DRON CASERO RECICLADO

Trabajo presentado por:

ü  JACINTO PEREZ, DAVID.

    david9jperez@gmail.com

ü  JARA CADENILLAS, JUAN YASSIR.

    jjara956@gmail.com

ü  WONG TARAZONA, EMILIO.

     ooemiliooo@hotmail.com

Se agradece a los estudiantes el compartir su trabajo con los lectores.
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A continuación un breve video del proyecto.

RESUMEN

En este presente proyecto de elaboración de un dron casero fue hecho con fines de promover a que demás personas se animen a realizar su propio dron con materiales reciclados y de segunda mano sin necesidad de comprar uno haciendo un gasto excesivo en estos.

Problemática:

Hoy en día en nuestro País es muy difícil adquirir un dron ya sea por fines educativos o de entretenimiento y esto se debe por los excesivos precios de estos.

Formulación del problema:

¿Es posible la fabricación de un dron funcional con materiales reciclados y/o de segunda mano?

Justificación:

Este proyecto se realizó para demostrar que no hace falta gastar exageradas cantidades de dinero en drones caros. Basta con materiales reciclados con los cuales se puede hacer un dron totalmente funcional.

Objetivos:

Objetivo general:

• Elaborar un dron casero a base de materiales reciclados.

Objetivos específicos:

• Demostrar el completo funcionamiento de un dron hecho casero.
• Reutilización de materiales de segunda mano para elaborar un dron casero.

MARCO TEÓRICO

¿Qué es un dron?

Hay otras denominaciones para definir un dron, que pueden ayudarnos a identificar rápidamente en qué consisten. Algunos reciben el nombre de cuadricópteros, sexacópteros u octacópteros, dependiendo de si tiene 4, 6 u 8 hélices. Por tanto, podemos definir un dron como un vehículo que se controla por control remoto, que para elevarse utiliza la fuerza de giro de sus motores unidos a las hélices. 

Aunque podemos pensar que los cuadricópteros o drones son una novedad y surgieron hace poco tiempo, no es verdad. Los primeros modelos se remontan a los años 20, aunque el diseño y las posibilidades de control eran bastante diferentes. La tecnología de materiales, que ha logrado que cada vez sean más ligeros, así como la miniaturización de componentes, hace posible que hoy contemos con drones de tamaños y prestaciones muy diversas. Desde los minidrones de recreo hasta los destinados a control y vigilancia, hay un amplio listado de modelos. 

¿Qué significa dron?

Dron es una palabra que hemos adaptado en español desde el inglés drone. Según nuestro diccionario de la Real Academia Española:

dron

Del ingl. drone.

1. m. Aeronave no tripulada.

La explicación a por qué en inglés se denomina a esta tecnología como drone, que literalmente significa zángano o abeja macho, es sencillamente porque el dron produce un zumbido que se puede asemejar al de los zánganos cuando vuelan.

En nuestro idioma, el singular sería dron y el plural drones, y no es preciso utilizar cursivas ni comillas al usarlo ya que se trata de una adaptación al español.

Se utiliza para referirse a vehículos aéreos no tripulados desde los años 30, ya que debemos recordar que estas aeronaves tenían usos militares mucho antes de que estuvieran disponibles al público en general.

Funcionamiento de un dron

El funcionamiento de un dron es básicamente el mismo que el de un avión o un helicóptero. Se ponen en marcha los motores y las aletas se mueven para posibilitar el vuelo. Después, con los mandos de control se va dirigiendo el vuelo, que dependerá en gran medida de los conocimientos y la pericia del piloto. En algunos casos, es posible fijar un rumbo de forma automática. Los modelos que lo permiten incorporan un GPS que permite ir corrigiendo el vuelo y ajustarlo hasta llegar al punto indicado. Estos se sumen usar para realizar rondas de observación cíclicas, sin que haga falta un piloto que lo controle. Simplemente se observa lo que recoge la cámara, que se envía en tiempo real o se graba dependiendo del caso.

Algunos expertos recomiendan apostar por un cambio de nombre y denominar cuadricópteros a estos. Y dejar el nombre dron para otros vehículos no tripulados. Lo cierto es que no existe un consenso al respecto. Por lo que seguiremos viendo cómo algunos se refieren a unos u otros modelos cuando hablen sobre lo que es un dron. 

¿Cómo funciona un dron?

Para que el dron se mantenga estable, dos de estas hélices rotan en un sentido y las otras dos lo hacen en sentido contrario.

Cada una de las hélices se impulsa mediante un pequeño motor propulsado electrónicamente. Este sistema de motores y hélices independientes es muy útil porque permite que el aparato pueda seguir volando en caso de que alguno de los motores deje de funcionar.

Los drones se pilotan por control remoto y pueden realizar diferentes movimientos: pueden girar hacia la derecha o hacia la izquierda de su eje vertical y de su eje longitudinal, pueden elevarse en vertical o rotar hacia delante o hacia atrás en relación a su eje transversal. Todos estos movimientos se controlan ajustando la propulsión de cada hélice y esto se hace con un aparato denominado controlador (o controladora) central de vuelo, cuya función principal es que el dron mantenga un vuelo lo más estable posible.

Partes de un dron

· Chasis, marco o fuselaje:

El esqueleto del dron, en él están 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.

·  Grupo moto propulsor:

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.

Ø  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:

Ø  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.

·         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:

·        Estación de control:

Consta de tres elementos:

Ø  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.

Ø  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. 

Ø  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.

Ventajas y desventajas de un dron

Ventajas

a.    Los drones reducen los tiempos:

Ya hace mucho, que el tiempo es algo que se considera económicamente como un bien muy preciado.

Los aviones no tripulados favorecen la reducción de tiempos o plazos en la ejecución de una tarea si lo comparamos con cualquier otra solución. Por ejemplo, a la hora de realizar las tareas previas al vuelo en un aparato no tripulado en comparación con uno tripulado, estas se realizan en un tiempo mucho más pequeño.

b.    Los drones reducen el riesgo humano:

Al ser un aparato no tripulado, el riesgo que se corre es mucho más pequeño que en aquellas ocasiones donde el operador, piloto, etc. tienen que estar en el mismo lugar donde se realizan las tareas.

c.    Los drones tienen una menor contaminación:

Si nos fijamos en que las distancias recorridas por un drone, para realizar una tarea, estas siempre son inferiores a otras opciones, puesto que podemos despegar y aterrizar muy cerca del lugar de operaciones. En consecuencia, al tener recorridos más reducidos, la contaminación ambiental también es menor. Por otra parte, el ruido que genera un drone, siempre es menor que otros aparatos o dispositivos, por tanto, la contaminación acústica es inferior.

d.    Los drones son operativos a distancia:

La posibilidad de manipular y pilotar a distancia, nos ofrece un amplio rango de opciones y formas de aplicar soluciones.

Por ejemplo, queremos realizar tareas de vigilancia desde un centro de control.

Pues el operador de turno maneja el drone desde una distancia muy alta, de tal forma que ahora está manejando el drone de una zona, después otros drones, etc. y con la ventaja que podría ser independiente el piloto, del que lleva el mantenimiento o almacena el drone.

e.    Los drones son precisos:

Muchas veces debido a su tamaño, otras a su operatividad y otras a la precisión de sus mandos, pero siempre debemos considerar que los drones nos permitirán un vuelo muy preciso en condiciones estables.

Está claro que, si nos enfrentamos a velocidades de viento importantes, los drones no son los mejores para soportarlas.

Pero si estamos en un ambiente mínimamente controlado y estable, podremos decir sin ánimo a equivocarnos, que estamos ante dispositivos muy precisos y que nos permiten tener un vuelo muy controlado.

f.     Los drones tienen mucha versatilidad:

Debido a los diferentes tamaños que podemos elegir en un drone, tenemos capacidad de volar en áreas que antes no eran posibles.

Es decir, con aviones no tripulados tenemos absoluta versatilidad sobre las tomas que queremos hacer, las áreas que queremos observar, el espacio por el que queremos pasar, etc.

Desventajas

a.    Uso terrorista de los drones

Los quadcopters o aviones no tripulados, son aparatos que han tenido su inicio y desarrollo más tecnológico cuando los militares vieron la posibilidad de su aplicación.

Al igual que los militares han visto muchas aplicaciones para los drones, los “malos” de la sociedad también han desarrollado muchas técnicas que pueden usar para aplicaciones terroristas.

b.    Autonomía escasa de los drones

Aunque hablamos que los drones suelen recorrer pocas distancias, debido a que despegan y aterrizan cerca de donde se tiene que desarrollar la tarea.

Es fácilmente comprobable que las baterías eléctricas suelen ser uno de los grandes problemas que tienen los drones debido a su escasa capacidad, y, por tanto, poca duración de vuelo.

c.    Normativas diferentes para los drones

Si existe una normativa que regula el vuelo de los drones, aunque dicha reglamentación está sujeta a las directrices de cada país. Existen casos en los cuales no existe prácticamente ningún tipo de leyes, y en otros casos como en España, existe un entramado importante y a considerar de normas.

Los expertos entienden que dichas normativas son necesarias, y acabarán teniendo una pauta común, tal y como ocurre actualmente en los vuelos tripulados.

Esta diferenciación en la normativa es un peligro para la competitividad del sector de los drones en algunos países.

 

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO

Diseño del Dron

Imagen referencial del bosquejo de nuestro dron casero

Bosquejo a mano del dron

MATERIALES Y HERRAMIENTAS

Construcción del dron casero reciclado 

Construcción del primer Dron

Construcción del segundo Dron

RESULTADOS

Resultado del primer dron

El resultado de nuestro primer dron fue un fracaso, pues no se pudo hacerlo volar, esto fue debido al peso de la estructura.

Resultado del segundo dron

Como resultado del segundo dron, se obtuvo un éxito total, pues pudimos hacerlo volar.

Discusión

Según nuestros resultados obtenidos tanto de nuestro primer dron como del segundo, podemos encontrar la razón por la cual el primero dron no tuvo un vuelo exitoso y por qué nuestro segundo dron puede volar sin complicaciones.

Esto se debe al peso de los materiales ejercidas sobre el dron, en nuestro primer dron utilizamos una madera muy gruesa haciendo que el dron no pueda volar por el sobrepeso que las maderas generaban y un sobreesfuerzo de las hélices.

En nuestro segundo dron utilizamos los palitos de chupetes dando como resultado un vuelo exitoso por parte del dron puesto que, a diferencia de los palos de madera, estos palitos de chupetes no suponían un gran peso para el dron

Conclusiones

Se construyó un dron casero a base de materiales reciclados o materiales de segunda mano.

Se demostró el completo funcionamiento de un dron casero reciclado.