lunes, 25 de enero de 2016

Introducción a los motores Brushless

Los motores brushless son motores que funcionan con corriente trifásica, el rendimiento que tienen es mucho más alto que los motores de corriente continua. La corriente se conecta directamente a los terminales del bobinado mediante un controlador de velocidad (ESC) por lo cual no necesitan de escobillas y no es susceptible a desgaste en las mismas. En los motores brushless el estator es el bobinado, y el rotor contiene los imanes. La ausencia de escobillas implica que no producen interferencia electromagnética a los equipos de radio control.
Existen dos tipos de motores brushless: los primeros se caracterizan porque el rotor contiene los imanes y gira al centro del estator que contiene el bobinado. Los segundos son los más utilizados actualmente en el mundo del radio control y la característica es que el estator contiene el bobinado al centro y el rotor contiene los imanes en el exterior, por lo que tiene un torque mucho mayor que los primeros.


Imagen 1. Motor Brushless

Imagen 2. Estator

Imagen 3. Rotor




Las características que los fabricantes de motores proveen son las siguientes:

Item name: 1806 2300KV Brushless Motor
2300KV
Battery: 2-3S lithium polymer
Max.current: 7.6A
Max.power: 84.4W
Thrust: 210 Grams (2S @ 4.4A), 375 Grams (3S @ 8.0A)
PROP: 1045
CW o CCW.

2300KV:  la nomenclatura KV es igual a RPM/V, esto quiere decir que el motor tendrá 2,300 RPM por cada voltio, si alimentamos el equipo con 10V, el motor estará girando a 23,000 RPM.

Battery: 2-3S lithium polymer, esto nos indica el tipo de batería que puede utilizar e implícitamente el nivel de voltaje que soporta.

Max.current: 7.6A, esta es la corriente máxima que puede llegar a consumir, y es la que nos da el indicador para determinar el tipo de ESC que debemos utilizar.

Thrust: 210 Gramos (2S @ 4.4A) y 375 Gramos (3S @ 7.6A), este parámetro nos indica la capacidad de carga que posee el motor.
PROP: 1045, este parámetro nos indica el tipo de propela a utilizar.

CW o CCW, esto nos indica si está diseñada para girar a favor de las manecillas del reloj (CW) o en contra de las manecillas del reloj (CCW).

domingo, 24 de enero de 2016

Especificaciones de las baterias LiPo

Las baterías de LitioPolimero(LiPo), son extremadamente delicadas y pueden incendiarse o explotar si no se tienen las precauciones adecuadas. Ese será otro tema, en esta ocasión me enfocaré en las especificaciones para poder comprar la batería que se ajuste a nuestras necesidades.

Para este ejemplo utilizaremos las siguientes especificaciones

       Configuration:3S1P / 11.1v
       Capacity:2200mAh,
       Discharge: 20C,
       Peak Discharge (10sec):30C
       Charge Plug:JST-XH
       Discharge Plug:XT60
       Pack Size:103 x 33 x 24mm
       Pack Weight:188g

Configuration: 3S1P / 11.1v, las baterías LiPo están compuestas por celdas en serie para aumentar el voltaje o en paralelo para aumentar la capacidad de carga; cada una de las celdas tiene un voltaje nominal de 3.7V y puede llegar a un máximo de 4.2V. En el ejemplo de arriba nos dice que es 3S (3 celdas en serie) y 1P(1 en paralelo), esto nos da como resultado 3.7V*3=11.1V.

Capacity:2200mAh, la capacidad que se describe es la capacidad de corriente constante que puede entregar en el periodo de 1 hora. En este caso la capacidad es de 2200mAh, eso quiere decir que puede entregar 2200mA durante 1 hora. Si el equipo exige 4400mA constantes la batería únicamente nos daría 30 minutos de trabajo.

Discharge: 20C, la capacidad de descarga de una batería es un aspecto muy importante ya que si elegimos una batería sobre dimensionada le incluiremos peso a nuestro equipo, y si elegimos una batería subdimensionada el equipo puede sobrepasar su capacidad de descarga, y dejar de funcionar y en casos extremos incendiarse o explotar durante el vuelo. En este caso tenemos una batería 2200mAh y 20C eso quiere decir que la batería puede entregar instantaneamente 2200mA * 20 = 44000mA.

Peak Discharge (10sec): 30C, esta especificación indica que la batería puede entregar 30 veces su capacidad durante un tiempo de 10 segundos, pasados esos 10 segundos la batería puede dañarse.

Charge Plug:JST-XH, este conector nos da acceso a cada una de las celdas que compone la batería para poder realizar la carga balanceada.



Discharge Plug: XT60, este conector es el que nos provee la salida total de las celdas en serie. En este caso 11.1V (voltaje nominal).



Pack Size: 103 x 33 x 24mm, las dimensiones de la batería impactan sobre todo en frames pequeños.

Pack Weight: 188g, el peso es importante para ganar tiempo de vuelo, a menor carga (peso) mayor tiempo de vuelo, y acá es donde es importante el elegir bien una batería, a mayor capacidad de la batería (mAh) mayor peso, y a mayor capacidad de descarga mayor peso.


jueves, 21 de enero de 2016

¡Quiero un drone! ¿Cuánto cuesta?

Esta es una de las expresiones que más  se escuchan entre las personas que desean iniciar en este campo tan interesante, pero ¿qué es realmente un drone? Un drone es un vehículo aéreo no tripulado (VANT por sus siglas en ingles), estos pueden ser vehículos de ala fija (aviones), helicópteros o multirrotores en sus diversas variedades.
Entonces antes de responder viene la pregunta obligatoria que el interesado deberá hacerse, ¿Para qué lo necesito?, Fotografía, video, Fotogrametría, inspección de cultivos, seguridad, carreras, avalúos, jugar o cualquier otra aplicación que se nos ocurra.
Derivadas de la respuesta a la pregunta anterior surgirán las siguientes interrogantes:
  •          ¿Qué resolución de cámara necesito?
  •          ¿Qué rango de control necesito?
  •          ¿Cuánto tiempo de autonomía se requiere?
  •          ¿Es este equipo capaz de levantar la cámara que necesito?
  •          ¿Qué entrenamiento necesito para manejar este equipo?
  •          ¿Cuál es mi presupuesto?
  •          ¿Necesito FPV?
  •          ¿Necesito Telemetría?


Las respuestas a las anteriores preguntas varían de persona a persona, por esta razón daré unos pequeños consejos que pueden ayudarlos a decidir qué equipo comprar.

Si lo que desea es aprender a volar, como un pasatiempo para desestresarse, tiene presupuesto limitado, y no necesita cámara de alta resolución, le recomiendo los equipos marca SYMA, alguien podría cuestionarme ¿por qué esta marca?, siexisten otras marcas similares pero personalmente he probado los equipos SYMA y me han resultado muy buenos; dentro de sus características principales está la resistencia a golpes, 50 metros de rango de control remoto, cámara de 2mpx, de 5 a 8 minutos de vuelo por bateria y algunos modelos incluyen FPV via WiFi. Estos equipos no son autónomos, y no soportan una camara Go-Pro, los pecios oscilan entre los $ 55.00 a $ 175.00 usd.

X5C: Cámara de 2mpx, rango de aproximadamente 50 metros, dos modos de vuelo, no tiene FPV.


X8C: Cámara de 5mpx, rango de aproximadamente 100 metros, dos modos de vuelo, no tiene FPV.

X8W: Cámara de 2mpx, rango de aproximadamente 100 metros, tiene FPV via WiFi.

X8G: Camara de 8mpx, rango de aproximadamente 100 metros, no tiene FPV.


X5SW: Cámara de 2mpx, rango de aproximadamente 50 metros, dos modos de vuelo, tiene FPV via WiFi.



Si tu presupuesto es bajo, y tu objetivo son las carreras de multirrotores, o la fotografía y video no profesional están las siguientes opciones:
CX-20 marca Cheerson: montura fija para cámara Go-Pro, 10-15 minutos de autonomía, una velocidad máxima de 10m/s, modo de vuelo autónomo, rango de vuelo 300 metros, controlador de vuelo APM genérico, no cuenta con FPV, no tiene gimbal pero si tiene la opción para manejarlo (comprar accesorio adicional), no cuenta con telemetría, sin embargo si puede adaptarse un modulo de radio para este propósito, en general muy buen producto si comparamos costo-beneficio.





Si tu objetivo es la velocidad, y las carreras de drones tienes varias alternativas:
Armar su propio multirrotor, la ventaja de esto es que puede diseñarlo y afinarlo a su gusto, escoger minuciosamente cada uno de los elementos, para que funcione adecuadamente y personalizado.
La otra opción es comprarlo ya listo para volar, existen desde opciones de drones genéricos como el eachine 250 y modelos como FPV Walkera Runner 250, como siempre a mayor calidad mayor precio.

  












Para de gama alta para video de alta resolucion, sin llegar a las ligas de cinematografia tenemos varias opciones y a mi parecer las 3 mejores son los siguientes:
SOLO de 3DRobotics llamado SmartDrone, este equipo capacitado para soportar una cámara Go-Pro, es un equipo bastante estilizado y diseñado para que sea fácil de usar, con despegue y aterrizaje automático solo con presionar un botón, además trae su propio simulador de vuelo el cual funciona con su propio control remoto.



Phantom 3 de DJI, en sus 3 diferentes versiones standard, advances y professional, para ver las diferencias haga click aqui, este es un equipo robusto de fácil manejo, la ventaja de estos equipos sobre el SOLO, es que la comunidad de usuarios es muy grande por lo cual es mucho más fácil encontrar soporte local y accesorios.





INSPIRE 1 de DJI, el sensor de la cámara del Inspire es el mismo que el sensor de la cámara del Phantom 3 Professional,  las ventajas del Inspire sobre el Phantom 3 son, mayor potencia en los motores, salida HDMI en el control remoto, y la capacidad de poder agregar un segundo control remoto para un operador de cámara, esto es muy útil a la hora de filmar ya que la persona que está volando puede despreocuparse de maniobrar la cámara para hacer buenas tomas; si tienes el recurso quédate con el inspire.


Tomando en cuenta lo anterior ya puede elegir lo que se acomode a su necesidad y presupuesto. Hay mucho más que decir sobre este tema pero esto es lo básico que se debe saber para elegir un equipo que no esté sobre dimensionado en precio, y esté acorde a sus necesidades.

martes, 19 de enero de 2016

Mi inicio en el mundo de los drones

En enero del año 2014 fue mi primer encuentro directo con un drone, el Ebee de Sensefly, un drone de ala fija diseñado para fotogrametría, un equipo pequeño aparentemente fácil de usar y una electrónica muy sencilla a mi parecer en ese momento, pero realmente atrás del Ebee hay mucha investigación y desarrollo.

Decido investigar sobre el tema que en ese entonces en Guatemala era muy limitado. Me encuentro con dos grandes del mercado, DJI Y 3DRobotics. DJI una empresa china de mucho prestigio por la calidad de sus equipos y su facilidad de uso, sin embargo los accesorios que quieras agregar a tu equipo deben ser DJI eso implica casarse con la marca. Por el otro lado 3DRobotics una empresa México-Estadounidense, cuya planta de producción se encuentra en México, 3DRobotics forma del proyecto ardupilot, este proyecto es open hardware – open software debido a esto tiene gran versatilidad para modificar los equipos, pero el poder modificarlos no se aprende de la noche a la mañana.


Luego de mucha lectura en foros, tomé la difícil decisión y compré el Y6  RTF de 3DRobotis (la configuración más difícil de maniobrar según algunos), con controlador de vuelo PIXHAWK, además compré el simulador de vuelo AeroSim para poder practicar antes de lanzarme al vacio del vuelo. Horas y horas de práctica no fueron suficientes para controlar la adrenalina del primer vuelo sin entender al 100% cada uno de los modos de vuelo configurados en el controlador, al ver el equipo dañado después de una aparatosa caída fue un trago muy amargo durante el lapso de 3 días mientras hacia el recuento de los daños, 3 motores dañados, 6 hélices rotas, el radio de telemetría dañado... 


Con el trauma de mi primer aparatosa caída, comencé la reparación del equipo y empiezo a involucrarme con el funcionamiento de cada uno de los dispositivos que componen mi drone pero no al ritmo deseado, en mayo 2015 anuncia el primer EXPODRONE en México, decidimos viajar con un buen amigo con el cual decidimos entrar en este mundo de los drones. Dos días muy satisfactorios el primero conferencias y dos talleres de armado de drones, uno de equipos DJI y otro de configuración de 3DRobotics, ambos talleres muy buenos, el segundo día a las afueras de DF con muchos pilotos experimentados algunos trabajan en filmaciones con empresas como National Geografic entre otras, y gente de mucho renombre en México.

Después de esa enriquecedora experiencia decidí guardar mi Y6, y empezamos desde lo básico, un quadcopter con controlador KK2 que por cierto nunca pudimos poner a funcionar, el CCD3 del proyecto openpilot que funcionó perfectamente, APM del proyecto ardupilot versión china que funciono perfecto, tomando experiencia en el ensamblaje y programación de drones.


Y por último compré el drone CX-20 de la marca CHERSON un equipo de gama media que cumple muy bien con las expectativas, y a un precio accesible, las funciones autónomas como los waypoints, retorno a casa,  funcionan a la perfección, una buena elección si no se tienen los recursos para un drone de gama alta.


Consejo aprendido a base de golpes, reparacones y gastos, si no tienen asesoría inicien con equipos pequeños.

No me queda más que decirles ¡bienvenidos al mundo de los drones!