Todas las partes y componentes de los drones son vitales para un vuelo seguro y sin problemas. Conocer las partes de un avión teledirigido le dará más confianza mientras vuela. También sabrá qué componentes inspeccionar regularmente y las piezas de los aviones teledirigidos que son fáciles de reemplazar o actualizar.
Si tiene algún problema de vuelo, saber lo que hace cada componente de un avión no tripulado le ayudará enormemente a llegar al fondo de cualquier problema de vuelo.
Este artículo le proporcionará una gran visión general de todas las piezas y componentes de un avión no tripulado que encontrará en un avión no tripulado moderno y profesional.
El excelente diagrama de los componentes de los drones y la lista de componentes de los drones proviene de un artículo llamado anatomía de un dron de MakeZine. He añadido información y explicaciones adicionales junto con consejos para cada componente de UAV.
Al final de este artículo, tengo 2 vídeos estupendos. El primero muestra muy brevemente los componentes del drone y el segundo video muestra cómo construir un cuadricóptero de carreras junto con todos los componentes del drone necesarios.
Piezas y componentes de Drone – Visión general rápida
Explicación de las partes y componentes del dron
1. Hélices estándar
La hélice «tractor» son los puntales situados en la parte delantera del cuadrático. Estas hélices tiran del cuadricóptero por el aire como si fuera un tractor. Mientras que algunos drones como el DJI Phantom se ven más o menos igual desde cualquier ángulo, hay una parte delantera y otra trasera.
La mayoría de las hélices de los aviones teledirigidos están hechas de plástico y la mejor calidad de fibra de carbono. Por seguridad, también puede añadir protectores de hélices para aviones no tripulados que necesita, especialmente si vuela en interiores o cerca de personas.
El diseño de hélices es un área donde hay mucha innovación. Un mejor diseño de los puntales ayudará a que la experiencia de vuelo sea más suave y los tiempos de vuelo más largos. También hay una gran innovación hacia los puntales uav de bajo ruido.
Consejo: Siempre es una buena práctica inspeccionar los puntales antes de volar y llevar un juego extra en caso de que note algún daño en un puntal. Nunca vuele con un puntal dañado o doblado.
2. Hélices de empuje
Los hélices de empuje se encuentran en la parte trasera y empujan el UAV hacia delante, de ahí el nombre de «puntales de empuje». Estas hélices contrarrotativos anulan exactamente los pares de giro del motor durante el vuelo a nivel estacionario. La inclinación opuesta da corriente descendente. Estos pueden ser hechos de plástico con los mejores puntales de empuje hechos de fibra de carbono. También puede comprar protectores para las hélices de empuje.
Consejo: Igual que para los hélices del tractor. Inspeccione antes de cada vuelo y lleve un juego de repuesto.
3. Motores Brushless
Componente estándar para mototambores E1200 Prácticamente todos los mototambores de última generación utilizan un tipo de «superestructura» eléctrica sin escobillas, que es más eficiente, más fiable y más silencioso que un motor escobillado. El diseño del motor es importante. Los motores más eficientes ahorran batería y dan al propietario más tiempo de vuelo, que es lo que todo piloto quiere.
El diseño del motor Drone es muy emocionante en este momento. La gama alta de la DJI Inspire 1 lanzada a principios de este año es un nuevo diseño patentado. DJI desarrolló y patentó un nuevo imán curvado que se ajusta perfectamente alrededor del motor permitiendo que el motor funcione más eficientemente.
Consejo: Examine los motores con regularidad. Asegúrese de que estén limpios y libres de polvo. Conozca cómo suena su dron. Escúchalo. La mayor parte del sonido proviene de los motores. Si no suena bien, entonces examine su dron. Volar un par de metros desde el suelo y cerca de ti. Mira a ver si uno de los motores está fallando. No es una mala opción tener un motor o 2 de repuesto.
Consejo: Si está construyendo un dron desde cero, vea el video al final de este artículo.
Lea este artículo sobre cómo funciona y cómo vuela un cuadráptero. Este artículo muestra cómo un cuadricóptero vuela en cualquier dirección ajustando la dirección y velocidad de su motor / hélice. Cubre la configuración y el diseño del motor y de la hélice del cuadricóptero con algunos videos tremendos también.
4. Soporte del motor
El soporte del motor de los aviones teledirigidos a veces está integrado en los accesorios combinados con patas de apoyo o puede formar parte del bastidor del vehículo aéreo no tripulado. Hay bastantes piezas que son fáciles de reemplazar en la mayoría de los drones. Observe lo fácil que es cambiar el motor Parrot AR aquí. También notará que el soporte del motor forma parte de la cruz central del Parrot AR.
Consejo: Compruebe que los soportes del motor y las áreas cercanas a los motores no tengan grietas por tensión. Si encuentra grietas por tensión y su quadcopter está en garantía, entonces puede devolverlo y arreglarlo. Alternativamente, el fabricante puede tener algunos soportes para el motor del reforzador.
Consejo: Cuando reciba por primera vez su nuevo drone, también es bueno examinar las áreas alrededor de los soportes del motor o donde se usan tornillos. A veces, los tornillos se pueden enrollar demasiado apretados y realmente pueden agrietar el marco. Puede ser sólo una pequeña grieta, pero no se arreglan solos.
5. Tren de aterrizaje
Los drones que necesitan una gran distancia al suelo pueden adoptar patines tipo helicóptero montados directamente en el cuerpo, mientras que otros drones que no tienen carga útil suspendida pueden omitir el tren de aterrizaje por completo.
Muchos aviones teledirigidos que cubren grandes distancias, como el SenseFly eBee, el Trimble UX5 o el 3DR Aero-M, no tienen tren de aterrizaje y aterrizan perfectamente sobre su barriga.
La mayoría de los drones tienen un tren de aterrizaje fijo. Sin embargo, los mejores drones tendrán un tren de aterrizaje retráctil que les dará una visión completa de 360 grados cuando estén en el aire.
Consejo: Para la mayoría de los últimos drones se pueden comprar extensores de altura de patas. Si usted está volando en áreas donde hay hierba larga, entonces es una gran idea tener una gran alfombra de aterrizaje.
Drones de tren de aterrizaje retráctil
- DJI – Extendiendo alas S1000+, Inspire 1.
- Walkera – Voyager 3, Scout X4, QR X900.
Consejo: Examine su tren de aterrizaje y especialmente si ha tenido un aterrizaje brusco. Esto protege el avión no tripulado, la cámara o los sensores costosos.
Consejo: Si puede y se adapta a sus necesidades, compre un avión teledirigido con tren de aterrizaje retráctil. Entonces no tiene que preocuparse de que las piernas se interpongan en el camino de una gran foto o video. Con el tren de aterrizaje retráctil, manténgalo limpio y libre de polvo y suciedad. De esta manera, el tren de aterrizaje no se atasca.
6. Botavara
Las plumas más cortas aumentan la maniobrabilidad, mientras que las más largas aumentan la estabilidad. Las barreras deben ser difíciles de sostener en un choque, mientras que interfieren lo menos posible con la corriente descendente de apoyo. En muchos drones, la pluma es parte del cuerpo principal. Otros aviones teledirigidos tienen una botavara como pieza separada. El Parrot AR 2.0 tiene la pluma transversal central.
Consejo: Examine y asegúrese de que la pluma no se haya doblado, ya que esto afectaría a la capacidad de vuelo.
7. Parte principal del cuerpo del dron
Este es el eje central desde el cual las plumas irradian como los radios de una rueda. Alberga baterías, placas principales, procesadores de aviónica, cámaras y sensores.
Consejo: La mayoría de los drones no son impermeables, por lo que es vital que los componentes internos del cuerpo principal no se mojen. Un aterrizaje duro puede no romper el cuerpo del dron pero el choque podría dañar los componentes internos del dron en el cuerpo principal.
Consejo: Si no está familiarizado con la ingeniería electrónica y la soldadura, entonces es mejor no aprender en sus componentes internos, como la placa principal de su dron. Es más que probable que soldar algo dentro de su cuerpo principal anule su garantía. Una garantía generalmente cubre el UAV cuando sale de la fábrica.
Sin embargo, si usted sabe cómo soldar, entonces usted puede hacer algunas mejoras muy buenas a su drone. Aquí tienes un video muy útil con algunos consejos de soldadura.
8. Controladores electrónicos de velocidad (ESC)
Un controlador electrónico de velocidad o ESC es un circuito electrónico con el propósito de variar la velocidad de un motor eléctrico, su dirección y posiblemente también actuar como un freno dinámico. Convierte la energía de la batería de CC en CA trifásica para accionar motores sin escobillas.
Los Controladores Electrónicos de Velocidad son un componente esencial de los modernos cuadricópteros (todos ellos multirotores), que ofrecen alta potencia, alta frecuencia y alta resolución de CA trifásica a los motores en un paquete en miniatura extremadamente compacto.
El DJI Inspire 1, que utiliza nuevos controladores de velocidad electrónicos de impulsión sinusoidal para sustituir a la impulsión de onda más cuadrada de las ESC tradicionales, supuso un gran salto en la innovación de la ESC. El Inspire 1 va más allá utilizando un control de par de lazo cerrado y una redundancia funcional distinta, lo que añade una mayor eficiencia y fiabilidad a los motores.
Consejo: El ESC está dentro de la estructura principal del dron y la mayoría de los propietarios de drones no necesitarán hacer nada con ellos. Sin embargo, compañías como DJI, Yuneec y Parrot desarrollan drones que pueden ser personalizados. Si desea personalizar un dron, entonces es posible que el fabricante tenga un kit de desarrollo especial (SDK) para ese modelo. Con el SDK, entonces usted podría reprogramar los controladores electrónicos de velocidad y muchos otros componentes de los drones.
9. Controlador de vuelo
El controlador de vuelo interpreta la entrada del receptor, módulo GPS, monitor de batería, IMU y otros sensores a bordo.
Regula la velocidad del motor, a través de los ESCs, para proporcionar la dirección, así como el disparo de cámaras u otras cargas útiles. Controla piloto automático, waypoints, follow me, failsafe y muchas otras funciones autónomas. El controlador de vuelo es fundamental para todo el funcionamiento de su UAV.
Consejo: La mayoría de los propietarios no necesitarán hacer nada ni modificar el controlador de vuelo mediante reprogramación. Si necesitara crear una solución personalizada, entonces un dron con SDK, como se mencionó anteriormente, lo permitiría.
10. Módulo GPS
El módulo GPS a menudo combina el receptor GPS y el magnetómetro para proporcionar la latitud, longitud, elevación y rumbo de la brújula desde un solo dispositivo. El GPS es un requisito importante para la navegación por los waypoints y muchos otros modos de vuelo autónomos. Sin el GPS, los drones tendrían usos muy limitados.
Junto con el FPV, los drones pueden navegar largas distancias y ser usados para aplicaciones excitantes como la creación de imágenes 3D usando sensores lidar y fotogrametría.
GPS significa Sistema de Posicionamiento Global. Es un estándar americano que proporciona información sobre la ubicación y la hora en todas las condiciones meteorológicas, en cualquier lugar de la Tierra o cerca de ella donde haya una línea de visión sin obstrucciones a cuatro o más satélites GPS.
Algunos de los últimos drones han añadido Glonass, que es el equivalente ruso del GPS. Esto significa que su avión teledirigido está casi garantizado de encontrar muchos más satélites para conseguir su posicionamiento. Con ambos sistemas, usted puede volar con más precisión y también puede volar más seguro ya que sabe que no perderá la conexión satelital.
Consejo: La mayoría de los drones le permiten programar en un punto de inicio a prueba de fallos. Esto permite al dron volar de vuelta a un punto si pierde la conexión con su mando a distancia. La mayoría de los drones tienen un requisito mínimo de satélites antes de que se pueda establecer el punto de origen. Pero siempre establece un punto de partida. Cuando compre un dron, esté atento a los drones que vienen con GPS y Glonass.
11. Receptor
A menudo una unidad receptora de radio estándar. El número mínimo de canales necesarios para controlar un quad es de 4, pero normalmente se recomiendan 5. Hay muchos fabricantes de receptores en el mercado si usted está construyendo su propio dron.
12. Antena
Dependiendo de su receptor, puede ser un látigo de alambre suelto o un «patito de goma» helicoidal.
Consejo: Las antenas son bastante fáciles de actualizar. La antena de trébol con polarización circular le proporciona una mayor distancia de señal de vídeo y mejora la estabilidad del vídeo. Una muy buena antena detiene el problema del efecto multitrayecto y también el ángulo ciego.
Si desea comprender la tecnología que hay detrás de la visión en primera persona y la transmisión de vídeo en aviones teledirigidos, lea este estupendo artículo titulado «Understanding FPV Live Video And Antenna Range» (Comprender el vídeo en directo de FPV y el alcance de la antena).
13. Batería
Las baterías de polímero de litio (LiPo) ofrecen la mejor combinación de densidad de energía, densidad de potencia y vida útil del mercado.
Consejo: Siempre es bueno llevar una batería de repuesto o 2. Lea y siga las instrucciones para cargar y almacenar la batería para asegurarse de que dura mucho tiempo. De vez en cuando es bueno descargar y recargar la batería por completo. Compruebe que la batería no se sobrecaliente. Todas las baterías son peligrosas cuando están dañadas físicamente, así que nunca instale una batería dañada en su dron. Tampoco intente nunca recargar una batería que tenga daños físicos.
14. Monitor de batería
Proporciona monitorización del nivel de potencia en vuelo al controlador de vuelo. Su batería es crítica para volar con seguridad. Si usted vuela demasiado lejos y su cuadricóptero se queda sin batería, entonces hará un aterrizaje de emergencia o se estrellará.
Consejo: Conozca el tiempo de vuelo de su avión no tripulado, los niveles de la batería y dónde leer estos niveles. No te pases de la raya volando con poca energía de la batería.
15. Gimbal
Componentes integrados del Drone – Inspire 1 Zenmuse X5R Gimbal Y CameraThe drone gimbal es la montura pivotante, que gira alrededor de los ejes x, y, y, y z para proporcionar estabilización y apuntamiento de cámaras u otros sensores.
Consejo: Si no tienes un gran cardán, no importa lo buena que sea la cámara. El cardán es muy importante para tomar buenas fotos y videos.
Con el cardán y la cámara equivocados en su dron, nunca podrá tomar videos o fotos profesionales. Algunos de los problemas son la persiana, la gelatina y el efecto barril.
Consejo: Si tiene problemas con el efecto gelatina, que es causado por la vibración del dron que llega a la cámara, entonces mire la instalación o el cambio de los amortiguadores del cardán. Esto puede hacer una gran diferencia.
16. Motor Gimbal
Los motores de corriente continua sin escobillas se pueden utilizar para el posicionamiento angular de accionamiento directo, que requieren bobinas de bobinado especial y circuitos de control dedicados que sólo recientemente se han comercializado.
17. Unidad de Controlador Gimbal
Permite el control de los motores de cardán sin escobillas de accionamiento directo como si fueran servomotores estándar.
18. Cámara fotográfica
GoPro u otra unidad de vídeo compacta de alta definición con almacenamiento a bordo. El streaming en tiempo real es posible en los últimos drones como el DJI Mavic 2 Pro y Zoom. Otros drones que pueden transmitir en directo son el DJI Mavic Air, Spark, Mavic Pro, el Phantom 4 Pro y el mejor cuadricoptero de filmación profesional Inspire 2.
Muchos fabricantes de aviones no tripulados producen balancines que son compatibles con la gama de cámaras GoPro Hero. GoPro sacó su propio avión teledirigido Karma, pero desde entonces ha sido descontinuado a partir de enero de 2018.
Los últimos drones están todos en uno, que vienen con un cardán y una cámara integrados. Estas cámaras y objetivos están diseñados específicamente para la filmación aérea y la fotografía.
DJI, que es el mayor fabricante de vehículos aéreos no tripulados, se toma muy en serio la tecnología de las cámaras y de los cardanes. En junio de 2017, DJI y Hasselblad, el líder en cámaras profesionales de formato medio de alta calidad, introdujeron la primera plataforma de imágenes de aviones teledirigidos de 100 megapíxeles.
Consejo: Compre lo mejor que pueda. Busque drones con cardán y cámara integrados, lo que significa que está comprando un sistema probado y comprobado.
Consejo: Puede utilizar un software para eliminar los ojos de pez de sus fotos aéreas.
19. Sensores
Drone son más que sólo para la filmación aérea y la fotografía. Ahora estamos viendo cómo se montan sensores lidar, térmicos y muchos otros tipos de sensores en aviones no tripulados y se utilizan en una amplia variedad de sectores.
La cámara montada junto con el GPS se puede utilizar para crear imágenes de fotogrametría 3D precisas.
El mapeo en 3D, también conocido como mapeo de fotogrametría, es la ciencia de hacer mediciones a partir de fotografías. El resultado del software de fotogrametría es típicamente un mapa 3D, un dibujo 3D o un modelo 3D de algún objeto del mundo real o masa terrestre.
Volando una ruta mapeada y tomando fotos a intervalos regulares de, por ejemplo, cada 1 segundo, estas imágenes se suturan para crear imágenes de fotogrametría 3D.
Para crear mapas o modelos en 3D, todo lo que necesitas es un dron superior con cámara y GPS. El avión teledirigido capturará las imágenes y cualquiera de estas aplicaciones de software de fotogrametría de primera calidad coserá las fotos en mapas o modelos en 3D.
Los mapas 3D son generalmente bastante grandes y requieren mucho procesamiento. Muchas de las empresas de software de mapeo 3D pueden procesar las imágenes en la nube y también almacenar las imágenes para usted.
20. Sensores para evitar colisiones
Los drones de hoy pueden venir con 2 tipos de sensores. Lo anterior para la creación de imágenes 3D del mundo exterior mediante el uso de cámaras de visión Lidar y Térmica. El segundo tipo son los sensores de a bordo para evitar colisiones utilizando sensores de Visión Monocular, Ultrasónica (Sonar), Infrarrojos, Lidar, Tiempo de Vuelo (ToF) y Sensores de Visión.
Esto cubre la gran mayoría de los componentes que encontrará en su dron moderno.
A continuación, tengo 3 videos muy interesantes. Los videos 1 y 2 se centran en los muchos componentes que se encuentran comúnmente en los modelos de aviones y explican cómo todos ellos se unen para funcionar. El 3er video te muestra cómo construir un drone de carreras incluyendo los componentes para construir tu propio drone.
El siguiente video muestra lo que hay dentro de un avión no tripulado DJI Phantom 3 que sigue siendo muy popular aunque el Phantom 4 ya está en el mercado.
Este último video te muestra cómo construir un buen cuadricóptero de carreras de FPV.