Conceptos generales sobre drones


Índice:

  1. → Conceptos generales sobre drones.
  2. Material necesario y montaje de los componentes hardware.
  3. Mando RC y receptor. Programación en Arduino (código).
  4. MPU6050 y su programación en Arduino (código).
  5. Batería LiPo (código).
  6. Control de estabilidad y PID.
  7. Motores, ESC y su programación en Arduino (código).
  8. Calibración de hélices y motores (código).
  9. Software completo y esquema detallado (código).
  10. Probando el Software completo antes de volar.
  11. Como leer variables de Arduino en Matlab (código).
  12. Los mejores drones de 2018 | Comparativa y guía de compra.

En esta entrada voy a repasar muy por encima algunos conceptos básicos que necesitamos saber sobre el drone que vamos a construir.

  • Para definir la posición de nuestro drone mientras está en el aire vamos a utilizar los conocidos como ángulo de navegación, el Pitch, el Roll y el Yaw. Inclinando el drone sobre estos tres ejes haremos que se desplace en la dirección que nosotros queramos. Rotar en el eje Pitch hará al drone avanzar/retroceder, moverse en el eje Roll hará al drone desplazarse a la izquierda/derecha, y rotar sobre su eje Yaw hará que gire sobre su propio eje vertical. Además de estos tres movimientos, el drone también será capaz de subir o bajar, ganando o perdiendo altura:

Pitch roll yaw

Simplemente recordad los conceptos Pitch, Roll y Yaw, ya que aparecerán continuamente a los largo del este blog.

  • Existen dos tipos de configuración que podemos utilizar con un mismo frame (estructura) de quadcopter, la configuración ‘x’ y la configuración ‘+’. Las implicaciones de utilizar una u otra configuración son bastante importantes, ya que esta decisión definirá la orientación del sensor MPU6050 en el frame, pero tranquilos, analizaremos esto mas adelante en otro post. El drone que vamos a construir es uno de tipo ‘x’. Como vemos en las siguiente imagen, la configuración que seleccionemos implica que para realizar un mismo movimiento los motores implicados son diferentes. En la configuración tipo ‘x’, para poder avanzar es necesario acelerar los dos motores traseros y desacelerar los dos delanteros, es decir, actuar sobre los cuatro motores a la vez. De este forma el drone se inclina sobre su eje Pitch y conseguimos que avance:
dirección de movimiento del drone y rotación de los motores
Tipo ‘x’

Para una configuración tipo ‘+’ en cambio, solo disponemos de un motor trasero y uno delantero, quedando los otros dos en los laterales. De esta forma, para avanzar solo haría falta acelerar el trasero y desacelerar el delantero, quedando los dos motores laterales a velocidad constante. Estos motores actuarán después para desplazarse hacia los laterales, es decir, en el eje Roll:

drone tipo '+'
Tipo ‘+’

La rotación sobre el eje Yaw en cambio es independiente de la configuración. Si queremos girar en el sentido de las agujas del reloj, aceleramos los motores que giren en sentido contrario a las agujas del reloj. Más adelante y en otro post veremos cómo hacer que los motores giren en la dirección que nosotros queramos:

como controlar yaw de un drone


Continuar con la siguiente entrada:

  1. Conceptos generales sobre drones.
  2. → Material necesario y montaje de los componentes hardware.
  3. Mando RC y receptor. Programación en Arduino (código).
  4. MPU6050 y su programación en Arduino (código).
  5. Batería LiPo (código).
  6. Control de estabilidad y PID.
  7. Motores, ESC y su programación en Arduino (código).
  8. Calibración de hélices y motores (código).
  9. Software completo y esquema detallado (código).
  10. Probando el Software completo antes de volar.
  11. Como leer variables de Arduino en Matlab (código).
  12. Los mejores drones de 2018 | Comparativa y guía de compra.

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Walter
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Walter

Hola, ¿que tal?
Muchas gracias por subir tu proyecto. Soy Ingeniero de sistemas, pero siempre me apasionó la electrónica. Estoy analizando la posibilidad de hacer tu proyecto y me preguntaba lo siguiente. ¿Cuál es el peso total de tu drone? De ahí podré sacar otras conclusiones. Mi idea es en vez de comprar el frame, hacerlo yo. ¿Sabrías cuánto pesa exactamente el frame de tu drone?
¡Muchas gracias de antemano, excelente proyecto! Saludos desde Argentina.

arduproject
Admin

Puedes construirlo tu sin problemas, con una impresora 3D o de la forma que mas te parezca. Mi frame pesa 90gr.

Un saludo!

Lourdes
Guest
Lourdes

hola me gustaria realizar este proyecto para la escuela, hay algunas cosas que me cuesta conseguir, por ej Goolsky RC Mando a Distanca 2.4G 4CH Transmisor & Receptor Control Remoto, hace falta para realizarlo? muchas gracias!

arduproject
Admin

Buenas Lourdes, si, el mando es imprescindible… es la forma de controlar el drone. Con niños de que edad piensas desarrollar esto?? Quizás no sea un proyecto adecuado para hacer en la escuela, las aspas del drone pueden ser peligrosas y hay que tener cuidado, mas en prototipos hecho en casa como este.
Un saludo!