Grupos de trabajo

Imagen de fondo del tipo de comunidad

Formación del profesorado en nuevas tecnologías, unificación de criterios, colaboración interdepartamental, implicando metodologías activas para aprovechar las sinergias y componente social que proporciona la robótica en el aula.

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Contenidos para trabajar con drones en clase

En líneas generales, hay que remarcar que los profesores y la enseñanza deben aprovechar el desarrollo tecnológico para integrar y mejorar el aprendizaje.

Desde esta perspectiva, consideramos importante la aportación del trabajo con drones en las distintas asignaturas donde se pueden trabajar los siguientes contenidos:

- Geografía:

§  Elaboración de mapas cartográficos.

§  Estudio de los diferentes usos del suelo.

§  Análisis de paisajes naturales.

§  Investigación urbanística.

§  Conocimiento de estudios de flora y fauna.

§  Estudio de incendios forestales.

§  Observar la repercusión del cambio climático y de la contaminación.

§  Reconocimiento de rocas, de formas del relieve, hidrografía, volcanes, etc.

- Tecnología:

§  Diseño asistido por ordenador de drones a partir de la aplicación de los conocimientos en Dibujo Técnico.

§  Impresión en 3D de los componentes para su posterior montaje y conexión de piezas.

§  Uso de programación informática para programar una ruta o indicarle que regrese al punto de despegue.

§  Aprender a volar un dron.

§  Conocer el reglamento actual y las medidas de seguridad.

§  Poner en práctica y consolidar conocimientos en electrónica.

- Matemáticas:

§  Trabajar con funciones.

§  Poner en práctica las áreas y los volúmenes.

§  Conocer las coordenadas geodésicas para detectar la posición del GPS.

§  Cálculo de distancias.

§  Aplicación de los estudios en trigonometría.

§  Definición de curvas de nivel.

- Biología:

§  Comprobar la morfología de plantas y árboles.

§  Descubrir su uso en la agricultura para monitorear cultivos y control de plagas.

§  Poder realizar fotos y videos de lugares inaccesibles.

§  Analizar cómo podrían intervenir en la extinción de incendios.

§  Seguimiento de animales.

§  Estudiar cómo se puede ayudar a la conservación de las plantas ya que con el dron podemos evitar el pisoteo y, por tanto, la alteración del hábitat.

- Plástica:

§  Incorporación de un pincel al dron.

§  Realización de fotografía artística.

§  Aportación del dron de nuevas perspectivas en la grabación de videos.

§  Diseño de iluminación artística con drones.

- Inglés:

§  Ordenar instrucciones al dron en inglés.

§  Traducir al inglés el reglamento y el derecho de vuelo.

- Valores éticos:

§  Debates sobre el uso ético de los drones.

§  Analizar su uso con fines militares, ver qué repercusión social tiene.

§  Estudiar la implicación de la sustitución del trabajo humano por el de los drones.

§  Pensar cuáles pueden ser los límites éticos de la inteligencia artificial.

- Educación Física:

§  Jugar a determinados juegos (escondite, búsqueda del tesoro, etc.).

§  Grabar a los alumnos en la clase de educación física y de esta manera, corregir las posturas y movimientos.

En cuanto a la participación del alumnado, se le ha de motivar hacia una posición activa realizando trabajo de campo con el dron. De esta manera, puede preparar las baterías, poner en marcha el vuelo, aprender a estabilizarlo y realizar fotografías y videos. Posteriormente, tendrá que trabajar en clase todo el material recogido por el dron a través de la descarga y la edición de imágenes y videos.

 

Reunión Grupo de Trabajo: Presentación de Drones

El día 29 de enero nos reunimos para tener una primera toma de contacto con los drones.

El compañero Ignacio nos presentó varios tipos de drones con diferentes características.

Entre los contenidos analizados en dicha exposición se encontraban los siguientes temas:

- Observación de los distintos tipos de antenas.

- Explicación de la importancia de la simetría para su estabilidad en el vuelo.

- Aspectos de diseño de las hélices para que el dron se pueda elevar a partir de leyes de la Aerodinámica. Al girar las hélices, se genera un flujo de aire que empuja hacia arriba al dron. Las hélices tienen forma de plano inclinado para fomentar dicho empuje.

- Muestreo de elementos accesibles y de fácil producción a partir de la impresión 3D usando material plástico.

- Ubicación de la cámara y de los motores que convierten la energía eléctrica en mecánica.

- Detalles previos al vuelo comprobando que las hélices están bien puestas. Para ello, se las hace girar en el suelo además del calibrado de su nivel.

- Desarrollo de su movimiento y giro. Para que se desplace hacia adelante hay que aumentar la velocidad de las dos hélices de delante (en el caso del dron cuadricóptero) y viceversa. En cambio, para que gire se imprime una aumento de velocidad a las hélices de una de las diagonales (en el caso del dron cuadricóptero).

- Explicación de las funciones de los distintos sensores.

- Ubicación del microprocesador.

- Versatilidad en su uso: contraincendios, ocio, salvamento, cartografía, militar, agricultura, grabación de eventos, ganadería, etc.

 

 

Objetivos del proyecto


Se trata de una actividad práctica para el alumnado de 3º y 4º de la ESO y FPB. Combina todos los aspectos relacionados con el diseño, construcción, montaje, y vuelo de un drone.

La asignatura de tecnología es el entorno ideal para incluir un proyecto de CONSTRUCCION DE DRONES usando las impresoras 3D.


Este proyecto abarca abundantes temas didácticos como:

  1. Electrónica y telecomunicaciones.
  2. Diseño e impresión 3D.
  3. ¿Porqué vuela un drone y cómo lo controlamos?
  4. Montaje y conexión de piezas.
  5. Sostenibilidad (uso responsable de baterías).
  6. Aprender a volar un drone.
  7. Normativa vigente y recomendaciones de seguridad.
  8. Competición (según niveles) entre alumnos/as de una misma clase, entre clases y entre centros.


Se trata de diseñar, imprimir, construir y aprender a volar drones funcionales con criterio y conocimiento. El proyecto abarca varios temas didácticos muy interesantes para el alumnado y que enlazan con varios temas que tratan en el libro de texto.

OBJETIVOS:

  1. Construir un robot programable volador donde algunas piezas se han de imprimir con una impresora 3D.
  2. Construir el drone con todos los elementos electrónicos que lo componen conociendo su función.
  3. Aprender a volarlo teniendo en cuenta la norma de seguridad, la responsabilidad, el reglamento de uso de drones.
  4. Conocer las aplicaciones reales de los drones en la sociedad.

Normas para competición

Las carreras empezarán con unas rondas precalificatorias, semifinales y final:

  • Practica -> 2 horas de duración.
  • Clasificación -> Consta de una vuelta de calentamiento y otra vuelta rápida lanzada.
  • Semifinales  -> Se clasificarán los 8 pilotos más rápidos que competirán en dos carreras para entrar en la final.
  • Final -> Se clasificarán 4 pilotos, los 2 pilotos más rápidos en cada semifinal pasarán a competir en la final.

 

Los circuitos de carreras deberán cumplir estas reglas:

  • Longitud -> Entre 800 y 1000 metros, cada vuelta tiene que durar entre 30y 45 segundos mínimo.
  • Puertas -> 3 metros de altura vertical y 4 metros de ancho.
  • Banderas -> No hay límite de altura cuando el giro supere los 60º.
  • Vueltas -> El número de vueltas en una carrera oscilara entre 6 y 8.

 

Para el buen funcionamiento de la competición se establecen unas reglas para marcar las  carreras de drones:

  • Las vueltas completas serán aquellas en las que el piloto no se haya saltado ninguna puerta o bandera.
  • Saltarse una puerta o una bandera será sancionado, 2 segundos por cada puerta o bandera o 10 segundos por saltarse un mínimo de 4 puertas o banderas.
  • Si hay un accidente en carrera pero el piloto puede volver a volar el drone podrá seguir en la competición.
  • Para perseverar la competición se contemplan también varias penalizaciones:
  • Vuelos descontrolados (a criterio del director de carrera)
  • Superar la línea de seguridad marcada en el circuito.
  • Ignorar las órdenes del director de carrera.

 

En función del tamaño tendremos las siguientes categorías:

  • MINI 250 -> Drones con una medida igual o inferior a 250mm de diámetro de motor a motor en diagonal (MAM).
  • SUPER MIN 250 -> Drones con una medida de hasta 330mm MAM.
  • 600 STANDARD -> Drones con medidas MAM entre 330mm hasta 600mm.
  • 1000 GIGANTE -> Drones con medidas MAM entre 600mm y 1000mm.
  • En ninguna categoría habrá restricciones de motores, hélices o baterías.

Configurando y Montando

ÍNDICE:

Legislation seguro federación .

Seguridad

Electronica- y componentes

-Controladora de vuelo/ GPS

-ESC

-motores

-PDB

-Bateria

-Chasis

-brazos

-helices

-Mando y recptor Radiocontrol.

Cargador

 

 

Tipos de modelos y drones

Manejo básico modos de vuelo y funcionamiento

 

 

 

 

 

 

Taller de multicopteros

 

Definición:

 

Un multicóptero no es más que un aeromodelo con varios rotores, generalmente entre 3 y 16. Definiendose según su número encontramos: el tricopter (3), quadcopter (4), hexacopter (6) y octocopter (8). Ahora también podremos clasificarlos según la disposición en el frame o chasis, teniendo la forma Y, H, X, , #

Siendo cada vértice de los símbolos donde irá un rotor. Pudiendo tener rotores en el nivel superior del frame y duplicar estos poniéndolos invertidos en el nivel inferior.

 

LEGISLACIÓN:

 

En ningún caso se debe superar los 120m de altura sobre el terreno de despegue. Las multas por volar un aparato radiocontrol y provocar daños a terceros no son una broma, su importe mínimo asciende a 4.000 euros. La legislación que lo acontece, abarca la normativa a cumplir para obtener una licencia de piloto de drones.

 

Los drones son aeromodelos radiocontrol con un fin o aplicación concreta o lucrativa. Esta legislación determina la obligatoriedad de tener licencia, seguro civil, e incluso de homologar el aeromodelo por aeronáutica, si superamos un peso de 25kg. Por debajo de 25kg y por encima de 2kg necesitamos una licencia de piloto y seguro, además será recomendable, al igual que en el anterior caso obligatorio, presentar previamente a AESA (Agencia Estatal Seguridad Aerea) un proyecto con cartografía sobre el área de vuelo y el trabajo a realizar.

 

 

Nuestro aeromodelo no será considerado un drone, al estar por debajo de 2Kg y será sujeto a cumplir unas normativas u otras en función de volarlo en tercera persona o en primera persona a través de una cámara. Aun así un seguro de responsabilidad civil es muy recomendable y suele ser económico (30-50€).

Teneis que estar mentalizados que 2kg cayendo a plomo desde una altura de 10m o más puede ocasionar daños graves, así que no hagáis temeridades como sobrevolar carreteras y recordad que el vuelo sobre casco urbano esta terminantemente prohibido.

 

Si vamos a utilizar solamente un multicoptero para competir, entonces abarcara la rama del aeromodelismo, siendo necesario estar federado y/o pertenecer a un club de vuelo, y estar sujeto al seguro que te ofrecerá éste.

 

Si es un vehiculo aereo no tripulado es un UAV, y este tipo de tecnología y su control están sujetos a normativas más estrictas. En nuestro caso, optaríamos a un multicoptero (quadcopter H) con sistema de trasmision de video a tiempo real (FPV)

 

-ver enlaze.

 

Respecto a frecuencias, la conocida banda wifi es la que opera en la frecuencia 2,4Ghz y para usar un radioenlace en mando es lo mas aconsejado por su capacidad de blindaje y libre de interferencias.

 

Para FPV 5,8Ghz en video tambien es una banda ¿permitida¿ y lo mas aconsejado. Tendremos un alcance en campo abierto extenso hasta 2km en un función de las interferencias y la potencia del transmisor de video.

 

 

El uso de 1.3Ghz en españa esta restringido a uso militar. Y la banda de 900Mhz esta ocupada con las redes móviles. También nos sometemos a peligros como un failsafe cuando no queríamos (aterrizajes automáticos o activación del RTH) o incluso respuestas de control sobre el aeromodelo inusitadas en zonas de vuelo con demasiadas interferencias electromagnéticas. Dado que también nos pueden multar por usar frecuencias de transmisión en zonas donde no debíamos, habrá que informarse antes de volar.

 

 

Elementos de un multicoptero:

Teoria:

Legislation seguro federación .

Seguridad

Electronica- y componentes

-Controladora de vuelo/ GPS

-ESC

-motores

-PDB

-Bateria

-Chasis

-brazos

-helices

-Mando y recptor Radiocontrol.

Cargador

 

 

Tipos de modelos y drones

Manejo básico modos de vuelo y funcionamiento

 

 

 

 

 

 

Taller de multicopteros

 

Definición:

 

Un multicóptero no es más que un aeromodelo con varios rotores, generalmente entre 3 y 16. Definiendose según su número encontramos: el tricopter (3), quadcopter (4), hexacopter (6) y octocopter (8). Ahora también podremos clasificarlos según la disposición en el frame o chasis, teniendo la forma Y, H, X, , #

Siendo cada vértice de los símbolos donde irá un rotor. Pudiendo tener rotores en el nivel superior del frame y duplicar estos poniéndolos invertidos en el nivel inferior.

 

LEGISLACIÓN:

 

En ningún caso se debe superar los 120m de altura sobre el terreno de despegue. Las multas por volar un aparato radiocontrol y provocar daños a terceros no son una broma, su importe mínimo asciende a 4.000 euros. La legislación que lo acontece, abarca la normativa a cumplir para obtener una licencia de piloto de drones.

 

Los drones son aeromodelos radiocontrol con un fin o aplicación concreta o lucrativa. Esta legislación determina la obligatoriedad de tener licencia, seguro civil, e incluso de homologar el aeromodelo por aeronáutica, si superamos un peso de 25kg. Por debajo de 25kg y por encima de 2kg necesitamos una licencia de piloto y seguro, además será recomendable, al igual que en el anterior caso obligatorio, presentar previamente a AESA (Agencia Estatal Seguridad Aerea) un proyecto con cartografía sobre el área de vuelo y el trabajo a realizar.

 

 

Nuestro aeromodelo no será considerado un drone, al estar por debajo de 2Kg y será sujeto a cumplir unas normativas u otras en función de volarlo en tercera persona o en primera persona a través de una cámara. Aun así un seguro de responsabilidad civil es muy recomendable y suele ser económico (30-50€).

Teneis que estar mentalizados que 2kg cayendo a plomo desde una altura de 10m o más puede ocasionar daños graves, así que no hagáis temeridades como sobrevolar carreteras y recordad que el vuelo sobre casco urbano esta terminantemente prohibido.

 

Si vamos a utilizar solamente un multicoptero para competir, entonces abarcara la rama del aeromodelismo, siendo necesario estar federado y/o pertenecer a un club de vuelo, y estar sujeto al seguro que te ofrecerá éste.

 

Si es un vehiculo aereo no tripulado es un UAV, y este tipo de tecnología y su control están sujetos a normativas más estrictas. En nuestro caso, optaríamos a un multicoptero (quadcopter H) con sistema de trasmision de video a tiempo real (FPV)

 

-ver enlaze.

 

Respecto a frecuencias, la conocida banda wifi es la que opera en la frecuencia 2,4Ghz y para usar un radioenlace en mando es lo mas aconsejado por su capacidad de blindaje y libre de interferencias.

 

Para FPV 5,8Ghz en video tambien es una banda ¿permitida¿ y lo mas aconsejado. Tendremos un alcance en campo abierto extenso hasta 2km en un función de las interferencias y la potencia del transmisor de video.

 

 

El uso de 1.3Ghz en españa esta restringido a uso militar. Y la banda de 900Mhz esta ocupada con las redes móviles. También nos sometemos a peligros como un failsafe cuando no queríamos (aterrizajes automáticos o activación del RTH) o incluso respuestas de control sobre el aeromodelo inusitadas en zonas de vuelo con demasiadas interferencias electromagnéticas. Dado que también nos pueden multar por usar frecuencias de transmisión en zonas donde no debíamos, habrá que informarse antes de volar.

 

 

Elementos de un multicoptero:

Tipos de motor hay muchos tipos en función de su aplicación: hidráulicos, de corriente continua, paso a paso (PAP), servomotores, etc. Nosotros nos centraremos en los ¿sin escobillas¿ o brushless que son los que  actualmente dominan el mercado en este tipo de aplicaciones, debido al conjunto de dimensiones, consumo eléctrico y torque (momento de fuerza angular) que nos brindan.

 

 

 

 

Motores Brushless

Motores que mantienen un eje fijo (stator) con un bobinado en su radio interior por el que circulará corriente electromagnética haciendo girar un rotor inducido por unos polos magnéticos en su radio exterior y que lleva la hélice. Nos centraremos en el motor tipo outrunner.

Existen dos tipos a señalar Inrunners y Outrunners.

Inrunners: el bobinado o estator(inductor) esta fijado en la carcasa y envuelve al rotor(inducido). El rotor es solidario al bastago y se compone de imanes normalmente de neodimio.

 

       
   
 
 

 

Outrunners: el rotor(inducido) es una carcasa  en la que van posicionados los imanes, envolviendo al estator(inductor) que permanece fijo.

 

       
   
 
 
 

 

Vamos a empezar por lo más básico, trabajamos en corriente continua, por lo tanto: ¿Cómo funciona un motor eléctrico de corriente continua? Un motor eléctrico sencillo de corriente continua se mueve debido a que existe un campo electromagnético que atrae el lado opuesto del rotor hasta que llega a una determinada posición donde unas escobillas (1 y 2) en contacto con el positivo y tierra cambian la polaridad para que de nuevo sea atraído el lado opuesto del rotor y así crear un movimiento continuo.

 

Problema de las escobillas:

En motores grandes: Ningún problema, todo funciona perfectamente con un gran rendimiento ya que el rozamiento es despreciable.

En motores pequeños: Las escobillas, ejerciendo un rozamiento mínimo hacen que disminuya de gran forma el rendimiento e impiden realizar motores pequeños de mucha potencia.

 

Por lo tanto, para un proyecto como el nuestro donde necesitamos motores pequeños, vamos a tener que eliminar las escobillas.

Existen comercialmente motores sin escobillas, no dejan de ser maquinas eléctricas normales pero, ¿Que ocurre con las máquinas eléctricas? Que funcionan con corriente alterna y nuestra batería entrega corriente continua. Vamos a tener que conseguir corriente alterna para que funcionen estos motores (Lo ideal es que fuera sinusoidal, aunque en la practica se utilizarán PWM (Pulsos de Anchura Modulada)).

Aquí es donde entran en juego los variadores o ESC (electronic speed controller) que son los encargados de convertir la corriente continua (DC) proveniente de la batería y alternarla en 3 fases para alimentar el motor (AC). Aparte, la señal pwm es la encargada del accionamiento y control de la corriente sobre el motor. Nota: Suele utilizarse trifásica para este tipo de motores.

 

 

Detalle del rotor y estátor de un motor brushless

Estos motores sin escobillas permiten que consigamos un gran rendimiento y una gran potencia a cambio de un gran consumo. Debido a esto, tenemos que utilizar baterías Lypo (Polímero de litio), son baterías con poca densidad de energía en comparación con otras pero con una característica única, pueden entregar muchísima potencia ya que los motores brushless necesitan del orden de 10 A a 11 v.

Existen muchos más tipos de baterías dentro del mundo radiocontrol, como las Ni-Mh (Ni-Cd han quedado retiradas debido a la toxicidad del cadmio), Li-Ion (más usadas en móviles y portátiles) y Li-Fe. Ninguna de las 3 nos brinda una carga tan rápida y una tasa de descarga de elevado amperaje como las Li-Po.

 

Kv, la característica básica de un motor brushless:

Esta constante (Es casi una constante) significa simplemente la cantidad de vueltas (RPM) que da el motor por cada voltio de continua aplicado al ESC (a máxima potencia). Es decir que si a un motor de 1100 Kv le aplicamos 11,1v  funcionará a 12210 RPM como máximo (Con el ESC se puede disminuir). Esta es su velocidad nominal y nunca subirá más velocidad a no ser que aumentemos la diferencia de potencial (Voltaje).

En el motor que montaremos obtendremos algo más de 10400 rpm.

 

Características que son una ventaja:

-Mayor eficiencia (menos perdida por calor)

-Mayor rendimiento (mayor duración de las baterías para la misma potencia)

-Menor peso para la misma potencia

-Requieren menos mantenimiento al no tener escobillas

-Relación velocidad/par motor es casi una constante

-Mayor potencia para el mismo tamaño

-Mejor disipación de calor

-Rango de velocidad elevado al no tener limitación mecánica.

-Menor ruido electrónico (menos interferencias en otros circuitos)

 

En los motores hay que prestar atención a su dimensiones físicas, y en sus especificaciones técnicas a el máximo amperaje que puede soportar el bobinado antes de desprenderse del barniz protector y quemarse. Al igual hay que prestar atención al eje o shaft para dedicarlo a una aplicación u otra (tipo de hélice, rueda, etc). Normalmente en dichas especificaciones suele proponer un tamaño de hélice (ancho de pala en pulgadas) y voltaje adecuado para alimentarlo. Así el número 2213 de nuestro motor determina las dimensiones físicas del motor y shaft concretas que usará. Otra característica a tener en cuenta es el rendimiento de thrust o empuje (normalmente indicado en gramos). Cada motor a usar tendrá un umbral entre 300gr y 600gr, por lo que si balanceamos y somos eficientes terminando el aeromodelo en un peso comedido, obtendremos un tiempo de vuelo fabuloso ( ideal sería 1.6kg de peso final en el aeromodelo para obtener unos 15min).

 

Si sobrepasamos el empuje por motor, lo que ocurrirá es que drenaremos más rápido el amperaje contenido en la batería, descargándola antes y por tanto volando menos tiempo.

 

 

 

 

 

 

 

 

Variador (ESC)

 

El electronic speed controller no es más que un Variador de potencia, su principal objetivo es transformar la corriente continua de la bateria en corriente alterna para el motor. Dicha conversion sera variable en su fase alternada por una señal de onda cuadrada (pwm) venida de la controladora de vuelo que manipulara la velovidad posible del motor.

Los varidores se pueden clasificar por:

-Su amperaje maximo 3,10,12,18,30,40,45......Amperios

-Con Bec/OPTO

-Minimo/maximo voltaje de entrada

 

El esc tiene varias posibilidades de programacion interna como flashearlos (Timing) para que su control vaya a una tasa de refresco de mayores hercios o por ejemplo programar el corte/disminucion de potencia de seguridad bajo voltaje(para proteger las lipos).

 

 

 

Numero de celdas lipo/nh connectadas. 1S 2s 3s 4s 5s 6s sueles ser automatico. Sentido de giro del motor. A favor de las agujas de reloj CW y sentido contrario a las agujas del reloj CCW (antihorario).

 

Esta opcion viene por de defecto CW. Algunos esc tienen la opcion de programarlo digitalmente, en la mayoría, habrá que cambiar de posición dos de los tres cables que van al motor (el central siempre al medio). Si queremos que gire a derechas dejamos fijo el central y cruzamos los extremos, si queremos que gire a izquierdas, conectamos los 3 cables de motor frontalmente y de manera recta al ESC.

Existen otros frimwares para esc que ya vienen con cw o ccw por defecto pudiendo comprar dos cw  y otros dos ccw.

 

 

Placa de distribucion electrica o PDB (power distribution board)

Es una placa de circuito impreso simple (a una cara), normalmente hecha en baquelita o fibra de vidrio que posee unas pistas de cobre que conforman un circuito electronico para 2 o 4 polos normalmente, el cual posee numerosos contactos positivos y negativos en paraleleo para distribuir la energia de la batería principal y/o auxiliares para alimentar a todos los elementos necesarios, principalmente a los variadores becs y controladora( y cualquier elemento con la necesidad como el equipo fpv) sin necesidad de hacer un montaje engorroso enseriando y empalmando cableado. Estos agujeros o islas de cobre donde se inserta el cable y se suelda se llaman PADS.

 

El voltaje de  distribucion sera igual en todos los puntos. Por ejemplo una bateria cargada de 3s tendra una diferencia de tension(voltaje) de 12,6 voltios (cargada), esto sera igual en todos sus puntos + - lo cual tendremos que tener en cuenta a la hora de conectar nuestros dispositivos a ella. Seguramente tendremos dispositvos que funcionen a 5v o 6v y otros a 12v, este caso tendremos que instalar becs o reguladores de tensión con las caracteristicas necesarias de voltaje y amperaje. Según se vaya soldando, es muy recomendable utilizar la prueba de continuidad con el multímetro y comprobar que no hemos confundido la polaridad.

 

Baterias Lipo

 

Existen una gran variedad de baterias en el mercado pb,nimh,lipo.life,lico,liS, pero el mundo del aeromodelismo y de los multirrotores en concreto, la mas usada por caracteristicas comentadas, es la de polimero de litio. Todas las baterías en sí, están formadas por unas armaduras que contienen un dieléctrico y un electrolito. La disposición y el tipo será lo que marque una tecnología u otra.

 

 

Para reunir una tensión eléctrica suficiente, las baterías se conforman por celdas de poco voltaje cada una y que apilándo celdas del mismo tipo y características en serie conseguimos una mayor.

 

El dato mas destacable es la cantidad de energia de salida y su peso, siendo este la casi mitad que las de nimh. Un punto de desventaja es el número de ciclos de carga y descarga de su vida útil si las comparamos con otra tecnología puntera en batería como LiFe.

 

Otra caracteristica positiva, es que en el sistema de carga es más rápido y no brinda causar el efecto ¿memoria¿ (la batería va aprendiendo sus límites mínimo y máximo energético, reduciéndose con el tiempo). Esto hace innecesario descargar la bateria al completo antes de cargarla y alargando asi su vida util en ciclos de carga-descarga.

 

Se ha de constar su delicadeza ya que existe un punto minimo por celda en voltaje del cual no debe bajar (entre 2.7-2.8v se destruye, pudiendo incendiarse y ocasionar daños ya que es flamíguera), por lo que nunca se recomienda bajarlas por debajo de 3.3v por celda, queriendo decir que una batería 3s (11.1v nominales y cargada a 12.6v) no deberá descargarse por debajo de 9.9v o reduciremos su vida útil y los calentamientos en exceso provocarán que se infle, pudiendo entrar en riesgo que el litio interno entre en contacto con el aire y provoque una llamarada virulenta. Desde este curso, queremos aconsejar que nos las descargueis por debajo de 10.5-10.6 (3.5 v por celda) ya que la tasa de descarga en las lipos no conforma una régimen lineal sino más bien logarítmico, queriendo decir que la corriente eléctica almacenada se descargará mucho más rápido a tensiones menores que mayores a 10.5v. Entramos en riesgo de que nuestro aeromodelo se quede sin un drenaje energético suficiente y vaya perdiendo fuerza hasta caer.

 

 

Las medidas de seguridad en el trato, almacenaje y carga de las baterias lipo debe ser riguroso y constante. Debemos evitar golpes y caídas que provoquen abolladuras y rasguños, así como calentamientos excesivos. Lo ideal, es utilizar una bolsa ignífuga mientras se carga y para su transporte.

 

Recuerda que puedes poner dos baterías en paralelo (manteniendo el mismo voltaje, pero aumentando la capacidad en miliamperios del pack total) siempre y cuando sean baterías del mismo tipo exactamente y estén al mismo nivel de carga, sino estresaremos en exceso la batería menor, degradándola.

 

Los conectores que traerá nuestra batería son el conector de descarga XT60 (amarillo) y el conector de carga balanceada JST-XH (blanco), este último conector será más grande por tener más pines si utilizamos baterías de mayor voltaje o menor en caso contrario. Mínimo será 2s.

 

A continuación una serie de instrucciones de uso y carga de este tipo de baterías (recuerda no cargarla justo al terminar de usarla pues estará caliente y puede inflarse e incendiarse):

 

Nunca deje abandonada una bateri¿a en carga ra¿pida, esto no so¿lo aplica a las LiPo sino a cualquier otra tecnologi¿a. Permanezca cerca de la bateri¿a y compruebe su estado de vez en cuando.

  • El punto anterior se ampli¿a a todos los regi¿menes de carga cuando se trata de una bateri¿a LiPo.
  • Una bateri¿a LiPo so¿lo debe cargarse con un cargador disen¿ado especi¿ficamente para dicha bateri¿a, si utiliza un cargador de bateri¿as Ni-Cd o Ni-MH para cargar bateri¿as LiPo, e¿stas se destruira¿n, existiendo adema¿s riesgo de fuego y/o explosio¿n.
  • Las bateri¿as LiPo pueden arder si se emparejan elementos de distinta capacidad o voltaje, tambie¿n si algu¿n elemento esta¿ dan¿ado, por fallo del cargador, configuracio¿n incorrecta del cargador y otros factores.
  • Utilice siempre el voltaje de carga adecuado. Las bateri¿as LiPo pueden arder si se conectan a un cargador que suministre ma¿s de 6 voltios por elemento. Incluso si el cargador es especial para LiPo, si se equivoca al configurar el nu¿mero de elementos puede provocar esta situacio¿n.
  • Asegu¿rese siempre de que el cargador este¿ funcionando correctamente y su configuracio¿n sea correcta.
  • Cargue siempre sus bateri¿as LiPo en un lugar donde no puedan causar dan¿o, no importa lo que suceda. Por ejemplo sobre un suelo de terrazo y lejos de muebles y cortinas.
  • Nunca cargue una bateri¿a montada en su aeromodelo. Una bateri¿a LiPo caliente puede incendiar la madera, foam o pla¿stico.
  • Nunca cargue una bateri¿a dentro de su coche, o en el habita¿culo del motor de su coche.
  • Nunca cargue una bateri¿a sobre una mesa de madera, o sobre cualquier material inflamable.
  • Si no dispone de un lugar suficientemente seguro, como se describio¿ en los puntos

anteriores, donde cargar sus bateri¿as LiPo, busque un recipiente o caja igni¿fugo y aislante ele¿ctrico y coloque en su interior las bateri¿as en proceso de carga. Por ejemplo, puede utilizar un recipiente cera¿mico, la cera¿mica es un buen aislante ele¿ctrico, igni¿fuga y muy resistente al calor.

  • Nunca cargue sus bateri¿as LiPo al sol, podri¿an alcanzar una temperatura elevada y deteriorarse.
  • Si su aeromodelo se ha estrellado: a) Saque la bateri¿a del aeromodelo. b) Inspeccione cuidadosamente la bateri¿a, busque cortocircuitos en el cableado o

conexiones, si tiene dudas proceda a cortar todo el cableado del paquete de bateri¿as. c) Desmonte el paquete eliminando la funda de pla¿stico termorretra¿ctil que lo recubre. d) Inspeccione los elementos en busca de abolladuras, grietas y fisuras. Desha¿gase de las elementos dan¿ados como se describe a continuacio¿n.

  • Co¿mo deshacerse de elementos/paquetes de bateri¿as LiPo:

a) Descarga: con la bateri¿a en un a¿rea segura, conecte una resistencia moderada a los terminales de la bateri¿a hasta que e¿sta se descargue (unos 5 ¿ y 5W por cada elemento serie, por ej. para una bateri¿a 3s1p se utilizari¿a una resistencia de 15 ¿ y 15W). Tenga cuidado, la bateri¿a se puede sobrecalentar.

b) Destruccio¿n: perfore la envoltura de pla¿stico de cada elemento, sumerja la bateri¿a varias horas en agua salada. Ahora ya puede tirarlas a la basura normal.

  • Una bateri¿a que ha sufrido deformaciones o dan¿os a consecuencia de un golpe u otra causa, si todavi¿a parece estar en buen uso debe tenerla en ¿cuarentena¿, transpo¿rtela y gua¿rdela en una caja o recipiente igni¿fugo de seguridad, tenga especial cuidado durante la carga de la misma y no baje la guardia durante las siguientes media docena de cargas.
  • Maneje las bateri¿as con cuidado ya que pueden suministrar corrientes elevadas si se cortocircuitan. Cortocircuitar una bateri¿a de alta capacidad con un anillo podri¿a amputarle el dedo, por ejemplo.
  • Guarde siempre sus bateri¿as en lugar seguro, donde no puedan cortocircuitarse y no este¿n al alcance de los nin¿os.
  • Transporte sus bateri¿as de repuesto en caja igni¿fuga y aislante ele¿ctrico, asegu¿rese que las bateri¿as no pueden moverse durante el transporte y que sus terminales no pueden tocarse.
  • Cuando construya un paquete, use so¿lo elementos de la misma capacidad (mAh). Tras el uso continuado de un paquete, compruebe perio¿dicamente (una vez cada 20 descargas) cada elemento una vez descargado y verifique que la diferencia de voltaje de un elemento a otro no supera 0.1 V. Si un paquete esta¿ desequilibrado (diferencias de potencial superiores a 0.1 V entre elementos) restaure el equilibrio cargando cada elemento por separado hasta 4.2 V y luego continu¿e la carga del paquete completo.
  • Construya siempre sus paquetes de bateri¿as con dos cableados y conectores diferentes, uno para carga/descarga del paquete y otro para monitorizacio¿n de cada elemento individual, este u¿ltimo requisito no precisa cableado de gran seccio¿n, los cables de servo son perfectamente adecuados, el nu¿mero de hilos necesario es, obviamente, el de elementos ma¿s uno.
  • No conecte en paralelo ma¿s que elementos individuales. Por ejemplo, si necesita una bateri¿a 3s2p, no conecte en paralelo dos bateri¿as 3s sino que conecte primero 3 juegos 1s1p y posteriormente conecte en serie los tres juegos citados. Al conectar dos elementos en paralelo se comportan como uno solo, es al conectarlos en serie cuando se corre el riesgo de que alguno de ellos se desequilibre con el tiempo, si conecta en paralelo 2 bateri¿as 3s1p tendra¿ 6 elementos que pueden desequilibrarse, pero si realiza el paralelo elemento a elemento so¿lo habra¿ 3 elementos que se puedan desequilibrar.
  • Nunca deje una bateri¿a conectada al cargador apagado, por ejemplo para continuar la carga ma¿s adelante. Al apagar el cargador la bateri¿a comenzara¿ a descargarse a trave¿s de e¿l y quedara¿ totalmente descargada en una o dos semanas, resultando en una bateri¿a totalmente inutilizada o con dan¿os que acortara¿n su vida u¿til notablemente
  • Nunca deje una bateri¿a conectada al variador, ni siquiera si ha apagado el interruptor de e¿ste, al cabo de pocos di¿as la bateri¿a se descargara¿ a trave¿s del variador, pudiendo quedar totalmente descargada (inutilizada) o sufrir dan¿os que acortara¿n su vida u¿til notablemente.
  • Si una bateri¿a se ha descargado muy por debajo de los 3V por elemento, sobre todo si ha permanecido di¿as en esas condiciones, se incrementa sustancialmente el riesgo de la tensio¿n de sus elementos se desequilibre. En el supuesto de que la bateri¿a pueda recuperarse, en algunas ocasiones ya no vuelve a aceptar carga, hay que prestar gran atencio¿n al equilibrado de tensio¿n de los elementos para evitar que, durante el proceso de recarga, pueda explotar o incendiarse por sobrecarga de alguno de los elementos.
  • Se recomienda fuertemente la adquisicio¿n de circuitos equilibradores de tensio¿n, e¿stos se conectan al cable auxiliar de motorización antes descrito y realizan automa¿ticamente el chequeo de tensio¿n y equilibrado de elementos.
  • Se recomienda la utilizacio¿n de circuitos limitadores de tensio¿n cuando se cargan paquetes de elementos conectados en serie, aunque los cargadores para bateri¿as de litio ya cuidan especialmente este para¿metro, nunca esta¿ de ma¿s una seguridad adicional. Si adquiere un limitador de tensio¿n asegu¿rese que sea compatible con su cargador, algunos cargadores no los admiten y, como mi¿nimo, podri¿an destruir el limitador en cuestio¿n de segundos. El uso de un circuito limitador de tensio¿n no le libera de realizar un chequeo perio¿dico del equilibrio de tensio¿n entre elementos, como se describio¿ ma¿s arriba.

 

 

Tras haber lei¿do todo esto, usted habra¿ deducido que las bateri¿as LiPo son poco menos que una demoni¿aca bomba de relojeri¿a, nada ma¿s lejos de la realidad, tenga en cuenta que las normas de seguridad siempre tienen que ver el lado ma¿s oscuro y ponerse en el peor de los casos.

Si bien es cierto que se han registrado casos de coches y casas incendiados por falta de cuidado en el manejo de estas bateri¿as, tambie¿n lo es (y conozco un caso en mi propio Club) que lo mismo puede suceder, aunque ma¿s improbable, al cargar bateri¿as de Ni-Cd o Ni-MH.

En una situacio¿n de sobrecarga, lo normal es que una bateri¿a LiPo no explote o arda sino simplemente se infle como un globo, si esto sucede desha¿gase de ella. Explosio¿n o fuego so¿lo es probable que ocurra por sobrecalentamiento a consecuencia de cortocircuito prolongado o fuerte sobrecarga por utilizacio¿n de cargador inadecuado o configuracio¿n de elementos erro¿nea, y repito, estos factores tambie¿n pueden producir fuego en caso de bateri¿as de Ni-Cd o Ni-MH.

La utilizacio¿n de un dispositivo de equilibrado de tensio¿n, al mismo tiempo que se realiza la carga de la bateri¿a (MODO BALANCEO) reduce enormemente el riesgo del proceso de carga, e¿ste es el mejor seguro que puede adquirir para estar tranquilo con las bateri¿as LiPo.

También es muy aconsejable utilizar mientras volamos un avisador acústico que nos da la alarma cuando bajemos del voltaje por celda programado.

 

Clasificación de las baterias lipo según voltaje nominal (media carga o estado óptimo de almacenamiento)

 

Por segmento:

1S un segmento de 3,7V -----------total 3,7V

2S dos segmentos  de 3,7V -----------total 7,4V

3S tres segmentos  de 3,7V -----------total 11,1V

4S cuatro segmentos  de 3,7V -----------total 14,8V

5S cinco segmentos de 3,7V -----------total 18,5V

6S seis segmentos  de 3,7V -----------total 22,2V

 

Por capacidad en cada segmento medido en mha/h:

500mha

1000mha

1500mha

2000mha

¿...........16000mha

 

àLas C, es un ratio adimensional que puede indicarnos el flujo máximo en condiciones de seguridad, que puede admitir la batería para cargarse o descargarse. Típicamente, son 2 ratios diferentes, y el de descarga es más importante.

Por indice de descarga medidos en C:

Es el maximo de descarga de la capacidad en una unidad de tiempo.

 

Ratio de Descarga     Tiempo para descargar

  1C                     1    hora

  2C                     30  mins

  4C                     15  mins

  8C                     7.5 mins

 20C                    3    mins

  

5c (tramisores y otros con consumo bajo)

10c

25c

30c

35c

40c

45c

60c

90c......

 

Para estimar qué batería es la idónea a nuestro aeromodelo, tenemos que contabilizar el número de esc y sus características. Tenemos 4 esc de hasta 20 A (máximo amperaje que suministran al 100% de throttle (o aceleración), que suele ser un máximo ideal que no se alcanza nunca en vuelo. Por lo que teóricamente como máximo alcanzará un consumo de 20Ax4= 80A instantáneos. Ahora, las especificaciones de la batería nos marcará si podrá suministrarnos ese ratio de descarga instantáneo. Para ello usaremos las C de descarga y los mA reconvertidos a Amperios. En nuestra batería de 3300mA son 3.3A a un ratio de 30C que si los multiplicamos entre sí, nos dará el pico máximo posible a suministrar: 99A, Como está por encima de lo que requieren los ESC, está bien diseñado para no quedarse cortos de potencia o calentar la lipo en demasia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Controladora de vuelo

Se podria decir que es el cerebro del multicoptero.

Su funcion es controlar la velocidad de los motores en funcion de modo de vuelo, valores de entrada desde el receptor de control remoto, valores de los sensores como barometro giroscopo acelerometro estabilizando el modelo en el aire.

Mediante los valores dados por las distintas entradas la controladora de vuelo o FC (Flight  Controler) varia a señal que manda a cada variador (esc) donde la señal mudulara la velocidad de cada motor dando el angulo deseado de vuelo de modelo y direccion del mismo.

En lo comun las controladoras de vuelo estan compuestas por giroscopos electrónicos de 3 a 6 ejes, acelerometros de 3 a 6 ejes, barometro, magnetometro , unidad gps y incluso dispositivo Sonar.

 

La comunicación de la controladora y el receptor pude ser de tres tipos Sbus, PPM y tradicional.

Sbus: es el modelo de comunicación que utiliza la marca Futaba donde la comunicación se transmite por tres cables + , -,señal.

Todos los controles del receptor transitan por el cable de sañal ahorrando cableado. ademas de ganar en sencillez ahorrando unoa media de 5 cables

Los incovenientes son: A mayor numero de canales se produce una ligera latencia que ronda los 18 ms. No todas las controladoras poseen Sbus.

 

PPM:Modelo de comunicación muy similar al Sbus. Lo usan infinidad de marcas y es compatible con la gran mayoria de controladoras.

 

Tradicional: La comunicación entre la controladora de vuelo y el receptor se dispone de tres cables por canal  (+ , - , señal) si tenemos 7 canales en uso podemos ver la cantidad de cables que debemos instalar.

Este metodo apenas posee latencia.

Poco a poco se esta sustituyendo este metodo por PPM y Sbus.

 

 

GPS

La unidad gps ofrece soluciones de seguridad y precision de vuelo al multirrotor.

 

-Mediante la conexión con varios satelites gps ofrece la posibilidad de vuelta al lugar de despege (RTH) en caso de fallo en la conexión entre emisor y receptor de radio.

-Aterrizaje automatico por falta bajo voltaje en bateria.

-Posicion fija del multicoptero en el aire (estacionario o hold position)

-Control inteligente de orientación (IOC).

-Vuelo por coordenadas (WAYPOINTS).

La funcionalidad del GPS es improbable sin la ayuda de la Brujula y compas que suele ir instalado dentro de la unidad GPS según modelo.

 

 

 

Chasis

 

Estructura rigida donde se acomplan diferentes partes del modelo y donde apoyan la mayoria de elementos del multicoptero.

Usualmente el chasis o Frame va unido a unas extensiones llamadas brazos donde apoyan los motores en su parte mas separada del centro del chasis.

Su composicion suele ser de materiales ligeros y rigidos como aluminio, carbono, fibra de vidrio, plastico o la convinacion de estos.

Existen infinidad de modelos y formas para cada tipo de multicoptero.

 

 

Brazos

 

Los brazos o Arms van atornillados al chasis  dando la forma al multicoptero y definiendolo como Octo Hexa Quad según el numero de arms.

 

En el extremo opuesto de la union con el chasis esta la bancada del motor donde se atornilla mediante 4 tornillos dando a este una fijacion rigida.

 

Helices

           

Las helices de nuestro multicoptero daran propulsion a este mediante el giro solidario de la helice al motor.

Con el giro de hélice se creara un diferencia de presion entre la parte superior  y inferior de la misma gracias a sus palas curvas haciendo volar el modelo.

 

Las helices se pueden clasificar por:

-Cantidad de palas:Pudiendo ser bipala(lo mas usual) tripala o tetrapala.

-Medida de paso y longitud: El paso es el angulo de ataque de la helice en su angulo largo.La longitud es el total del largo de la helice.

Ambas medidas suele nombrarse en pulgadas.

 

La elección de estas medidas vendra dada por las caracteristicas del modelo y sus componentes como motor, bateria, peso conjungandolas con las recomendaciones del fabricante del motor.

 

-Material: Fibra de Carbono, Fibra de vidrio, ABS, Nylon/Carbono, Madera.

-Sentido de giro: Dependiendo del sentido de giro para vuelo CW(sentido de las agujas de reloj) CCW(sentido contrario de las agujas del reloj)

-Tipo de subjecion al motor: En lo general suele ser un solo agujero en el centro de la helice, donde pasara el esparrago del eje del motor terminando la fijacion con el roscado de una tuerca en el esparrago roscado.

 

Hoy en dia estan apareciendo nuevos sitemas mas simples y seguros como la conexión T-Motor y la helice autorroscable.

 

EMISORA Y RECEPTOR: Turnigy 9xR y 8ch FrSKY 2.4GHz

 

 

CARGADOR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ASISTENTE NAZA LITE:

 

 

Conecta el mando y después el multicoptero sin las hélices. Conecta el cable micro-usb al PC.

Para iniciar el software, pulsar SKIP.

 

 

 

 

Esta es la venta resumen, donde podremos observar las distintas configuraciones sobre nuestra controladora que acontinuación describiremos en sus pestañas correspondientes.

-Tipo de aeromodelo.

-Posición del GPS frente al centro de gravedad de la controladora de vuelo.

-Tipo de receptor linkado.

-Ganancias de actuación.

-Calibración de los canales de la emisora.

-Activación y tipo de failsafe.

-Velocidad y corte de motor.

-Configuración para gimbal.

-Actuación y calibración de niveles de protección para batería baja.

 

 

Ahora, procedemos a entrar en la pestaña BASIC.

 

En la subpestaña AIRCRAFT escogeremos el estilo de frame de nuestro aeromodelo, como el nuestro es un H se comportará similar a el segundo tipo X.

 

 

Ahora, dentro de la subpestaña MOUNTING, es donde nos explica que si la controladora de vuelo va ir en el centro de gravedad de nuestro frame, a la hora de posicionar la baliza GPS que podremos colocarla en infinidad de posiciones, esas distancias en los 3 ejes de dimensión deberán verse reflejadas en los casilleros X, Y, Z, tal y como describe la imagen, aplicando polaridad positiva o negativa según el caso (arriba del derecho, abajo del revés, delante, atrás¿).

 

 

Seguimos en BASIC, ahora en la subpestaña RC, donde calibraremos por software el radioenlace de los canales de la emisora con el receptor. Primero tendremos que marcar el tipo de receptor que usaremos, en nuestro caso y lo más típico es tipo PPM (modulación por posición de pulso, que no es más que una señal digital con amplitud y ancho del pulso fijo y cuya posición es variable en el tiempo, esta información se sincroniza con un reloj interno que trae la electrónica del receptor y emisor, y cuando están sicronizados, se define como señal linkada).

 

Aparte tenemos las barras de calibración de los 4 canales de vuelo (A, E, T, R): Alabeo, Cabeceo, Aceleración y Guiñada en ese orden. Pulsando REV podremos invertir el control del canal, y pulsando START mientras dejamos los sticks del mando centrados y los movemos a sus 4 esquinas, calibraremos. También podemos calibrar y comprobar los canales X1 y X2 que la controladora de vuelo NAZA puede o no utilizar según tu prefieras, para el pitch de un gimbal o cambiar modos de orientación (IOC).

En la barra control U establecemos el recorrido (mediante la emisora) de las funciones de vuelo: modo GPS (estacionario y con RTH), Failsafe (Error y Accion de Seguridad), Atti (estabilizado pero sin gps) y Manual (acrobático).

 

 

En la subpestaña GAIN, modificamos los valores de las ganancias para la respuesta de la controladora en el ajuste del control PID (proporcional, integral y derivativo) de los 4 movimientos clave: Pitch (cabeceo), Roll (alabeo), Yaw (guiñada o giro) y Vertical (subida vertical, correspondiente a accionar throttle/aceleración).

En Basic, modificamos cómo responde la controladora según nosotros mandamos la acción desde la emisora.

En Attitude, tendremos el valor de repuesta a esa acción en cuanto soltemos el control de la emisora.

 

Aquí, configuramos la frecuencia o ciclos por segundo de la señal pwm, haciendo que el motor gire más rápido o lento según nuestras necesidades, por defecto lo dejaremos en recomendado.

            La opción para elegir el corte de motor por defecto, la dejaremos en inteligente que aplicará un retraso temporal siendo más segura.

 

En esa pestaña, configuramos el tipo de FAILSAFE, que se activará si la emisora se queda sin batería, si el radioenlace pierde señal, o si se activa la protección de batería. Tendrá 2 acciones: atterizaje automático en cuanto se active o (si va con GPS y memorizó al despegue) realizará el RTH (return to home) elevación de 20m y en línea recta vuelta al punto de despegue y aterrizaje.

 

Recordemos que el multicoptero, es un híbrido entre avión y helicóptero. Estructuralmente se parece más a un helicóptero pero el control de vuelo es más similar al de un avión. Tenemos un morro que será el que marque siempre nuestro avance frontal. El control de orientación se puede o no activar modificando lo que la controladora considera morro y su avance frontal cambiará, e irá por el canal X2 que suele ocupar el 5, 6, o 7 de la emisora. Si se activa, desde la emisora podremos, dejarlo desactivado o activar el COURSE LOCK: el aeromodelo toma como referencia de morro (avance frontal) la posición de ese momento al activarse o el HOME LOCK (que toma como referencia la posición del mando emisor, muy útil para volarlo a simple vista en tercera persona).

 

PROXIMAMENTE

Si se usa avisador acústico, mejor desconectar. Si no, calibrar la batería y escoger tipo adecuado. Niveles aconsejados de alarma:

 

-1º Nivel (flasheo rojo continuo desde el led de estado): 11.1 (3.7v por celda)

-2º Nivel (se activa el RTH y comienza aterrizar automatico o podemos controlarlo, pero va perdiendo fuerza en la aceleración): 10.5 (3.5v por celda)

 

Calibración: solo si los valores por defecto no cumplen los umbrales. Dejar el puntero del ratón sobre el icono junto a las casillas ¿Mod¿ para descubrir dichos valores entre los que tiene que estar nuestro Giróscopo, Acelerómetro y Compass del GPS. En caso de que alguno falle, pulsar Basic Cali, dejando el multicoptero previamente sin hélices y en un sitio nivelado y plano fuera de interferencias electromagnéticas cercanas. Esperar a que termine con dicho mensaje y comprobar que los valores quedaron dentro de sus umbrales.

Tipos de motor hay muchos tipos en función de su aplicación: hidráulicos, de corriente continua, paso a paso (PAP), servomotores, etc. Nosotros nos centraremos en los ¿sin escobillas¿ o brushless que son los que  actualmente dominan el mercado en este tipo de aplicaciones, debido al conjunto de dimensiones, consumo eléctrico y torque (momento de fuerza angular) que nos brindan.

 

 

 

 

Motores Brushless

Motores que mantienen un eje fijo (stator) con un bobinado en su radio interior por el que circulará corriente electromagnética haciendo girar un rotor inducido por unos polos magnéticos en su radio exterior y que lleva la hélice. Nos centraremos en el motor tipo outrunner.

Existen dos tipos a señalar Inrunners y Outrunners.

Inrunners: el bobinado o estator(inductor) esta fijado en la carcasa y envuelve al rotor(inducido). El rotor es solidario al bastago y se compone de imanes normalmente de neodimio.

 

       
   
 
 

 

Outrunners: el rotor(inducido) es una carcasa  en la que van posicionados los imanes, envolviendo al estator(inductor) que permanece fijo.

 

       
   
 
 
 

 

Vamos a empezar por lo más básico, trabajamos en corriente continua, por lo tanto: ¿Cómo funciona un motor eléctrico de corriente continua? Un motor eléctrico sencillo de corriente continua se mueve debido a que existe un campo electromagnético que atrae el lado opuesto del rotor hasta que llega a una determinada posición donde unas escobillas (1 y 2) en contacto con el positivo y tierra cambian la polaridad para que de nuevo sea atraído el lado opuesto del rotor y así crear un movimiento continuo.

 

Problema de las escobillas:

En motores grandes: Ningún problema, todo funciona perfectamente con un gran rendimiento ya que el rozamiento es despreciable.

En motores pequeños: Las escobillas, ejerciendo un rozamiento mínimo hacen que disminuya de gran forma el rendimiento e impiden realizar motores pequeños de mucha potencia.

 

Por lo tanto, para un proyecto como el nuestro donde necesitamos motores pequeños, vamos a tener que eliminar las escobillas.

Existen comercialmente motores sin escobillas, no dejan de ser maquinas eléctricas normales pero, ¿Que ocurre con las máquinas eléctricas? Que funcionan con corriente alterna y nuestra batería entrega corriente continua. Vamos a tener que conseguir corriente alterna para que funcionen estos motores (Lo ideal es que fuera sinusoidal, aunque en la practica se utilizarán PWM (Pulsos de Anchura Modulada)).

Aquí es donde entran en juego los variadores o ESC (electronic speed controller) que son los encargados de convertir la corriente continua (DC) proveniente de la batería y alternarla en 3 fases para alimentar el motor (AC). Aparte, la señal pwm es la encargada del accionamiento y control de la corriente sobre el motor. Nota: Suele utilizarse trifásica para este tipo de motores.

 

 

Detalle del rotor y estátor de un motor brushless

Estos motores sin escobillas permiten que consigamos un gran rendimiento y una gran potencia a cambio de un gran consumo. Debido a esto, tenemos que utilizar baterías Lypo (Polímero de litio), son baterías con poca densidad de energía en comparación con otras pero con una característica única, pueden entregar muchísima potencia ya que los motores brushless necesitan del orden de 10 A a 11 v.

Existen muchos más tipos de baterías dentro del mundo radiocontrol, como las Ni-Mh (Ni-Cd han quedado retiradas debido a la toxicidad del cadmio), Li-Ion (más usadas en móviles y portátiles) y Li-Fe. Ninguna de las 3 nos brinda una carga tan rápida y una tasa de descarga de elevado amperaje como las Li-Po.

 

Kv, la característica básica de un motor brushless:

Esta constante (Es casi una constante) significa simplemente la cantidad de vueltas (RPM) que da el motor por cada voltio de continua aplicado al ESC (a máxima potencia). Es decir que si a un motor de 1100 Kv le aplicamos 11,1v  funcionará a 12210 RPM como máximo (Con el ESC se puede disminuir). Esta es su velocidad nominal y nunca subirá más velocidad a no ser que aumentemos la diferencia de potencial (Voltaje).

En el motor que montaremos obtendremos algo más de 10400 rpm.

 

Características que son una ventaja:

-Mayor eficiencia (menos perdida por calor)

-Mayor rendimiento (mayor duración de las baterías para la misma potencia)

-Menor peso para la misma potencia

-Requieren menos mantenimiento al no tener escobillas

-Relación velocidad/par motor es casi una constante

-Mayor potencia para el mismo tamaño

-Mejor disipación de calor

-Rango de velocidad elevado al no tener limitación mecánica.

-Menor ruido electrónico (menos interferencias en otros circuitos)

 

En los motores hay que prestar atención a su dimensiones físicas, y en sus especificaciones técnicas a el máximo amperaje que puede soportar el bobinado antes de desprenderse del barniz protector y quemarse. Al igual hay que prestar atención al eje o shaft para dedicarlo a una aplicación u otra (tipo de hélice, rueda, etc). Normalmente en dichas especificaciones suele proponer un tamaño de hélice (ancho de pala en pulgadas) y voltaje adecuado para alimentarlo. Así el número 2213 de nuestro motor determina las dimensiones físicas del motor y shaft concretas que usará. Otra característica a tener en cuenta es el rendimiento de thrust o empuje (normalmente indicado en gramos). Cada motor a usar tendrá un umbral entre 300gr y 600gr, por lo que si balanceamos y somos eficientes terminando el aeromodelo en un peso comedido, obtendremos un tiempo de vuelo fabuloso ( ideal sería 1.6kg de peso final en el aeromodelo para obtener unos 15min).

 

Si sobrepasamos el empuje por motor, lo que ocurrirá es que drenaremos más rápido el amperaje contenido en la batería, descargándola antes y por tanto volando menos tiempo.

 

 

 

 

 

 

 

 

Variador (ESC)

 

El electronic speed controller no es más que un Variador de potencia, su principal objetivo es transformar la corriente continua de la bateria en corriente alterna para el motor. Dicha conversion sera variable en su fase alternada por una señal de onda cuadrada (pwm) venida de la controladora de vuelo que manipulara la velovidad posible del motor.

Los varidores se pueden clasificar por:

-Su amperaje maximo 3,10,12,18,30,40,45......Amperios

-Con Bec/OPTO

-Minimo/maximo voltaje de entrada

 

El esc tiene varias posibilidades de programacion interna como flashearlos (Timing) para que su control vaya a una tasa de refresco de mayores hercios o por ejemplo programar el corte/disminucion de potencia de seguridad bajo voltaje(para proteger las lipos).

 

 

 

Numero de celdas lipo/nh connectadas. 1S 2s 3s 4s 5s 6s sueles ser automatico. Sentido de giro del motor. A favor de las agujas de reloj CW y sentido contrario a las agujas del reloj CCW (antihorario).

 

Esta opcion viene por de defecto CW. Algunos esc tienen la opcion de programarlo digitalmente, en la mayoría, habrá que cambiar de posición dos de los tres cables que van al motor (el central siempre al medio). Si queremos que gire a derechas dejamos fijo el central y cruzamos los extremos, si queremos que gire a izquierdas, conectamos los 3 cables de motor frontalmente y de manera recta al ESC.

Existen otros frimwares para esc que ya vienen con cw o ccw por defecto pudiendo comprar dos cw  y otros dos ccw.

 

 

Placa de distribucion electrica o PDB (power distribution board)

Es una placa de circuito impreso simple (a una cara), normalmente hecha en baquelita o fibra de vidrio que posee unas pistas de cobre que conforman un circuito electronico para 2 o 4 polos normalmente, el cual posee numerosos contactos positivos y negativos en paraleleo para distribuir la energia de la batería principal y/o auxiliares para alimentar a todos los elementos necesarios, principalmente a los variadores becs y controladora( y cualquier elemento con la necesidad como el equipo fpv) sin necesidad de hacer un montaje engorroso enseriando y empalmando cableado. Estos agujeros o islas de cobre donde se inserta el cable y se suelda se llaman PADS.

 

El voltaje de  distribucion sera igual en todos los puntos. Por ejemplo una bateria cargada de 3s tendra una diferencia de tension(voltaje) de 12,6 voltios (cargada), esto sera igual en todos sus puntos + - lo cual tendremos que tener en cuenta a la hora de conectar nuestros dispositivos a ella. Seguramente tendremos dispositvos que funcionen a 5v o 6v y otros a 12v, este caso tendremos que instalar becs o reguladores de tensión con las caracteristicas necesarias de voltaje y amperaje. Según se vaya soldando, es muy recomendable utilizar la prueba de continuidad con el multímetro y comprobar que no hemos confundido la polaridad.

 

Baterias Lipo

 

Existen una gran variedad de baterias en el mercado pb,nimh,lipo.life,lico,liS, pero el mundo del aeromodelismo y de los multirrotores en concreto, la mas usada por caracteristicas comentadas, es la de polimero de litio. Todas las baterías en sí, están formadas por unas armaduras que contienen un dieléctrico y un electrolito. La disposición y el tipo será lo que marque una tecnología u otra.

 

 

Para reunir una tensión eléctrica suficiente, las baterías se conforman por celdas de poco voltaje cada una y que apilándo celdas del mismo tipo y características en serie conseguimos una mayor.

 

El dato mas destacable es la cantidad de energia de salida y su peso, siendo este la casi mitad que las de nimh. Un punto de desventaja es el número de ciclos de carga y descarga de su vida útil si las comparamos con otra tecnología puntera en batería como LiFe.

 

Otra caracteristica positiva, es que en el sistema de carga es más rápido y no brinda causar el efecto ¿memoria¿ (la batería va aprendiendo sus límites mínimo y máximo energético, reduciéndose con el tiempo). Esto hace innecesario descargar la bateria al completo antes de cargarla y alargando asi su vida util en ciclos de carga-descarga.

 

Se ha de constar su delicadeza ya que existe un punto minimo por celda en voltaje del cual no debe bajar (entre 2.7-2.8v se destruye, pudiendo incendiarse y ocasionar daños ya que es flamíguera), por lo que nunca se recomienda bajarlas por debajo de 3.3v por celda, queriendo decir que una batería 3s (11.1v nominales y cargada a 12.6v) no deberá descargarse por debajo de 9.9v o reduciremos su vida útil y los calentamientos en exceso provocarán que se infle, pudiendo entrar en riesgo que el litio interno entre en contacto con el aire y provoque una llamarada virulenta. Desde este curso, queremos aconsejar que nos las descargueis por debajo de 10.5-10.6 (3.5 v por celda) ya que la tasa de descarga en las lipos no conforma una régimen lineal sino más bien logarítmico, queriendo decir que la corriente eléctica almacenada se descargará mucho más rápido a tensiones menores que mayores a 10.5v. Entramos en riesgo de que nuestro aeromodelo se quede sin un drenaje energético suficiente y vaya perdiendo fuerza hasta caer.

 

 

Las medidas de seguridad en el trato, almacenaje y carga de las baterias lipo debe ser riguroso y constante. Debemos evitar golpes y caídas que provoquen abolladuras y rasguños, así como calentamientos excesivos. Lo ideal, es utilizar una bolsa ignífuga mientras se carga y para su transporte.

 

Recuerda que puedes poner dos baterías en paralelo (manteniendo el mismo voltaje, pero aumentando la capacidad en miliamperios del pack total) siempre y cuando sean baterías del mismo tipo exactamente y estén al mismo nivel de carga, sino estresaremos en exceso la batería menor, degradándola.

 

Los conectores que traerá nuestra batería son el conector de descarga XT60 (amarillo) y el conector de carga balanceada JST-XH (blanco), este último conector será más grande por tener más pines si utilizamos baterías de mayor voltaje o menor en caso contrario. Mínimo será 2s.

 

A continuación una serie de instrucciones de uso y carga de este tipo de baterías (recuerda no cargarla justo al terminar de usarla pues estará caliente y puede inflarse e incendiarse):

 

Nunca deje abandonada una bateri¿a en carga ra¿pida, esto no so¿lo aplica a las LiPo sino a cualquier otra tecnologi¿a. Permanezca cerca de la bateri¿a y compruebe su estado de vez en cuando.

  • El punto anterior se ampli¿a a todos los regi¿menes de carga cuando se trata de una bateri¿a LiPo.
  • Una bateri¿a LiPo so¿lo debe cargarse con un cargador disen¿ado especi¿ficamente para dicha bateri¿a, si utiliza un cargador de bateri¿as Ni-Cd o Ni-MH para cargar bateri¿as LiPo, e¿stas se destruira¿n, existiendo adema¿s riesgo de fuego y/o explosio¿n.
  • Las bateri¿as LiPo pueden arder si se emparejan elementos de distinta capacidad o voltaje, tambie¿n si algu¿n elemento esta¿ dan¿ado, por fallo del cargador, configuracio¿n incorrecta del cargador y otros factores.
  • Utilice siempre el voltaje de carga adecuado. Las bateri¿as LiPo pueden arder si se conectan a un cargador que suministre ma¿s de 6 voltios por elemento. Incluso si el cargador es especial para LiPo, si se equivoca al configurar el nu¿mero de elementos puede provocar esta situacio¿n.
  • Asegu¿rese siempre de que el cargador este¿ funcionando correctamente y su configuracio¿n sea correcta.
  • Cargue siempre sus bateri¿as LiPo en un lugar donde no puedan causar dan¿o, no importa lo que suceda. Por ejemplo sobre un suelo de terrazo y lejos de muebles y cortinas.
  • Nunca cargue una bateri¿a montada en su aeromodelo. Una bateri¿a LiPo caliente puede incendiar la madera, foam o pla¿stico.
  • Nunca cargue una bateri¿a dentro de su coche, o en el habita¿culo del motor de su coche.
  • Nunca cargue una bateri¿a sobre una mesa de madera, o sobre cualquier material inflamable.
  • Si no dispone de un lugar suficientemente seguro, como se describio¿ en los puntos

anteriores, donde cargar sus bateri¿as LiPo, busque un recipiente o caja igni¿fugo y aislante ele¿ctrico y coloque en su interior las bateri¿as en proceso de carga. Por ejemplo, puede utilizar un recipiente cera¿mico, la cera¿mica es un buen aislante ele¿ctrico, igni¿fuga y muy resistente al calor.

  • Nunca cargue sus bateri¿as LiPo al sol, podri¿an alcanzar una temperatura elevada y deteriorarse.
  • Si su aeromodelo se ha estrellado: a) Saque la bateri¿a del aeromodelo. b) Inspeccione cuidadosamente la bateri¿a, busque cortocircuitos en el cableado o

conexiones, si tiene dudas proceda a cortar todo el cableado del paquete de bateri¿as. c) Desmonte el paquete eliminando la funda de pla¿stico termorretra¿ctil que lo recubre. d) Inspeccione los elementos en busca de abolladuras, grietas y fisuras. Desha¿gase de las elementos dan¿ados como se describe a continuacio¿n.

  • Co¿mo deshacerse de elementos/paquetes de bateri¿as LiPo:

a) Descarga: con la bateri¿a en un a¿rea segura, conecte una resistencia moderada a los terminales de la bateri¿a hasta que e¿sta se descargue (unos 5 ¿ y 5W por cada elemento serie, por ej. para una bateri¿a 3s1p se utilizari¿a una resistencia de 15 ¿ y 15W). Tenga cuidado, la bateri¿a se puede sobrecalentar.

b) Destruccio¿n: perfore la envoltura de pla¿stico de cada elemento, sumerja la bateri¿a varias horas en agua salada. Ahora ya puede tirarlas a la basura normal.

  • Una bateri¿a que ha sufrido deformaciones o dan¿os a consecuencia de un golpe u otra causa, si todavi¿a parece estar en buen uso debe tenerla en ¿cuarentena¿, transpo¿rtela y gua¿rdela en una caja o recipiente igni¿fugo de seguridad, tenga especial cuidado durante la carga de la misma y no baje la guardia durante las siguientes media docena de cargas.
  • Maneje las bateri¿as con cuidado ya que pueden suministrar corrientes elevadas si se cortocircuitan. Cortocircuitar una bateri¿a de alta capacidad con un anillo podri¿a amputarle el dedo, por ejemplo.
  • Guarde siempre sus bateri¿as en lugar seguro, donde no puedan cortocircuitarse y no este¿n al alcance de los nin¿os.
  • Transporte sus bateri¿as de repuesto en caja igni¿fuga y aislante ele¿ctrico, asegu¿rese que las bateri¿as no pueden moverse durante el transporte y que sus terminales no pueden tocarse.
  • Cuando construya un paquete, use so¿lo elementos de la misma capacidad (mAh). Tras el uso continuado de un paquete, compruebe perio¿dicamente (una vez cada 20 descargas) cada elemento una vez descargado y verifique que la diferencia de voltaje de un elemento a otro no supera 0.1 V. Si un paquete esta¿ desequilibrado (diferencias de potencial superiores a 0.1 V entre elementos) restaure el equilibrio cargando cada elemento por separado hasta 4.2 V y luego continu¿e la carga del paquete completo.
  • Construya siempre sus paquetes de bateri¿as con dos cableados y conectores diferentes, uno para carga/descarga del paquete y otro para monitorizacio¿n de cada elemento individual, este u¿ltimo requisito no precisa cableado de gran seccio¿n, los cables de servo son perfectamente adecuados, el nu¿mero de hilos necesario es, obviamente, el de elementos ma¿s uno.
  • No conecte en paralelo ma¿s que elementos individuales. Por ejemplo, si necesita una bateri¿a 3s2p, no conecte en paralelo dos bateri¿as 3s sino que conecte primero 3 juegos 1s1p y posteriormente conecte en serie los tres juegos citados. Al conectar dos elementos en paralelo se comportan como uno solo, es al conectarlos en serie cuando se corre el riesgo de que alguno de ellos se desequilibre con el tiempo, si conecta en paralelo 2 bateri¿as 3s1p tendra¿ 6 elementos que pueden desequilibrarse, pero si realiza el paralelo elemento a elemento so¿lo habra¿ 3 elementos que se puedan desequilibrar.
  • Nunca deje una bateri¿a conectada al cargador apagado, por ejemplo para continuar la carga ma¿s adelante. Al apagar el cargador la bateri¿a comenzara¿ a descargarse a trave¿s de e¿l y quedara¿ totalmente descargada en una o dos semanas, resultando en una bateri¿a totalmente inutilizada o con dan¿os que acortara¿n su vida u¿til notablemente
  • Nunca deje una bateri¿a conectada al variador, ni siquiera si ha apagado el interruptor de e¿ste, al cabo de pocos di¿as la bateri¿a se descargara¿ a trave¿s del variador, pudiendo quedar totalmente descargada (inutilizada) o sufrir dan¿os que acortara¿n su vida u¿til notablemente.
  • Si una bateri¿a se ha descargado muy por debajo de los 3V por elemento, sobre todo si ha permanecido di¿as en esas condiciones, se incrementa sustancialmente el riesgo de la tensio¿n de sus elementos se desequilibre. En el supuesto de que la bateri¿a pueda recuperarse, en algunas ocasiones ya no vuelve a aceptar carga, hay que prestar gran atencio¿n al equilibrado de tensio¿n de los elementos para evitar que, durante el proceso de recarga, pueda explotar o incendiarse por sobrecarga de alguno de los elementos.
  • Se recomienda fuertemente la adquisicio¿n de circuitos equilibradores de tensio¿n, e¿stos se conectan al cable auxiliar de motorización antes descrito y realizan automa¿ticamente el chequeo de tensio¿n y equilibrado de elementos.
  • Se recomienda la utilizacio¿n de circuitos limitadores de tensio¿n cuando se cargan paquetes de elementos conectados en serie, aunque los cargadores para bateri¿as de litio ya cuidan especialmente este para¿metro, nunca esta¿ de ma¿s una seguridad adicional. Si adquiere un limitador de tensio¿n asegu¿rese que sea compatible con su cargador, algunos cargadores no los admiten y, como mi¿nimo, podri¿an destruir el limitador en cuestio¿n de segundos. El uso de un circuito limitador de tensio¿n no le libera de realizar un chequeo perio¿dico del equilibrio de tensio¿n entre elementos, como se describio¿ ma¿s arriba.

 

 

Tras haber lei¿do todo esto, usted habra¿ deducido que las bateri¿as LiPo son poco menos que una demoni¿aca bomba de relojeri¿a, nada ma¿s lejos de la realidad, tenga en cuenta que las normas de seguridad siempre tienen que ver el lado ma¿s oscuro y ponerse en el peor de los casos.

Si bien es cierto que se han registrado casos de coches y casas incendiados por falta de cuidado en el manejo de estas bateri¿as, tambie¿n lo es (y conozco un caso en mi propio Club) que lo mismo puede suceder, aunque ma¿s improbable, al cargar bateri¿as de Ni-Cd o Ni-MH.

En una situacio¿n de sobrecarga, lo normal es que una bateri¿a LiPo no explote o arda sino simplemente se infle como un globo, si esto sucede desha¿gase de ella. Explosio¿n o fuego so¿lo es probable que ocurra por sobrecalentamiento a consecuencia de cortocircuito prolongado o fuerte sobrecarga por utilizacio¿n de cargador inadecuado o configuracio¿n de elementos erro¿nea, y repito, estos factores tambie¿n pueden producir fuego en caso de bateri¿as de Ni-Cd o Ni-MH.

La utilizacio¿n de un dispositivo de equilibrado de tensio¿n, al mismo tiempo que se realiza la carga de la bateri¿a (MODO BALANCEO) reduce enormemente el riesgo del proceso de carga, e¿ste es el mejor seguro que puede adquirir para estar tranquilo con las bateri¿as LiPo.

También es muy aconsejable utilizar mientras volamos un avisador acústico que nos da la alarma cuando bajemos del voltaje por celda programado.

 

Clasificación de las baterias lipo según voltaje nominal (media carga o estado óptimo de almacenamiento)

 

Por segmento:

1S un segmento de 3,7V -----------total 3,7V

2S dos segmentos  de 3,7V -----------total 7,4V

3S tres segmentos  de 3,7V -----------total 11,1V

4S cuatro segmentos  de 3,7V -----------total 14,8V

5S cinco segmentos de 3,7V -----------total 18,5V

6S seis segmentos  de 3,7V -----------total 22,2V

 

Por capacidad en cada segmento medido en mha/h:

500mha

1000mha

1500mha

2000mha

¿...........16000mha

 

àLas C, es un ratio adimensional que puede indicarnos el flujo máximo en condiciones de seguridad, que puede admitir la batería para cargarse o descargarse. Típicamente, son 2 ratios diferentes, y el de descarga es más importante.

Por indice de descarga medidos en C:

Es el maximo de descarga de la capacidad en una unidad de tiempo.

 

Ratio de Descarga     Tiempo para descargar

  1C                     1    hora

  2C                     30  mins

  4C                     15  mins

  8C                     7.5 mins

 20C                    3    mins

  

5c (tramisores y otros con consumo bajo)

10c

25c

30c

35c

40c

45c

60c

90c......

 

Para estimar qué batería es la idónea a nuestro aeromodelo, tenemos que contabilizar el número de esc y sus características. Tenemos 4 esc de hasta 20 A (máximo amperaje que suministran al 100% de throttle (o aceleración), que suele ser un máximo ideal que no se alcanza nunca en vuelo. Por lo que teóricamente como máximo alcanzará un consumo de 20Ax4= 80A instantáneos. Ahora, las especificaciones de la batería nos marcará si podrá suministrarnos ese ratio de descarga instantáneo. Para ello usaremos las C de descarga y los mA reconvertidos a Amperios. En nuestra batería de 3300mA son 3.3A a un ratio de 30C que si los multiplicamos entre sí, nos dará el pico máximo posible a suministrar: 99A, Como está por encima de lo que requieren los ESC, está bien diseñado para no quedarse cortos de potencia o calentar la lipo en demasia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Controladora de vuelo

Se podria decir que es el cerebro del multicoptero.

Su funcion es controlar la velocidad de los motores en funcion de modo de vuelo, valores de entrada desde el receptor de control remoto, valores de los sensores como barometro giroscopo acelerometro estabilizando el modelo en el aire.

Mediante los valores dados por las distintas entradas la controladora de vuelo o FC (Flight  Controler) varia a señal que manda a cada variador (esc) donde la señal mudulara la velocidad de cada motor dando el angulo deseado de vuelo de modelo y direccion del mismo.

En lo comun las controladoras de vuelo estan compuestas por giroscopos electrónicos de 3 a 6 ejes, acelerometros de 3 a 6 ejes, barometro, magnetometro , unidad gps y incluso dispositivo Sonar.

 

La comunicación de la controladora y el receptor pude ser de tres tipos Sbus, PPM y tradicional.

Sbus: es el modelo de comunicación que utiliza la marca Futaba donde la comunicación se transmite por tres cables + , -,señal.

Todos los controles del receptor transitan por el cable de sañal ahorrando cableado. ademas de ganar en sencillez ahorrando unoa media de 5 cables

Los incovenientes son: A mayor numero de canales se produce una ligera latencia que ronda los 18 ms. No todas las controladoras poseen Sbus.

 

PPM:Modelo de comunicación muy similar al Sbus. Lo usan infinidad de marcas y es compatible con la gran mayoria de controladoras.

 

Tradicional: La comunicación entre la controladora de vuelo y el receptor se dispone de tres cables por canal  (+ , - , señal) si tenemos 7 canales en uso podemos ver la cantidad de cables que debemos instalar.

Este metodo apenas posee latencia.

Poco a poco se esta sustituyendo este metodo por PPM y Sbus.

 

 

GPS

La unidad gps ofrece soluciones de seguridad y precision de vuelo al multirrotor.

 

-Mediante la conexión con varios satelites gps ofrece la posibilidad de vuelta al lugar de despege (RTH) en caso de fallo en la conexión entre emisor y receptor de radio.

-Aterrizaje automatico por falta bajo voltaje en bateria.

-Posicion fija del multicoptero en el aire (estacionario o hold position)

-Control inteligente de orientación (IOC).

-Vuelo por coordenadas (WAYPOINTS).

La funcionalidad del GPS es improbable sin la ayuda de la Brujula y compas que suele ir instalado dentro de la unidad GPS según modelo.

 

 

 

Chasis

 

Estructura rigida donde se acomplan diferentes partes del modelo y donde apoyan la mayoria de elementos del multicoptero.

Usualmente el chasis o Frame va unido a unas extensiones llamadas brazos donde apoyan los motores en su parte mas separada del centro del chasis.

Su composicion suele ser de materiales ligeros y rigidos como aluminio, carbono, fibra de vidrio, plastico o la convinacion de estos.

Existen infinidad de modelos y formas para cada tipo de multicoptero.

 

 

Brazos

 

Los brazos o Arms van atornillados al chasis  dando la forma al multicoptero y definiendolo como Octo Hexa Quad según el numero de arms.

 

En el extremo opuesto de la union con el chasis esta la bancada del motor donde se atornilla mediante 4 tornillos dando a este una fijacion rigida.

 

Helices

           

Las helices de nuestro multicoptero daran propulsion a este mediante el giro solidario de la helice al motor.

Con el giro de hélice se creara un diferencia de presion entre la parte superior  y inferior de la misma gracias a sus palas curvas haciendo volar el modelo.

 

Las helices se pueden clasificar por:

-Cantidad de palas:Pudiendo ser bipala(lo mas usual) tripala o tetrapala.

-Medida de paso y longitud: El paso es el angulo de ataque de la helice en su angulo largo.La longitud es el total del largo de la helice.

Ambas medidas suele nombrarse en pulgadas.

 

La elección de estas medidas vendra dada por las caracteristicas del modelo y sus componentes como motor, bateria, peso conjungandolas con las recomendaciones del fabricante del motor.

 

-Material: Fibra de Carbono, Fibra de vidrio, ABS, Nylon/Carbono, Madera.

-Sentido de giro: Dependiendo del sentido de giro para vuelo CW(sentido de las agujas de reloj) CCW(sentido contrario de las agujas del reloj)

-Tipo de subjecion al motor: En lo general suele ser un solo agujero en el centro de la helice, donde pasara el esparrago del eje del motor terminando la fijacion con el roscado de una tuerca en el esparrago roscado.

 

Hoy en dia estan apareciendo nuevos sitemas mas simples y seguros como la conexión T-Motor y la helice autorroscable.

 

EMISORA Y RECEPTOR: Turnigy 9xR y 8ch FrSKY 2.4GHz

 

 

CARGADOR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ASISTENTE NAZA LITE:

 

 

Conecta el mando y después el multicoptero sin las hélices. Conecta el cable micro-usb al PC.

Para iniciar el software, pulsar SKIP.

 

 

 

 

Esta es la venta resumen, donde podremos observar las distintas configuraciones sobre nuestra controladora que acontinuación describiremos en sus pestañas correspondientes.

-Tipo de aeromodelo.

-Posición del GPS frente al centro de gravedad de la controladora de vuelo.

-Tipo de receptor linkado.

-Ganancias de actuación.

-Calibración de los canales de la emisora.

-Activación y tipo de failsafe.

-Velocidad y corte de motor.

-Configuración para gimbal.

-Actuación y calibración de niveles de protección para batería baja.

 

 

Ahora, procedemos a entrar en la pestaña BASIC.

 

En la subpestaña AIRCRAFT escogeremos el estilo de frame de nuestro aeromodelo, como el nuestro es un H se comportará similar a el segundo tipo X.

 

 

Ahora, dentro de la subpestaña MOUNTING, es donde nos explica que si la controladora de vuelo va ir en el centro de gravedad de nuestro frame, a la hora de posicionar la baliza GPS que podremos colocarla en infinidad de posiciones, esas distancias en los 3 ejes de dimensión deberán verse reflejadas en los casilleros X, Y, Z, tal y como describe la imagen, aplicando polaridad positiva o negativa según el caso (arriba del derecho, abajo del revés, delante, atrás¿).

 

 

Seguimos en BASIC, ahora en la subpestaña RC, donde calibraremos por software el radioenlace de los canales de la emisora con el receptor. Primero tendremos que marcar el tipo de receptor que usaremos, en nuestro caso y lo más típico es tipo PPM (modulación por posición de pulso, que no es más que una señal digital con amplitud y ancho del pulso fijo y cuya posición es variable en el tiempo, esta información se sincroniza con un reloj interno que trae la electrónica del receptor y emisor, y cuando están sicronizados, se define como señal linkada).

 

Aparte tenemos las barras de calibración de los 4 canales de vuelo (A, E, T, R): Alabeo, Cabeceo, Aceleración y Guiñada en ese orden. Pulsando REV podremos invertir el control del canal, y pulsando START mientras dejamos los sticks del mando centrados y los movemos a sus 4 esquinas, calibraremos. También podemos calibrar y comprobar los canales X1 y X2 que la controladora de vuelo NAZA puede o no utilizar según tu prefieras, para el pitch de un gimbal o cambiar modos de orientación (IOC).

En la barra control U establecemos el recorrido (mediante la emisora) de las funciones de vuelo: modo GPS (estacionario y con RTH), Failsafe (Error y Accion de Seguridad), Atti (estabilizado pero sin gps) y Manual (acrobático).

 

 

En la subpestaña GAIN, modificamos los valores de las ganancias para la respuesta de la controladora en el ajuste del control PID (proporcional, integral y derivativo) de los 4 movimientos clave: Pitch (cabeceo), Roll (alabeo), Yaw (guiñada o giro) y Vertical (subida vertical, correspondiente a accionar throttle/aceleración).

En Basic, modificamos cómo responde la controladora según nosotros mandamos la acción desde la emisora.

En Attitude, tendremos el valor de repuesta a esa acción en cuanto soltemos el control de la emisora.

 

Aquí, configuramos la frecuencia o ciclos por segundo de la señal pwm, haciendo que el motor gire más rápido o lento según nuestras necesidades, por defecto lo dejaremos en recomendado.

            La opción para elegir el corte de motor por defecto, la dejaremos en inteligente que aplicará un retraso temporal siendo más segura.

 

En esa pestaña, configuramos el tipo de FAILSAFE, que se activará si la emisora se queda sin batería, si el radioenlace pierde señal, o si se activa la protección de batería. Tendrá 2 acciones: atterizaje automático en cuanto se active o (si va con GPS y memorizó al despegue) realizará el RTH (return to home) elevación de 20m y en línea recta vuelta al punto de despegue y aterrizaje.

 

Recordemos que el multicoptero, es un híbrido entre avión y helicóptero. Estructuralmente se parece más a un helicóptero pero el control de vuelo es más similar al de un avión. Tenemos un morro que será el que marque siempre nuestro avance frontal. El control de orientación se puede o no activar modificando lo que la controladora considera morro y su avance frontal cambiará, e irá por el canal X2 que suele ocupar el 5, 6, o 7 de la emisora. Si se activa, desde la emisora podremos, dejarlo desactivado o activar el COURSE LOCK: el aeromodelo toma como referencia de morro (avance frontal) la posición de ese momento al activarse o el HOME LOCK (que toma como referencia la posición del mando emisor, muy útil para volarlo a simple vista en tercera persona).

 

PROXIMAMENTE

Si se usa avisador acústico, mejor desconectar. Si no, calibrar la batería y escoger tipo adecuado. Niveles aconsejados de alarma:

 

-1º Nivel (flasheo rojo continuo desde el led de estado): 11.1 (3.7v por celda)

-2º Nivel (se activa el RTH y comienza aterrizar automatico o podemos controlarlo, pero va perdiendo fuerza en la aceleración): 10.5 (3.5v por celda)

 

Calibración: solo si los valores por defecto no cumplen los umbrales. Dejar el puntero del ratón sobre el icono junto a las casillas ¿Mod¿ para descubrir dichos valores entre los que tiene que estar nuestro Giróscopo, Acelerómetro y Compass del GPS. En caso de que alguno falle, pulsar Basic Cali, dejando el multicoptero previamente sin hélices y en un sitio nivelado y plano fuera de interferencias electromagnéticas cercanas. Esperar a que termine con dicho mensaje y comprobar que los valores quedaron dentro de sus umbrales.

Empezando

Elaboración y grabación de contenido didáctico específico o selección de material
audiovisual acotado. Un muy buen punto de partida sería explicar el conexionado de
la placa microcontroladora, funcionamiento básico en vuelo (giróscopo, acelerómetro, barómetro, motores de continua y brushless), sistema de comunicaciones (2,4GHz y FPV en 5,8GHz), posibilidades en los sistemas de
telemetría (OSD, RSSI, amperímetro¿) dar a conocer los foros www.multicopters.es
y www.forodrones.com , los tutoriales de www.dronesdecarreras.com o el canal
DeDrones en YouTube.
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