2018 Fundamentos de Generales del Drone
Moises Ramos ABKdrones 1-1-2018
FUNDAMENTOS GENERALES SOBRE LOS DRONES Con esta pequeña GUIA SOBRE LOS FUNDAMENTOS GENERALES SOBRE LOS DRONES pretendemos ofrecerte los conocimientos necesarios para que aprendas a realizar las maniobras de vuelo básicas bajo unas condiciones razonables de seguridad. Saber volar un Drone como todo vehículo requiere un aprendizaje inicial. En ABKDrones queremos ofrecerte esta guía de vuelo para que conozcas primero los conceptos básicos sobre drones y las maniobras básicas de vuelo. Una vez leída esta guía podrás pilotar tu Drone con una garantía mínima de éxito en tu vuelo. Al igual que cualquier otro vehículo hay que iniciarse con pequeños movimientos seguros. Aunque hay muchos tipos de drones, nos vamos a centrar en los UAV (aviones no tripulados) de cuatro hélices llamados Quadricopteros.
TÉRMINOS USADOS DE MANERA GENERAL CON LOS DRONES Es importante conocer los términos más usados relacionados con los drones para facilitar la comprensión de tu Drone y saber qué hacemos.
Términos comunes: Línea de Sitio: Área hasta donde el piloto puede mantener contacto visual con el Drone en vuelo. FPV (First Person View o vista en primera persona): Es cuando el piloto puede ver dónde está el Drone por medio de una cámara integrada a éste.
Componentes de un Drone: Conocer cada parte de nuestro Drone es esencial ya que esto nos hace comprender la importancia de cada una y su función a la hora de emprender el vuelo. Conociendo todas las partes seremos capaces de identificar los problemas que puedan tener estas distintas partes y así corregir pequeños errores sin necesidad de acudir a un servicio técnico profesional de forma innecesaria o prevenir un accidente. Las principales partes de un DRONE:
El Frame o armazón Motores Variador de velocidad electrónico Tableta de Control de Vuelo
Transmisor y receptor de radio Hélices Batería y cargador
El Frame o Armazón es la estructura que conecta y sostiene todos los demás componentes, para el caso del Quadricopteros por ejemplo, tiene forma de X o de cruz +.
Los motores son los encargados de hacer girar las hélices del Drone, en el caso del Quadricopteros tendríamos 4 motores, propulsando cada uno de ellos su correspondiente hélice.
Variador de velocidad electrónico es un elemento que conecta los motores y los receptores y transmiten una señal eléctrica que dependiendo de su nivel indican a los motores la velocidad de giro.
En cualquier momento, uno o más de los motores puede estar girando a distintas velocidades, esto permite maniobrar a tu Drone en distintas direcciones. Todo eso es manejado por el Variador de velocidad electrónico, lo cual lo vuelve un componente muy importante. MainBoard de control de vuelo es el nombre que recibe lo que básicamente es la computadora de a bordo de nuestro Drone, esta se encarga de controlar los acelerómetros, giroscopios y es quien decide que tan rápido debe girar cada motor para cumplir las órdenes trasmitidas por el piloto, enviando esta información al Control de velocidad electrónico.
Transmisor/Control Remoto (RC) es el dispositivo de mano RC (Remote Control por sus siglas en ingles) que te permite maniobrar y realizar ajustes al Drone.
Un Cuadricóptero tiene 4 hélices y la velocidad a la que gira cada una determina hacia donde volara el Drone o si permanecerá en el mismo lugar.
La batería es la fuente de energía de tu Drone, debes asegurarte que este debida mente cargada y conocer sus tiempos de duración, así te aseguras de no tener que interrumpir tu vuelo de forma “inesperada” y posiblemente violenta.
El cargador es el componente encargado de recargar la batería de vuelo. Es recomendable comprar baterías extra, de esta forma se puede tener varias precargadas y no tener que esperar el tiempo que toma recargar una sola batería una vez que se agota.
Controles del Drone en el Transmisor/Control Remoto (RC) Debemos asumir que existe muchos modelos de RC en el mercado pero para simplificar esta guía vamos a asumir el stick de la izquierda controla el derrape y el acelerador, y el stick derecho balanceo y cabeceo. Algunos RC permiten al piloto cambiar estos controles de posición, basados en sus preferencias particulares. Efecto de los controles:
Deslizar: Movimiento conseguido al mover el stick derecho a la izquierda o derecha. Mueve el Drone a la izquierda o derecha en el mismo plano horizontal. Cabecear: Se consigue moviendo el stick derecho hacia delante o hacia atrás. El efecto conseguido es el movimiento del Drone hacia delante o atrás. Derrape: Se hace moviendo el stick izquierdo hacia la izquierda o derecha. Rota (gira) la cabeza dell Drone hacia la izquierda o derecha. Ayuda a cambiar la dirección de vuelo apuntando el frente del Drone en distintas direcciones. Acelerador: Arranca manteniendo presionado el stick izquierdo hacia delante, aumenta la potencia a medida que se pulsa mas hacia delante el Stick. Se reduce tirando del stick izquierdo hacia atrás. Esto ajusta la altitud o altura de vuelo del Drone. Ajustar: Botón del control remoto que te ayuda a ajustar el “deslizar”, cabeceo, derrape y acelerador si estos están fuera de límites. El Timón: Se puede escuchar esta palabra en numerosas ocasiones en el ambiente de pilotos de drones, sin embargo no existe Timón como tal, es el mismo stick izquierdo, se relaciona con el Derrape. Alerón: No existe un aleron como tal (similar al de un avión) sino que es el mismo stick derecho. Se relaciona a controlar el “deslizar”. (Movimiento de izquierda a derecha) El Elevador: El mismo stick derecho. Está relacionado directamente a controlar el cabeceo. (Movimientos hacia delante y atrás.)
Control Remoto más a fondo El Control Remoto es el transmisor de Radio frecuencia que permite manejar tu Drone y hacerle volar. Cuando hacemos cualquier movimiento con sus palancas o sticks, éste envía una señal de radio al Drone en la que va la información de lo que debe hacer a continuación. El Drone recibe la señal la interpreta y realiza el movimiento que le hemos ordenado desde el RC. Los transmisores que podemos encontrar en el mercado vienen en distintos tamaños y diseños, el que vamos a ver en esta guía (WFT09) es un ejemplo de RC con los elementos básicos de cualquier control.
Stick derecho El Stick derecho controla el Deslizar y Cabeceo. En resumen, mueve el Drone hacia delante y hacia atrás, así como hacia la izquierda o derecha. Stick izquierdo. El Stick izquierdo permite controlar el Derrape y el Acelerador, es decir que permite girar el Drone en sentido horario o anti-horario sobre su propio eje, así como aumentar o disminuir la altitud (elevar o hacer descender el Drone). Botones de Ajustar (Trim). Cada control tiene sus botones para “ajustar” o nivelar (Trim en inglés). Se usan para calibrar la posición de los Stick en relación con la posición del Drone. Es decir con los Stick en su posición central el Drone debería estar equilibrado en todos sus ejes, cualquier desequilibrio lo corregiríamos con los botone Trim. Si al despegar compruebas que tu Drone está inclinado hacia la derecha, lo corregiremos con el Roll Trim Left/Right
Hacer maniobras con tu Drone: Ha llegado el momento de empezar a repasar algunas maniobras de las que haremos en un primer momento de nuestro entrenamiento. Algunos de estos primeros movimientos serán: Giro circular en el sentido de las agujas del reloj o sentido contrario a este. Flotar: Mantenerse en la misma posición mientras se vuela. Se hace controlando el acelerador.
Modos de vuelo: Los modos de vuelo pueden ajustarse comúnmente con algunos botones en tú control remoto/transmisor. 1. Manual: Similar a pilotar un helicóptero. Una vez inclinas el Drone, este no se nivelara por sí mismo. Incluso si se sueltan los stick y estos regresan a su posición en el centro, el Drone permanecerá inclinado. 2. Auto-nivel: Cuando los stick están en el centro, el Drone se auto nivela. 3. Mantener GPS: al regresar los Stick al centro, el Drone regresa a una ubicación programada, funciona similar al Auto-nivel pero usando GPS.
Practicar con los Controles del Drone Cuando estamos empezando a pilotar un Drone, sus controles deben llegar a ser algo intuitivo, automático. Estos controles deben llegar a ser intuitivos y naturales, es necesario entender cómo funciona cada uno por separado y como lo hacen juntos de manera coordinada para poder tener una experiencia de vuelo completa.
Para cualquiera de estos controles, la reacción será proporcional a la fuerza con que pulsemos las palancas o Stick del transmisor o control remoto. Por ello se recomienda realizar toques y movimientos suaves con los Stick cuando se empieza a pilotar y conforme se toma confianza y se conoce mejor el Drone, se pueden ir realizando cada vez movimientos más rápidos y agudos El Drone tiene 4 controles principales:
Deslizar Cabeceo Derrape Acelerador
Esquema de movimientos: “deslizar”, cabeceo (pitch), derrape (Yaw) y Acelerador (Throttle). Deslizar: deslizar es mover tu Drone hacia la izquierda o derecha. Se realiza moviendo el Stick derecho hacia la izquierda o derecha. Por ejemplo, al mover el Stick derecho de tú control hacia la derecha, el Drone se inclinara y moverá inclinado, en ángulo hacia abajo a la derecha. Ejemplo de movimiento de “deslizar” hacia la izquierda y derecha.
En este caso la parte inferior de las hélices apuntan a la izquierda, empujando el aire hacia la derecha, esto empuja el Drone hacia la izquierda. Lo mismo ocurre cuando apuntamos el stick a la derecha, el Drone se inclina y la parte inferior de las hélices apuntan a la derecha, empujando el aire en esa dirección y moviendo el Drone hacia la derecha. Cabeceo: Al mover el stick derecho de tú transmisor o control remoto hacia delante o hacia atrás se produce un movimiento de inclinación y en consecuencia se mueve hacia delante o hacia atrás. Esta vista está tomada del lado izquierdo. Vemos como se mueve hacia delante y hacia atrás.
Derrape: Se trata de hacer girar el Drone sobre sí mismo, ya sea en sentido de las agujas del reloj o contra el sentido del reloj. Esto se consigue moviendo el stick izquierdo del transmisor hacia la izquierda o derecha. Generalmente se usa durante el vuelo continuo combinado con el acelerador. Esto permite al piloto realizar vuelo en círculo y patrones. Esto permite seguir objetivos para fotografía o video durante el vuelo. Acelerador: El acelerador le das a las hélices la potencia necesaria para mantener al Drone en el aire. Al volar se puede tener el acelerador en uso constantemente. Para activar el acelerador se presiona el stick izquierdo del control hacia delante. Para desacelerar se mueve el mismo stick hacia atrás.
Nota importante: Cuando el Drone está frente a frente contigo, los controles se invierten. Esto es importante tenerlo siempre presente, de ahí la importancia de practicar mucho al inicio. Al pulsar el stick derecho hacia la derecha mueve el Drone a la derecha (“deslizar”)
Al pulsar el stick derecho hacia adelante mueve el Drone hacia adelante (cabeceo) Al pulsar el stick derecho se mueve hacia atrás la Drone hacia atrás (cabeceo) Y así sucesivamente. Presta atención cuando empieces a hacer cambios de dirección. Siempre piensa en términos de cómo el Drone se moverá y no de cómo está orientado respecto a ti.
Medidas de seguridad importantes antes de volar un Drone Los drones son, básicamente, cuchillas voladoras. Pueden ser peligrosos si no se utiliza con sumo cuidado. Estas son algunas de las reglas de seguridad mínimas a tener en cuenta:
Si estás a punto de chocar contra algo, mueve el acelerado hacia atrás, esto detendrá las hélices y hará menos probable que destruyas tu Drone o que lastimes seriamente a alguien. Mantenga sus dedos alejados de las hélices cuando están en movimiento. Desconectar la batería del Drone antes de realizar cualquier trabajo en él. Si se enciende accidentalmente y las hélices empiezan a girar puede sufrir daño en la mano.
Escoge bien el lugar donde aprender a volar tu Drone. Atendiendo a las normas de seguridad anteriores empezar a volar en un espacio cerrado seria la peor decisión según los pilotos experimentados de Drones. Un principiante debe empezar en un espacio abierto, donde cualquier error se puede minimizar. Se recomienda un lugar abierto y hacer posible con césped para amortiguar un posible golpe, como por ejemplo un parque. Como regla general no intentes volar con tu Drone cerca de personas o animales. Los drones pequeños también pueden causar heridas graves. Por ultimo trata de no volar con viento.
Pre-vuelo. Lista de verificación. Al igual que con cualquier vehículo, más si se trata de uno volador, hay que tener ciertas cosas presentes y repasarlas para no olvidar ninguna. Un simple olvido o error puede convertir un día de vuelo en un día de comprar un Drone nuevo. Esto es lo más básico a revisar antes de un vuelo:
Si llevas una cámara, verifica la batería y la tarjeta SD. Asegúrate de que la batería del transmisor está cargada. Asegúrate de que la batería del Drone está cargada. Si tienes baterías de reemplazo, es necesario verificarlas todas. Inserta la batería a utilizar. Verifica que la batería este bien colocada y asegurada. Asegúrate que cada hélice esta fija y despejada. Revisa que el Drone no tenga partes o tornillos perdidos o flojos. Enciende el Drone. Si el Drone tiene que calibrar y obtener la comunicación satelital, espere hasta que termine. Verifica tener espacio suficiente para volar. Asegúrate que el Acelerador (stick izquierdo) este todo abajo. Enciende el transmisor. Retrocede de 3 a 5 pasos (distancia de seguridad por algún mal funcionamiento al momento de despegar.) Permanece siempre observando el Drone. Asegúrate de que el Drone no salga del alcance del transmisor, si lo hace, este simplemente dejará de volar y caerá. No es agradable visitar un sitio de accidente aéreo así que tratemos de evitar que esto pase.
Despegando tu Drone Una vez realizados todos los pasos anteriores estás listo para volar. Para elevar tu Drone por los aires, el único control que necesita es el acelerador. 1. Empuja el acelerador (stick izquierdo) hacia arriba muy lentamente, sólo para poner las hélices en marcha. Luego se detiene. 2. Repite esto varias veces y hasta que estés cómodo con la sensibilidad del acelerador. 3. Ahora acelera un poco más que antes hasta lograr que el Drone se separe del suelo, luego mueve el stick hacia el centro hasta que el Drone esté en tierra. 4. Repite esto de 3 a 5 veces. Si notas que el Drone realiza cualquier movimiento (deslizar, cabecear o derrape) sin que tú seas quien opere esos controles, utilice el botón de ajuste (trim) para balancear y centrar ese movimiento en específico. Por ejemplo, si nota que el Drone se mueve hacia la izquierda cuando usa el acelerador, deberás presionar el botón de Ajuste de deslizar, que está cerca del stick derecho.
Mantener el Drone en el aire y aterrizar el Drone.
Para flotar en el mismo lugar, solo necesitas presionar el acelerador hasta tener la altitud deseada y luego solo mantener la posición realizando ajustes ligeros con el stick derecho. Puedes utilizar el stick izquierdo hacer derrape en la misma posición. Para practicar, lo mejor es no elevarse más de unos 30 centímetros. Para aterrizar mueve lentamente el acelerador hacia atrás. Retrocede por completo el acelerado cuando el Drone este a unos 5 cm del suelo y déjalo caer. Repite hasta que te sientas cómodo con los mandos.
Volar un Drone de Izquierda / Derecha y adelante / atrás Para volar un Drone hacia izquierda, derecha, adelante y hacia atrás, tú tendrás que mantener el acelerador a un ritmo constante para mantenerlo en el aire. A continuación, utilizar el stick derecho para maniobrar el Drone en la dirección que quieras que vaya. 1. Empuje el stick derecho hacia adelante para volar un par de metros hacia adelante. 2. Tire de la palanca de la derecha de nuevo para que vuelva a su posición original. 3. Ahora, mueva aún más hacia atrás un par de metros, y devolverlo a su posición original. Empuje el stick derecho hacia la izquierda para mover el Drone un par de metros a la izquierda. 4. Mueva de nuevo a su posición original, a continuación, volar un par de metros a la derecha. 5. Si comienza a girar (derrape), ajustar el stick izquierdo hacia la izquierda o hacia la derecha para mantener el Drone en la misma dirección. 6. Cuando muevas el Drone en cualquier dirección, probablemente notes que pierde altitud, para compensar eso utiliza el acelerador.
Volar un Drone en un patrón cuadrado. Volar en patrones requiere usar las distintas habilidades antes practicadas. Empezamos: 1. Empuja el stick derecho hacia adelante (cabeceo) y vuele hacia delante un par de metros. Luego, devuelve el stick derecho hacia el medio y lo colocas en su lugar. 2. A continuación, pulsa el stick derecho hacia la derecha (deslizar) y vuela a la derecha un par de metros. Luego lo colocas en su lugar durante unos segundos. 3. Tira de la palanca derecha hacia atrás y vuela hacia atrás un par de metros. Luego, coloca la palanca en su lugar durante unos segundos, y empujas el stick derecho hacia la izquierda y devuelves el Drone a su posición original. Has conseguido realizar tu patrón de vuelo cuadrado. El Drone ha volado realizando un cuadrado.
Volar el Drone en círculo. Este tipo de vuelo exige bastante práctica, ya que requiere mezclar 3 controles de forma simultánea. Utilizamos el Acelerador, Cabeceo y Deslizar al mismo tiempo. Como ya lo vimos antes, utiliza el acelerador para colocar tu Drone a flotar en el aire y mientras estas en eso ve decidiendo si quieres volar en sentido horario o anti horario. Por ejemplo, asumamos que volaremos en sentido horario (hacia la derecha) 1. El piloto debe estar siempre viendo la parte trasera del Drone. 2. Una vez en el aire empujar el stick derecho en diagonal hacia arriba ya la derecha. Esto activará tanto cabeceo y deslizar, al mismo tiempo, y empezar a mover el Drone en un círculo a la derecha. 3. Después de un par de metros, empieza a girar el stick derecho más a la derecha, por lo que se involucra más deslizar. Esto hará maniobrar el Drone a la derecha. 4. Después de unos cuantos metros, comience a girar el stick derecho en diagonal hacia abajo a la derecha, y continua girando el stick derecho hasta que el Drone regrese a su posición original. Prueba cambiar de dirección, si notas que el Drone gira sobre su propio eje, utiliza el boto de Ajustar para el Derrape.
Hacer girar tu Drone. Para rotar tu Drone, primero usa el acelerador para tomar altura. 1. Cuando ya tengas a tu Drone flotando en el aire, presiona el stick izquierdo en cualquier dirección. Esto hará rotar tu Drone sobre su eje. 2. Prueba hacerlo rotar 360º hacia la izquierda y luego a la derecha. Repítelo hasta que estés familiarizado con el movimiento.
Cómo volar un Drone continuamente. Para volar un Drone continuamente es necesario que tú gires y cambies de dirección continuamente. Esto puede tomar algún tiempo y mucha práctica, el Drone está continuamente cambiando de ángulo de vista con respecto a ti, así que se debe prestar mucha atención a cada movimiento de los stick y como esto afecta el vuelo del Drone. 1. Una vez que el Drone este en el aire y flotando, gíralo (derrape) en un ángulo pequeño. 2. Utiliza el stick derecho para volar hacia la izquierda / derecha y adelante / atrás. 3. Gira a otro ángulo, y utiliza el stick derecho para maniobrar de nuevo.
Sigue intentando hasta que te sientes cómodo volar en diferentes ángulos. Para volar de forma continua, empuje lentamente el stick derecho hacia adelante. Como tú estás accionando el stick derecho hacia adelante, accione el stick derecho ligeramente a la izquierda o a la derecha al mismo tiempo.
Mucha paciencia con las etapas de adiestramiento de vuelo Como en todo aprendizaje es necesario organizar el proceso y tener en mente los logros a cumplir y el orden en que estos deben irse alcanzando, solo de esta forma se puede asegurar que se han aprendido las habilidades necesarias. Aprende como los cuatro controles principales del Drone; deslizar, cabeceo, derrape y acelerador; afectan el movimiento de un Drone. Entiende las partes de tu Drone y lo que cada uno de ellos hace. Prepara una lista de comprobación previa al vuelo y pasar por ella antes de cada despegue. Entendiendo las precauciones de seguridad. Utiliza el acelerador para levantar el vuelo, y hacer los ajustes necesarios con los botones de ajuste. Flotar y aterrizar de manera natural el Drone. Quedarse a una altitud de 1 metro de la tierra en la misma posición. Quedarse a una altitud de 1 metro y girar el UAV alrededor de 180 grados. Sentirse cómodo volando su Drone en las direcciones izquierda / derecha y adelante / atrás. Aprende cómo volar un Drone en un patrón cuadrado. Aprende cómo volar un Drone en un círculo. Aprende a girar (derrape) un Drone Aprende a volar un Drone continuamente. Hacer todo lo antes aprendido a una altura de entre 8 a 10 metros.
Técnicas para principiantes. Flotar en el mismo lugar. Flotar y rotar el Drone en el mismo lugar.
Gire el Drone a diferentes ángulos, y volar hacia la izquierda / derecha y adelante / atrás hasta que estés cómodo volando un Drone sin que este mirando en la misma dirección que tú. Vuela tu Drone en un patrón cuadrado. Vuela tu Drone en un círculo. Volar a alturas diferentes. Escoja dos objetivos en el suelo, en repetidas ocasiones despegue desde uno y aterrice en el otro.