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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELEÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
E.A.P. Ingeniería de Tee!"#$ni!a!i"ne% C U R SO
: Circuitos eléctricos I
TEMA
: Informe Funcionamiento de un Drone
DOCENTE
:
Gernimo Celso !uam"n
A#UMNO
:
$or%e !uarca&a' Ga(riel
C)DIGO
:
*+* ,- - ,-
L i ma P e r ú 2 0 1 7
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DEDICATORIA
El presente trabajo de investigación se lo dedico a mi familia, que gracias a ellos puedo estudiar tranquilamente, gracias a su apoyo tanto sentimental como nanciero y la conanza que están depositando en mí !o los voy a defraudar
"
ÍNDICE
# $%&E'#($) ***************************** + ## -./$ 'E0.#/$ ***************************** + #( -.'E) E 3! .$! ***************************** 4 ( .$5.--/#0! E 3! .$! ****************************** 11 (# #-5.-- E 6-.7-.E E8 .$!E ****************************** 14 (# -!$ '.-!)#)$. E8 .$!E ****************************** 19 (# '#$) E .$!E) ****************************** 1:
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( /$!/83)#$!E) ***************************** 1; (# %#%8#$5.-<=***************************** 1;
4
O.E$TI/OS •
Conocer el funcionamiento de un drone.
•
Familiarizarnos con los nuevos avances tecnológicos.
•
Incentivar a la creación de aparatos electrónicos para el buen uso de la humanidad.
MARCO TE)RICO
Un 0e12culo aéreo no tri3ulado (VANT ), UAV (Unmanned Aerial ehicle) o dron es una aeronave !ue vuela sin tripulación. Aun!ue ha" VANT de uso civil, tambi#n son usados en aplicaciones militares, donde son denominados veh$culo a#reo de combate no tripulado %UCAV por su nombre en ingl#s%. &ara distinguir los VANT de los misiles, un VANT se define como un veh$culo sin tripulación reutilizable, capaz de mantener de manera autónoma un nivel de vuelo controlado " sostenido, " propulsado por un motor de e'plosión o de reacción. &or tanto, los misiles de crucero no son considerados VANT por!ue, como la ma"or$a de los misiles, el propio veh$culo es un arma !ue no se puede reutilizar, a pesar de !ue tambi#n es no tripulado " en algunos casos guiado remotamente. a" una amplia variedad de formas, tamaos, configuraciones " caracter$sticas en el diseo de los VANT . istóricamente, #stos eran simplemente aviones pilotados remotamente (en espaol* drones) pero cada vez m+s se est+ empleando el control autónomo de los VANT . n este sentido se han creado dos variantes* algunos son controlados desde una ubicación remota, " otros vuelan de forma autónoma sobre la base de planes de vuelo preprogramados usando sistemas m+s comple-os de automatización din+mica. Cabe destacar !ue las aeronaves controladas remotamente en realidad no califican para ser llamadas como VANT , "a !ue los veh$culos a#reos pilotados remotamente (o por control remoto) se conocen como Aeronaves adiocontroladas o Aeronaves /C0 esto debido a !ue, precisamente, adem+s los VANT son tambi#n sistemas autónomos !ue pueden operar sin intervención humana alguna durante su funcionamiento en la misión a la !ue se ha"a encomendado, es decir, pueden despegar, volar " aterrizar autom+ticamente. 1in embargo, con el paso de los aos los drones han logrado otros tipos de usos !ue ampl$an el n2mero de consumidores, desde los m+s pe!ueos hasta profesionales del sector.3 1u auge en el mercado ha sido tal !ue cada vez ha" un ma"or n2mero de empresas !ue emergen en este nicho de mercado, tales como 1"ma, 45I o &hantom, las cuales son tres de las m+s punteras en el +mbito de los drones.
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PARTES DE UN DRONE
Marco o C1asis s el es!ueleto del multirotor, es la estructura !ue le da forma " en donde deben ir alo-adas todos los componentes del mismo para su correcto funcionamiento* 6otores, electrónica, bater$as, etc. 7os materiales utilizados para la construcción del chasis, est+n mu" relacionados con las prestaciones a las !ue se destine el drone (aluminio, fibra de carbono, fibra de vidrio, 8evlar, etc.) " por supuesto mu" relacionadas tambi#n con el precio.
•
6otores
1on los componentes fundamentales para mantener al multirotor en el aire. 7os m+s comunes son los eléctricos de ti3o .rus1less !ue no emplean escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor. 4estacan por la relación peso/potencia.
:
•
eguladores 9 1C1 7os reguladores de velocidad o 1C (Electronic Speed Control) son los responsables de proporcionar electrónicamente las revoluciones necesarias a cada motor/h#lice de manera individual en un momento determinado para realizar diferentes movimientos (elevaciones, rotaciones, translaciones, acrobacias, etc.).
•
Controlador de vuelo o Unidad de Control
s el cerebro de todo 4rone. 1ensa " controla todo lo !ue pasa en el 4rone " es a donde van conectados casi todos los componentes del 4rone (reguladores, sensores, etc).
Sensores mas comunes: •
•
:iróscopo
.; 5unto a la estabilizadora permiten tener el drone nivelado.
Acelerómetro .; 6ide variaciones de aceleración o velocidad.
•
.; 6ide variaciones de altura, tambi#n llamados alt$metros.
•
.; 6ide la orientación del drone.
:&1 :&1)
.; 6ide " sit2a al drone en coordenadas geogr+ficas. (ed sat#lites
•
•
elices
> st+n fabricadas en diferentes tamaos " materiales, compuesto de n&lon' fi(ra de car(ono' etc4 1on las encargadas de , cambiando el empu-e suficiente por cada par motores girando en sentido contrario. Cada h#lice viene determinada por dos cifras (=>/3>) donde el primer d$gito representa la longitud de la misma " el segundo el pich o paso de h#lice. A ma"or longitud de h#lice ma"or empu-e " tambi#n ma"or consumo de corriente. &or lo !ue ha" !ue usar las h#lices adecuadas a nuestro modelo. •
&roporcionan la energ$a necesaria para hacer funcionar el 4rone. 1on componentes mu" pesados por lo !ue es esencial !ue sean capaces de tener una buena relación peso/capacidad para ma'imizar la autonom$a de vuelo del 4rone. 7as m+s utilizadas son las bater$as 7i;&o (pol$mero de litio) debido a su densidad de energ$a, su ba-o peso " su alta tasa de descarga !ue es ideal para maniobras +giles como las de un multirotor.
•
misora C
7a misora es el control remoto del drone " la !ue establece la comunicación entre el piloto " el 4rone de forma bidireccional* el piloto da instrucciones de vuelo al drone " el drone da información relevante sobre su estado al piloto como por e-emplo el estado de la bater$a o su posición :&1.
Ti3os de comunicaciones inal"m(ricas4 •
•
A60 F60 5'6G17. 1iendo la ?,@ :hz la m+s frecuente en aeromodelismo por!ue termina con los problemas de interferencias.
8ifi9 .luetoot1. Usado en 4rones dotados de control mediante ifi o
Canales de la emisora: •
Cada uno de los canales gestiona una función del 4rone mediante servos electrónicos. -emplos de canales son* el canal de potencia, de elevación, de timón, etc.
;
antalla: •
•
6uestra toda la información relevante sobre el estado del drone al piloto* Consumo de las bater$as, coordenadas de posición, estado " calidad de la seal, F&, etc.
F& (First &erson ie)
l F& es un sistema de transmisión " recepción del video capturado por la c+mara del 4rone, en tiempo real. 4e esta manera el piloto puede ver lo !ue el drone est+ viendoD. s una de las caracter$sticas mas reseadas a la hora de elegir un drone u otro. •
C+mara " stabilizador
n la estructura del drone se puede instalar una c+mara (muchos la llevan incluida) !ue dependiendo de la potencia del drone puede ser de un tamao pe!ueo tipo :o&ro a una profesional. 7a c+mara va instalada en un estabilizador llamado Gim(al para evitar !ue los movimientos propios del vuelo del multirotor afecten las tomas. stos gimbal absorben la vibración de los motores " corrigen autom+ticamente la inclinación de la c+mara para !ue siempre est# en el mismo +ngulo respecto al suelo. 4ependiendo de la calidad de nuestra emisora podremos disponer de un cana l para poder mover el :imbal " p osicionar la c+mara a nuestro gusto.
/uando abrimos nuestro drone que es el modelo ?: space e@plore encontramos las siguientes partes
1A
8os motores
8a parte interna del mando transmisor
8a batería
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'odas las partes de nuestro drone ?: space e@plore se resumen en el siguiente cuadro
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PROGRAMACION DE UN DRONE PROGRAMA PARA CONTROLAR LOS MOTORES
1"
1+
PROGRAMA PARA CONTROLAR EL GIROSCOPIO
14
19
1: #-5.-- E 6-.7-.E E8 .$!E
1>
ara emparejar el mando transmisor con el joysticC se procede a seguir los siguientes pasosD 3sar el joysticC izquierdo, elevar y descender la palanca Basta q suene un diF, asi sabremos que este emparejamiento tuvo G@ito
Este drone cuenta con una característica de poder realizar un giro alrededor de un eje "
Bipos de 4rones
1; ; En funcin del ti3o de alas:
Dr"ne% de Aa% Fi&a%' El diseHo sería igual que un avión, con las alas jas Dr"ne% M$(iR"("r' El funcionamiento de estos drones sería con el movimiento de dos de sus BGlices girando en el sentido de las agujas del reloj, y las otras dos BGlices en el sentido contrario Ese mecanismo Bace el empuje necesario para que el drone pueda volar E@isten drones !$adri!)*(er"%, con cuatro rotores de BGlices, aunque tambiGn los Bay +e,a!)*(er"% e incluso de - +i!e%
/ En 0$n!i)n de #("d" de !"n(r"' A$()n"#"' Este drone se guía por el mismo, por su sistema y sensores integrados !o necesita de persona Bumana para dirigirlo desde tierra M"ni("ri1ad"' 8o dirige una persona desde tierra y proporciona la información para controlarlo Pre*r"gra#ad"' El drone tiene la ruta establecida con un vuelo diseHado previamente, no pudiendo alterar el recorrido C"n(r"ad" re#"(a#en(e' )e basa en el control del drone mediante un piloto a travGs de una consola / En F$n!i)n de $%"' Dr"ne% #ii(are%' Estos drones son denominados con las siglas 3/-(, y procede del inglGs 3nmanned /ombat -ir (eBicleF, que signica veBículos no tripulados de combate aGreo )u uso es e@clusivo para misiones militares
)uelen ir armados y lo usan más de "A países, entre ellos EspaHa El G@ito de estos aparatos radica en que son muy precisos ueden llevar más carga Itil y son más manejables
2A
Dr"ne% !i2ie%' En esta clasicación encontramos los que no tienen uso militar, y se denominan con las siglas 3-(, 3nmanned -ir (eBicleF, veBículos aGreos no tripulados )e puede dividir en varios tipos segIn sus funcionesJ
rones de uso comercialJ a uso a empresas y autónomos para nes comerciales, como realización de fotografías, vídeos y cartografía En un futuro, será el sector que más aumente rones para acionadosJ 8os veBículos aGreos de uso particular, son los que más Ban crecido en los Iltimos aHos, convirtiGndose en un artículo indispensable para amantes de la tecnología y un juguete original para regalar En electrocosto tenemos diferentes modelos de rones rones usados por el 5obiernoJ Están basados principalmente para controlar fronteras o vigilar zonas peligrosas 'ambiGn dan uso a cuidar parques naturales o prevenir incendios
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CONCLUSIONES' •
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El uso del drone tiene mucBa controversia, mucBas personas lo usan de mala forma como abusar la privacidad de otras personas, mediante grabaciones o fotos 8os drones de tipo civil o comercial, son de un precio adquisitivo cómodo y mucBos niHos en estas Gpocas lo usan como un juguete más 8os drones Ban traido mucBas cosas positivas, como poder monitorear lugar imposibles de ver, llegan a largas distancias en un corto tiempo e resultó muy satifactorio conocer el funcionamiento del drone y poder realizar aprovecBar al má@imo este pequeHo gran aparato electrónico
3I3LIOGRAFÍA •
BttpsJKKdroningpageLordpresscomK2A1+K1AK1;KqueMpartesM componenMunMdroneMmultirotorK
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BttpJKKLLLtendencias21netKtelefonicaKElMusoMdeMdronesMtomaM relevanciaMenMelMambitoMmundialNa:91Btml
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BttpJKKdroneymasesKtiposMdeMdroneK
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BttpJKKjderobotorgKrogramacionMdeMdrones
