Esta guía está basada en el trabajo de Oscar Liang ( oscarliang.com ), una página web en lengua inglesa dedicada a compartir conocimiento e ideas entre todos los aficionados. Muy recomendable. Es lo mejor que hemos sido capaces de encontrar en la web. Un reconocimiento desde aquí para su esfuerzo.

 

Así que no tienes ni idea de drones pero te gustan.

A cada uno nos gustan por una cosa distinta. Puede que lo que quieras es hacer fotografía o cine aéreo, o quizás piensas que podría ser una utilidad profesional en tu trabajo como topógrafo, o a lo mejor eres un artista y sueñas manejar enjambres de ellos haciendo una coreografía, todos con luces de colores, o tal vez eres motero y quisieras hacer uno tan grande que pudiera llevarte en vuelo a ti… A mí lo que más me gusta son las carreras de drones

https://www.youtube.com/watch?v=sq-kI59hXZI

Pero no tienes ni idea (N.P.I. !!) y además todo esto parece complicado, y caro! …o tal vez no tanto?

Esta guía está pensada para explicar el proceso básico para comprar, construir y volar un dron.

Con la ayuda de esta guía pronto estarás construyendo y reparando tu propio dron, eligiendo componentes y mejoras para volar más rápido y con más control. En este hobby todo es customizable y mejorable.

En ella pretendemos tocar (aunque no exclusivamente) los siguientes temas en mayor o menor profundidad:

• Historia de los drones

• Cuanto cuesta un dron?

• Comprar un dron o construirlo?

• Simuladores

• Practicar con microdrones

• Partes y equipamiento necesario

• El Firmware

• Sistemas FPV

• Carreras de drones

• Seguridad

Se podría pensar en los drones como una evolución del aeromodelismo debida al desarrollo de la electrónica y los medios digitales.

Los primeros prototipos de aviones radiocontrolados (cosa de militares, así que a tamaño real, nada de juguetes) datan del final de la segunda guerra mundial, allá por 1945.

Y hasta aquí la lección de historia. Vamos con cosas que nos gustan más

Las carreras de drones son como hacer carreras en montañas rusas. Los drones pilotados por control remoto corren juntos a gran velocidad por un circuito de obstáculos tridimensional. Es una actividad en rápido crecimiento en todo el mundo con más de 40 millones de espectadores online en 2016 y grandes empresas entrando a esponsorizar este… deporte? (y ya me veo más famoso que Frenando Alonso con mi barriga y todo

Estés pilotando o viendo una carrera de drones, lo emocionante es experimentar el vuelo desde el punto de vista del mismo dron a través de unas gafas FPV que nos permiten ver en tiempo real lo que está captando una cámara situada en el dron.

A esto se le llama vuelo en FPV (First Person View)

Volar un dron en FPV se podría decir que es una experiencia casi surrealista. Te puedes mover a voluntad en un espacio 3D, casi como en un vídeo juego excepto que es real. No hay un botón de Reset y el dron se puede dañar o peor aún, causar daño o heridas si se pierde el control a altas velocidades, porque sí, vuelan rápido, muy rápido. Es toda una descarga de adrenalina.

Pero empecemos por el principio…

Con la palabra dron, que tanto se usa estos días, nos referimos normalmente a un vehículo aéreo no tripulado, normalmente equipado con una cámara y un montón de hélices. Si nos estamos refiriendo a un dron militar, éste suele ser más grande, más parecido a un avión y con las alas cargadas de misiles

Con multirrotor nos referimos a cualquier aparato con más de un rotor o hélice. Así un cuadracóptero tiene 4 hélices y un hexacóptero tiene 6. El término multirrotor los engloba a todos ellos

Por supuesto que esta explicación se queda bastante…corta, pero por el momento nos vale. Más adelante ya hablaremos los distintos tipos de drones y las muchas configuraciones para multirrotores que se pueden encontrar.

Un Mini Quad es básicamente un pequeño cuadracóptero, normalmente menor que 250 mm.

Los Mini Quads están diseñados para ser rápidos, ágiles y resistentes, así que normalmente, tras un choque pueden volar de nuevo. Esta resistencia hace que los pilotos se permitan arriesgar y empujar sus límites hasta el siguiente nivel, volando cada vez más rápido por huecos cada vez más pequeños.

Desde su reciente popularización, hemos visto un progreso enorme en el desarrollo de estos Mini Quads: hélices más grandes, motores mas potentes, voltajes de batería más elevados, todo ello hasta llegar a relaciones de peso / potencia de hasta 1 a 14 que convierten a estos pequeños juguetes en aparatos que vuelan cerca de los 200 Km/h. El dron de carreras más rápido es capaz de alcanzar los 290 Km/h en cosa de segundos.

 

Bueno, depende. Se puede decir que entre 30€ y 30 millones de euros se puede encontrar casi de todo. Depende de lo que queramos.

Nosotros nos vamos a centrar en los drones FPV de carreras porque es lo que nos gusta, pero pensando en que los componentes son muy parecidos para casi cualquier tipo de dron normal, así que si lo que te gusta es la fotografía aérea, o si eres un agrimensor que quiere adaptar su tecnología al siglo XXI, o quizás un motero o un artista, no te desanimes, podrás aplicar todo lo que aprendas aquí.

Por otro lado los drones de carreras son suficientemente divertidos y tampoco tengo 30 millones de euros ni sabría donde comprar repuestos para los misiles Hellfire… 

Construir un dron de carreras puede ser caro, pero como casi todo, depende mayormente de los componentes que elijas.

Para dar una idea a groso modo, un mini quad puede costar entre 100 € y 500 € o incluso más, y eso sólo el cuadracóptero. A ello hay que añadir baterías de repuesto, el radio transmisor, las gafas FPV y unas pocas herramientas, todo ello con un coste adicional de otros 100 a 500 €.

En cualquier caso, este hobby es mucho más barato y accesible ahora que hace unos pocos años, y con la popularización del mismo es de suponer que esta tendencia continuará.

Construir un dron desde cero puede parecer una tarea intimidatoria pero es la única forma de progresar en este hobby. Pero quizás no sea la mejor forma de comenzar… después de todo nunca hemos volado un dron así que no estamos seguros siquiera de que nos vaya a gustar hacerlo. Meternos en una inversión considerable parece cuando menos aventurado…

Y dicho esto, la respuesta es construir el dron. Un dron comprado suele costar más dinero que uno montado por nosotros mismos, los repuestos siempre son más caros y difíciles de conseguir, y los sistemas de control son a menudo cerrados y no se pueden programar con nuestra computadora.

Construir el dron es por otro lado gran parte de la diversión de este hobby y las destrezas y conocimientos que adquirirás haciéndolo te permitirán más adelante diagnosticar, reparar y mejorar tu dron.

Construiremos el dron pero lo haremos más tarde, porque nosotros en realidad lo que queremos hacer es volar, y volar ya. Los simuladores están bien pero no dejan de ser videojuegos, y nosotros queremos tener algo en el aire YA!!

Puedes ver aquí nuestro tutorial sobre como elegir el mejor cuadracóptero para un principiante.

Esta guía te va a proponer un itinerario para introducirte en este hobby e ir profundizando en él hasta convertirte en un experto. Con ella deberías (partiendo desde cero) adquirir todos los conocimientos, necesarios, tanto teóricos como prácticos para la construcción y el vuelo de drones.

En este itinerario (que sería el que hubiéramos escogido para nosotros si hubiésemos sabido entonces lo que ahora conocemos) creemos que es el mejor en términos de aprender a volar, comprar aparatos, aprender la tecnología y gastar nuestro dinero. Empezaremos volando un dron de juguete, y si vemos que nos gusta, empezaremos con nuestro primer FPV listo para volar (RTF) al tiempo que hacremos prácticas en el simulador.

Construiremos nuestro primer micro dron para pulir nuestro vuelo acrobático practicando muchas horas nuestro vuelo en el interior de nuestra propia casa e ya de paso introducirnos en la construcción con componentes lo más integrados posibles y que requieran un mínimo de montaje y preparación.

Por último construiremos drones de carreras. Quién sabe si algún día nos interesaremos también en programar drones para ejecutar coreografías… pero para llegar a eso hay que aprender una o dos cosas primero.

Si lo que estás buscando es una recomendación rápida para empezar YA MISMO, vale, ahí va. Voy a permitirme recomendar adquirir no sólo un dron de juguete para comenzar, sino tres para tres presupuestos distintos.

Con un desembolso mínimo, absolutamente mínimo, mi dron para empezar sería el EACHINE E010. El motivo, además del precio, es que es la base del Tiny Whoop, un auténtico micro quad FPV, así que este modesto juguete para volar en interiores puede acabar dando mucho juego incluso a un experto. Ya de paso voy a mencionar que el EACHINE E010 es el mismo aparato que el Furibee F36 y el JJRC H36 Killer. Mismo perro con distintos collares, en este caso hasta el collar es igual porque todos los repuestos e incluso los mandos son intercambiables.

Sugiero adquirir además del dron, comprar media docena de baterías. No son caras y cada una apenas da unos pocos minutos de vuelo, por lo que si compramos una sola, la experiencia nos va a parecer siempre pobre.

Con un presupuesto algo mayor, digamos el doble o el triple del anterior, mi favorito (de momento) es el LIDI L150. El motivo fundamental es su precio y que comprende prácticamente todo lo necesario para hacernos una idea de lo que puede ser volar un dron al aire libre.

Para el dinero que cuesta, este dron ofrece muchas más prestaciones que cualquier otro que haya visto. El kit incluye el mando de radio control, una pequeña cámara FPV (no realmente pero bueno…), y un QR que nos lleva a una app que nos permite enlazar nuestro teléfono con la cámara del dron, aunque a decir verdad utilizaremos este dron como medio barato para tomar contacto con este hobby y lo volaremos en modo visual.

Pero tampoco te engañes. El Lidi 150 no deja de ser un dron de juguete. No tiene la potencia de sus otros hemanos y te costará volarlo si hace viento. Su cámara, aunque permite hacer vídeos y sacar fotos, ni es una auténtica cámara FPV (el ángulo es del todo incorrecto y con el dron en movimiento apunta mayormente al suelo), ni tampoco una auténtica cámara HD como una GoPro.

Si dispusiésemos de un presupuesto algo mayor (digamos el doble o el triple del anterior), yo me inclinaría por el Hubsan X4 H502S. Aunque tampoco es muy potente, éste si es un auténtico dron FPV, equipado con GPS y OSD, y que además es muy, pero que muy fácil de volar, incluso para un completo novato. Tiene la ventaja de que el radiocontrol incluye un monitor FPV, por lo que se obtiene el equipamiento completo al hacer la compra. Además de en modo de autonivelación, también se puede volar en modo acro o manual, lo que lo convierte en un muy adecuado dron FPV de entrenamiento para principiantes. 

Hoy día no necesitas un dron para aprender a volar. Hay muchos simuladores FPV disponibles para practicar. Los simuladores te pueden enseñar los controles básicos de un dron, y ayudarte a que adquieras la memoria muscular necesaria que tus manos requieren. Con los simuladores serás capaz de usar el mismo radiotransmisor que utilizarás para volar el dron, por lo que no tendrás que adaptarte a distintos controladores.

No suele ser buena idea aprender a volar con un dron de carreras, sería parecido a aprender a conducir con un Ferrari, o aprender a llevar motos cogiendo la de Valentino Rossi. Lo más probable es que en tus primeros vuelos con un dron real te estrelles. Es mejor empezar con un aparato que no sea muy extremo para pilotar. Gradualmente, tu memoria muscular se hará cargo y te estrellarás menos. Practicando con un simulador puedes acelerar el proceso y prepararte para el vuelo real.

Los simuladores FPV son probablemente la forma más fácil de introducirse en el vuelo de drones. Puedes practicar sea cual sea el clima o la hora, y aunque no es exactamente como volar un aparato real son suficientemente buenos como entrenamiento básico. Practicar 5 ó 10 horas volando con un simulador te ayudarán tremendamente si eres un completo novato.

Puedes mirar este artículo para saber más de simuladores FPV.

Deberías comprar un radiotransmisor que te permita conectarlo a la computadora para volar con el simulador, de modo que cuando salgas a volar el dron real, el aparato que tengas entre las manos sea el mismo. No te recomiendo usar el mando de la consola o el teclado puesto que no ejercitarás la memoria muscular del modo deseado.

Si te parece que volar con simuladores es aburrido o no tienes a tu disposición una computadora lo suficientemente potente como para ejecutar uno con soltura, puedes considerar aprender a volar con un micro dron como el Tiny Whoop. Los microdrones son aparatos realmente interesantes. Es increíble la cantidad de tecnología encapsulada en un producto tan pequeño. Los microdrones permiten además el vuelo en el interior y su tecnología es esencialmente la misma que la de sus hermanos mayores, aunque sus características de vuelo no son iguales, debido fundamentalmente a la diferencia entre los ratios de peso y potencia.

Si lo que te interesa son los drones como plataforma de fotografía aérea o para ejecutar tareas pre programadas con la ayuda del GPS, el vuelo en modo de auto nivelación es perfecto para ti, pero si lo que te gustan son las carreras y los vuelos en estilo libre tendrás que aprender a volar sin él, es decir, en modo acrobático.

El modo acrobático puede parecer complicado al principio, pero una vez que has aprendido a controlar tu dron podrás hacer exactamente lo que quieras con él. El modo de auto nivelación es como unas muletas que están bien si no te mantienes en pie, pero que te van a estorbar si lo que quieres es correr.

Una vez que hayas aprendido a volar tu dron en modo acrobático, la auto nivelación te parecerá una molestia más que otra cosa. Y además también puede hacer que adquieras malos hábitos de manejo que luego pueden ser difíciles de erradicar.

Tenemos un post para que aprendas más sobre los modos de vuelo.

Puesto que por algún sitio hay que definirse, me voy a centrar en la construcción de un mini quad de 5 pulgadas porque es la plataforma más versátil que se puede encontrar para volar en modo acrobático y para hacer carreras. Es eficiente y suficientemente potente como para llevar una cámara HD y en definitiva es la plataforma sobre la que se puede encontrar piezas y documentación con mayor facilidad.

250 mm? 5 pulgadas? Qué significan estos números? Ambos números indican el tamaño de un cuadracóptero. Los números en mm indican el tamaño del chasis y es la distancia entre los ejes de los dos motores en cada diagonal. El número en pulgadas hace referencia al tamaño máximo de hélice que se puede montar en cada chasis (una pulgada equivale a 25.4 mm). La combinación más común es montar hélices de 5 pulgadas en un chasis de 210 mm. Estas hélices también se pueden montar en chasis mayores y también menores.

En esta guía hablaremos de los componentes de un cuadracóptero y de la construcción de un dron. Nuestra intención es proporcionar los conocimientos necesarios como para poder seleccionar con conocimiento y criterio cada uno de los componentes de un dron: el chasis o cuadro, los 4  motores, las hélices – 2 de giro horario y dos de giro antihorario, los 4 controladores electrónicos de velocidad ESC ( Electronics Speed Controller), el controlador de vuelo FC (Flight Controller), la batería LiPo, la cámara FPV, el display en pantalla FPV – OSD (On Screen Display), el equipo Radio Transmisor TX y Radio receptor RX, el equipo vídeo transmisor VTX y vídeo receptor VRX, las antenas FPV, la cámara HD para grabar desde la plataforma aérea, incluso los cables y conectores, además del equipo auxiliar imprescindible como las gafas o el monitor FPV, el cargador de baterías LiPo, además de alguna herramienta adicional.

Mucho, no? Sí, bastante, pero no te asustes ni te desanimes. Esto es bastante más sencillo de lo que parece a simple vista, aunque desde ahora te digo que el día de hoy, ni tampoco mañana vas a poder aprenderlo todo…La idea es tratar en profundidad (relativa) cada uno de estos temas, para que seas capaz de leer y entender cualquier hoja de especificaciones, además de proporcionarte tutoriales y herramientas para que seas capaz de adquirir las destrezas que necesitarás en el futuro, como la soldadura en tarjetas integradas.

Esto puede ser complicado en tu primera construcción si no estás seguro qué es lo que tienes que adquirir. Es buena idea ir hacia algo que sea común porque que si te metes en problemas probablemente sea más fácil encontrar una solución.

Yo personalmente no pondría demasiada fe en las tiendas de modelismo. Si el vendedor es hábil, es probable que acabes gastando el doble o el triple de lo que pensabas. Te recomiendo que hagas tu propia investigación, entres en páginas web, mires en foros, haz lo que sea… Desde esta página te recomendaremos productos que podrás adquirir aquí, a un precio competitivo y con la garantía y la velocidad de servicio que te ofrece este sitio web, pero que también podrás comprar en otros lugares de la red.

Un último consejo: COMPRA REPUESTOS!! Especialmente hélices. Chocar es inevitable e inevitablemente romperás montones de hélices. Tampoco hace daño tener unas baterías, unos motores y algún ESC por ahí. Esperar días o semanas de un envío internacional para un repuesto puede enfriar tu afición muy rápido (o lentamente, según como se mire).

Según la wikipedia, el firmware o soporte lógico inalterable es un programa informático que establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo. Está fuertemente integrado con la electrónica del dispositivo, es el software que tiene interacción directa con el hardware.

Es decir, el firmware es el programa que mete el fabricante en el chip del controlador de vuelo y que constituye la base o núcleo del software del mismo.

Y si nos ponemos a hablar de software y has visto el vídeo de los tres drones atrapando y tirando una pelotita, ya te empiezas a imaginar que puede existir todo un mundo ahí dentro, pero no nos alarmemos. En principio, los tutoriales de firmware serán mayormente relativos al uso de los interfaces para la programación del dron. Dicho más claro, te enseñaremos a manejarte en cuatro pantallas. Más adelante, mucho más adelante, quizás entremos en cuestiones más sesudas…

Hay unos cuantos firmware para FC disponibles para los mini quads. Los más comunes son Betaflight, KISS y Raceflight. Los tres funcionan bien y no te vas a equivocar eligiendo cualquiera de ellos.

Todos los controladores de velocidad de los motores (ESC) tienen su propio procesador y su propio Firmware de ESC corriendo en él. Los controladores de vuelo FC se comunican con los ESC utilizando los “Protocolos ESC”.

Un sistema FPV para un mini quad es en realidad algo bastante sencillo:

Hay una cámara conectada a un vídeo transmisor (VTX). El vídeo transmitido y recibido a través de las antenas es captado por un vídeo receptor (VRX) que transmite las imágenes a un monitor de vídeo. El receptor VRX puede también estar integrado en unas gafas FPV.

Y aún  siendo en principio sencillo, hay bastante para hablar al respecto, así que tenemos una guía FPV y otros tutoriales mas exhaustivos donde puedas aprender todo lo necesario

Frecuencias FPV

5.8GHz es la frecuencia que usamos para equipo FPV.

La mayoría de los equipos transmisores y receptores de vídeo pueden trabajar con 40 canales, permitiendo a mucha gente volar junta al mismo tiempo. La frecuencia que usaremos para nuestro transmisor de radiocontrol RC es 2.4 GHz, así que hay muy poca interferencia.

Utiliza un VTX de poca potencia!! Algunos países tienen un límite de potencia legal de 25mW para las transmisiones a 5,8 GHz. Emitir con más potencia puede requerir la posesión de una licencia especial para ello. Para las carreras de drones, lo ideal es utilizar una salida de 200mW- Las transmisiones tendrán una salida FPV más sólida con menos interferencia de los obstáculos. 200 mW son también preferibles a 600 mW si vas a volar con otra gente. 600 mW es demasiado potente y causará interferencias en los equipos de otros pilotos. Sin embargo, para aprender a volar, asumiendo que lo harás solo y en los lugares más despoblados que puedas encontrar, 600 mW es una buena opción en caso de que pierdas el control del dron y este se escape volando (sí, eso puede pasar y pasa, aunque si sigues esta guía, te enseñaremos a configurar el failsafe para que esto a ti nunca te ocurra). Ese alcance extra te puede dar un margen de seguridad para volver a recobrar contacto y control.

Si chocases, desconecta la batería LiPo tan pronto como llegues donde está el aparato. Si caminas de vuelta a tu sitio con el aparato encendido afectará a la recepción de los otros pilotos al estar tu emisor mucho más cerca de sus receptores que sus propios drones.

NUNCA apagues tu radiotransmisor antes de apagar el dron. Podría ocasionar un accidente.

Utiliza antenas polarizadas circulares. Aunque la mayoría de los VTX y VRX vienen con antenas dipolo, nosotros recomendamos el uso de antenas polarizadas circulares para tu equipo FPV. Proporcionan mejor alcance, son más confiables y sufren menos interferencias.

Puede llevar algo de tiempo relacionar lo que aprendes en el simulador con volar un aparato real. No te preocupes, puede que te lleve unos cuantos días pero de repente todo encajará en su sitio y de pronto todo el cielo se convierte en tu espacio!!

A su tiempo, nuestra intención es preparar tutoriales para ayudarte a dar tus primeros pasos volando, proporcionarte consejos para volar mejor en FPV y tips de pilotos expertos, así como el conocimiento necesario para afinar el vuelo de tu aparato como el ajuste de los PIDs. Encontrarás también todo el consuelo y el ánimo para ayudarte a progresar incluso cuando estrelles tu dron.

Lo primero que hay que hacer al llegar al lugar donde se encuentran los pilotos con sus FPV es comprobar qué canales se están usando para la transmisión de vídeo.

No conectes tu quad antes de tener tu canal de vídeo confirmado, especialmente cuando hay otra gente que tiene aparatos en el aire.

Cuando dos quads están el mismo canal VTX, o cuando las frecuencias son muy próximas, una de ellas puede interrumpir a la otra provocando que la imagen en las gafas FPV desaparezca completamente dejando al piloto “ciego”.

Avisa siempre a los otros pilotos antes de conectar tu quad. Incluso si no estás en el mismo canal, algunos VTX de poca calidad pueden emitir potencia en todo el espectro en el arranque o durante el cambio de canales. Esto podría ocasionar un instante fatal de interferencia para todos los demás pilotos.

Una alternativa válida es conectar tu receptor de vídeo primero y comprobar cuales son las frecuencias que están siendo usadas antes de conectar el transmisor de vídeo.

Con el equipo adecuado y un manejo de frecuencias correcto, normalmente pueden volar hasta 8 personas al mismo tiempo, pero típicamente las carreras de cuatro participantes son más comunes para disfrutar de competiciones sin interferencias.

La seguridad siempre debería estar primero.

Recuerda que los drones de carreras son potentes y pueden ser MUY RAPIDOS. Pueden causar heridas graves a personas y animales y también ocasionar daños a la propiedad. Debemos tener tolerancia cero para las personas que ignoran las normas de seguridad porque cualquier incidente no sólo afecta al piloto y a la víctima, sino que también afecta a la reputación de este hobby.

• Conoce y cumple la normativa local referente a los drones, FPV y RC en general
• Siempre que sea posible vuela con alguien que siga el aparato con la vista y esté pendiente del entorno que te rodea (ten en cuenta que con las gafas FPV es en cierto modo como si tuvieras los ojos vendados) o consigue un compañero de vuelo para hacer carreras
• Elije con cuidado el lugar en el que vas a volar
• Nunca vueles próximo a otras personas o animales
• Desconecta la batería inmediatamente después de un accidente
• Nunca intentes coger un quad en vuelo
• Nunca utilices una batería LiPo dañada. Las baterías que no sirvan deben ser desechadas del modo adecuado. NUNCA las tires a la basura.