporan en el plato inferior estas conexiones, requiriendo una tarjeta distribuidora de poder o utilizando conexiones de cables engorrosas, incluso provocando cortocircuito.
Plato inferior con conexiones
Tarjeta distribuidora de poder
MOTORES
La elección de los motores debe ser un factor importante, porque depende del propósito que se le dará al dron, es decir, fotografía aérea, carreras, levantar objetos, etc. En este caso se utilizarán motores brushless de 900 KV – 1000 KV, que son los recomendados para el tipo de frame que se utilizará.
Para entender la relación de KV en un motor, debemos tomar en cuenta que 1 KV es igual a 1 revolución por volt por minuto, por lo que si alimentamos un motor de 900 KV con una batería de 11V, los motores a su máxima capacidad deberían girar: 900 KV x 11V = 9,900 rpm. Si en cambio se utiliza una batería de 14V para el mismo motor, entonces tendríamos que: 900 KV x 14V = 12,600 rpm. Lo que puede hacer pensar que mientras más giros, mejor; sin embargo, se debe encontrar un equilibrio, pues los motores que giran más rápido suelen llevar hélices más pequeñas porque son menos fuertes y no las pueden mover de forma adecuada. En cambio, un motor de menos KV (600) incorporará una hélice más grande que permitirá generar más empuje con menos revoluciones.
Existe una regla referente a los motores que proporciona una vista clara de los motores que debemos elegir para armar el dron, pues estos deben producir dos veces el peso de la aeronave, lo que asegura que se pueda responder ante cualquier eventualidad (como detener un rápido descenso vertical). Así pues, tenemos que:
Empuje por motor >= (peso del dron x 2) / 4 motores
Siguiendo esta regla, los motores de 900 KV – 1000 KV en promedio tienen un empuje de 700 g, por lo que el dron construido debe pesar menos de 1.4 kg, con lo que se asegura que se pueda responder ante las eventualidades que se llegaran a presentar durante el vuelo.
Uno de los puntos importantes a la hora de elegir los motores es la forma del vástago, ya que existen motores que no incluyen roscas para asegurar las hélices y deben usarse adaptadores. Sin embargo, presentan dificultades para colocar las hélices de forma adecuada, perdiendo tiempo y haciendo esta tarea tediosa, así que se recomienda usar motores que tengan rosca para ajustar las hélices. Debemos asegurarnos de tener 2 motores con rosca CW (Clockwise) y 2 CCW (Counterclockwise), para diferenciar si un motor es CW o CCW podremos ver que la tuerca para los CW son negras y para los CCW serán de un color diferente, generalmente plata o roja.
Inicialmente parecerá que la elección de los motores basada en estas características no hace la diferencia, sin embargo, cuando queramos probar diferentes hélices resultará en una decisión crítica.
ESC (Electronic Speed Controller)
Debido a que los motores que utilizan los drones son brushless, requieren de un control especial para funcionar. Dicho control es denominado ESC o Control de Velocidad Electrónico, que permite enviar los pulsos necesarios a los motores para que estos giren a la velocidad adecuada. Para controlar los ESC, será necesario enviarle un pulso PWM (Pulse Width Modulation), como lo muestra la siguiente figura.
El pulso PWM proviene de la tarjeta controladora de vuelo y le indica a cada motor la velocidad con la que se deben girar. Casi cualquier ESC debe funcionar en un dron, sin embargo, para elegirlo se debe tomar en cuenta el consumo del motor y añadir un margen de seguridad de 10 a 15%, además de cerciorarse de que soportan el voltaje de entrada para baterías de 3 celdas (11.1 V), 4 celdas (14.8 V), etc., con la que alimentaremos al dron.
El ESC elegido para este dron es de 30 A, que cubre sin dificultades cualquier motor que se encuentre entre los 900 KV y 1000 KV, con lo que se asegura el óptimo funcionamiento aun si más adelante se quisiera cambiar de motores. Además, brinda la posibilidad de alimentarlos con 3 y 4 celdas, lo que permite el uso de varias configuraciones para que el usuario utilice la que más le convenga o con la que se sienta más cómodo.
Se debe considerar que lo recomendable es que todos los ESC sean idénticos, pues aun cuando es posible volar con ESC diferentes, podría resultar en una aeronave difícil de controlar o hacer que los motores se sobrecalienten.
Hélices (Propelas o Palas)
Este es un tema muy interesante, pues aun cuando al inicio no se presta mucha atención a este componente, a la larga y con la experiencia se vuelve un tema de mucha importancia. Sin embargo, debemos partir de las especificaciones del fabricante del motor, que en el caso de los motores Emax 2212 de 935 KV sugiere que se utilicen hélices 1045 (10×45) para baterías 3S y 8045 (8×45) en caso de utilizar 4S.
Ahora bien, entendamos que cuando hablamos de hélices 1045, nos referimos a que tienen 10 pulgadas de largo y 45 de pitch o distancia que recorre al dar una vuelta completa. Para explicar un poco más, podemos decir que a mayor cantidad de pitch, más recorrido hace en una vuelta y más rápido puede ir nuestro dron, ya que empuja más aire. Sin embargo, un mayor pitch también hace que el dron sea más inestable y que se generen más vibraciones.
Por ello, debemos sentirnos libres de experimentar con diferentes tamaños y tipos de hélices, siempre considerando la recomendación del fabricante como punto de partida, y ajustando según el comportamiento que deseemos lograr: ya sea más velocidad, mayor estabilidad o un mejor tiempo de vuelo.
Una vez que sabemos cuáles son las partes que componen nuestro dron, es momento de pasar a ensamblar todos los componentes y darle vida a nuestra creación. Cabe mencionar que debemos ser cuidadosos en el manejo de las piezas, ya que no queremos dañarlas; además, un mal montaje podría ocasionar que nuestra aeronave se desplome en pleno vuelo. Así que es mejor revisar muy bien, incluso más de una vez, que el dron se encuentre bien armado y en posibilidades de volar.
Paso 1 – Colocando ESC
Primeramente debemos soldar los 4 ESC (Electronic Speed Controller) en la placa de abajo de nuestro frame. Como podemos observar en la imagen, el plato inferior tiene marcado dónde es que debemos colocar los cables positivos (rojos) y negativos (negros) de cada uno de los ESC. Además, debemos soldar el cable con el conector XT-60 (conector de la batería).
Este paso puede resultar un poco difícil si no se tiene experiencia con el cautín, por lo que se aconseja tomarse el tiempo necesario para realizar las conexiones de forma correcta y asegurarse de que no se soltarán posteriormente.
Paso 2 – Colocar Motores
Es momento de atornillar los motores a los brazos del frame con los tornillos hexagonales 12×12, colocando un motor CW (Clockwise) (horario) (con tuerca negra) y un CCW (Counterclockwise) (antihorario) (tuerca plateada o roja) en cada color. Es decir, en los brazos blancos colocaremos un CW y un CCW; de la misma forma lo haremos en los brazos rojos.
En el caso de estar utilizando motores que no sean direccionales, no debemos preocuparnos por el giro, ya que este se controlará cuando conectemos el ESC.
Paso 3 – Colocar brazos
El segundo paso consiste en colocar los brazos del dron, para lo cual debemos comenzar por atornillar los brazos al plato inferior y superior del frame utilizando los tornillos hexagonales 5×12, como se muestra en la siguiente imagen. En este paso debe tomarse la decisión de cuáles brazos indicarán el frente de nuestro dron (blanco o rojo). Personalmente me gusta más que el rojo indique la parte trasera, como en los autos; sin embargo, es decisión del usuario elegir cómo colocar los brazos y platos del dron.
Si se cuenta con landing gear (tren de aterrizaje), es un buen momento para instalarlo, colocando los tornillos más largos (12×12) de acuerdo con la figura siguiente.
NOTA: Por seguridad, las hélices no deben ser colocadas aún. La imagen las muestra para indicar el sentido que tendrán, pero estas serán instaladas en pasos posteriores.
Paso 4 – Controladora de vuelo
La controladora de vuelo puede ser colocada en el plato inferior o superior. Al principio se recomienda que sea en la parte superior, ya que, de requerir un cambio en algún cable o configuración, es mucho más fácil porque no habrá elementos que estorben. Además, en un inicio se protege la batería al colocarla en el plato inferior. Posteriormente, cuando se tiene una configuración adecuada y se desea agregar gimbal u otros accesorios, es recomendable que la controladora de vuelo se coloque en el plato interior, dejando la batería en el plato superior para poder colocarla y removerla sin dificultades.
Para fijarla, se recomienda utilizar cinta doble cara o velcro y asegurarla con un cincho, asegurándonos de que quede lo más centrada posible. El conector USB o la flecha que indica el frente debe estar alineada, con lo que garantizaremos que nuestro dron se comporte de la mejor forma posible.
Paso 5 – GPS
Para la instalación de un GPS (en caso de contar con uno), primeramente deberemos armar la base donde será colocado nuestro sistema de posicionamiento global. Para ello colocaremos los tornillos pequeños en los espacios indicados, posteriormente colocaremos cinta doble cara en la parte superior para fijar nuestro GPS y, por último, lo atornillaremos al frame.
Solo en el caso de que nuestro GPS posea brújula y la vayamos a necesitar, esta debe estar apuntando al frente de nuestro dron. En nuestro caso, la controladora de vuelo ya posee brújula interna, por lo que no será necesario prestar atención a este aspecto.
Paso 6 – Receptor RC
Es recomendable que el receptor del radiocontrol se coloque en la parte trasera del dron, ya que generalmente será más fácil que quede de frente al piloto. Además, debemos colocarlo al centro para una mejor estabilidad.
Paso 7 – Cableado
Es momento de conectar todos los cables sueltos en nuestro dron. Primeramente colocaremos el cableado de los motores a los ESC (Electronic Speed Controller), para lo cual debemos ubicar primeramente que los motores 1 y 2 deben girar en sentido horario y los motores 3 y 4 en sentido antihorario. En la imagen se puede observar la disposición de dichos motores.
Después de haber ubicado los motores, pasaremos a realizar las conexiones de acuerdo al siguiente esquema, recordando que los motores M1 y M2 son horarios (CW) y los motores M3 y M4 son anti horarios (CCW).
Posteriormente conectaremos los cables PWM de los ESC a nuestra controladora de vuelo, para lo cual debemos identificar el conector con la leyenda Motors en la controladora de vuelo y conectar los 4 cables respetando la numeración de los motores de las imágenes anteriores. Conectaremos además el GPS en el puerto marcado, el radiocontrol y, finalmente, la alimentación de voltaje, la cual viene directamente de la batería 3S (11.1 V) o 4S (14.8 V).
Tenemos el dron casi completo, por lo que ahora debemos grabar el código en la tarjeta controladora de vuelo; cabe mencionar que existen diferentes proyectos que brindan características distintivas, entre los que destacan:
- Multiwii (http://www.multiwii.com/wiki)
- Ardupilot (http://ardupilot.org)
- AeroQuad (http://aeroquad.com)
- Arduino Drone (https://create.arduino.cc/projecthub/neblina-software/arduino-drone-8c15e3)
Todos los proyectos se pueden cargar en la placa Arduino y la tarjeta se encuentra preparada para adoptar cualquiera de estos firmwares. Sin embargo, el que brinda más libertad de configuración y modificaciones en caso de incorporar nuevos dispositivos, sensores y aditamentos es Multiwii, por lo que a continuación se muestran los pasos para configurar y subir el programa a la controladora de vuelo.
Paso 1 – Obteniendo el software
Primeramente accederemos a la página del proyecto Multiwii y descargaremos la versión más actual (Version 2.4) y la descomprimimos (link).
Además del código de Multiwii necesitaremos instalar el IDE (Entorno de Desarrollo Integrado) Arduino, el cual podemos descargar de la página https://www.arduino.cc/en/Main/Software para la plataforma necesaria (Windows, Linux o Mac) y lo instalamos.
Paso 2 – Preparando las herramientas
Una vez instalado el IDE Arduino, navegaremos hasta la carpeta descomprimida de Multiwii_2_4 y entraremos a la carpeta Multiwii para abrir el archivo Multiwii.ino.
Al abrir el archivo Multiwii.ino nos encontraremos con una ventana del IDE de Arduino con la información general del proyecto y podremos observar que se activan muchas pestañas donde podemos encontrar el código fuente de cada uno de los módulos. Por lo tanto, podemos cambiarlo a nuestra voluntad para hacer mejoras o experimentar integrando nuevas funcionalidades, siempre teniendo en cuenta que debemos estar seguros de lo que hacemos.
Por ahora navegaremos hasta la pestaña Config.h, haciendo clic en la flecha ubicada en la esquina superior derecha, abajo de la lupa.
Paso 3 – Configuración
Dentro de la pestaña Config.h es donde realizaremos toda la configuración del dron. Empezando por la sección SECTION 1 – BASIC SETUP, ubicaremos el apartado The type of multicopter, donde seleccionaremos el tipo de dron que queremos construir, en nuestro caso un cuadricóptero, para lo cual descomentamos la línea: define QUADX
Navegando hacia abajo en la misma sección encontramos Motor minthrottle, donde podemos configurar el valor mínimo al que los motores trabajarán en estado de espera. Por defecto está establecido en 1150; por ahora lo podemos dejar así, pero puede cambiarse al gusto de cada usuario. Además, este parámetro está marcado como (**), por lo que podemos cambiarlo después desde el software de monitoreo y configuración; Motor maxthrottle, que indica el máximo valor que será enviado a los ESC cuando queramos acelerar a fondo, se puede incrementar a 2000 en caso de ser necesario; sin embargo, inicialmente este valor es aceptable.
Otro parámetro importante es Mincommand, que indica el valor que será enviado a los ESC antes de armarse. Este valor es muy importante porque algunos ESC funcionan con un valor menor a 1000, en cuyo caso, al conectar la batería, los ESC quedarán pitando todo el tiempo, indicando que debemos bajar este valor.
Por último, dentro de la sección SECTION 1 – BASIC SETUP, debemos indicar los sensores con los que cuenta nuestra controladora de vuelo (acelerómetro, barómetro, magnetómetro, giroscopio, etc.). Para ello, en el apartado boards and sensor definitions debemos descomentar la línea: define GY_86 u otra en caso de tener sensores diferentes. Como se puede observar, la lista de sensores es bastante extensa, además de poder agregar código para reconocer nuevos sensores.
Otro de los elementos que debemos configurar es el radiocontrol, el cual por defecto utiliza un protocolo PWM. Esto indica que debemos utilizar un cable por cada canal desde el receptor a la controladora de vuelo. Si queremos usar este mecanismo no es necesario realizar ningún cambio.
Sin embargo, si queremos cambiar por PPM, que es un mecanismo mediante el cual podemos enviar hasta 10 canales por un solo cable, lo que resulta más cómodo, debemos ir a la sección SECTION 3 – RC SYSTEM SETUP, donde descomentaremos la línea de código: define SERIAL_SUM_PPM ROLL,PITCH,THROTTLE,YAW,AUX1,AUX2,AUX3,AUX4,8,9,10,11 y define PPM_ON_THROTTLE que se encuentra en el apartado special receiver types. Lo que hará será habilitar el pin del canal de Throttle como entrada de las señales PPM.
Como recomendación, y sobre todo por seguridad, es necesario que naveguemos hasta la sección SECTION 7 – TUNING & DEVELOPER, donde descomentaremos la línea de código: define MOTOR_STOP que se encuentra en el apartado motor, servo and other presets.
Esta función es muy importante, ya que inicialmente, al armar el dron, los motores comenzarán a girar, lo cual no es malo, pues nos daremos cuenta de forma instantánea de que estamos listos para volar. Sin embargo, cuando no se tiene experiencia volando drones, es probable que realicemos aterrizajes bruscos y la aeronave pueda quedar inclinada forzando los motores, ya que intentarán seguir girando, ocasionando que se puedan dañar. Por lo tanto, se deja a criterio la configuración de esta característica.
Las demás secciones, por el momento, las dejaremos como están, a excepción de tener GPS. Para configurarlo, debemos ir a la sección SECTION 6 – OPTIONAL FEATURES, ubicar el apartado GPS y descomentar la línea de código: define GPS_SERIAL 2. Esto activará el puerto de comunicación. Después debemos establecer la velocidad a la que trabaja nuestro GPS, que suele ser 57600: define GPS_BAUD 57600 y , por último, especificar el protocolo que usa el GPS a instalar, que por lo regular es Ublox: define UBLOX
En caso de haber agregado un GPS, es muy probable que nos interese realizar vuelos autónomos (misiones). Para ello debemos descomentar la línea de código: define USE_MSP_WP La cual se encuentra dentro del mismo apartado GPS.
Para calibrar la brújula de forma adecuada, la cual se utiliza en los modos de vuelo con GPS, debemos establecer la declinación magnética de la zona en la que volaremos. Dicha configuración la encontraremos en la sección SECTION 6 – OPTIONAL FEATURES, en el apartado de GPS, en la línea de código: define MAG_DECLINATION 4.00f
Debemos ingresar al sitio http://magnetic-declination.com/ y seleccionar la ciudad de residencia.
A modo de ejemplo, tomaremos la ciudad de Chapala, Jalisco, México, la cual se encuentra en:
Latitud: 20° 18′ 22.7″ N
Longitud: 103° 11′ 56.1″ W
Con la declinación magnética: Magnetic declination: +6° 17′ Declination is POSITIVE (EAST), como se muestra en la siguiente imagen.
Debemos utilizar la fórmula: declinación magnética = grados + (minutos / 60)
Por lo que, al sustituir los valores, obtenemos:
declinación magnética = +6 + (17 / 60) = 6.28
Finalmente, es momento de compilar el sketch (proyecto de Arduino) para verificar que no hay errores y que estamos listos para subirlo a la controladora de vuelo. Para ello debemos ir al menú:
Herramientas → Placa y seleccionar Arduino Mega 2560.
Después presionamos el botón con una palomita (Verificar), que se encuentra en la esquina superior izquierda de la ventana. Esto compilará el programa y, en la parte inferior de la ventana, nos aseguraremos de no tener ningún error.
Aunque la mayoría de las configuraciones se hacen en la controladora de vuelo, ya sea por código o vía GUI (Interfaz Gráfica de Configuración), se deben hacer algunas en el radiocontrol, pues este nos permite controlar el dron, cambiar modos de vuelo e incluso hacer un retorno a casa del dron si se pierde la señal o lo perdemos de vista, actuando como un failsafe (requiere GPS para óptimo funcionamiento).
Paso 1 – Seleccionando SLOT
Lo primero que debemos hacer es enlazar nuestro radiocontrol FSi6 al receptor de nuestro dron, lo que permitirá que los comandos sean enviados solo a nuestro dron y a ningún otro. En el caso de tener más de un dron (cada uno con su receptor) y queramos usar este mando para todos (uno a la vez), será posible, pues posee una memoria para guardar la configuración de 20 drones diferentes.
Así pues, primeramente debemos seleccionar de las 20 configuraciones cuál es la que usaremos, con los siguientes pasos:
Guardar la configuración dejando presionado el botón CANCEL.
- Encender el control.
- Presionar por unos segundos el botón OK del radiocontrol.
- Seleccionar el menú system.
- Acceder al menú Model Select.
- Seleccionar el slot a utilizar (se dispone de 20).
Paso 2 – Enlazando el radiocontrol
Para hacer el enlace (binding o emparejamiento), debemos seguir los siguientes pasos:
- Apagar el radiocontrol.
- Mantener presionado el botón BIND KEY y encender el radiocontrol.
- Se mostrará en la pantalla: Binding…
- Conectar el binding cable o, en su defecto, puentear los pines 1 y 3 del receptor con la leyenda B/VCC.
- Alimentar el receptor y quedará listo el proceso.
Paso 3 – Asignando los AUX
Los radiocontroles de 6, 8, 10 o más canales, por defecto solo configuran los primeros cuatro canales pertenecientes a:
- Canal 1 controla PITCH
- Canal 2 controla ROLL
- Canal 3 controla THROTTLE
- Canal 4 controla YAW
Los canales auxiliares se deben configurar dependiendo del uso que se les dará o que el usuario desee. A continuación, se describe el proceso sugerido de asignación para que el Switch A y C correspondan con el Aux1 y Aux3, respectivamente:
- Entramos al menú presionando el botón OK por unos segundos.
- Seleccionamos setup.
- Posteriormente seleccionamos el menú Aux. Channels.
- Asignamos al Channel 5 el switch SwA y al Channel 6 el switch SwC.
- Guardamos la configuración dejando presionado el botón CANCEL.
Paso 4 – Failsafe
Con la configuración que se realizó en el código de la controladora de vuelo, no se dispone de un mecanismo que permita que el dron retorne a casa cuando sucede alguna eventualidad, como la pérdida de señal, por lo que perderíamos el dron. Sin embargo, se puede solventar de forma simple si configuramos nuestro radiocontrol para que regrese a casa en caso de pérdida de señal. El proceso de configuración se describe en los siguientes pasos:
- Entramos al menú presionando el botón OK por unos segundos.
- Seleccionamos el menú System.
- Posteriormente ingresamos al apartado RX Setup.
- Entramos al menú Failsafe.
- Seleccionamos el Channel 6 con el botón DOWN y presionamos el botón OK.
- Con el botón OK lo activaremos.
- Movemos el switch SwC a su posición 3.
- Guardamos la configuración dejando presionado el botón CANCEL.
Estamos a punto de terminar con la construcción del dron, pero antes de emprender el vuelo es necesario calibrar los sensores, revisar que el radiocontrol responda de forma adecuada y que se establecieron los modos que necesitamos. Para lo cual seguiremos los siguientes pasos:
Paso 1 – Leer parámetros y calibración
Conectamos la controladora de vuelo al equipo de cómputo y navegamos hasta la carpeta descomprimida (en el paso anterior) de Multiwii_2_4. Entramos a la carpeta MultiWiiConf, seleccionamos el tipo de sistema operativo que usamos y finalmente abrimos el archivo MultiWiiConf.exe si usamos Windows, MultiWiiConf.app si es OSX y MultiWiiConf si usamos Linux.
Al abrir el archivo se mostrará una interfaz gráfica que permite obtener los valores del dron. Para ello seleccionaremos el puerto COM de nuestra controladora de vuelo y presionaremos el botón START. Con esto, después de unos segundos, podremos observar en pantalla los valores provenientes de los sensores del dron.
Además, para leer los parámetros y configuración completa, debemos presionar el botón READ. Después de hacer un cambio, debemos usar el botón WRITE para guardar los valores de forma permanente en nuestra controladora de vuelo.
Aquí tienes el texto extraído y corregido de la vigesimoctava imagen:
La interfaz de configuración muestra en la parte inferior los datos obtenidos de los sensores del Giroscopio, Acelerómetro, Magnetómetro y Barómetro, por lo que si movemos el dron podemos observar que los sensores detectan los cambios y que estos funcionan de forma adecuada. Si observamos que los sensores no están obteniendo valores adecuados, es necesario realizar la calibración del acelerómetro, para lo cual debemos colocar el dron en una superficie nivelada y presionar el botón CALIB_ACC; el dron deberá mostrar valores correctos. Además, podemos corroborar que se encuentra calibrado en el visor del lado derecho, pues PITCH y ROLL mostrarán 0°.
En el caso de que el magnetómetro no esté calibrado, debemos presionar el botón CALIB_MAG, lo cual nos dará 30 segundos para mover el dron en los 3 ejes. Posteriormente, lo dejaremos en la posición nivelada y observaremos que obtiene valores adecuados. Podemos corroborar el buen funcionamiento con la imagen del dron que se muestra al lado de la gráfica de sensores, pues al girar o inclinar el dron, los movimientos se verán reflejados en esta imagen.
Paso2 – Modos de vuelo
Existen diferentes modos de vuelo que podemos establecer dependiendo de los sensores de los que dispongamos. A continuación, se explica cómo funcionan y cuáles son los sensores necesarios para los modos de vuelo:
- ARM (Armado) (ninguno): El dron se puede armar (THROTTLE abajo y YAW derecha) y desarmar (THROTTLE abajo y YAW izquierda). Sin embargo, es más cómodo utilizar un switch para este proceso, por lo cual se establece este modo de vuelo (en realidad no es un modo en sí). Cabe mencionar que por defecto, al armar el dron, este entrará en modo ACRO.
- ACRO (Acróbatico) (Giroscopio): Este modo de vuelo es el más complejo y es utilizado por profesionales debido a la libertad de manejo que brinda. En este modo, al inclinar el dron y soltar las palancas (pitch y roll), este no se estabilizará, permaneciendo siempre en la posición establecida, pues no se tiene asistencia de ningún tipo. Es ideal para vuelos FPV (First Person View) y es el modo por defecto, pero requiere mucha práctica para dominarlo.
- ANGLE (Nivelado) (Giroscopio y Acelerómetro): Antiguamente llamado LEVEL, es un modo asistido. Al soltar los sticks (roll y pitch), el dron se autonivela y, si no hay viento, quedará quieto en su lugar; de lo contrario, una brisa hará que se desplace. Su estabilidad depende del PID marcado como LEVEL. Este modo es recomendable para fotografía aérea o para personas con poca experiencia en vuelo. Si se pierde el control, basta con soltar los sticks para que el dron se estabilice y retome el mando. Cabe destacar que no se pueden realizar flips (giros), pues al llevar el pitch o el roll al máximo, el dron se inclinará a un ángulo, pero sin llegar a girar.
- HORIZON (Horizonte) (Giroscopio y Acelerómetro): Es una mezcla entre ACRO y ANGLE. Cuando se mueven los sticks de pitch y roll, el dron se comporta como si estuviera en modo ACRO; sin embargo, al soltarlos, cambiará a ANGLE y se estabilizará. Se debe tener cuidado, ya que en este modo un movimiento brusco en pitch o roll puede resultar en un flip (giro), lo que puede ser riesgoso para principiantes y ocasionar accidentes.
- BARO (Barómetro) (Barómetro): Con este modo de vuelo activo, el dron intentará mantener la altura dejando el stick de throttle (acelerador) al centro. Se mantendrá la altura; al subir el stick, comenzará el ascenso de forma suave y, al bajarlo, descenderá. No presenta una gran ventaja por sí solo, pero combinado con otros modos de vuelo se obtiene un gran potencial. Cabe mencionar que no es recomendable despegar o aterrizar con este modo, ya que el barómetro puede tener variaciones y provocar accidentes.
MAG (Brújula) (Magnetómetro): Al activar este modo de vuelo, se consigue mantener la dirección del frente del dron. Es decir, si llega viento y lo gira, este modo hará resistencia y mantendrá su dirección. Es necesario asegurar que la brújula esté bien calibrada y que no exista interferencia de los ESC o cables de corriente. Al igual que el modo BARO, se combina con otros modos de vuelo para sacar mayor provecho. - HOLD (Posición) (Acelerómetro, Giroscopio, Magnetómetro y GPS): Al activar este modo, el dron intentará mantener la posición (latitud y longitud) indicada por el GPS. Si hay viento, es normal que existan oscilaciones leves. Debe considerarse que si el dron se desplaza a gran velocidad y se activa este modo, el dron frenará de manera brusca y retrocederá para recuperar su punto de origen. Se recomienda que, antes de activarlo, se reduzca la velocidad hasta casi detener el dron. Para acceder a este modo, el GPS debe captar al menos 6 satélites; de lo contrario, no funcionará correctamente. No se recomienda despegar o aterrizar en este modo; debe combinarse con BARO para obtener mejores resultados.
- HOME (Regreso) (Acelerómetro, Giroscopio, Magnetómetro y GPS): Por defecto, al armar el dron (listo para volar), se establece la latitud y longitud de casa (home). Al activar este modo, el dron girará para orientarse hacia el punto de despegue, avanzará hasta llegar a la posición inicial y descenderá para aterrizar. Este modo también puede usarse como failsafe, en caso de pérdida de señal del mando. Se deben tomar las mismas consideraciones que con el modo HOLD.
- MISSION (Misión) (Acelerómetro, Giroscopio, Magnetómetro y GPS): Este modo se utiliza para vuelos autónomos. El dron seguirá una serie de coordenadas hasta completar el recorrido marcado. En este modo, el piloto no tiene control total sobre el dron, por lo que es indispensable cargar correctamente las coordenadas antes de activarlo.
Paso 3 – Asignar los modos de vuelo
Mediante los AUX podemos establecer los modos de vuelo en función de los sensores que incorpore el dron. Dichos AUX son los switch del control remoto: los primeros 1 a 4 corresponden a Throttle, Pitch, Yaw y Roll. Si se cuenta con un mando de 6 canales, se disponen de 2 auxiliares. Con un mando de 8 canales, se tienen a disposición AUX1, AUX2, AUX3 y AUX4 para establecer los modos de vuelo.
No existe una configuración única; depende de los gustos y necesidades del usuario. Sin embargo, la configuración recomendada sería la siguiente:
AUX1 lo utilizaremos para armar y desarmar el dron. Debemos marcar la casilla H del AUX1, de manera que al activar el switch el dron se armará y, al desactivarlo, se desarmará. Además, aprovecharemos para iniciar el dron en modo ANGLE y MAG, por lo que también activaremos H en estos modos de vuelo.
NOTA: Cuando el dron está armado, en la controladora de vuelo los LEDs se encenderán indicando que está listo para volar.
AUX3 se configurará en un switch de 3 posiciones. Así, activaremos en M el modo BARO y HOLD; al colocar el switch en la posición media, el dron permanecerá en el lugar y altura donde se activó. Finalmente, seleccionaremos en H el modo HOME, con lo que, ante cualquier eventualidad, tendremos la posibilidad de regresar al lugar de despegue.
Si se dispone de más canales, podríamos, por ejemplo, usar el AUX2 y AUX4 para establecer misiones o pasar a otros modos de vuelo.
La configuración de selectores de acuerdo con la configuración recomendada quedaría de la siguiente manera:
NOTA: Para guardar la configuración de los modos de vuelo se debe presionar sobre el botón WRITE, de lo contrario, al desconectar el dron se perderá la configuración.
Paso 4 – Calibrar los ESC
Este paso es necesario si, al armar el dron y subir el stick de Throttle al mínimo, vemos que solo algunos motores funcionan (giran). Para solucionarlo realizaremos los siguientes pasos:
POR SEGURIDAD EL PROCEDIMIENTO DEBE HACERSE SIN HÉLICES
- Conectar la controladora de vuelo al ordenador.
- Iniciar la GUI de configuración (opcional).
- Armar el dron (listo para volar).
- Colocar la palanca de Throttle al máximo (arriba).
- Conectar la batería LIPO.
- Esperar a escuchar los sonidos que indican que los ESC están calibrando (pitidos diferentes a cuando se arma).
- Bajar la palanca de Throttle hasta el mínimo.
- Esperar a escuchar el sonido de reconocimiento.
Los ESC quedarán calibrados, por lo que, al subir la palanca de Throttle al mínimo, los motores iniciarán su funcionamiento al mismo tiempo.
Paso 5 – Revisión general
Estamos casi listos para realizar el primer vuelo, pero antes de pasar a la práctica recomiendo que te des el tiempo de volver a revisar que:
- Los sensores reciben información adecuada.
- El GPS (en caso de tener uno) está estableciendo información válida.
- El control funciona correctamente.
- Los modos de vuelo están configurados de acuerdo a las necesidades.
- Los switches del radiocontrol responden bien.
Este paso es muy importante, pues la emoción de realizar el primer vuelo puede cegarnos y hacer que dejemos algún tornillo flojo, cables sueltos, etc., lo que provocaría un accidente. Por eso, hacer 2 o 3 revisiones es mejor que arriesgarse a romper nuestro dron.
Después de construir el dron y configurarlo llega la prueba de fuego: hacer el primer vuelo de forma exitosa. Para ello debemos colocar las hélices de la siguiente manera.
La mejor recomendación que puedo dar para realizar el primer vuelo es NO TENER MIEDO, ya que el miedo es el principal obstáculo a la hora de volar nuestro dron. Hay que buscar un lugar abierto, nunca hacerlo en interiores cuando eres principiante y lo más alejado de las personas, pues ante cualquier eventualidad no nos preocuparemos por golpear a alguien.
Debemos también familiarizarnos con el radiocontrol, pues en ocasiones olvidamos qué hace cada una de las palancas. De acuerdo con la configuración propuesta en este curso, quedaría de la siguiente forma:
Todo listo, recuerda comprobar que todos los sistemas estén funcionando antes de emprender el vuelo, si ya hiciste todas las comprobaciones, entonces FELICES VUELOS !!!