Construye tu drone

Si eres entusiasta de este hobby, como yo... indudablemente querrás construir tu propio Drone! igualmente considero que toda la emoción nace desde el diseño inicial con dibujos a mano, que normalmente hago en mis tiempos libres.

Para comenzar, voy a proponer la construcción de un drone de cuatro motores (Quadcopter) con componentes básicos para mantener el costo lo más bajo posible, la idea es dominar un poco la técnica de fabricación y vuelo antes de entrar en diseños más complejos y costosos.


El primer paso en laconstrucción de tu Drone QuadCopter es el decidir para que lo quieres. Algunaspersonas sólo quieren pasear, algunos quieren llevar cámaras u otras cargasútiles, o hacer acrobacias aéreas, incluso algo más complejo como un Droneteledirigido automatizado, es muy importante tener claro el objetivo, porejemplo: un Drone acrobático no funciona bien para llevar carga útil pesada, yviceversa. Así que hay que tomar esta decisión antes que nada porque cada componentese esoge en base a ello, a continuación los componentes para un DroneQuadCopter básico:












 Es el "cerebro" detu Drone, su costo va desde $30 hasta unos cientos de dólares. La función básicaes el mantener el Drone en vuelo estable independientemente de la habilidad delpiloto, como se trata de tu primer Drone, voy a recomendar el controlador KK 2.0,es relativamente económico, versátil y fácil de configurar gracias a supantalla LCD con guías sencillas.











A continuación, tendremos queseleccionar un marco, este necesita ser lo suficientemente fuerte como parasoportar las fuerzas opuestas de los motores sin flexionar y hacer frente a losaterrizajes forzosos sin romperse. Al mismo tiempo, también debe ser losuficientemente ligero que sus motores pueden fácilmente levantarlo, y lo idealsería tener un pequeño perfil aerodinámico para evitar ser demasiado afectadopor el viento. Los marcos deben ser capaces de amortiguar las vibraciones y eventualmentecontar con soportes para colocar una cámara u otro equipo.


Si usted quiere que su Dronesea ágil y acrobático, busque o construya un cuadro ligero (alrededor de 350gramos, o menos si es posible) con una diagonal de motor a motor de 400-500mm.Los cuadros de carbono probablemente serán mejores.

Para aquellos que deseenllevar una pequeña cámara de video, la estabilidad y espacio para una cargaútil es lo más importante, en este caso busque un buen marco fuerte con unadiagonal de motor a motor de 450-700mm. Es posible que desee considerardiferentes configuraciones de forma, tales como H-quads o V-colas, con el finde tener los motores fuera del alcance del video.








La elección del motoradecuado es importante para un buen rendimiento en cualquier Drone, pero esespecialmente crítico en un QuadCopter, donde su Drone está literalmentecolgando en el aire, suspendido en virtud de los rotores. Con el gran número demotores disponibles, y la gama de diferentes tamaños, velocidades yespecificaciones para cada motor, la elección de motores adecuados puede seruna tarea desalentadora.


Para comenzar el proceso deselección básico, necesitamos calcular cuánto empuje será necesario paramantener la nave en el aire. La regla básica con multi-rotores es que susmotores deben ser capaces de producir dos veces el peso total de vuelo de lanave en el empuje. Este "margen de seguridad" se asegura de que susmotores serán capaces de responder rápidamente a sus entradas de control, odetener un decesenso vertical rápido, incluso cuando el voltaje de la batería sereduce con el tiempo.

Por lo tanto, la ecuación escomo sigue:

























anteriormente











Una vez que hayas elegido elmotor, también es necesario seleccionar el controlador de velocidad o “ESC”(Electronic Speed Control), afortunadamente, esta tarea es mucho más simple quela selección del motor.


Los ESC se clasificanprincipalmente para la cantidad de corriente que puede suministrarconstantemente al motor. Algunos también pueden tener una calificación de "Burst Current", pero estodebe ser ignorado por el momento. Para obtener el ESC correcto, primero determinael consumo de corriente máximo de las especificaciones del motor elegido, añadirun margen de seguridad del 10%, y buscar los ESC clasificados a por lo menosesta cantidad de corriente. También tendrá que comprobar que su ESC elegidoestá clasificado para el número correcto de células de la batería (generalmente3 células o 11.V) y asegurarse de que no es demasiado pesado.


Casi cualquier ESC trabajaráen su Drone, pero algunos funcionan mejor que otros. Algunos de los ESC demayor calidad son de una "frecuencia de actualización" más rápida -el número de veces (por segundo) a la que se comprueban nuevas instrucciones dela tarjeta de control y ajustar la velocidad del motor en consecuencia. Unritmo más rápido de actualización significa un mayor control, una respuesta másrápida a la entrada piloto y, en definitiva, una mayor estabilidad.


Considera que se necesitan 4ESC idénticos para tu Drone. Es posible volar un quadcopter con 4 ESCdiferentes, pero será más errático y mucho más difícil de controlar.

También puede considerar laposibilidad de comprar una tarjeta de programación para sus ESC. Esta herramientapequeña, de bajo costo te permitirá de forma rápida y fácil reprogramar los ESCque se comporten de manera incorrecta. No es obligatorio - se puede programarmanualmente los ESC - pero la tarjeta de programación hace las cosas másfáciles.












Seleccionar las hélices esun trabajo bastante simple, en teoría. Las especificaciones para tu motor debenindicar más o menos el tamaño que necesita, para crear el empuje que estásbuscando. Sin embargo, hay algunas complicaciones.

El problema principal esencontrar las hélices que están disponibles en ambos sentidos de giro, losQuadCopter tienen la mitad de los motores que giran en sentido de las agujas delreloj (CW), y la otra mitad que giran en sentido anti-horario (CCW), esto sehace para lograr un equilibrio estable del Drone.







Comienza con la hélice detamaño recomendado en las especificaciones del motor, pero no dudes enexperimentar con diferentes hélices, así notarás cómo afecta el rendimiento detu Drone. Podrás encontrar que la vida de la batería se puede ampliar hasta enun 15% simplemente por la búsqueda de la perfecta combinación de diámetro ypaso de una hélice.


Si decides experimentar, tencuidado de quemar tus motores, batería y ESC, la temperatura de estos puedesubir peligrosamente por sobrecargar de trabajo al usar hélices demasiadograndes.


Al comprar hélices,asegúrate de pedir por lo menos el doble de las hélices necesarias, son muy fácilesde romper cuando estás aprendiendo, afortunadamente son relativamente baratas cuandose compran en paquetes. Es muy frustrante no poder volar, simplemente por notener una hélice de repuesto.


Cada uno de sus nuevospropulsores (hélices) tiene que ser equilibrado antes de que sean utilizados entu Drone. Defectos leves en el proceso de fabricación pueden causar que unahoja de la hélice sea un poco más pesada que la otra, creando una vibracióncuando la hélice está girando rápidamente. Para equilibrar, simplemente añade oelimina peso de modo que ambas cuchillas sean el mismo peso. Esta tarea sólo setarda un minuto o dos con el equipo adecuado, y puede mejorar dramáticamente laestabilidad de su Drone al reducir las vibraciones que produce malestar en los sensoresdel controlador central. En este Blog explicaré como equilibrar una hélice.


También tenga en cuenta que algunasmarcas de hélices multi-rotor más populares están disponibles en múltiplescolores. La idea es que los 2 motores delanteros estén equipados con (porejemplo) hélices rojas, y los motores traseros estén equipados con un colordiferente. Esto ayuda al piloto a la orientación al saber qué camino estáapuntando el Drone, y en qué dirección es "hacia adelante". Esposible que desee hacer esto; es muy eficaz, pero para esto, tienes que tenersuficientes repuestos y a la vez de la dirección correcta (CW o CCW), ademásdel color adecuado, asì que puede ser caro. Hay otras formas, tales como diferentescolores o marcas en los “brazos” del marco, o el uso de LEDs, que pueden lograrun resultado similar.



Por último, hay muchaspersonas que utilizan hélices de 3 palas en Drone multi-rotor. Las principalesrazones para esto pueden ser el aumento "de tracción", debido a lamayor superficie de las hojas, el equilibrio mejora porque las cuchillas estánrepartidas alrededor del marco a 120 grados en lugar de 180, y la longitud de lahoja reducida (con un empuje equivalente) permite el paso del Drone por áreas de accesoreducido. En teoría, las hélices de 3 palas crean más fricción y son menoseficientes que las de 2 palas, pero la diferencia es a menudo lo suficientementepequeña como para ser notable. Se libre de probarlas y nos cuentas que tal teva!









Al elegir una batería, lasdos cosas principales que son de interés son la capacidad y peso. A primeravista, parece sencillo - una batería con mayor capacidad mantendrá su Drone enel aire por más tiempo. Sin embargo, las baterías con mayor capacidad sontambién más pesadas, lo que significa que sus motores tienen que trabajar másduro para mantener el Drone en el aire. Siempre existe el riesgo de obtenercapacidad de vuelo muy limitada por adquirir baterías demasiados pesadas.


El método que utilizaremospara decidir qué batería a utilizar es relativamente simple, recordemos que laregla de oro para elegir los motores es tener el doble de empuje que el pesodel Drone. Como la batería es el último componente que se escoge, podemos teneruna buena idea del peso del Drone, restamos el empuje total de los 4 motoresmenos el peso del Drone (incluyendo cargas útiles adicionales), la diferenciadebe alcanzar para las baterías de 3 cell.


Ten en cuenta que 4 motoresque funcionan al mismo tiempo pueden consumir una gran cantidad de corriente.Asegúrate de que la calificación de la batería C sea suficiente para soportar 4x la corriente máxima del ESC elegido.


No hay manera de saberexactamente el tiempo de cada vuelo de tu Drone o la vida útil de la batería.El peso, las condiciones de vuelo, el tipo de motor, el tamaño de la hélice yel estilo de pilotaje de cada piloto, son todos factores importantes paradeterminar estas variables.

Como punto de partida para escogerla batería, me gustaría sugerir una batería 3S con una capacidad de alrededorde 2700-3000 mAh. Puede que tengas que ajustar estos valores para adaptarlo alpeso y el empuje de tu Drone. Yo personalmente recomiendo el uso de bateríasTurnigy NanoTech, porque tener una buena calificación C y tienen una excelenterelación peso / capacidad.

















                     TU PRIMER DRONE.