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.
