ESQUEMA DE UN DRON DE CARRERAS
Elementos de los que se compone un dron de carreras, en este caso en un frame 250 de Walkera. VÍCTOR LÓPEZ / WALKERA

Si estás interesado en el mundo de los drones y quieres pilotar uno, tienes dos opciones: compras uno ya hecho o montas uno.

En este artículo queremos ayudarte a que conozcas los elementos básicos que te hacen falta si quieres montar tu propio dron de carreras y quieres hacerlo desde cero. En primer lugar, tienes que tener en cuenta que cuando hablamos de drones hay que considerar dos elementos: por un lado la aeronave y por otro la emisora. Por tanto, vamos a diferenciar un elemento de otro a la hora de explicarlos.

Elementos del dron de carreras

  • Frame: Es lo que se considera como chasis. Es la estructura que une todos los elementos de la aeronave. Normalmente está formado por un cuerpo y cuatro brazos. Se clasifican en función de su tamaño: 250 mm y 210 mm son los más comunes. Suelen estar hechos de plástico o fibra de carbono (éste último es más ligero y resistente, pero tiene un mayor coste). Uno de los más conocidos es el ZMR 250. En este enlace tienes varios tipos de chasis que puedes utilizar.
  • Motores: Para un dron de carreras normalmente se utilizarán cuatro motores de tipo brushless de la misma potencia. Es interesante tener en cuenta que los motores, al menos, deben levantar dos veces el peso del dron por lo que hay una regla de oro:

(Peso del multicóptero x 2) / 4 (nº de motores) = Peso que tiene que levantar cada motor

Por ejemplo, si nuestro dron pesa 500 gramos, 500 x 2 / 4 = 250 gramos que tendrá que levantar al menos cada motor. Aquí hay una correlación: cuanto más pese mi dron, más potentes tendrán que ser mis motores. Sin embargo, si queremos motores más potentes, necesitaremos baterías con más capacidad que lo alimenten y, por tanto, la batería será más grande y pesará más. Por eso, hay que encontrar un equilibrio entre la potencia y tamaño de los motores, los amperios y la carga de la batería, además del peso total del dron.

En este sentido, para un dron de carreras 250, la media de potencia de los motores que podemos encontrar en el mercado va entre los 2.100 KV y los 2.400 KV, aunque podemos encontrar otro tipo de potencias.

En el siguiente enlace puedes ver distintos tipos de motores para drones.

  • Variadores o ESC (Electronic Speed Controller): Están conectados directamente con los motores y con la controladora. Son los encargados de variar las revoluciones del motor en función de la orden que indiquemos desde nuestra emisora. Por ejemplo, si queremos que nuestro dron ascienda, los cuatro variadores indicarán a los cuatro motores de nuestro dron que aumenten las mismas revoluciones para que consigan más altura. Los variadores reciben las indicaciones de la controladora.
  • Hélices: Estos elementos son los que hacen que el dron pueda moverse por el aire. Se clasifican por dos medidas. La mejor forma de verlo es a través de un ejemplo: podemos comprar unas hélices de 50/30 o 5x3. El 50 hace referencia a la longitud de las palas en pulgadas (5"=12,7 cm) y el 30 hace referencia al paso de la hélice o pitch. El paso de hélice es el avance de la hélice que realiza en una vuelta completa (360º). A más paso de hélice y cuanto más grande sea la hélice, más rápido podremos ir hasta cierto punto, aunque cuidado porque a partir de cierto límite resultará demasiado grande la hélice para el frame que utilizamos.
  • PDB (Power Distribution Board) o PCB (Power Control Board): Es una placa que distribuye la alimentación que llega de la batería a los distintos elementos del dron. En este enlace hay algunos ejemplos de tipos de PDB. Podemos tenerla integrada en el mismo chasis o como una placa separada que atornillaremos en el frame. En cualquier caso, tendremos que soldar las partes de nuestro dron para que estén alimentadas.
  • Controladora: Es el cerebro del aparato. Una vez que hemos dado la orden a través de la emisora, la controladora procesa la información obtenida y pasa la acción a través de los distribuidores hasta los motores. En la controladora se conectan los motores, el receptor de la emisora, los ledes (en el caso de que queramos poner a nuestro dron), el GPS (opcional) y otra serie de elementos que queramos instalar. En el caso de los drones de carreras normalmente tendremos conectados solo los motores y el receptor de la emisora. Hay de muchos tipos: CC3D, Naze o Ardupilot son algunas de ellas.
  • Baterías: hay que tener en cuenta varias cosas a la hora de comprarlas y ponerlas en nuestro dron de carreras: los miliamperios (mAh), las celdas de la batería (indicadas con un número al lado de la S), la tasa de descarga (indicado con un número junto a una C), que sean de polímero de litio (conocidas como Li-Po) ya que son las baterías con mayor capacidad de almacenamiento que existen y el voltaje nominal, que en este caso es de 3,7 V por celda. Más información sobre baterías.
  • Cargador: Por mucho que quieras volar, si no tienes tus baterías cargadas adecuadamente no podrás hacerlo. Es muy importante tener un cargador que soporte el amperaje y voltaje de nuestras baterías. Tiene tres funciones fundamentales: carga, descarga y almacenamiento. La primera y la segunda sirven, tal cual lo dice la palabra, para cargar o descargar nuestras baterías de forma balanceada según las celdas que éstas tengan. La funcion de almacenamiento (storage) también es importante: sobre todo en las baterías Li-Po, es necesario que una vez utilizadas nuestras baterías dejemos su carga en función de almacenamiento. Si las dejásemos cargadas completamente y no las utilizásemos, se podrían dañar, igual que si las dejásemos por debajo de la carga mínima. Ejemplos de cargadores que hay en el mercado. Más información sobre cargadores.

Emisora y receptor

Ejemplo de emisora para un dron de carreras

La emisora es otro elemento fundamental sin la que no podremos volar el dron. Con ella emitimos las órdenes para que el dron realice los movimientos que deseamos. Es fundamental que nuestra emisora esté sincronizada con el receptor que tendremos que colocar en el propio dron. De esta forma, el proceso hasta que el dron se desplaza tal como queremos es: realizamos una orden desde la emisora. La señal, emitida en 2,4 Ghz, llega hasta el receptor, que a su vez está conectado a la controladora. Tras ser procesada la señal por la controladora, se pasará la orden a cada variador y estos a su vez darán la indicación final a los motores.

En cuanto a los modos de vuelo, hay varios en función de lo que haga cada stick. Siempre hay discusiones entre cuál es el modo más lógico de vuelo. Por ejemplo, en el modo 1, la potencia (throttle) se coloca en la palanca derecha junto con los alerones y en la izquierda se ubica el mando de alabeo y cabeceo. En el modo 2, el mando de la izquierda controla la potencia y la guiñada y en el de la derecha se controla el alabeo y el cabeceo. Personalmente, recomiendo el segundo modo. Sin embargo, cada uno es libre de elegir la opción que le sea más natural.

En el caso de los drones de carreras lo importante es que tengas canales suficientes por lo que valdría una emisora básica de 6 canales.

A continuación tienes algunos ejemplos de emisoras.

Otros elementos

  • Soldador: Si vas a montar tu propio dron necesiatarás un soldador sin duda, ya sea para conectar las baterías a la PDB, para alimentar todos los elementos o para cambiar la dirección de giro de los motores que conseguirás cortando y soldando nuevamente las conexiones con los variadores y los motores. Con un soldador de 30W tendrás suficiente. No olvides que necesitarás estaño para soldar (vídeo-tutorial sobre cómo soldar).
  • Tubos termorretráctiles: Después de soldar, hay que proteger los cables para que no tengamos un cortocircuito (por ejemplo, que el cable rojo o positivo entre en contacto con el negro o negativo). Son tubos que cuando se calientan -con un mechero por ejemplo- quedan reducidos a la superficie que rodea.
  • FPV (First Person View): Los pilotos profesionales utilizan el sistema FPV, conocido como "Vista en Primera Persona". Con él, los pilotos manejan el dron como si estuviesen montados en el aparato. En la aeronave no tripulada se coloca una cámara que llevará un emisor que a su vez estará alimentado por la PDB. El emisor emite una señal de vídeo de 5,8 Ghz a un receptor que estará conectado a su vez a una pantalla o a unas gafas FPV. Nuestra recomendación, si estás empezando a pilotar tu dron, es que vueles sin las gafas y te acostumbres a los mandos. Cuando aprendas y te ubiques, prueba con las gafas e intenta ir despacio y controlando ya que la sensación de distancia y profundidad no es la misma que la del ojo humano.
  • Llave Allen: Este tipo de herramientas son idóneas para la tornillería de este tipo de drones. Dependiendo de si tu aparato es de una dimensión u otra, tendrás que utilizar un tipo de llave. Por ejemplo, en el ZMR 250 se utiliza una llave allen de 2 mm.
  • Software: Si el frame y la emisora son la parte de hardware, también se necesita un software para manejar y configurar la emisora. Por ejemplo, en el caso de la CC3D el programa que maneja la controladora se denomina LibrePilot (anteriormente denominado OpenPilot).

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