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Construye tu propio Drone Casero

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Construye tu propio Drone Casero
Construye tu propio Drone Casero

Este post fue creado para construir un Cuadricóptero desde cero hasta su puesta en vuelo.

Se intentará tener en cuenta un presupuesto bajo, ya que la finalidad es hacerlo volar sin estrellarlo y a ser posible, volar finalmente en solitario.

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Construye tu propio Drone Casero

Elementos necesarios para el Drone

Aunque el construir un Drone no suponga mucha dificultad, es necesario tener a mano algunos materiales y conocer la electrónica que vamos a utilizar.

Construye tu propio Drone Casero

He buscado que este proyecto sea lo más económico posible, no es un secreto que la mayoria en esta pagina somos pobres Construye tu propio Drone Casero. La intención es aprender!

Pate Estructural
  • Tabla de Madera de 370mm x 100mm x 10 mm .
  • Listón de Madera 700mm x 30 mm x 10 mm
  • 4 Tornillos M5 + Tuerca
  • 8 Arandelas para M5
  • 4 Patillas para muebles –



El Kit Estructural que he utilizado ha sido de materiales reciclados, (las maderas las he cogido de muebles viejos que había desmontado) por ello, los materiales no son los mejores, pero el peso de la estructura final entra dentro del margen permitido, unos 578 g

Parte Electrónica

4 Motores DJI de 920KV

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1 Variador QBrain para Quadcopters de 25 A: Construye tu propio Drone Casero

Controladora HK KK2:

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5 Cables Macho-Macho:

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2 Conectores XT60 (Macho y Hembra):

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2 Pares de Hélices 09″ x 4.7″ de CW y CCW:

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Batería de 5000mAh 3S:

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  • Bridas de distintos tamaños
  • Tornillos M2 para madera
  • Velcro (Macho y Hembra) –



La electrónica lo compré todo en Hobbyking por su precio-calidad. Sin embargo, podes comprar en otras tiendas.

Esto es lo más esencial es contar con estos materiales para poder hacer la construcción de nuestro propio dron. –

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Construcción de la Estructurara



Para diseñar la estructura (Frame) del cuadricóptero, solamente es necesario tener unas nociones básicas. En nuestro caso, haremos algo sencillo, un fuselaje con 4 extremidades para los motores.

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Para fabricar el fuselaje, he utilizado madera reciclada que tenía guardado, un listón de 700mm x 30mm x 10mm que se dividirá en 2 partes

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Lo más importante es que sea totalmente cuadrado las distancias entre los motores. Además es necesario dejar los extremos de los motores lo más separado del centro posible, para poder coger el mayor aire posible las hélices. Por ello, el soporte central será de contrachapado de 370mm x 100mm y los extremos donde irán los motores con el listón de 350mm.

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Una vez tengamos cortado las piezas con las dimensiones marcadas, pondremos los listones cortados en los extremos de la base central de contrachapado, haciendo coincidir sus mitades. Como el listón es de 700mm de largo, se corta por la mitad y obtendremos 350 mm.

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La estructura central es simplemente un rectángulo de 370mm x 100mm x 10mm. Se coloca 370mm en vez de 340mm por los márgenes del listón, ya que tiene una anchura de 30mm por cada listón.

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Finalmente, como tren de aterrizaje, he comprado unas patillas para muebles por 0,75€ que vienen 6 piezas.

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Los materiales empleados en esta estructura no son los más eficientes, he buscado las piezas más baratas para construirlo fijándome en el ahorro económico. Por supuesto que existen materiales mil veces mejores que madera para construir el Frame como la Fibra de carbono, aluminio,

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*Sigo diciendo que la mejor idea es comprar la estructura. porque está diseñada aposta para colocar la electrónica, y por el precio y tiempo sale muy rentable

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Colocación de la electrónica en la Estructura


Empezamos esta semana con la instalación del equipo electrónico del Drone. Se puede decir que es una de las partes más importantes que hay que tener en cuenta. El principal problema de los Drones es el peso, que afecta directamente a la autonomía de vuelo. Por eso mismo, hay que elegir bien la colocación de las piezas para evitar extensiones de cables o pesos adicionales

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Motores y variadores

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Los motores no son un problema, ya que tienen que vienen con un sitio fijo (extremos de la estructura). En cambio, dependiendo de los variadores que se utilice, es recomendable colocarlos lo más cerca del centro posible y respetando la misma distancia entre ellos.

Controladora y Receptor

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La controladora debe ir obligatoriamente en la parte central de la estructura, es el cerebro del drone donde lleva los sensores y manda las señales a los motores.

El receptor se coloca lo más cerca posible de la controladora (ya que tiene que estar conectado a ella) y lo más lejos de los motores (por posibles ruidos que puedan generar y por seguridad).

Batería

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La batería suele ser siempre el último elemento que se coloca, además es preferible colocarlo en la parte inferior de la estructura del Drone, ya que de esta forma da más estabilidad.

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Montaje de la Electrónica del Drone
Toca ya el montaje de la electrónica una vez que conocemos dónde va a ir cada elemento. Aunque es muy intuitivo y rápido de montar, hay que tener en cuenta varias partes del mismo.

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Una de las cosas más importante a la hora de instalar los cables, es tener en cuenta los colores de los cables y la orientación. Normalmente tanto en el Receptor como en la Controladora vienen puestas los elementos correspondientes a cada elemento.

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  • Negro (Futaba) o Marrón (JR): Negativo / Toma de Tierra / GND
  • Rojo (Futaba o JR): Positivo/ Voltaje
  • Blanco (Futaba) o Amarillo (JR): Señal
  • Suelen poner casi siempre en la parte más cercana al borde el Negativo, al centro el Positivo y en la parte más cercana al centro de la placa la señal. Aunque siempre es necesario hacer un chequeo antes de conectar los cables.

Receptor a Controladora

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Para conectar los canales del receptor a la controladora, hay que saber cuales son los canales de nuestra emisora primero.

  • Canal 1 = Roll / Alabeo / Aileron
  • Canal 2 = Pitch / Cabeceo / Elevator
  • Canal 3 = Motor / Empuje / Throttle
  • Canal 4 = Yaw / Guiñada / Rudder
  • Canal 5 = Aux / Modo estabilizado
Motor, Variador y Batería

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En mi caso, utilizo un variador para alimentar a los 4 motores. Son unos variadores especiales para cuadricópteros. El funcionamiento es el mismo, simplemente en vez de conectar 4 variadores para cada motor, lleva un variador con salida de 12 cables negros correspondiente a 3 cables por cada motor. Por otro lado hay 2 cables gordos, de color rojo y negro, que es donde se conectará a la batería. 3 Cable de diferentes colores en distintos cabezales JR, corresponden a la señal para los motores 1,2 y 4. Y 3 cables en un solo cabezal JR, llevan consigo la señal del motor 3 y la salida de 5V y toma de tierra. Estos 4 últimos cables van a la parte derecha de la controladora.

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Configuración Controladora


Una vez que ya tenemos puesto toda la electrónica, es hora de empezar a configurar la Controladora. Cada controladora viene con su manual, es decir, pueden utilizar controladoras parecidas físicamente pero la configuración podría ser totalmente distinta. Por ello, es mejor asegurarse buscando nuestra controladora en Internet y descargar el manual y seguir los pasos que indica el fabricante.
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En mi caso, utilizo una Controladora de Hobbyking conocida como KK2.1.5. Una controladora suficiente para hacer volar nuestro cuadricóptero y empezar en el mundo de los multirrotores.






Especificaciones KK2.1

  • Tamaño: 50.5mm x 50.5mm x 12mm
  • Peso: 21 gramos (zumbador)
  • IC: Atmega324 PA
  • Gyroscopio: InvenSense Inc.
  • Acelerómetro: Anologue Devices Inc.
  • Auto-nivel:
  • Voltaje de entrada: 4.8-6.0V
  • Interfaz AVR: estándar de 6 pines.
  • Señal del receptor: 1520us (5 canales)
  • Señal ESC: 1520us
  • Firmware Versión: 1.6
Configurando la KK2.1.5



Es hora de conectar la batería a la carga de distribución (en mi caso, lo conecto al variador 4×1). Al tratarse de variadores BEC, éste alimentará directamente la placa con 5V. La KK2 solamente recibe alimentación por el pin M1, por lo que el conector de tensión (cable rojo y negro) proveniente del variador debe conectarse al pin M1.
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Una vez conectado la batería al distribuidor de carga, se nos encenderá la pantalla KK2 con el menú que aparece abajo.

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En la parte inferior nos indica la opción de cada botón, es decir, los botones que están en medio sirven para escoger (UP y DOWN), el botón derecho para seleccionar (ENTER) y el izquierdo para volver (BACK).

Seleccionamos en primer lugar “Receiver Test”:

En este apartado configuramos los mandos de control. Para ello, movemos los joysticks de la emisora y vemos si la dirección de los canales son la correcta. Si no es así, se tiene que invertir el canal desde la emisora.

  • Aileron ==> Left = Izquierda; Right = Derecha
  • Elevator ==> Forward = Adelante; Back = Hacia atrás
  • Throttle ==> Idle = Bajo; Full = Máximo
  • Rudder ==> Left= Izquierda; Right = Derecha
  • Auxiliary ==> Off= Apagado; On = Encendido

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Ahora seleccionamos el parámetro “Load Motor Layout”: En esta opción elegimos el tipo de modelo que vamos a volar. En nuestro caso, es un cuadricóptero que vuela en X (2 motores delante y 2 detrás), por lo tanto, elegimos la opción “QuadroCopter X Mode”
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Nos aparecerá “Are you sure?” (¿Estás seguro?). Le damos a “Yes”. Nos muestra 4 números y el sentido de giro. Corresponde a los motores del cuadricoptero y los pines M1, M2, M3 y M4 que deben estar situados. Siendo M1 y M2 los delanteros y M3 y M4 los traseros. Aunque ya previamente lo hemos colocado porque el M1 es donde pasa la corriente que alimenta la placa.

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Una vez colocados correctamente los pines M1, M2, M3 y M4. Damos al botón Back para volver al menú de configuración.

*Si más adelante queréis ver otra vez la colocación de los motores sin perder los datos guardados. podéis acceder desde “Show Motor Layout”. De esta misma forma, podemos comprobar que hemos seleccionado el modelo correcto.

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Para Roll y Pitch:

  • P Gain = 50
  • P Limit = 25
  • I Gain =50
  • I Limit = 25
  • Yaw Gain = 50
  • Yaw Limit = 50



Una vez llegados hasta aquí es momento de hacer un primer vuelo. Para ello, lo primero que hay que hacer es poner las hélices y los spinners o tornillos que los fijan al motor. Antes de volar habría que seguir unas pautas de seguridad que os lo pondré el el próximo post.
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Protocolo de seguridad

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Antes de volar se debe tomar algunas precauciones para evitar accidentes.


Volar en un sitio amplio: Aunque el Cuadricóptero no sea muy grande, os recomiendo una zona amplia sin obstáculos por el medio. Sería conveniente volar en exterior y un día con poco viento. Si vuelas en interior, debe ser amplio y que no haya nada que pueda salir volando (plásticos, papeles, etc),

No volar más de 6 metros: No recomiendo volar a más de 2 metros de altura. Depende también de tu habilidad en los mandos. Pero en los primeros vuelos, donde no sabes cómo va a reaccionar el drone o simplemente porque aún no está configurado, es probable que haga saltos y algunas pérdidas de los motores. Recomiendo que vueles a menos de 2 metros hasta que ya consigas una estabilidad adecuada del drone.

Distancia de seguridad: Al volar, mantén una distancia de más de 5 metros de distancia entre el cuadricóptero y tú. Y si vuelas con amigos, debéis estar juntos.

Quitar motor si pierdes el control: No intentes recuperar el cuadridóptero cuando veas que éste pierde el control. Es mucho más seguro quitar motor totalmente y no tocar ningún joystick porque suele romperse más piezas tratando de recuperlarlo. Si quieres evitar golpes bruscos, puedes acolchar el drone con espuma en el tren y la parte baja de los brazos.

Vuela lentamente pero con confianza: Sube el motor poco a poco y constante, evita dar “palancazos”, la mayoría de los que se inician rompen el primer Cuadricóptero por dar demasiada potencia al principio, y luego al elevarse el drone corta en seco. Es mejor subir de manera constante el empuje y una vez que lo veas elevarse mantén la posición del empuje.


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Esto es todo por hoy pasen por mis otros Aportes.

pasa


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