Cómo construir un dron:aquí hay algunas guías correctas paso a paso

¿Qué es un dron?

Definición de dron

Un dron es una aeronave no tripulada o un robot volador y se conoce oficialmente como vehículos aéreos no tripulados (UAV). El dron tiene 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 aventureros expertos en tecnología preferirían construir una vista en primera persona o un dron FPV. desde cero.

Por cierto, no es necesario ser ingeniero o estudiante de ingeniería para construir un dron (aunque eso es una gran ventaja). De hecho, todos los fanáticos de los drones pueden disfrutar de la emoción de ensamblar sus drones siempre que sean lo suficientemente pacientes como para seguir las instrucciones correctas.

La esencia de esta guía va más allá de obtener un kit de dron y soldar piezas preensambladas. En cambio, es para ingenieros, diseñadores y fanáticos de los drones que realmente quieren aprender las diversas partes para construir un dron, cómo elegir esas partes y los pasos exactos para unir todas las partes en un dron funcional que realmente puede volar. .

Tenga en cuenta que aprender a construir un dron de bricolaje no es la cosa más fácil del mundo. Por lo tanto, no importa cuán simples puedan parecer las instrucciones, la verdad es que requerirá un trabajo serio, pero la satisfacción final hace que todo el esfuerzo valga la pena.

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 otras). Pero reduzcamos nuestro alcance al diseño de drones de consumo. Estos incluyen:

Drones helicóptero de rotor único:

Este tipo 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:

Son drones con un cuerpo central y más de un rotor que accionan las hélices. Aquí hay un consejo profesional:los drones de múltiples rotores son su mejor opción si quiere tener "ojos en el cielo". Es difícil discutir con un dron multirotor cuando se trata de fotografía aérea porque te da un gran control sobre el encuadre y la posición. Los tipos más comunes de drones multirotor son los de cuatro rotores (cuadricóptero). Otros incluyen tricópteros (tres rotores), hexacópteros (seis rotores) y octocópteros (ocho rotores).

Zánganos para selfies:

Estos son esencialmente drones pequeños con una cámara de buena calidad con reconocimiento facial para tomar selfies. Operar un dron para selfies 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.

Drones de carreras:

Estos son drones FPV que se usan en competencias de carreras similares a una carrera de autos, excepto que, por supuesto, esta carrera es en el aire. Cada participante usa 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 ensamblando piezas ya ensambladas o esté construyendo desde cero, necesitará algunas herramientas básicas. Además, estas herramientas son útiles cuando necesitas reparar tu dron después de un accidente.

Estas son algunas de las herramientas esenciales que necesitará para construir (y reparar) su dron de bricolaje.

Soldador:

Necesitarás un soldador para unir dos cables y también ensamblar partes y piezas de las partes del dron.

Cintas:

Estos servirán como el aislante tan necesario entre los conectores para evitar cortocircuitos y que el dron se bloquee. Las opciones incluyen cintas de doble cara, cintas eléctricas y cintas Kapton.

Corbatas:

Las bridas son simples pero necesarias para construir un dron con éxito. Los ESC y otro hardware son más fáciles de sujetar al marco con bridas.

Velcro:

Una tira de velcro será útil cuando necesite colocar la batería en el marco.

Multímetro:

Necesitarás 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 manuales (destornilladores hexagonales, destornillador/llave para tuercas, alicates):

Estas son herramientas necesarias para asegurar, modificar y desarmar los diferentes componentes de su dron. Es una gran pérdida de tiempo intentar construir un dron de bricolaje sin estas herramientas.

Mechero / Pistola de calor:

Una pistola de aire caliente es una buena opción, pero puede que no sea demasiado necesaria para aplicar calor a los termorretráctiles alrededor de los cables. Un encendedor simple también hará el trabajo muy bien.

Tapones de humo:

Estos son muy útiles para prevenir daños que podrían ocurrir en caso de cualquier cortocircuito. Si hay un exceso de corriente, la bombilla del tapón de humo se quemará en lugar de causar daños a su dron.

Pinzas:

Los necesitará para mover pequeños cables y pequeños componentes eléctricos. Cuanto más largas sean 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 desea construir y la función que desea que realice. Sin embargo, estas son las partes básicas para construir casi cualquier tipo de dron.

1.Fotograma:

Todo en tu dron descansa sobre el marco. Puedes construir uno tú mismo o comprar uno. Elija un marco que se adapte al tamaño ideal de su 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 cuadricóptero.

2. Baterías:

Considere detenidamente el tipo y la capacidad de la batería que desea utilizar. 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 muy útiles. ¡No querrás que tu dron se quede sin energía sobre un estanque!

4. Cámara FPV:

Necesitarás una cámara para hacer grabaciones durante el vuelo o tomar fotos aéreas. Las mejores cámaras de drones son del tipo de calidad 4K. Un cardán también puede resultar útil si utiliza un dron con 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 energía a todos los componentes y controla los motores simultáneamente. Asegúrate de elegir uno con giroscopio y acelerómetro.

7. Control electrónico de velocidad (ESC):

La cantidad de ESC a usar depende de cuántos brazos tendrá su dron. Tenga en cuenta que no necesita ESC si está utilizando motores con escobillas.

8. Motores:

La cantidad de motores que necesita depende de si desea un dron de un solo rotor o un dron de varios rotores. Sin embargo, lo principal a tener en cuenta sobre los motores es el tipo. Hay dos tipos principales, a saber, motores con escobillas y sin escobillas. Un motor sin escobillas es la opción preferida para los drones de bricolaje porque es fácil con la batería de su dron y dura más. 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 estropean 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 fotografías o grabe videos.

10. Tableros de distribución de energía (PDB):

Este es el hardware que conecta sus componentes eléctricos principales, 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 tienes como piloto, mientras que el receptor RC permanece en el dron para recibir órdenes de ti, el piloto. El dispositivo se conecta al controlador de vuelo. Elija un controlador RC con alrededor de cinco a seis canales. Los canales de aceleración, cabeceo, balanceo y guiñada ocuparán automáticamente cuatro canales, dejándote con dos canales adicionales que puedes usar para otros controles.

13. Llave USB:

Si desea un dron que tome fotografías o grabe videos, necesita una llave USB para guardar las fotos y los videos.

También puede incluir un cargador de batería y otros accesorios, según lo que desee lograr.

¿Cómo elegir las piezas correctas?

Tu dron es tan bueno como sus piezas individuales, así que asegúrate de conseguir piezas fiables y de calidad en una tienda autorizada.

Pero cualquiera puede unir partes de drones con bridas y otras herramientas. La pregunta es, ¿el dron volará y funcionará correctamente? Tu dron solo puede funcionar según lo previsto si sabes cómo elegir las piezas adecuadas para él.

Además de encontrar piezas confiables y de calidad, debe considerar la relación empuje-peso del dron. Debe haber suficiente empuje hacia arriba para levantar el peso del dron. Puedes determinar el peso total de tu dron sumando 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 tu dron volará o no.

Sin arrastrarlo a través de todos los detalles "aburridos", elija siempre motores que vengan con mesas de empuje. Los datos te ayudarán a decidir qué motor y otros componentes elegir sin arrastrar tu dron hacia abajo.

Una proporción de empuje a 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 los componentes pueden variar en función de la cantidad de dron que sea realmente DIY. Pero lo más importante, el tipo de dron FPV que deseas construir determinará cómo lo haces.

Para simplificar las cosas, esta guía paso a paso se centrará en el cuadricóptero o el tipo de dron 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 puedes adaptar esta guía a casi cualquier tipo de dron que quieras 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 robusto quiera que sea su dron. Sus opciones incluyen madera, metal y plástico. Recuerda seleccionar un material ligero incluso si estás usando metal.

Recorta dos de 60 cm de largo y 30 mm de ancho del material de tu marco elegido y conéctalos 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 encima o debajo del marco. Otros componentes se conectarán a la placa de distribución de energía. Antes de adjuntar el PDB al marco, es mejor hacer las conexiones primero.

Suelde los conectores a sus ESC y motores, después de lo cual también debe soldar los ESC y la batería pinout , a menudo escrito como "pinout" es una referencia cruzada entre los contactos de un conector eléctrico y sus funciones. Hay una similitud de los pines como un conector macho con el PDB. Con todos los conectores en su lugar, ahora puede asegurar el PBD al marco con bridas.

Paso 2:Monte los motores

Taladre 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, omita esto si hay montajes en su lugar.

Ahora es el momento de montar los motores, pero hay que estar atentos para no extraviarlos. Su cuadricóptero tendrá cuatro motores; dos motores CW (sentido horario) y dos CCW (sentido antihorario). Instálelos correctamente, o de lo contrario obtendrá resultados menos que satisfactorios.

Coloque los motores correctos al final de cada brazo y asegúrelos con tornillos y un destornillador. Asegúrese de que no estén demasiado apretados.

Paso 3:Monte el ESC

A continuación, debe montar los controladores de velocidad electrónicos. Un buen lugar para conectar el ESC es en la parte inferior del marco. Si lo hace, dejará espacio en la parte superior del dron para otros componentes.

Asegure los ESC al marco con bridas 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 giran en la dirección correcta.

Paso 4:Instale 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 impacto durante el aterrizaje, y tu dron debería tener uno.

No hay una regla estricta y rápida sobre esto. La creatividad es lo que se necesita aquí. El objetivo es reducir el impacto general cuando aterriza tu pequeño dron.

Pero si necesitas algo de inspiración, aquí tienes una idea de cómo hacer un buen tren de aterrizaje. Cortar un tubo de metal en cuatro anillos de unos 2 cm de espesor. Use cinta adhesiva para unir los anillos al marco. También puedes usar plástico o cualquier material fuerte pero flexible para crear un tren de aterrizaje.

Paso 5: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 hazlo si estás seguro porque el procedimiento es bastante complicado y desafiante.

El controlador de vuelo permite la estabilidad y procesa los cambios de dirección durante un vuelo. Asegúrate de asegurarlo en su lugar sujetándolo con cintas adhesivas de doble cara, bridas 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 mientras lo monta para reducir las vibraciones generadas por el motor. Si lo hace, mejorará la estabilidad general de su dron durante el vuelo.

Ahora conecte todos los cables y otros componentes electrónicos en el 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 CW y CCW correctamente. Asegúrate de que las hélices empujen el aire hacia abajo cuando giren.

Paso 6: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 aceleración, balanceo, cabeceo y 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 aeronave voladora. Pero para su primer dron de bricolaje, está bien construir un dron simple sin demasiados artilugios. Siempre hay espacio para mejorar, así que no sobrecargues tu primer dron de bricolaje.

Paso 7:conecta el Open Pilot a tu dron

A continuación, configure el controlador de vuelo para el ESC y el sistema de control remoto. Este paso implica mucho montaje, cableado y programación. Será útil si encuentra videos de tutoriales apropiados en la web para obtener instrucciones específicas sobre cómo hacer esto para su elección particular de controladores de vuelo.

Paso 8:prueba tu dron

Antes de poner el dron en uso, debe probarlo para asegurarse de que todo funcione bien. Puede comprobar todas las funciones, incluidos los sensores y otros componentes, mediante OpenPilot, MissionPlanner o cualquier otro buen software de GCS.

Antes de la prueba, lo mejor es quitar las hélices. Aquí está la cosa, no puede estar muy seguro de que nada se romperá durante la prueba. Puede ser frustrante comenzar todo de nuevo después de llegar tan lejos. Por lo tanto, quitar los accesorios reduce el riesgo de romper tu 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 bridas mientras prueba el movimiento del dron. Asegure cualquier componente que parezca inestable o que se mueva durante la prueba. Cuando todo funcione según lo planeado, ¡tu dron estará listo para despegar!

Paso 9:Dron:despegue

El último paso es volar tu 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 bien colocada (preferiblemente con una tira de velcro). No desea que la batería se mueva durante el vuelo. Además, asegúrese de que esté correctamente conectado a todos los componentes y suministre suficiente energía. Asegúrese de que la batería no esté medio vacía antes del despegue. Definitivamente no querrás 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 pequeño avión si se estrella. Además, si algo sale mal, un área abierta limitará el daño potencial que puede causar el dron. Asegúrese de probar su dron donde pueda verlo durante 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. Si lo hace, evitará daños graves en caso de que su dron pierda el control y se estrelle.

Si siguió las instrucciones y realizó la debida diligencia (y salvo cualquier incidente inesperado), su UAV debería despegar sin problemas.

¡Felicitaciones por su 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 piezas 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 cámara puede ser útil en más de un sentido.

El éxito del diseño de su dron comienza con la relación empuje-peso. Recuerda siempre que los mejores drones son lo suficientemente ligeros para volar pero lo suficientemente pesados ​​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. Eso es porque los componentes, accesorios, programas y tipos de drones varían de persona a persona. Además, las formas de construirlos y ensamblarlos dependen de qué tan simple o complejo cada individuo pretenda hacer su dron.

Está bien acoplar partes de un kit de drones FPV, especialmente si eres un completo novato. Hacerlo lo ayudará a acostumbrarse a las diferentes partes y pasos involucrados y también le dará una idea de qué esperar cuando decida construir el suyo desde cero.

Tu primer dron de bricolaje puede no ser perfecto, pero la práctica hace al maestro. Y la emoción de verlo despegar es una motivación más que suficiente para construir mejores versiones en el futuro.