Comprender cómo se controla su avión teledirigido

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Por Mark LaFay

Si planeas volar un avión no tripulado, necesitas entender cómo se controla. Para que un objeto que es más pesado que el aire se transporte por el aire, debe crear un levantamiento. El levantamiento es una fuerza que empuja un objeto hacia arriba en el aire y se crea variando la presión del aire por encima y por debajo de una aeronave.

Los aviones crean elevación moviendo el aire por encima y por debajo de un ala. La forma en que se crea el movimiento del aire es con el movimiento horizontal de la aeronave. Cuanto más grande es el avión, más larga es la pista que necesitan para ganar la velocidad adecuada para crear el ascensor que, en última instancia, empujará al avión en el aire.

Una vez en el aire, la aeronave debe mantener el impulso horizontal para mantener la cantidad correcta de aire moviéndose sobre las alas. La aeronave se mueve sólo en la dirección en la que apunta la nariz.

Crédito: Fuente: NASA/Tom TschidaEl control direccional requiere un movimiento constante hacia adelante.

Con los helicópteros, el control direccional se consigue cambiando la dirección en la que se inclinan las hélices, cambiando la inclinación de las palas. Esto se llama cambiar el ataque de las hélices. Los helicópteros normalmente sólo tienen una hélice principal, pero los multirotores tienen más de una.

Los drones más populares disponibles hoy en día son los multi-rotores con al menos tres hélices y algunos tienen más de ocho hélices. Los multirotores mantienen la estabilidad variando las velocidades de cada hélice. El control direccional en un dron se logra cambiando el ataque de las hélices, igual que en un helicóptero, pero este cambio en el ataque se logra ralentizando algunos de los rotores para hacer que el ángulo de la embarcación cambie lo suficiente como para hacer que se mueva.

Crédito: Crédito: Fuente: Jorge StolfiRotocraft es capaz de realizar movimientos tridimensionales.

Para un avión teledirigido de varios rotores, hay dos sensores avanzados que son necesarios para poder lograr un vuelo tridimensional estable:

  • Acelerómetro: Estos avanzados sensores detectan el movimiento lineal. Eso significa movimiento en línea recta. Hay tres ejes en un espacio 3D: X, Y, y Z. Los acelerómetros detectan y miden el movimiento a lo largo de esos ejes pero no alrededor. Este movimiento se denomina movimiento lineal. Cualquier otra cosa que no sea un movimiento lineal confunde al acelerómetro.
  • Giroscopio: Este sensor está diseñado para detectar el movimiento de rotación. Esto significa movimiento alrededor de una línea que, en un espacio 3D, son los ejes X, Y y Z. Mientras que un acelerómetro mide el movimiento a lo largo del eje, un giroscopio mide el movimiento alrededor de un eje: El movimiento de LucasVB/Creative Commons3D se detecta con giroscopios y acelerómetros.

Los giroscopios, abreviatura de «giroscopios», y los acelerómetros son necesarios para mantener la estabilidad y el control de vuelo.

Radiofrecuencia

Para poder controlar un dron remotamente, usted debe ser capaz de comunicarse con él de manera inalámbrica. Las ondas de radio son una forma de onda invisible en el espectro electromagnético. Como todas las cosas en el espectro electromagnético, la radio se mide en hercios (Hz). La frecuencia extremadamente baja es de 3Hz a 30Hz y la frecuencia tremendamente alta es de 300 GHz a 3000GHz.

Para que la radio funcione, debe tener un transmisor para enviar los mensajes y un receptor para recibirlos. A un nivel rudimentario, así es como se logra el control remoto de una aeronave. Para ser más precisos, su transmisor y su receptor deben estar sintonizados en la misma frecuencia.

La radiofrecuencia es sólo un método de comunicación. Hay miles de millones de dispositivos en todo el mundo que se comunican utilizando la comunicación inalámbrica en el segmento de RF del espectro electromagnético. Estas transmisiones de radio están siempre presentes en todas partes del mundo. Sólo tiene que tener un receptor que sea capaz de sintonizar la frecuencia correcta para recibirlo.

Para evitar situaciones como que su avión no tripulado sea controlado por el control remoto de otra persona, los dispositivos utilizan un código de identificación único para identificar una transmisión en una frecuencia de radio en particular como la transmisión que desea recibir.

Para ello, los transmisores y receptores se emparejan utilizando una RFID o una «identificación por radiofrecuencia». Toda la información transmitida a través de la RFID va precedida de una RFID para que el receptor sepa que la información que está recogiendo es para él.

Las frecuencias más bajas tienden a tener un rango mucho mayor a menor potencia que los dispositivos de mayor frecuencia. Las frecuencias más bajas también tienen una mayor capacidad para penetrar objetos densos, lo cual es otra razón por la que son excelentes para el control remoto de un dron. Sin embargo, cuanto más baja es la frecuencia, más grande debe ser la antena para recibir la frecuencia. La mayoría de los teledirigidos utilizan 900 MHz para la transmisión. Las frecuencias más altas en el rango de 2,4 GHz se utilizan predominantemente para Wi-Fi.

Crédito: Fuente: Vicki Burton/Creative CommonsEl mando a distancia DJI Phantom 2 utiliza RF.

Controles Wi-Fi

Wi-Fi solía estar disponible sólo en ordenadores, pero a medida que la tecnología evolucionaba, se reducía y se hacía más inteligente, se integraba en dispositivos portátiles como teléfonos y tabletas. En la actualidad hay varios millones de productos en todo el mundo que son compatibles con Wi-Fi para que puedan ser accesibles a distancia.

La mayoría de los drones de hoy en día están habilitados para Wi-Fi, por lo que pueden transmitir vídeo a un ordenador, tableta o teléfono inteligente. Algunos drones también usan Wi-Fi para control remoto a través de una tableta o aplicación móvil. El Parrot AR Drone 2.0 ofrece controles interactivos de alta gama con su aplicación móvil que se ejecuta en un iPhone o iPad.

Crédito: Cortesía de Andrew AmatoControla remotamente el Parrot AR Drone 2.0 usando Wi-Fi y una aplicación móvil.

Mientras que el uso de Wi-Fi con su avión teledirigido tiene claras ventajas, Wi-Fi funciona en una frecuencia de radio ultra-alta, lo que significa que su alcance está limitado a unos 600 metros.

GPS

La tecnología de posicionamiento global se ha reducido lo suficiente como para que sea posible hacer ping a los satélites para obtener datos de localización de dispositivos tan pequeños como un smartphone y su avión no tripulado. El GPS se utiliza principalmente para comunicar la localización a una aplicación móvil. El GPS también se utiliza para la preprogramación de rutas. Una vez programado, el dron se puede soltar y volará en secuencia a cada una de las posiciones GPS identificadas.


Crédito: Cortesía de Andrew AmatoPlot una ruta con GPS y luego configurarlo y olvidarlo!

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