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Si alguna vez te has preguntado cuáles son las partes de un dron, en esta entrada ofrecemos algunas respuestas al respecto.
Los materiales con los que están hechos los drones, las partes de un dron y algunos consejos para su mantenimiento son una información que debemos tener en cuenta: al igual que cuando tenemos un coche conocemos de manera aproximada su funcionamiento por si en algún momento tuviéramos una avería, es importante tener ciertas nociones de la mecánica de nuestro dron para mejorar la seguridad en nuestros vuelos y saber identificar cualquier problema.
El objetivo general a la hora de fabricar un dron, que como ya sabemos tiene una compleja y delicada ingeniería detrás, es que sea ligero, fácilmente maniobrable y que sus materiales sean resistentes a las elevadas altitudes, cambios de temperatura y velocidad.
¿Esta información te resulta interesante? Si lees todo esto y crees que te gustaría ser piloto de drones, te recomendamos que consultes los requisitos que se solicitan a través de la Agencia Española de Seguridad Aérea, y nuestras entradas de blog sobre las 10 mayores dificultades de ser piloto de drones y nuestras 10 cosas favoritas de ser piloto de drones.
Para empezar daremos un repaso a qué partes tiene un dron, y vamos a ir viendo al detalle cuáles son los materiales que más se suelen utilizar para cada una, además de consejos para su mantenimiento.
Chasis, marco o fuselaje:
El esqueleto del dron, en él van a ir implantados el resto de componentes. Es por tanto la estructura central, la que determina el tamaño y el resto de características del dron. Históricamente han estado realizados en aleaciones ligeras de aluminio, magnesio y titanio. Para reducir peso y aumentar la resistencia han aparecido los materiales compuestos: fibra de carbono, fibra de vidrio y plástico.
Tanto la fibra de carbono como la de vidrio estarán impregnadas con epoxi o poliéster para aumentar su rigidez. Además, en las zonas críticas del fuselaje suele haber refuerzos de fibra de carbono o de kevlar, que es un material de gran resistencia.
Para darle forma, hay que tener en cuenta:
La capacidad interna para los elementos que irán colocados y las distintas partes de un dron.
La rigidez estructural de la forma.
Características aerodinámicas que reduzcan lo máximo posible la resistencia que el aire genera sobre el dron.
Grupo motopropulsor:
Consiste en el conjunto de los motores y las hélices o los rotores que despegan, aterrizan y mantienen en el aire a nuestro dron para que pueda desplazarse.
Motores: son los elementos que mantienen nuestro dron en el aire girando las hélices. Los más extendidos en el mundo de los drones son los motores eléctricos, mediante una bobina por la que circula la corriente eléctrica. Pueden ser:
Trifásicos (brushless): más costosos pero a la vez más potentes y precisos que los del segundo tipo, más eficientes ya que consiguen una mayor duración de las baterías para la misma potencia, tienen más rango de velocidades de giro, menos interferencias electromagnéticas y mayor vida útil. Son los más comunes.
Bifásicos (brushed): más económicos y con escobillas de un material conductor que transmite la electricidad a la bobina para crear un campo magnético. Son hasta 3 veces más pesados que los motores brushless, las escobillas se gastan con el uso, generan corrientes parásitas, chispas y producen más calor.
Debemos chequearlos regularmente, asegurarnos de que no tienen polvo, y estar siempre atentos de los ruidos que hacen: volviendo a la analogía con nuestro vehículo, tras varios vuelos sabremos perfectamente cuál es el ruido normal de nuestros motores y podremos detectar anomalías en el momento, igual que nos ocurre cuando el ruido de nuestro coche no es el de siempre.
Hélices: elevan al dron en el aire, son giradas por la potencia que les transmiten los motores. Pueden ser de dos o de tres aspas, aunque las de dos aspas son más comunes ya que, a pesar de que las de tres mejoran la estabilidad, consumen más energía. Cuanto mayor es la longitud de la hélice, mayor es el empuje y, a su vez, mayor es el consumo de corriente. Están compuestas habitualmente por fibra de carbono, plástico o nylon. En nuestra experiencia en trabajos de fotografía y vídeo aéreo, recomendamos llevar siempre repuestos de las hélices y verificar que giran bien antes de levantar el dron, y por supuesto que no estén dañadas.
Baterías:
Fundamentales a la hora de estudiar las partes de un dron. Hay varios tipos de baterías utilizadas en los drones, y ya hemos apuntado información sobre ellas y comparativas sobre sus autonomías en nuestro post: a la espera de la gran revolución de los drones. No obstante, las repasamos brevemente:
Ni-Cd: níquel-cadmio, las más antiguas. No toleran bien las cargas rápidas y tienen efecto memoria.
Ni-MH: níquel-metal-hidruro. Sustituyen a las anteriores, pero tienen aún el efecto memoria y tienen incluso menor vida útil en cuanto a número de cargas.
Ion-Litio: tienen casi el doble de capacidad, las baterías son mucho más ligeras, no poseen efecto memoria y se descargan menos cuando están almacenadas. Su inconveniente es que son más peligrosas, si se dañan o perforan son inflamables al reaccionar sus componentes con el oxígeno del aire.
Li-Po: polímero de litio. Las más modernas y las más utilizadas. Precisan una carga más lenta que las antiguas de Ni-Cd o Ni-MH, pero se pueden fabricar en más formas que las de Ion-Litio por lo que se optimiza el espacio del fuselaje dedicado a las baterías. Tampoco tienen efecto memoria, y son también inflamables.
Placa controladora de vuelo:
Equivalente al cerebro de nuestro dron, es el ordenador integrado que recoge datos del sistema del dron, GPS, velocidades, información de giroscopios y acelerómetros, y ordena los movimientos al dron, recibiendo las órdenes que enviamos desde el suelo con el control remoto o mando. A ella van conectados los sensores:
Giroscopio: mide los grados de alabeo y cabeceo respecto al horizonte.
Sensores de altitud y altura: la altura de vuelo es la distancia al suelo, y la altitud la distancia hasta el nivel del mar. Se pueden medir de forma barométrica calculando las presiones, pero esta medición puede diferir de la distancia real. También se pueden medir por un radioaltímetro, que calcula la distancia real emitiendo una señal electromagnética y calculando cuánto tarda ésta en llegar al suelo y volver al dron.
Sensor de variación de altura: se obtiene con él las medidas de ascenso y descenso del dron al cambiar su altura de vuelo, de nuevo mediante variaciones de presión. Su indicador se denomina variómetro.
Brújula: sensor de rumbo, mide la dirección del campo magnético de la Tierra para conocer la orientación del dron con respecto al norte magnético.
Sensor de velocidad: mide la presión que ejerce el aire contra la parte frontal del dron al desplazarse, y con ese dato deduce la velocidad del dron.
Sensores de posición: GPS, que recibe vía satélite para obtener la posición del aparato en un mapa en tiempo real, además de registrar la posición de despegue, y sistema inercial con giroscopios y acelerómetros, obteniendo las velocidades y las distancias para calcular la posición, en este caso siempre que se parta de una posición inicial conocida. Con estos sensores podemos obtener también información sobre la altura y la altitud.
Estación de control:
Consta de tres elementos:
Emisor/receptor de señal: envía al dron información para el control del vuelo y recibe datos de los sensores mediante señales de radio a través de una antena.
Elementos de control o mandos: nos permiten pilotar el aparato dándonos el control sobre los motores y el resto de sistemas que influyen en el vuelo.
Elementos de visualización y gestión de datos: procesa los datos de posicionamiento y telemetría y nos muestra la información necesaria para el vuelo. Además, gracias al transmisor FPV que irá dentro del dron y el receptor de vídeo de la estación de control mostrará las imágenes de las cámaras que lleve el dron. Por medio de su software podemos programar el piloto automático, controlar la cámara de vídeo, etc.
Reguladores de velocidad o ESC:
Los ESC (Electronic Speed Control) son los encargados de que los motores del dron giren a la velocidad necesaria mediante un circuito eléctrico que varía la velocidad y dirección del motor además de frenarlos si es necesario, para realizar los diferentes movimientos en el aire.
Gimbal o cardán:
Elemento estabilizador móvil que une la cámara al dron. La mantiene controlada y nivelada durante el vuelo, y hace que podamos controlar el giro en los ejes x, y, z de la cámara desde la estación de control. Además, evita que los movimientos propios del dron y las vibraciones de las hélices y motores afecten al movimiento y la estabilidad de la cámara.
Cámara:
Muchos drones la llevan incluida, y otros permiten su instalación. Nos ofrecen la posibilidad de visualizar en primera persona lo que se vería desde el dron, además de la toma de imágenes y vídeo aéreo. Nuestro consejo, si vas a contratar vídeo aéreo con drones, es que siempre elijas la mejor calidad de imagen. Puedes consultar nuestro equipo para conocer con detalle los drones con los que trabajamos nosotros. Para ver los resultados verdaderamente cinematográficos que obtenemos con ellos, puedes consultar también nuestro portfolio.
Tren de aterrizaje:
El tren de aterrizaje es otra parte clave de todo dron, y es donde el dron se apoya al tomar tierra para evitar sufrir daños al llegar al suelo. En cuadricópteros suelen adoptar forma de patas, que en ocasiones integran las antenas para recibir la señal del control remoto en su interior, y luces LED que varían de color y frecuencia para que el piloto pueda conocer si existe algún problema en el estatus de la aeronave en pleno vuelo.
Además, en el caso de los drones más sofisticados, estos trenes de aterrizaje son retráctiles, lo que permite que se alcen al tomar altura y no se interpongan frente a la cámara si ésta gira sobre su eje.
Por último, hay que considerar que en el caso de alas fijas, el tren de aterrizaje puede ser una placa metálica situada en su panza, sobre la que tendrá que aterrizar.
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