Un dron es un vehículo aéreo no tripulado; en algunos lugares se les denomina como VANT o UAV, ya que estos pueden realizar vuelos sin necesidad de llevar un pasajero dentro, el control es llevado por la intervención de un piloto por medio de un radio control si es de forma visual, sin embargo existen otros sistemas como el FPV que es la vista en primera persona y este consiste en agregar una cámara en la parte superior para que por medio de unas gafas se observe en el video la dirección o posición del vuelo en tiempo real. La palabra dron o drone tiene una traducción literal del inglés como “zángano” donde algunos les asocian este por el sonido que este provoca cuando se encuentra en el aire y suena como el de una abeja. Los drones hoy en día se pueden conocer de distintas formas y tamaños, además existen diferentes clasificaciones, las más conocida es la que los divide en drones de ala fija y multirrotor. La función de un dron es evitar poner en riesgo la vida de las personas; por ejemplo, este ayudará a poder manipular químicos en el caso de agricultura, salvar vidas en zonas en donde el humano no pueda acceder fácilmente, pero sí volar sobre de ellas como las montañas o precipicios, otros usos comunes para la fotografía, carreras u ocio.
Construir un dron te da muchos beneficios, ya que actualmente la industria de los drones se está volviendo muy grande y México ya está en la posición número 10; sin embargo, solo tiene más funciones de gestión que de creación y desarrollo, lo cual es un problema a resolver, una forma es construirlo uno mismo, para conocer cómo trabaja internamente e incluso saber repararlo si se llegara a dañar. Si se diseña un dron, en específico un multicóptero, la estructura debe tener una forma simétrica para poner en los extremos los motores y se debe considerar el tamaño de las hélices, ya que pueden llegar a chocar entre sí considerando las características del motor. También se puede evaluar la estructura por medio de herramientas CAD de análisis mecánico, para conocer si puede soportar la estructura en caso de fallo y caer. Si no se desea fabricar la estructura, se puede utilizar una comercial, existen diferentes modelos y tamaños, según sea la necesidad y las características de todos los elementos. Existen en internet muchas herramientas que permiten la evaluación de multicópteros, se basan en una selección previa de sus componentes o llenado de sus parámetros, uno muy sobresaliente es el proporcionado por la Universidad de Beihang, en China, y su grupo BUAA Reliable Flight Control Group, a cargo de Quan Quan. En general, es una base de datos que permite seleccionar diferentes modelos de componentes y de no contenerlo te permite crear un modelo a base de sus parámetros necesarios, además de poder seleccionar el tipo de multicóptero, toda la evaluación se lleva gracias a un modelo matemático proporcionado por ellos mismos. La herramienta se basa en nueve puntos, pero los más importantes son los primeros seis, ya que debido al estado de cada componente puede variar sus valores. En el primer punto se hace una selección de parámetros de la estructura donde nosotros debemos saber qué configuración tendrá nuestro multicóptero en forma de equis o cruz, además de las dimensiones de extremo a extremo y si es posible considerar una altitud y la temperatura ambiente. En el segundo punto se revisa el estatus de la batería LiPo a usar, si esta se encuentra nueva podemos utilizar sus valores por default, sin embargo, si ya es una batería usada no tendrá el mismo rendimiento que lanzó a la hora de evaluar. El tercer punto es el tipo o modelo de motor, la herramienta ya cuenta con algunos perfiles de modelos de motores, pero si no coincide con el de las posibilidades, te permite crear un perfil en donde se tendrán que agregar los parámetros que necesita el mismo, un factor muy importante es recordar a cuántas celdas funcionará, ya que debe ser compatible con el controlador electrónico de velocidad y la batería. El cuarto punto se refiere al uso de hélice, algunos la determinan por el tamaño de la estructura, pero lo más apropiado primero es saber las especificaciones del motor, ya que algunos integran tablas con hélices recomendadas, además se pueden evaluar igualmente variando sus parámetros dentro de la herramienta. El quinto punto trata sobre la selección de un controlador electrónico de velocidad, este tiene que ser compatible con el número de celdas tanto con el motor y la batería, también se pueden obtener parámetros del controlador, en su hoja de especificaciones se recomienda usar un controlador con 5 amperes mayor al valor máximo. El sexto punto es ahora seleccionar una batería, para este caso las más eficientes son el tipo LiPo; se recomienda usar una batería con poco amperaje promedio de unos 2200mah, ya que cuando se inicia podrías llegar a dañarla; no se recomienda una batería muy grande ya que el tiempo de vuelo podría extenderse, pero trabajarán más los motores debido a que una batería con mayor amperaje también provee mayor tamaño y por lo tanto peso.
Los valores obtenidos son estimaciones y varía del estado de los componentes. Existen diferentes tarjetas controladoras con diferentes características, por lo que se recomienda usar inicialmente la más básica para comprender el funcionamiento. Una vez terminada la evaluación y construido el dron se deben verificar todas las conexiones y soldaduras hechas para evitar un corto y se dañen los componentes. Al conectar la primera vez el dron se debe dejar por lo menos 30 segundos funcionando sin hélices para observar si existe algún sobrecalentamiento y una vez comprobada la señal de recepción se debe programar un failsafe o en caso de falla de comunicación de la controladora con la emisora se debe desconectar y parar los motores inmediatamente. Algunos de los puntos a considerar cuando se programa el dron es saber qué protocolos de comunicación serán utilizados a la hora de configurar, si se requiere activar algún puerto para comunicación o si se deben realizar cambios al control PID, se recomienda modificar estos valores después de un primer vuelo para observar cómo se comporta. En general, construir tu primer dron te brinda cientos de beneficios para resolver problemas que se presenten posteriormente e incluso llegarlos a mejorar en todos los aspectos. Esta área de drones es muy extensa para conocer el fabuloso mundo de las aeronaves, si comprendes un tipo de dron correctamente, puedes conocer el funcionamiento de otros. Recuerda que la seguridad es primero y no debes volar cerca de mucha gente, ya que puedes hacer daño y esto no es un juguete.
Referencias
Sevilla, G. Jesús Ángel. (Abril, 2019). Integración e Implementación de un Dron en Arquitectura Abierta, Tesis profesional.
Reyes, C. Fernando. & Cid, M. Jaime. (2019). Drones: Cinemática, Dinámica y Control. Editorial Alfaomega, 2019.
Reliable Flight Control Group. (Consulta junio 2019). Flight Performance Evaluation UAVs estimate performance of UAV, Herramienta de evaluación flyeval.com.
Drone Industry Insights. (Consulta febrero 5 2019). Image Top 10 Drone Job Locations
