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lunes, 17 de julio de 2017

Que es un drone


Introduccion



Imagine un auto sin conductor ni avión sin piloto, con un ordenador que sustituya a la persona que maneja el vehículo. Estás imaginando un zángano. Los drones están en todas partes en las noticias, especialmente con historias de campo de batalla sobre vehículos aéreos no tripulados disparando misiles contra objetivos a medio mundo de la persona que presiona el botón. Sin embargo, no todos los drones se utilizan en la guerra. Algunos drones son drones pacíficos. Los recortes presupuestarios de la NASA han puesto estas sondas operadas remotamente en el centro de atención, primero y sobre todo los rovers de Marte (véase la figura 1.1). Estos rodillos controlados a distancia han superado ampliamente las expectativas de los ingenieros de la NASA.




El uso gubernamental de drones es una cosa, pero ¿los aficionados también utilizan drones? La respuesta es sí. Aficionados ordinarios, tinkerers, y propietarios de pequeñas empresas hacen y operan sus propios drones. Por ejemplo, los viticultores vuelan equipados con cámaras (helicópteros en miniatura de cuatro patas) para observar el estado de su follaje en los arboles, sin salir de su casa. Otros empresarios volando quadcopters similares han alterado el negocio de la fotografía aérea, eliminando la necesidad de helicópteros de tamaño completo. Un mazon y otras compañías están explorando la entrega de paquetes por aviones no tripulados. El propósito de este libro es presentarle el estado actual de los quadcopters, UAVs, ROVs (vehículos operados remotamente) y otras variantes de la tecnología, con la oportunidad de trabajar en proyectos de drones simples como un cohete con un acelerómetro a bordo , Un zángano acuático, y un bot del dirigible hecho de los globos de Mylar. Simultáneamente, usted seguirá a lo largo de detallar el montaje cuidadoso de un quadcopter, lo que le permite construir su propia o aprender a hacer una aún mejor.


¿Qué es un drone?


Vamos a tener una cosa clara: la definición de "drone" no es realmente tan clara. Los zánganos reciben su nombre de los abejones de la abeja, que van sobre sus tareas mindlessly, pues son controlados por una reina lejana. Del mismo modo, un plano robótico con un microcontrolador programado para funcionar como piloto automático funciona de la misma manera, aunque con la ayuda de la tecnología. Los dispositivos descritos como drones caen en dos campos básicos. Primero, hay robots autónomos cuyos operadores toman el control activo según sea necesario. El resto del tiempo, los pilotos automáticos toman la delantera, teóricamente permitiendo que un solo operador maneje múltiples embarcaciones. Sin embargo, cuando surge la necesidad, el operador puede desactivar el piloto automático y recuperar el control. El segundo campamento involucra a cuatro helicópteros y otros helicópteros. El público a veces llama a estos drones, a pesar de que la mayoría de ellos son meramente modelos controlados por radio (RC) y no autónomos. Quizás la razón por la cual las dos definiciones se han combinado es que los multitratores se han convertido recientemente en una gran plataforma para el piloto autónomo basado en microcontrolador automático. Los aficionados están operando enjambres de quadcopters, creando nuevos juegos donde los drones compiten unos contra otros, y están empacando todo, desde cámaras a sensores barométricos y telémetros ultrasónicos en sus creaciones. Mientras tanto, se ha desarrollado un enorme mercado de la educación, con adolescentes y niños pequeños construyendo robots autónomos utilizando conjuntos de edificios como LEGO Mindstorms y VEX. Estamos en la infancia de un fenómeno fresco, y podemos ser parte de ella! Vamos a construir algunos drones juntos.

Tres Terrrains Los Drones se diferencian por el terreno que atraviesa el vehículo:
Vehículos aéreos no tripulados (UAVs)
  Vehículos operados remotamente (ROVs)
Rovers Estos tres tipos de drones se tratan en las siguientes secciones.
Vehículos aéreos no tripulados El término vehículo aéreo no tripulado describe aviones de aviones no tripulados (como el Depredador mostrado en la Figura 1.2) y helicópteros. Casi, si funciona en el aire, lo llamaremos un UAV. El UAV más popular del aficionado es el quadrotor o quadcopter, y debido a su popularidad, este libro se centrará en este tipo de UAV.




Los UAV más a menudo se controlan a través de ondas de radio, como las señales generadas por un microteléfono RC. Otros utilizan Wi-Fi o tecnología celular para comunicarse. Muchos también incluyen receptores GPS para que sus vuelos puedan ser rastreados en un mapa.
Vehículos de Operación Remota Un vehículo operado de forma remota es un zángano submarino, generalmente atado a un barco o sumergible por un hilo de datos, lo cual es necesario porque las ondas de radio son considerablemente obstaculizadas por el agua. ROVs han sido utilizados por los exploradores del océano durante años. Puede ver un ejemplo de ROV en la Figura 1.3.








Rovers Un rover es un coche RC con características adicionales. Rueda alrededor y navega un terreno earthbound usando sensores para detectar obstrucciones. Rovers a menudo cuentan con bandas de rodadura del tanque o neumáticos nudosos, como el que se muestra en la Figura 1.4. Esto les ayuda a recorrer terreno irregular. Al estar basado en tierra, los rovers tienen la capacidad de usar todo tipo de sensores para navegar, incluyendo sensores ultrasónicos, RFID y bump. , "Haciendo un Rover".




Anatomía de un zángano Cada zumbido omemade será diferente del siguiente; Que dicho, la mayoría de los drones tienen una serie de características en común. Los siguientes son componentes comunes de quadcopter. Siga con la Figura 1.5 para ver cómo cada parte encaja en el proyecto completo.
 A. Apoyos-Los p rops de un quadcopter consisten típicamente de dos estandar y dos punteros de "empujador" girando en direcciones opuestas.
 B. Motores-Quadcopotores u se Motores DC o CA. Hay innumerables variedades y puntos de precio, con motores de primera calidad para catering ricos. En el capítulo 6, "Construyendo un Quadcopter II: Motors and Props", voy a entrar en detalles sobre una serie de grandes motores aficionados.
 C. Controladores electrónicos de velocidad (ESCs) - SCs convierten DC a CA para motores sin escobillas, y también disparan la fuente de alimentación de los motores. Usted necesitará uno para cada motor. El firmware del ESC puede ser modificado para crear diferentes comportamientos de motor. Por ejemplo, los ESC suelen configurarse para ralentizar el motor en lugar de detenerse abruptamente.



D. Controlador de vuelo - El controlador de vuelo ayuda al vuelo manual con ciertas funciones autónomas. Por ejemplo, muchos controladores de vuelo tienen un sensor de inclinación que mantiene el nivel del drone. A menudo los controladores de vuelo tendrán una cierta rutina preprogramada que realizan si el quadcopter abandona el rango de control.
E. Estructura del fuselaje es el nombre propio del chasis del drone. La célula se compone de una serie de elementos diferentes, incluidos los brazos de motor, así como un recinto o plataforma para alojar la electrónica.
F. Batería-A menudo una batería LiPoly, el paquete de baterías del robot mantiene las hélices girando mientras también está alimentando cualquier dispositivo electrónico que se encuentre a bordo.
 G. Cámara gimbal-Esta es una plataforma giratoria en la que se monta una cámara de vídeo. Los servomotores permiten al operador girar y ángular la cámara durante el vuelo.
H. Puntales de aterrizaje-Quadcopters con una gimbal de la cámara o la otra protuberancia en la parte inferior necesitan los puntales del aterrizaje, que son pequeñas piernas que el drone descansa encendido cuando está en la tierra. Por otro lado, los zánganos sin cardán a menudo no necesitan struts, y simplemente aterrizan con la célula entera en el suelo.
I. Indicadores delanteros-Los operadores de uadcopter necesitan conocer el frente de la aeronave en vuelo, y puede que no sea necesariamente obvio. Existen múltiples soluciones, que van desde adornos de diferentes colores, LEDs y material reflectante, o en el caso del quadcopter de la Figura 1.5, una bola de color que marca la parte trasera de la nave. Todo lo que importa es que tiene sentido para usted!
J. Cámara de vídeo en primera persona-Cámara de resolución de onda que envía sus imágenes a una estación terrestre a través de ondas de radio.
 K. Receptor-T su pequeña caja traduce señales de radio en instrucciones para el controlador de vuelo.
¿Así que quieres construir tus propios drones? Increíble. La mejor manera de comenzar es admirar el trabajo que otras personas han hecho. Los siguientes 12 proyectos son sólo una muestra de todo el trabajo de bricolaje (bricolaje) que puedes encontrar en la naturaleza!
Quadcopter de Rim de Bicicleta Este projeto confirma la obviedad que prácticamente cualquier cosa se puede hacer en un chasis de quadcopter, siempre y cuando sea razonablemente ligero y fuerte. Construido por Sam Ley, este quadcopter (ilustrado en la Figura 2.1) vuela muy bien y ha sobrevivido a varios choques. Usted comprará o construirá su propia estructura en el capítulo 4, "Construyendo un Quadcopter I: Elegir una célula", pero al tomar su decisión, mire hacia atrás en este loco cuadriciclo y sepa que tiene muchas opciones.
Mini Quadcopter impreso en 3D Este fuselaje, diseñado por el usuario B de Tingiverse rendan22, viene en una variedad de configuraciones, incluyendo el mini-drone de cuatro palas mostrado en la Figura 2.2. Otro, el T-6, consiste en tres auges con dos motores y propulsores cada uno. Puede encontrar los diseños de Brendan22 en el siguiente sitio web: http://www.thingiverse.com/Brendan22/. Este es otro ejemplo de un fuselaje DIY que debe tener en cuenta cuando haga su propio capítulo 4. Puede ahorrarse toneladas de tiempo aprovechando los recursos gratuitos como Thingiverse para fabricar simplemente las partes que desea. ¡Simple si usted tiene una impresora 3D, de c ourse!







Clothesline Racer Este robot, construido por Mike Hord, sigue una cuerda para tender la ropa o un cable a su terminal, y luego invierte el rumbo. ¡Es un zumbido muy simple, pero un zumbido sin embargo! Tiene un sistema de control muy rudimentario -un sensor ultrasónico que le dice al microcontrolador que invierta el motor- y no la dirección. Usted puede ver el corredor en la figura 2.3.





El corredor va a demostrar que los drones pueden parecer cualquier cosa. No se deje en una sola categoría cuando se construya un drone. Cuatro capítulos de este libro detallan drones no-quadcopter, incluyendo un cohete, un dirigible, un barco y un coche.
Vessels Vessels es un proyecto de Stephen K elly, Sofian Audry y S amuel St. Aubin, compuesto por docenas de pequeños robots flotantes (mostrados en la Figura 2.4) que se desplazan alrededor de una piscina y se comunican entre sí con señales infrarrojas y tonos de audio. La idea es que casi se comportan como seres vivientes emergentes. Puede obtener más información sobre el proyecto V essels en http://vessels.perte-de-signal.org/project/. Capítulo 11, Waterborne Drone Project, detalles de un avión flotante que utiliza un ventilador de computadora para moverse. Barcos simples y lentos como éstos son grandes para la experimentación del patio trasero, porque usted puede probarlo muy muy asily!





Blimp controlado por radio Este dirigible, construido por estudiantes de robótica e instructores en la Universidad Estatal de Idaho, utiliza dos motores de corriente continua para las hélices, cada uno inclinado por un servomotor para que pueda girar independientemente (ver Figura 2.5). El operador controla el dirigible utilizando una unidad de control manual de mano; Las tarjetas inalámbricas XBee en la góndola dirigible y el controlador se comunican entre sí. Puede obtener más información sobre este proyecto en http://www.thingiverse.com/thing:98815. En el capítulo 7, Blimp Drone Project, tendrás tu propia oportunidad de construir un dirigible, usando una góndola de madera cortada con láser que soporte un par de motores, con un receptor de radio control a bordo.
FPV Quadcopter El fantástico helicóptero de Steve Lodefink nunca volvió a ser tan bueno, sobre todo porque el siguiente vuelo después de esta foto fue tomado, sufrió un fallo, cayó del cielo y se deshecho en pedazos en el suelo (ver Figura 2.6). Tenía dos cámaras: una cámara FPV de baja resolución (primera persona) que transmitía una imagen a través de las ondas de radio, y una cámara GoPro Hero2 para tomas de alta resolución. Un zumbido hermoso como este demuestra por qué es una categoría tan popular. Usted construirá un quadcopter (más pequeño y más simple que Steve s) en etapas a lo largo de este articulo.






Open Trike Trike El Trike mostrado en la Figura 2.7 tiene un cuerpo impreso en 3D y ruedas, con un servo control de las ruedas delanteras orientables y una rueda trasera motorizada empujando el vehículo a lo largo. Un equipo clásico RC controla la dirección y el movimiento. Puede encontrar los archivos de diseño en http://www.thingiverse.com/thing:499130.





Los zánganos que ruedan en el suelo se llaman rovers, y construirás uno en el Capítulo 13, Making a Rover. Los Rovers tienen un conjunto completamente diferente de prioridades y desafíos que los robots voladores, y son muy divertidos de construir.
Quadcopter plegable Roger Mueller diseñó e imprimió la estructura de su quadcopter para que sea fácil de doblar para poder llevarlo en caminatas. En la Figura 2.8, se puede ver el cuádruple después de haber caído 20 metros- lo único que ocurrió fue que los puntales de aterrizaje se interrumpieron. Usted puede encontrar el diseño en Thingiverse.com, http://www.thingiverse.com/thing:71972.
Una cosa que usted debe tener en cuenta al diseñar y construir drones es que se bloquean! Cada pájaro construido ha caído del cielo al menos una vez. Capítulo 12, Construyendo un Quadcopter V: Accessories, ? Detalles algunos complementos como un paracaídas y una góndola de plástico que ayudan a proteger a un drone del impacto.








El cuádruple "SK! TR" de Steve Doll, que se muestra en la figura 2.9, es tan grande como la palma de la mano (sin contar los auges motores) y utiliza un estabilizador de vuelo de código abierto llamado OpenPilot CopterControl (openpilot.org). Steve dirige su propia tienda quadcopter (hovership.com) donde vende motores, fuselajes y kits completos. Capítulo 8, Construcción de un Quadcopter III: Flight Control, ? Detalla una serie de otros pilotos automáticos, también conocidos como controladores de vuelo. Usted agregará un controlador común a su propio quadcopter.







3D-Printed RC Boat Los barcos impresos en 3D de Michael C hristou corren a través del agua con hélices, impulsores y otros modos de propulsión. Un ex ingeniero ahora en la jubilación, Michael consigue su creatividad hacia fuera diseñando vehículos de aspecto fresco como el barco demostrado en la figura 2.10. Para obtener más información, vaya a http://www.thingiverse.com/thing:272132. Ya mencioné el capítulo 11, donde hablo de drones acuáticos. En ese capítulo usted aprenderá acerca de una parte muy importante de la construcción de drones barco: impermeabilización de ellos.






Tricóptero El UAV de fibra de carbono mostrado en la Figura 2.11 se construyó alrededor de un controlador de vuelo MultiWii, una placa de código abierto muy barata. Los tricopters funcionan de manera diferente que los quadcopters porque uno de los motores no es fijo. La hélice trasera del tricóptero se mueve con la ayuda de un servo, lo que permite un vuelo extremadamente maniobrable. Además, el tricóptero tiene un montaje para una cámara de vídeo GoPro en la parte delantera. Para obtener más información, consulte http: // theboredengineers. Com / 2013/07 / el-tricóptero /. Este proyecto de tricópteros ilustra un fenómeno de la categoría de multicópteros: Hay muchas configuraciones interesantes además de las regulares de edad ?








Mecanum Wheel Rover Las ruedas son importantes para los rovers, ¡porque así es como se desplazan! El rover impreso en 3D que se muestra en la figura 2.12 sube la apuesta por medio de ruedas mecánicas deportivas, que consisten en ruedas motorizadas con ruedas más pequeñas y sin motor alrededor del borde. Estas ruedas permiten el movimiento en cualquier dirección. El rover es controlado por un microcontrolador Chumby One. Puede obtener más información en http://www.thingiverse.com/thing:5681. Usted aprenderá sobre una variedad de ruedas y el comercio en el capítulo 13. El tema es tan importante para los constructores de rover como la elección de una hélice es un volante quadcopter. La buena noticia es que hay un montón de opciones interesantes para comprar o hacer.
























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