¿Qué es un Drone?
Cómo construir un dron-Definición de drone
Cómo construir un dron-Un dron es un avión no tripulado o un robot volador y se conoce oficialmente como vehículos aéreos no tripulados (UAV). Los drones tienen un controlador en tierra que controla y se comunica de forma remota con la aeronave.
Si bien la opción más fácil sería comprar cualquiera de los drones disponibles comercialmente, como las opciones bind n fly (BNF) o ready to fly (RTF), los expertos en tecnología aventureros preferirían construir una vista en primera persona o un dron FPV desde cero.
Por cierto, no tienes que ser un ingeniero o un estudiante de ingeniería para construir un dron (aunque eso es una gran ventaja). Todos los fanáticos de los drones de bricolaje pueden, de hecho, disfrutar de la emoción de unir sus drones, siempre y cuando sean lo suficientemente pacientes como para seguir las instrucciones correctas.
Esta esencia de esta guía va más allá de obtener un kit de drones y soldar piezas preensambladas. En cambio, es para ingenieros, diseñadores y fanáticos de los drones de bricolaje que realmente quieren aprender las diversas partes para construir un dron, cómo elegir esas partes y los pasos exactos para reunir todas las partes en un dron funcional que realmente pueda volar.
Ten en cuenta que aprender a construir un dron diurno no es lo más fácil del mundo. Por lo tanto, no importa cuán simples puedan parecer las instrucciones, la verdad es que va a tomar un trabajo serio, pero la satisfacción final hace que todo valga la pena el esfuerzo.
Ahora veamos brevemente los diferentes tipos de drones.
Tipos de Drones
Es importante saber que hay más de un tipo de dron, al igual que hay un puñado de categorizaciones (como diseño, propósito, tamaño y otros). Pero limitemos nuestro alcance al diseño de drones de consumo. Estos incluyen:
Drones de helicóptero de un solo rotor:
Estos tipos de drones también se conocen como heli drones. Dependen de un solo rotor para permanecer en el aire (¡diablos, incluso está en el nombre!).
Drones multirrotor:
Se trata de drones con cuerpo central y más de un rotor que alimentan las hélices. Aquí hay un consejo profesional: los drones multirrotor son su mejor opción si desea tener «ojos en el cielo». Es difícil discutir con un dron multirrotor cuando se trata de fotografía aérea porque te dan un gran control sobre el encuadre y la posición. Los tipos más comunes de drones multirrotor son aquellos con cuatro rotores (quadcopter). Otros incluyen tricopter (tres rotores), hexacóptero (seis rotores) y octocóptero (ocho rotores).
Drones Selfie:
Estos son esencialmente drones pequeños con una cámara de buena calidad con reconocimiento facial para tomar selfies. Operar un dron selfie generalmente se realiza desde aplicaciones móviles descargadas en un teléfono inteligente. Algunos ejemplos incluyen DJI Spark, DJI Mavic Pro, Skye Drone y JJRC H37 Elfie drone.
Cómo construir un dron-Drones de carreras:
Estos son drones FPV utilizados en competiciones de carreras similares a una carrera de autos, excepto, por supuesto, esta carrera está en el aire. Cada participante lleva una pantalla montada en la cabeza que muestra transmisiones en vivo mientras controlan el dron equipado con cámara. Los drones de carreras de buena calidad incluyen Walkera F210 3D, Eachine Wizard X220S, Holy Stone HS230 y ARRIS X-Speed 280 V2.
Herramientas básicas necesarias para construir drones
Ya sea que solo esté juntando piezas ya ensambladas o que esté construyendo desde cero, necesitará algunas herramientas básicas. Además, estas herramientas son útiles cuando necesita reparar su dron después de un accidente.
Estas son algunas de las herramientas esenciales que necesitará para construir (y reparar) su dron de bricolaje.
Soldador:
Necesitará un soldador para unir dos cables y también ensamblar trozos y piezas de las partes del dron.
Tapes:
Estos servirán como el aislante muy necesario entre los conectores para evitar cortocircuitos y estrellar su dron. Las opciones incluyen cintas de doble cara, cintas eléctricas y cintas Kapton.
Lazos de cremallera:
Las cremalleras son simples pero necesarias para construir un dron con éxito. Los ESC y otro hardware son más fáciles de conectar al marco mediante lazos de cremallera.
Cómo construir un dron-Velcro:
Una tira de Velcro será útil cuando necesite conectar la batería al marco.
Cómo construir un dron-Multímetro:
Necesitará esta herramienta para diagnosticar problemas eléctricos y detectar voltaje en las diferentes partes eléctricas. Un multímetro es una herramienta esencial si tu dron debe funcionar correctamente.
Herramientas de mano (controladores hexagonales, controlador de tuerca / llave inglesa, alicates):
Estas son herramientas necesarias para asegurar, modificar y desmontar los diferentes componentes de su dron. Es una pura pérdida de tiempo intentar construir un dron de bricolaje sin estas herramientas.
Encendedor / Pistola de calor:
Una pistola de calor es una buena opción, pero puede que no sea demasiado necesaria para aplicar calor a los encogimientos de calor alrededor de los cables. Un simple encendedor también hará el trabajo muy bien.
Tapones de humo:
Estos son muy útiles para prevenir los daños que puedan producirse en caso de cualquier cortocircuito. Si hay exceso de corriente, la bombilla del tapón de humo se quemará en lugar de causar daños a su dron.
Pinzas:
Necesitará estos para mover pequeños cables y pequeños componentes eléctricos. Cuanto más larga sea la longitud de las pinzas, más fácil será acceder a cables, componentes y botones que pueden ser un poco complicados.
Piezas básicas de drones
Los componentes y accesorios que necesita dependen del tipo de dron que desee construir y de la función que desee que realice. Sin embargo, aquí están las partes básicas para construir casi cualquier tipo de dron.
1.Cómo construir un dron-Frame:
Todo en su dron descansa en el marco. Puedes construir uno tú mismo o comprar uno. Elija un marco que se adapte a su tamaño ideal de dron y recuerde que los brazos deben coincidir con la cantidad de motores que desea usar. Por ejemplo, compre un marco con cuatro brazos si desea construir un quadcopter.
2. Baterías:
Considere cuidadosamente el tipo y la capacidad de la batería que desea usar. Una batería de polímero de litio (Li-Po) es la opción preferida debido a su alta capacidad y salida.
3. Monitor de batería:
Done puede volar sin un monitor de batería, pero los monitores pueden advertirle temprano sobre los niveles de batería, lo que los hace bastante útiles. ¡No quieres que tu dron se quede sin jugo sobre un estanque!
4. Cámara FPV:
Necesitará una cámara para hacer grabaciones durante el vuelo o tomar fotos aéreas. Las mejores cámaras de drones son tipos de calidad 4K. Un cardán también puede ser útil si está utilizando un dron con una cámara.
5. Conectores:
Necesita conectores de 4,5 mm para soldar el PDB y conectores de 3,5 mm para los ESC y motores.
6. Controlador:
Este es el cerebro de tu dron. El controlador de vuelo es el centro de todo el hardware de su dron, lo que significa que distribuye la energía a todos los componentes y controla los motores simultáneamente. Asegúrese de elegir uno con giroscopio y acelerómetro.
7. Control electrónico de velocidad (ESC):
El número de ESC a utilizar depende de la cantidad de brazos que tendrá su dron. Tenga en cuenta que no necesita ESC si está utilizando motores cepillados.
8. Motores:
La cantidad de motores que necesita depende de si desea un dron de un solo rotor o un dron de múltiples rotores. Sin embargo, lo principal a tener en cuenta sobre los motores es el tipo. Hay dos tipos principales, a saber, motores cepillados y sin escobillas. Un motor sin escobillas es una opción preferida para los drones de bricolaje porque es fácil con la batería de su dron y dura más tiempo. Sin embargo, los motores cepillados son más baratos y son más adecuados para drones listos para volar. La desventaja es que se desgastan y se descomponen más rápido que las opciones sin escobillas.
9. Almohadilla de montaje:
Esto reducirá las vibraciones durante el vuelo, y es particularmente útil si desea que su dron de bricolaje tome fotos o grabe videos.
10. Placas de distribución de energía (PDB):
Este es el hardware que conecta sus principales componentes eléctricos, como el conector de la batería y los ESC.
11. Hélices:
Elija hélices que coincidan con el marco de su dron. Si bien puede construir un marco con madera, no encontrará hélices de madera. Pero asegúrese de elegir hélices con materiales de calidad que se ajusten bien a su dron.
12. Transmisor y receptor RC:
El transmisor es lo que sostienes como piloto, mientras que el receptor RC permanece en el dron para recibir comandos de ti, el piloto. El dispositivo se conecta al controlador de vuelo. Elija un controlador RC con aproximadamente cinco a seis canales. Los canales de acelerador, cabeceo, balanceo y guiñada ocuparán automáticamente cuatro canales, dejándote con dos canales adicionales que puedes usar para otros controles.
13. Cómo construir un dron-Llave USB:
Si desea un dron que tome fotos o grabe videos, necesita una llave USB para guardar las fotos y los videos.
También puedes incluir un cargador de batería y otros accesorios, dependiendo de lo que quieras lograr.
¿Cómo elegir las piezas correctas?
Su dron es tan bueno como sus partes individuales, así que asegúrese de obtener piezas confiables y de calidad de una tienda autorizada.
Pero cualquiera puede unir partes de drones con lazos de cremallera y otras herramientas. La pregunta es, ¿el dron volará y funcionará correctamente? Su dron solo puede funcionar según lo previsto si sabe cómo elegir las piezas adecuadas para él.
Además de encontrar piezas de calidad y confiables, debe considerar la relación empuje-peso del dron. Debe haber suficiente empuje hacia arriba para levantar el peso del dron. Puede determinar el peso total de su dron agregando el peso de todos los componentes que intervienen en su construcción.
Para que este pequeño avión vuele con éxito, debe elegir el motor correcto, el tamaño de la hélice y, por supuesto, la batería correcta para alimentar el dron. Esta es la forma sencilla de proporcionar suficiente empuje, y es uno de los factores más importantes que determinarán si su dron volará o no.
Sin arrastrarte a través de todos los detalles «aburridos», elige siempre motores que vengan con mesas de empuje. Los datos lo ayudarán a decidir qué motor y otros componentes elegir sin arrastrar su dron hacia abajo.
Una relación empuje-peso de 2: 1 suele ser ideal para un vuelo suave, pero debe apuntar a proporciones más altas (por ejemplo, 5: 1) si desea participar en carreras de drones. Sin embargo, el mayor tiempo de vuelo también significa una batería más grande (lo que equivale a más peso).
Bien, ahora que ha reunido todas las piezas y está listo con las herramientas que necesita, el siguiente paso obvio es comenzar a acoplar, soldar y unir las piezas.
Cómo construir un dron
Hay muchas maneras diferentes de construir un dron. Los pasos y componentes pueden variar en función de la cantidad de dron que es de hecho DIY. Pero lo más importante es que el tipo de dron FPV que desea construir determinará cómo lo hará.
Para mantener las cosas simples, esta guía paso a paso se centrará en el tipo de dron quadcopter o de cuatro rotores por un par de razones.
En primer lugar, es uno de los tipos de drones más populares, y es bastante sencillo de construir. Además, todos los drones tienen básicamente la misma anatomía, lo que significa que puede adaptar esta guía a casi cualquier tipo de dron que desee construir.
Aquí se explica cómo construir un dron de bricolaje.
Paso 1: Montaje del marco
Si está construyendo desde cero, su primera tarea es elegir un material para construir el marco, y esto depende de qué tan resistente o resistente quiera que sea su dron. Sus opciones incluyen madera, metal y plástico. Recuerde seleccionar un material ligero incluso si está utilizando metal.
Recorte dos de 60 cm de largo y 30 mm de ancho del material de marco elegido y conéctelos en forma de «X» usando pegamento o clavos dependiendo del material, que es la estructura básica del cuadricóptero.
También puede optar por comprar un marco para su dron (una opción más fácil) en lugar de construir uno usted mismo. Solo asegúrate de elegir un marco de alta calidad.
El PDB generalmente va en la parte superior o debajo del marco. Otros componentes se conectarán a la placa de distribución de energía. Antes de conectar el PDB a la trama, es mejor hacer las conexiones primero.
Suelde los conectores a sus ESC y motores, después de lo cual también debe soldar los ESC y el pinout de la batería, a menudo escrito como un «pinout» es una referencia cruzada entre los contactos de un conector eléctrico y sus funciones. Hay una comparación de pines como un conector macho con el PDB. Con todos los conectores en su lugar, ahora puede asegurar el PBD al marco mediante lazos de cremallera.
Paso 2: Cómo construir un dron-Monte los motores
Perfore agujeros en el marco de su dron de bricolaje donde montará cada motor. Es una excelente idea hacer orificios adicionales para permitir el libre movimiento del clip y el eje si los motores no vienen con montajes. Por supuesto, simplemente omita esto si hay montajes en su lugar.
Ahora, es el momento de montar los motores, pero debe observar cuidadosamente para no extraviarlos. Su quadcopter tendrá cuatro motores; dos motores CW (en el sentido de las agujas del reloj) y dos CCW (en sentido contrario a las agujas del reloj). Instálelos correctamente, o de lo contrario tendrá resultados menos que satisfactorios.
Coloque los motores correctos en el extremo de cada brazo y asegúrelos con tornillos y un destornillador. Asegúrese de que no estén demasiado apretados.
Paso 3: Cómo construir un dron-Monte el ESC
A continuación, debe montar los controladores electrónicos de velocidad. Un buen lugar para conectar el ESC es en la parte inferior del marco. Hacerlo hará espacio en la parte superior del dron para otros componentes.
Asegure los ESC al marco con lazos de cremallera para asegurarse de que permanezcan en su lugar durante el vuelo. No olvide conectar los conectores ESC a los motores.
Ahora será un buen momento para probar si los motores CW y CCW están girando correctamente. Cambie las conexiones si no están girando en la dirección correcta.
Paso 4: Cómo construir un dron-Instalar un tren de aterrizaje
Su UAV debe aterrizar en una sola pieza en lugar de chocar con el suelo cuando desciende. Los trenes de aterrizaje minimizarán significativamente el choque durante el aterrizaje, y su dron debe tener uno.
No hay una regla dura y rápida sobre esto. La creatividad es lo que se necesita aquí. El objetivo es reducir el impacto general cuando su pequeño dron aterrice.
Pero si necesitas algo de inspiración, aquí hay una idea de cómo hacer un buen tren de aterrizaje. Corte una tubería de metal en cuatro anillos de aproximadamente 2 cm de grosor. Use cinta adhesiva para unir los anillos al marco. También puede usar plástico o cualquier material fuerte pero flexible para crear un tren de aterrizaje.
Paso 5: Cómo construir un dron-Conecte el controlador de vuelo
Monte un controlador de vuelo listo para usar en la parte superior del marco, cerca del centro del dron. Puede obtener un controlador de vuelo en kits de drones o construir uno usted mismo. Pero solo hágalo si está seguro de ello porque el procedimiento es bastante complicado y desafiante.
El controlador de vuelo permite la estabilidad y procesa los cambios de dirección durante un vuelo. Asegúrese de asegurarlo en su lugar sosteniéndolo con cintas adhesivas de doble cara, lazos de cremallera o tornillos.
Las vibraciones del motor pueden afectar al controlador de vuelo. Por lo tanto, recuerde agregar un pequeño trozo de esponja debajo del controlador de vuelo a medida que lo monta para reducir las vibraciones generadas por el motor. Hacerlo mejorará la estabilidad general de su dron durante el vuelo.
Ahora conecte todos los cables y otros componentes electrónicos al controlador de vuelo y calibre los ESC. Este también es un buen momento para colocar las hélices. No los instale demasiado apretados, ya que se apretarán automáticamente si instala el CW y el CCW correctamente. Asegúrese de que sus hélices estén empujando el aire hacia abajo cuando giren.
Paso 6: Cómo construir un dron-Elija el sistema de control remoto inalámbrico adecuado
Necesitará un sistema de control remoto para controlar su UAV. Hay bastantes opciones disponibles, así que investigue y seleccione una de las más confiables, como Spektrum, Futaba, FlySky y más.
También necesitará algunos canales para el acelerador, el balanceo, el cabeceo y la guiñada, incluidos algunos más si planea usar cámaras de fotografía aérea. Un dron con una cámara o algún otro accesorio útil es más valioso que solo una pieza voladora de avión. Pero para su primer dron de bricolaje, está bien construir un dron simple sin demasiados artilugios. Siempre hay margen de mejora, así que no sobrecargues tu primer dron de bricolaje.
Paso 7: Cómo construir un dron-Conecte el Open Pilot a su dron
A continuación, configure el controlador de vuelo para el ESC y el sistema de control remoto. Este paso implica una gran cantidad de ensamblaje, cableado y programación. Será útil si encuentra videos tutoriales apropiados en la web para obtener instrucciones específicas sobre cómo hacer esto para su elección particular de controladores de vuelo.
Paso 8: Cómo construir un dron-Prueba tu dron
Antes de poner el dron en uso, debe probarlo para asegurarse de que todo funcione bien. Puede verificar todas las funciones, incluidos los sensores y otros componentes, utilizando OpenPilot, MissionPlanner o cualquier otro buen software GCS.
Antes de la prueba, lo mejor es quitar las hélices. Aquí está la cosa, no puedes estar demasiado seguro de que nada se romperá durante la prueba. Puede ser frustrante comenzar de nuevo después de llegar hasta aquí. Por lo tanto, quitar los accesorios reduce el riesgo de romper su dron durante la prueba.
Encuentre un lugar adecuado para probar su pequeño dron. Haga esto dentro de una distancia controlada y preste atención a los cables y las cremalleras mientras prueba el movimiento del dron. Asegure cualquier componente que parezca inestable o que se mueva durante la prueba. Cuando todo funciona según lo planeado, ¡su dron está listo para el despegue!
Paso 9: Drone – Despegue
El último paso es volar su dron. ¡Aquí es donde el caucho se encuentra con la carretera, o en el caso, donde el dispositivo se encuentra con el aire! Antes del despegue, asegúrese de que la batería esté en su lugar de forma segura (preferiblemente con una tira de Velcro). No desea que la batería se mueva durante el vuelo. Además, asegúrese de que esté conectado correctamente a todos los componentes y que suministre suficiente energía. Asegúrese de que la batería no esté medio vacía antes del despegue. Definitivamente no quieres quedarte sin energía en el aire.
Para su primer vuelo de prueba, busque un área abierta para probar su dron de bricolaje. Un área abierta minimizará el daño a su pequeña aeronave si se estrella. Además, si algo sale mal, un área abierta limitará el daño potencial que el dron puede causar. Asegúrese de probar su dron donde pueda verlo durante toda la sesión de vuelo.
Coloque su pequeño dron en el suelo, encienda los controles y tome su primer vuelo. Recuerde acelerar su dron lentamente, asegurándose de mantenerlo a baja altitud para empezar. Hacerlo evitará cualquier daño grave en caso de que su dron se salga de control y se estrelle.
Si siguió las instrucciones y hace su debida diligencia (y salvo cualquier incidente inesperado), su UAV debería despegar sin problemas.
¡Enhorabuena por tu primer vuelo!
Conclusión
Este artículo trata sobre cómo construir un dron desde cero. Hay muchos factores a considerar, pero comienza por conocer los diferentes componentes y cómo elegir las partes correctas. Agregar accesorios a su UAV, como cámaras, puede mejorar significativamente la funcionalidad de su dron. En lugar de volar una cometa glorificada, un dron con una cámara puede ser útil en más de un sentido.
El éxito de su diseño de drones comienza con la relación empuje-peso. Recuerde siempre que los mejores drones son lo suficientemente ligeros como para volar pero lo suficientemente pesados como para mantenerse equilibrados en el aire.
Tenga en cuenta que el procedimiento de la vida real para construir drones diferirá ligeramente e incluso incluirá varios pasos pequeños o intermedios. Esto se debe a que los componentes, accesorios, programas y tipos de drones varían de persona a persona. Además, las formas de construirlos y unirlos dependen de cuán simple o complejo sea cada individuo para hacer su dron.
Está bien acoplar partes de un kit de drones FPV, especialmente si eres un novato completo. Hacerlo te ayudará a acostumbrarte a las diferentes partes y pasos involucrados y también te dará una idea de qué esperar cuando decidas construir el tuyo desde cero.
Tu primer dron de bricolaje puede no ser perfecto, pero la práctica lo hace perfecto. Y la emoción de verlo despegar del suelo es una motivación más que suficiente para construir mejores versiones en el futuro.
