Los componentes de un dron, son las partes esenciales para que los drones puedan volar seguros, y deben ser inspeccionados con regularidad. Las piezas de un dron son fáciles de reemplazar o actualizar.
Si tiene algún problema de vuelo, saber qué hace cada componente lo ayudará en gran medida, a detectar una avería, y a llegar al fondo de cualquier problema de vuelo.
Este artículo le proporcionará una excelente descripción general de todas las piezas y componentes de un dron, que encontrará en los drones profesionales y de consumo moderno.
Puntal estándar
La hélice del «tractor» son los puntales en la parte delantera del cuadricóptero. Estos accesorios tiran del cuadricóptero por el aire como un tractor. Mientras que algunos drones como el DJI Phantom se ven más o menos iguales desde cualquier ángulo, hay una parte delantera y otra trasera.
La mayoría de las hélices de drones están hechas de plástico y las de mejor calidad están hechas de fibra de carbono. Por seguridad, también puede agregar protectores de apoyo para drones que necesita especialmente si está volando en interiores o cerca de personas.
El diseño de hélices es un área donde hay mucha innovación. Un mejor diseño de accesorios ayudará a una experiencia de vuelo más suave y tiempos de vuelo más largos. También hay una gran innovación hacia los accesorios de vehículos aéreos no tripulados de bajo ruido.
Sistemas de propulsión híbridos NWUAV
Para un funcionamiento más silencioso y eficiente. Los sistemas actuales de motor de combustión interna (ICE) de UAV están dimensionados para proporcionar suficiente potencia y velocidad para el despegue.
Sin embargo, con las ligeras variaciones que tiene cada vehículo no tripulado, los sistemas ICE basados únicamente en el tamaño pueden causar una operación menos eficiente durante las horas regulares de vuelo. Sin mencionar que los sistemas ICE suelen ser ruidosos debido a las emisiones de escape.
Aunque los sistemas basados en motores eléctricos (EM) resuelven los problemas de ruido, tienen un rango de operación limitado si no se pueden cargar durante la operación. Es por eso que NWUAV continúa investigando y desarrollando un sistema híbrido, aprovechando el funcionamiento eficiente de los sistemas ICE y la naturaleza silenciosa de los sistemas EM.
Sistema de propulsión eléctrica
Sistemas de propulsión totalmente eléctricos personalizados para sistemas no tripulados en el aire, en tierra y en el mar. Utilizando nuestra experiencia en el diseño y la fabricación de sistemas de generación de energía aérea no tripulados, NWUAV puede desarrollar sistemas completos de propulsión eléctrica desde el diseño hasta el desarrollo y la fabricación de alto volumen.
Desde la elección del motor eléctrico COTS correcto para personalizar, hasta la mejor batería o supercapacitador para su aplicación, hasta el controlador/EMU y el par de panel de control que le brindan el control y los datos que necesita, NWUAV tiene las herramientas y la experiencia para desarrollar el sistema de propulsión eléctrica para su aplicación no tripulada.
Generación de energía personalizada
Utilizando nuestra experiencia en diseño interna combinada con un desarrollo eléctrico sofisticado y un laboratorio de pruebas, NWUAV diseña y desarrolla sistemas de generación de energía personalizados que permiten una operación eficiente, al tiempo que reducen la firma del ruido eléctrico.
NWUAV ha desarrollado una variedad de sistemas que incluyen generación de energía UAV para UAS pequeños y medianos, generación de energía robótica terrestre para extensión de alcance utilizando motores de combustible pesado JP8, generación de energía portátil, APU para aplicaciones de vehículos, generadores híbridos para multirotores y UAV VTOL, y Sistemas generadores RCV.
Hélices: paso variable y bajo nivel de ruido
Desde hélices de paso variable hasta hélices de bajo ruido y sistemas completos de hélices, NWUAV continúa diseñando, desarrollando e integrando nuestras hélices y sistemas de hélices para una variedad de vehículos aéreos no tripulados de tamaño pequeño a mediano.
Un sistema de hélice de paso variable se puede personalizar para su UAV, lo que nos permite optimizar la longitud y el giro de la pala para aumentar el rendimiento del motor, reducir la velocidad del motor, agregar empuje de lanzamiento y disminuir su firma acústica.
Extremadamente confiables, la unidad más liviana en su categoría y prácticamente libre de mantenimiento, las hélices de paso variable NWUAV están diseñadas para cumplir y superar los estándares de construcción y seguridad aplicables de la FAA y la ASTM. Fabricado en varias configuraciones de aspas y materiales.
Recomendación: siempre es una buena práctica inspeccionar sus accesorios antes de volar y llevar un juego adicional en caso de que note algún daño en un accesorio. Nunca vuele con una hélice dañada o doblada.
Puntal de empuje
os puntales Pusher están en la parte trasera y empujan el UAV hacia adelante, de ahí el nombre de «puntales Pusher«. Estos puntales de rotación contraria anulan exactamente los pares de motor durante el vuelo nivelado estacionario.
El paso opuesto da una corriente descendente. Estos pueden estar hechos de plástico con los mejores puntales de empuje hechos de fibra de carbono. También puede comprar protectores para los puntales del empujador.
Recomendación: Lo mismo que para los puntales de tractor. Inspeccione antes de cada vuelo estos componentes, y lleve un juego de repuesto.
Motores sin escobillas
Prácticamente todos los drones más recientes utilizan un tipo de “out-runner” eléctrico sin escobillas, que es más eficiente, más confiable y más silencioso que un motor con escobillas. El diseño del motor es importante. Los motores más eficientes ahorran batería y le dan al propietario más tiempo de vuelo, que es lo que todo piloto desea.
El diseño de motores de drones es bastante moderno y avanzado en este momento. Hace un par de años, DJI lanzó el Inspire 1 con un nuevo diseño de motor patentado que fue bastante revolucionario. DJI desarrolló y patentó un nuevo imán curvo, que encaja perfectamente alrededor del motor, lo que permite que el motor funcione de manera más eficiente.
Recomendación: Examine los motores regularmente. 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, examine su dron. Vuélalo a un par de metros del suelo y cerca de ti. Mire para ver si uno de los motores está fallando. No es mala opción tener un motor de repuesto o 2.
Los mejores motores y sistemas de propulsión de drones UAV incluyen los siguientes componentes;
- Estator de motor
- Campana de motor (rotor)
- Devanados
- Aspectos
- Sistema de refrigeración
- Controladores electrónicos de velocidad
- Actualizador ESC
- Hélices
- Alambrado
- Brazo
Los controladores electrónicos de velocidad envían señales a los motores de los drones con información sobre la velocidad, el frenado y también brindan monitoreo y tolerancia a fallos en los motores de los drones.
Montaje del motor
El montaje del motor del dron a veces está integrado en los accesorios combinados con puntales de aterrizaje o puede ser parte del marco del UAV. Hay bastantes piezas que son fáciles de reemplazar en la mayoría de los drones.
Sugerencia 1: revise los soportes del motor y las áreas cercanas a los motores en busca de grietas por tensión. Si encuentra grietas por tensión y su cuadricóptero está en garantía, puede devolverlo y repararlo. Alternativamente, el fabricante puede tener algunos soportes de motor reforzados.
Sugerencia 2: cuando recibe su nuevo dron por primera vez, también es bueno examinar las áreas alrededor de los soportes del motor o dónde se usan tornillos. A veces, los tornillos pueden estar demasiado apretados y, de hecho, pueden romper el marco. Puede ser solo una pequeña grieta, pero estos no se arreglarán solos.
Tren de aterrizaje
Los drones, que necesitan una gran distancia al suelo, pueden adoptar patines estilo helicóptero montados directamente en el cuerpo, mientras que otros drones que no tienen carga útil colgante pueden omitir el tren de aterrizaje por completo.
Muchos drones de ala fija 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 panza.
La mayoría de los drones tienen un tren de aterrizaje fijo. Sin embargo, los mejores drones tendrán un tren de aterrizaje retráctil que brinda una vista completa de 360 grados cuando están en el aire.
Recomendación: para la mayoría de los drones más recientes, puede comprar extensores de altura de piernas. Si está volando en áreas donde hay hierba alta, entonces es una gran idea tener una alfombra de aterrizaje grande.
Drones con tren de aterrizaje retráctil
- DJI-Matrice 600 Pro
- Walkera-Voyager 3, Scout X4, QR X900
Recomendación 1: Examine su tren de aterrizaje y especialmente si ha tenido un aterrizaje un poco brusco. Esto protege el dron, la costosa cámara o los sensores.
Recomendación 2: si puedes y se adapta a tus necesidades, compra un dron que tenga tren de aterrizaje retráctil. Entonces no tienes que preocuparte de que los soportes del tren de aterrizaje, se interpongan en el camino de una gran foto o toma de video. Con tren de aterrizaje retráctil, manténgalo limpio y libre de polvo y suciedad. De esa forma el tren de aterrizaje no se agarrota.
Parte principal del cuerpo del dron
Este es el eje central desde el cual los auges irradian como los rayos de una rueda. Alberga batería, placas principales, procesadores, aviónica, cámaras y sensores.
Recomendación 1: la mayoría de los drones no son impermeables, por lo que es vital que los componentes internos del cuerpo principal no se mojen. Es posible que un aterrizaje forzoso no rompa el cuerpo del dron, pero el impacto podría dañar los componentes internos del dron en el cuerpo principal.
Recomendación 2:
si no está familiarizado con la ingeniería electrónica y la soldadura, es mejor no aprender sobre sus componentes internos, como la placa principal de su dron. Lo más probable es que soldar algo dentro de su cuerpo principal anulará su garantía. Una garantía generalmente cubre el UAV tal como salió de fábrica.
Sin embargo, si sabe cómo soldar, puede hacer algunas mejoras muy buenas en su dron.
Controladores electrónicos de velocidad (ESC)
Un controlador de velocidad electrónico o ESC es un circuito electrónico con el propósito de variar la velocidad de un motor eléctrico, su dirección y posiblemente también para actuar como un freno dinámico. Convierte la energía de la batería de CC en CA trifásica para impulsar motores sin escobillas.
Los controladores electrónicos de velocidad son un componente esencial de los cuadricópteros modernos (todos multirotores), que ofrecen alimentación de CA trifásica de alta potencia, alta frecuencia y alta resolución a los motores en un paquete en miniatura extremadamente compacto.
Un gran salto en la innovación de ESC se produjo en el DJI Inspire 1, que utiliza nuevos controladores de velocidad electrónicos de accionamiento sinusoidal para reemplazar el accionamiento de onda más cuadrada de los ESC tradicionales. El Inspire 1 va más allá al usar un control de par de bucle cerrado y una redundancia funcional distinta, lo que agrega eficiencia y confiabilidad adicionales a los motores.
Recomendación: Los ESC están dentro del marco principal del dron y la mayoría de los propietarios de drones no necesitarán hacer nada con ellos. Sin embargo, empresas como DJI, Yuneec y Parrot desarrollan drones que se pueden personalizar.
Si desea personalizar un dron, entonces es posible si el fabricante tiene un kit de desarrollo especial (SDK) para ese modelo. Con el SDK, podría reprogramar los controladores electrónicos de velocidad y muchos otros componentes del dron.
Controlador de vuelo
El controlador de vuelo interpreta la entrada del receptor, módulo GPS, monitor de batería, IMU y otros sensores a bordo.
Regula las velocidades del motor, a través de ESC, para proporcionar dirección, así como para activar cámaras u otras cargas útiles. Controla piloto automático, waypoints, sígueme , a prueba de fallas y muchas otras funciones autónomas. El controlador de vuelo es fundamental para el funcionamiento completo de su UAV.
Recomendación: la mayoría de los propietarios no necesitarán hacer nada ni modificar el controlador de vuelo mediante la reprogramación. Si necesita crear una solución personalizada, un dron con SDK como se mencionó anteriormente lo permitiría.
Módulo GPS
El módulo GPS a menudo combina un receptor GPS y un magnetómetro para proporcionar latitud, longitud, elevación y rumbo de la brújula desde un solo dispositivo. El GPS es un requisito importante para la navegación por waypoints y muchos otros modos de vuelo autónomos. Sin GPS, los drones tendrían usos muy limitados.
Junto con FPV, los drones pueden navegar largas distancias y usarse para aplicaciones interesantes, como la creación de imágenes en 3D utilizando sensores lidar y fotogramétricos .
GPS significa Sistema de Posicionamiento Global. Es un estándar estadounidense que proporciona información de ubicación y hora en todas las condiciones climáticas, en cualquier lugar de la Tierra o cerca de ella donde haya una línea de visión sin obstrucciones para cuatro o más satélites GPS.
Algunos de los últimos drones han agregado Glonass, que es el equivalente ruso de GPS. Esto significa que es casi seguro que su dron encuentre muchos más satélites para obtener su posicionamiento. Con ambos sistemas, puede volar con mayor precisión y también con mayor seguridad, ya que sabe que no perderá la conexión satelital.
Recomendación: la mayoría de los drones le permiten programar en un punto de inicio a prueba de fallas. Esto permite que el dron vuele de regreso a un punto si pierde la conexión con su control remoto.
La mayoría de los drones tienen un requisito mínimo de satélites antes de que se pueda establecer el punto de inicio. Pero siempre establezca un punto de origen. Cuando compre un dron, esté atento a los drones que vienen con GPS y Glonass.
Receptor
A menudo, una unidad receptora de radio r/c estándar. El número mínimo de canales necesarios para controlar un quad es 4, pero generalmente se recomiendan 5. Hay muchos fabricantes de receptores en el mercado si está construyendo su propio dron.
Antena
Dependiendo de su receptor, puede ser un látigo de alambre suelto o un tipo de «patito de goma» helicoidal.
Consejo: la antena es bastante fácil de actualizar. La antena de hoja de trébol polarizada circularmente le brinda una mayor distancia de señal de video y mejora la estabilidad del video. Una muy buena antena detiene el problema del efecto multicamino y también el ángulo ciego.
Si desea comprender la tecnología detrás de la vista en primera persona y la transmisión de video en drones, lea este excelente artículo titulado » Comprender el rango de antena y video en vivo FPV «.
Batería
Las baterías de polímero de litio (LiPo) ofrecen la mejor combinación de densidad de energía, densidad de potencia y vida útil del mercado.
Sugerencia: siempre es bueno llevar una batería de repuesto o 2. Lea y siga las instrucciones para cargar y almacenar su batería para asegurarse de que dure mucho tiempo. De vez en cuando siempre es bueno descargar y recargar por completo la batería.
Verifique que su batería no se sobrecaliente. Todas las baterías son peligrosas cuando están dañadas físicamente, así que nunca instale una batería dañada en su dron. Además, nunca intente recargar una batería que tenga daños físicos.
Monitor de batería
Proporciona monitoreo del nivel de potencia en vuelo al controlador de vuelo. Su batería es fundamental para volar con seguridad. Si vuela demasiado lejos y su cuadricóptero se queda sin batería, hará un aterrizaje de emergencia o se estrellará.
Consejo: conozca el tiempo de vuelo de su dron, los niveles de batería y dónde leer estos niveles. No supere los límites de volar con batería baja.
Cardán
El cardán del dron es el soporte pivotante, que gira sobre los ejes x, y y z para proporcionar estabilización y orientación de las cámaras u otros sensores.
Consejo: si no tienes un buen cardán, no importa lo buena que sea la cámara. El cardán es muy importante para tomar excelentes fotos y videos.
Con el cardán y la cámara incorrectos en su dron, nunca podrá tomar videos o fotos profesionales. Algunos de los problemas son la persiana enrollable, la gelatina y el efecto barril.
Sugerencia: si tiene problemas con el efecto gelatina, que es causado por la vibración del dron que llega a la cámara, considere instalar o cambiar los amortiguadores del cardán. Esto puede hacer una gran diferencia.
Cardán motor
Los motores de CC sin escobillas se pueden utilizar para el posicionamiento angular de transmisión directa, que requieren bobinas especialmente enrolladas y circuitos de control dedicados que solo recientemente están disponibles comercialmente.
Unidad de controlador de cardán: Permite el control de motores cardán sin escobillas de accionamiento directo como si fueran servomotores estándar.
Cámara
GoPro u otra unidad de video compacta de alta definición con almacenamiento integrado. La transmisión en tiempo real es posible en los drones más recientes, como el nuevo DJI Mavic Mini , Mavic Air 2 , DJI Mavic 2 Pro y Zoom . Otros drones que pueden transmitir en vivo son DJI Mavic Air, Spark, Mavic Pro , Phantom 4 Pro y el cuadricóptero de filmación Inspire 2 profesional superior.
Muchos fabricantes de drones producen gimbals que son compatibles con la gama de cámaras GoPro Hero. GoPro sacó su propio dron Karma, pero desde entonces se suspendió en enero de 2018.
Los últimos drones son todo en uno, que vienen con un cardán y una cámara integrados. Estas cámaras y lentes están diseñados específicamente para filmación y fotografía aérea.
DJI, que es el mayor fabricante de vehículos aéreos no tripulados, se toma muy en serio su tecnología de cámaras y estabilizadores. En junio de 2017, DJI y Hasselblad, el líder en cámaras profesionales de formato medio de alta calidad, presentaron la primera plataforma de imágenes de drones de 100 megapíxeles
Consejo: compre lo mejor que pueda pagar. Busque drones con cardán y cámara integrados, lo que significa que está comprando un sistema probado y comprobado.
Sugerencia: puede utilizar un software para eliminar el ojo de pez de sus fotografías aéreas.
Sensores
Los drones son más que solo para filmación y fotografía aérea. Ahora estamos viendo sensores lidar, térmicos y muchos otros tipos que se montan en drones 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 3D, también conocido como mapeo de fotogrametría, es la ciencia de realizar mediciones a partir de fotografías. La salida del software de fotogrametría suele ser 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, digamos cada 1 segundo, estas imágenes se unen para crear imágenes de fotogrametría en 3D.
Para crear mapas o modelos en 3D, todo lo que necesita es un dron superior con cámara y GPS . El dron capturará las imágenes y cualquiera de estas aplicaciones de software de fotogrametría superior unirá las fotos en mapas o modelos 3D.
Los mapas 3D son generalmente bastante grandes y requieren mucho procesamiento. Muchas de las compañías de software de mapeo 3D pueden procesar las imágenes en la nube y también almacenarlas por usted.
Sensores para evitar colisiones
Los drones de hoy pueden venir con 2 tipos de sensores. Lo anterior para la creación de imágenes en 3D del mundo exterior mediante el uso de cámaras de visión térmica y Lidar .
El segundo tipo son sensores integrados para evitar colisiones mediante visión monocular, ultrasónico (sonar), infrarrojos, lidar, tiempo de vuelo (ToF) y sensores de visión.
Lo anterior cubre la gran mayoría de los componentes que encontrará en su dron moderno.
Modo de seguimiento activo y funciones de seguridad
Muchas de las partes anteriores del dron, como la cámara y los sensores para evitar colisiones, enviaron datos al controlador de vuelo principal.
El controlador de vuelo también envía y recibe datos de los motores, controladores electrónicos de velocidad, sistemas de navegación por satélite, IMU y giroscopio. El dron también está programado con sofisticados algoritmos de visión que le permiten rastrear objetos y evitar obstáculos mientras sigue a un sujeto, como una persona, un automóvil, una bicicleta o un bote.
La tecnología utilizada para rastrear y seguir a una persona es absolutamente fascinante. Puede leer más sobre los mejores drones de seguimiento disponibles .
Estos mismos componentes del dron envían datos al controlador de vuelo y también reciben datos del controlador de vuelo para permitir un regreso seguro a casa cuando el dron pierde contacto con el control remoto o la batería se está agotando. El dron volverá automáticamente a su punto de origen.
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