Qué Comprobar antes de volar tus Drones

En este post vamos a echar un vistazo a todos los pasos previos antes de poder volar con nuestro drone,
Miraremos un poco la configuración básica inicial y también cómo calibrar los ESCs (o controladores de velocidad), el giroscopio, la emisora de radio y también hablaremos sobre la configuración de los parámetros PID.
Para realizar dichos ajustes, en este post trabajaremos con APM (en realidad con la versión 2 de mission planner) y la placa CRIUS all in one pero los mismos pasos se tienen que realizar cómo parte de la configuración inicial antes de volar cualquier cuadricóptero, por lo que los pasos son validos para plataformas como Betaflight.

En realidad, casi todos los programas vienen con un asistente que te ayuda a realizar la configuración inicial. En este tutorial miraremos como realizar la configuración de todos los parámetros uno por uno de tal forma que si se tiene que re-calibrar por ejemplo la emisora porque hemos cambiado de una FS i6 a una Trunigy 9X no tengamos que realizar todos los pasos del asistente de nuevo sino que simplemente con hacer la configuración de la emisora sea suficiente.

Selección de drone

Lo primero que tenemos que indicarle al controlador de vuelo es el tipo de drone que vamos a utilizar, es un cuadricoptero? o se trata de un hexacóptero? esto lo podemos seleccionar tanto en el mission planner cómo en Betaflight otro software. Puestos a malas, el parámetro a configurar en C++ en el firmware de megapirate es el "FRAME_CONFIG".

Por lo que hay 2 opciones:

Configuración desde Mission Planner:

Muy sencillo, simplemente iremos a "initial setup" después seleccionaremos "Frame type" y eligiéremos el tipo de cuadro de nuestro dron.

Configuración manual:

Simplemente substituir el "QUAD_FRAME" por cualquiera de los otros tipos de drones.

#define FRAME_CONFIG QUAD_FRAME
/*
QUAD_FRAME
TRI_FRAME
HEXA_FRAME
Y6_FRAME
OCTA_FRAME
OCTA_QUAD_FRAME
HELI_FRAME
*/

Calibrar la emisora de Radio

Este paso es muy sencillo, simplemente consistirá en ir moviendo los "sticks" de la emisora tal y cómo nos vaya indicando mission planner para configurar los parámetros máximos y mínimos en cada uno de los canales de la emisora. Aún así, hay que tener un par de cosas en cuenta.

Asegúrate de que la emisora esta en modo Experto:

Algunas emisoras como la FS CT6B disponen de un interruptor con el que cambiar del modo principiante al modo experto. la única diferencia entre ambos modos es que el cuadricóptero realiza giros mas bruscos en el modo experto (con los que se puede conseguir una mayor velocidad).
Aunque estemos empezando en el mundo de los drones la configuración se debe realizar con el modo "Experto".

Trims Centrados:

Los "Trims" (las palanquitas estas de calibración para cada uno de los canales, deben de estar centrados en este paso. Se utilizarán posteriormente si se necesita hacer alguna corrección.

Calibrar el giroscopio o acelerómetro

Éste es uno de los pasos mas importantes a realizar ya que de ello depende que el drone se mantenga en el aire.
Durante este paso en realidad configuraremos el controlador de vuelo para que sepa cuales son los valores máximos y mínimos del giroscopio. Una vez tenemos el giroscopio correctamente calibrado, el valor de la horizontal se capta en el momento en el que se conecta la batería al cuadricóptero y se inicia el controlador. Es por ello que es importante que posteriormente, nos acordemos de conectar la batería dejando el cuadricóptero en una superficie plana.


Para poder calibrar el giroscópio, simplemente accederemos al menú dentro de mission planner y veréis que solo tiene un botón que dice "Click when Done".
Para calibrarlo tenemos que apoyar el dron en cada una de sus diferentes caras y irle dando al botón hasta que todas las caras hayan sido medidas.

El orden de las diferentes posiciones se puede ver en la imagen de abajo:

Calibrar ESC

Es de vital importancia calibrar los 4 ESCs antes del primer vuelo, en realidad la calibración se puede hacer de los 4 ESCs a la vez.
Para hacerlo simplemente sigue los siguientes pasos:

Aumentamos la palanca de aceleración al máximo
Encendemos la emisora
Metemos batería
Esperamos a que pite
Desconectamos la batería
Conectamos la batería de nuevo
Esperamos a que pite
Bajamos el la palanca de aceleración al mínimo
Esperamos a que pite (Los ESCs quedan calibrados)
Podemos comprobar que al subir y bajar la aceleración, los motores giran a la misma velocidad.

Configuración de los parámetros PID

La configuración de parámetros PID es bastante complicada por lo que dedicaré un post entero a explicar cómo configurar los parámetros PID para tu Drone. Aún así considero que es fundamental configurar uno de los canales de tu emisora para variar manualmente el parámetro "P".

Para hacerlo iremos a "Config" después "Copter PIDs" y finalmente en donde aparece el canal 6, hay una opción para seleccionar la configuración de "P".

Qué hacer si el drone vuelca antes de despegar

En este post voy a explicar un poco mi experiencia en el primer vuelo y los problemas que tuve al

despegar.

Después de montar todo el cuadricoptero, y convencido de que todo estaba perfecto, el drone volcaba antes de elevarse y era imposible hacerlo despegar es por ello que me decidí a crear un post sobre que mirar si el drone no consigue despegar.

Empecemos por lo básico:

Hélices

Lo primero que hay que asegurar es que las hélices estén todas colocadas en la posición que toca, recordemos que el diagrama más común para drones sigue la estructura mostrada en la fotografía:

Por lo que las diagonales están emparejadas y la hélice delantera izquierda sigue el sentido horario (El resto de hélices se pueden montar a partir de ahí).

Motor

Es también de vital importancia asegurarse de que todos los motores giran en la dirección correcta (Mismo diagrama). Si no fuese así la solución es muy sencilla, solo basta con permutar 2 cables cualquieras de los que van del motor al ESC.

ESC

Los ESCs tienen que estar calibrados y cada uno en la posición que corresponde en el controlador (Este último era el problema que tuve yo).
Para calibrar todos los ESC a la vez utilizando el controlador CRIUS flight controller, sigue los siguientes pasos:

• Aumenta la aceleración al máximo
• Enciende la emisora
• Conectar la bateria
• Esperamos a que el controlador de un pitido
• Desconectamos la bateria
• Connectamos la bateria de nuevo
• Esperamos a que el controlador de un pitido
• Bajamos el Throttle al mínimo
• Esperamos a que pite de nuevo (ya queda calibrado)

Para verificarlo podemos ir moviendo el acelerador y comprobar que todos los motores giran a la vez.

Para verificar que cada ESC está conectado donde corresponde, se puede verificar visualmente las conexiones o si está ya todo montado y ves que es un poco lioso, se puede simplemente coger el drone con la mano (OJO, quitad las Hélices!) y darle un poquito al acelerador para que empiecen a rodar los motores.
Inclinamos el cuadricoptero hacia uno de los motores y éste debería de empezar a rodar más rápido para contrarestar la inclinación, el motor opuesto debería disminuir su velocidad o incluso pararse.

PID

Valores demasiado altos de ganancia "P" pueden hacer que el cuadricóptero gire y no consiga despegar, lo podrás identificar porque en el punto justo antes de elevarse comienza a oscilar antes de volcar, la solución también es sencilla, simplemente conecta el drone al mission planner y disminuye el valor de "P". O mejor aún, asócialo a algún canal de tu emisora y ves calibrando manualmente hasta que encuentres un valor óptimo de "P".

Controlador

El controlador necesita un tiempo para calibrar sus sensores (Incluyendo el giroscopio) por lo que es una mala práctica conectar la batería y al cabo de un rato dejarlo en el suelo.
Mi recomendación es la de conectar la batería directamente con el drone en una posición horizontal, si veis que seguéis teniendo problemas, haced un reset el controlador simplemente quitando y poniendo la batería.

Mejor ESC para drone de carreras

Antes de montar un drone, especialmente si lo que queremos hacer es montar un drone de carreras, nos surgirá la duda de que ESCs montar.
La elección de un buen ESC es clave para optimizar el funcionamiento de tu cuadricóptero ya que no sólo hay que tener en cuenta la intensidad máxima que va a consumir o el voltaje que puede soportar sino que también cobra importancia el firmware que lleva instalado por defecto el controlador.

4 ESCs o mejor 1 ESC múltiple?

Con la aparición de los nuevos drones de carreras se están popularizando cada vez más las placas que ya te vienen con los 4 ESCs integrados.
Esto es una buena solución cuando quieres tener un drone de altísimas prestaciones y cada gramo cuenta, si no tenemos la necesidad de ahorrar 20 o 30g de peso al cuadricóptero y dispones de suficiente espacio mi recomendación es la de instalar 4 ESCs independientes en lugar de uno multiple.

Por lo general, una placa de 4 ESCs suele tener un precio muy similar al de comprar 4 controladores y por experiencia os cuento que se me han quemado ya varios controladores de velocidad. Siempre es más económico sustituir 1 ESC que toda la placa.

Firmware

Esto es de verdad lo que de verdad hace que tengas un ESC bueno o uno no tan bueno, si ves un ESC en algún lugar que no es de confianza y no te dice nada del firmware, mejor que busques otro ESC.
Hace unos años, cuando te comprabas un ESC lo primero que se miraba era que fuera programable, entonces ya se reprogramaba para que tuviera un buen firmware cómo por ejemplo el SimonK o BLheli y tuviera una buena respuesta. Actualmente casi todos los controladores del mercado ya vienen con un buen firmware preinstalado y la programación es simplemente opcional por si se quiere cambiar alguno de los parámetros.

BLHeli_S

BLHeli_S es la segunda generación del firmware de BLHeli. Las diferencias principales con respecto a su predecesor es que este firmware permite la modulación PWM por hardware y dispone también de freno activo. Explicaremos que quieren decir estas dos cosas un poco más abajo.

BLHeli_32

Esta es la tercera generación del firmware de BLHeli. Además de contar con todas las cualidades anteriores, es capaz de soportar ESCs con microcontroladores de 32 bits (en lugar de los de 8bits anteriores). Otorgando un mayor rendimiento fiabilidad y sensibilidad que en los controladores anteriores.

KISS

EL firmware de KISS es exclusivo para ESCs de la marca KISS y no es de código abierto, aun así ofrece una muy buena respuesta y rendimiento.

Freno activo y modulación PWM por hardware

Freno activo: El freno activo es la capacidad de parar completamente la rotación del motor. Cobra especial importancia en aviones ya que anteriormente al parar el motor la hélice se podía mover a su voluntad pudiendo ocasionar una rotura de la pala al aterrizar. En cuadricópteros el freno activo nos sirve sobre todo para tener una mayor sensibilidad en el vuelo.

Modulación PWM por hardware: En los controladores ESCs tradicionales, la modulación PWM se hace por Software, lo que quiere decir que se crea artificialmente esta modulación. Eso ocasiona que el microcontrolador tenga que dedicar parte de los recursos a "crear" la señal en lugar de esperar a computar que señal se necesita en cada momento.
Al tener un módulo especifico encargado de la modulación PWM, la respuesta del ESC es sensiblemente mejor y el ESC es ligeramente más eficiente.

Marcas más conocidas de ESCs

Estos son los fabricantes más conocidos de ESCs del mercado

• Aikon
• Armattan
• Castle
• DYS
• EMAX
• Favourite
• FPVModel
• Gemfan
• KISS
• Lumenier
• Racerstar
• Rotorgeek
• Sunrise
• TBS
• T-Motor
• Turnigy

Cambio de Cuadro para el drone

Buenas, en este post vamos a ver cómo podemos cambiar el cuadro de nuestro drone, y no me refiero cambiar de un cuadro de aluminio a uno de fibra de carbono.

En este post, miraremos cómo reconstruir tu drone casi desde 0. Miraremos cómo modificar tu cuadricóptero para poder pasar de un cuadro de 52,5 cm a uno de 24cm.

El motivo de este cambio no es otro que el de la portabilidad, no es lo mismo ir cargado con un drone que mide medio metro, a ir con uno que solo mide 24cm.

Como siempre, vamos a intentar reaprovechar todos los elementos de los que disponemos para que el cambio nos salga lo más económico posible.

Configuración actual

Componente	Nombre	Necesarios	Precio Aproximado
Cuadro	X525	1	16
ESC	4 celdas  30 A	4	16
Motores	D2830-11	4	28
Controlador de vuelo	Crius All in One	1	34
Emisora	FS-CT6B	1	35
Hélices	8045 FS	4	2
Alimentación	Placa distribución	1	2
Batería	3 celdas 2200mAh	1	16

Cuantas más cosas se puedan reaprovechar mejor, por lo que empezaremos planteando la idea de simplemente cambiar el cuadro.

Cuadro

Encontré una oferta en Hobbyking de un cuadro justo de 24cm por unos 4€ así que me decidí a comprarlo pero, se adaptará a los componentes que tenemos?

Tanto la placa de alimentación cómo el controlador de vuelo hacen 5cm de lado, el cuadro tiene para poner placas de 5cm por lo que pinta bien.

Obviamente, no podremos reutilizar las hélices anteriores por lo que habrá que recalcular la potencia necesaria para poder hacer que el cuadricóptero eleve el vuelo.

Selección de Motores y Hélices

Actualmente estoy montando unos magníficos D2830-11 en mi drone. Son unos motores muy potentes, bien ventilados y con un precio bastante asequible que iban perfectos en mi cuadro de 52,5cm. (se pueden encontrar en Bangood en el siguiente enlace)

El cuadro de 24cm puede cómo máximo soportar hélices de 6 pulgadas (en lugar de las de 8 pulgadas que actualmente estoy montando). Sí que es verdad que el cuadro pesa menos que el de 52cm pero el resto de componentes son iguales, podrá el cuadricoptero alzar el vuelo con unas hélices de 6 pulgadas?


Cómo ya hicimos en el post Selección de Motores, introducimos los valores de los componentes que utilizando unas hélices de 6 pulgadas de 3 palas tenemos y vemos que va a ir todo muy muy justo

Solución

Al drone le hace falta empuje, el cuadricóptero necesita más fuerza para poder levantar el vuelo y eso se consigue de dos formas:

• Hélices más grandes 
• Motores más rápidos 

La hélice seleccionada (6 pulgadas 3 palas) es la hélice más grande que se le puede meter a este cuadro de 24cm por lo que necesitamos motores más rápidos o que el motor que tenemos gire más rápido.

Cómo ya sabemos, la velocidad máxima de giro de un motor sin escobillas es igual a la tensión multiplicado por el valor del motor.

Este motor es de 1000KV por lo que al conectarlo a una batería de 3 celdas (11V) girará a 11000 revoluciones por minuto.

Si lo conectamos a una batería de 4 celdas girará aproximadamente a unas 15000rpm.

Realizando los mismos cálculos con una batería de 4 celdas la cosa pinta mucho mejor.

Configuración final

Finalmente el cambio de cuadricóptero nos ha salido por unos 24€.
Os dejo a continuación la lista de materiales destacando los que hemos tenido que cambiar.

A destacar las hélices que he podido encontrar, simplemente geniales por unos 4€ tienes los 2 juegos de hélices 6045.

Componente	Nombre	Necesarios	Precio Aproximado
Cuadro	X240	1	4
ESC	4 celdas  30 A	4	16
Motores	D2830-11	4	28
Controlador de vuelo	Crius All in One	1	34
Emisora	FS-CT6B	1	35
Hélices	6045 FS	4	4
Alimentación	Placa distribución	1	2
Batería	4 celdas 2200mAh	1	16

Lo mejor de todo es que siempre podemos volver a la configuración anterior, por lo que ahora tenemos 2 drones totalmente diferentes por solo 24€ 😊