(placeholder)
(placeholder)

ICARUS III QUADCOPTERO

LLEGO EL MOMENTO DE DISEÑAR NUESTRO PROPIO QUADCOPTERO DE BAJO COSTE, LA EVOLUCION DE LA TECNOLOGÍA NOS PERMITE INTENTAR ESTE PROYECTO POR UN PRECIO INFERIOR A LOS 130 EUROS

4 MOTORES Y UNA PLACA CONTROLADORA

Este es el fundamento básico de un quadcoptero, por supuesto los hay de tres, de seis, de ocho, y de mas y algunos hasta son capaces de levantar personas como recientemente han logrado en Alemania, así pues existe todo un mundo de posibilidades para estos aparatos.

La idea básica se compone de una placa con un procesador o varios con un sofware y dispositivos o sensores que analizan su orientación en el espacio en los tres ejes y que envían ordenes o impulsos a unos reguladores que a su vez aceleran o frenan esos cuatro motores coordinadamente logrando su estabilidad en el espacio. Además de esto la mencionada controladora también debe interpretar las ordenes que recibe  a través de un receptor de RC de la persona que la maneja a distancia y mover al 


EVOLUCION

Como todos los adelantos tecnológicos en sus comienzos, esto fue realmente un invento muy caro, en Alemania donde mas desarrollo tuvo al principio algunas empresas diseñaron modelos comerciales a un precio prohibitivo, pero que demostraban las posibilidades de la idea.

Poco a poco y gracias sobre todo al esfuerzo desinteresado de muchos que cedían sus desarrollos de software a la comunidad a través de proyectos abiertos, y al abaratamiento del hardware (sensores y procesadores, motores y reguladores) llegamos a día

de hoy (finales del 2011) a ver muy cerca la construcción de un Quadcoptero a un precio asequible (debajo de los 130 euros) que sea estable y que sea capaz de mover una cámara (de video o foto) de unos 150 gramos.


PROYECTO ICARUS III QUADCOPTERO DE BAJO PRECIO

Este es el objetivo del Icarus III, por poco dinero disponer de un quadcoptero que sea algo mas que un simple juguete y que nos permita hacer fotografías  y vídeos desde la altura (ademas de divertirnos con su uso).

Su capacidad de carga deberá ser suficiente como para embarcar una cámara de unos 150 gramos de peso y si fuera posible de algún dispositivo de emisión de video para poder ver desde tierra lo que esta enfocando la cámara y así asegurar el mejor encuadre, aunque esto ultimo no es realmente imprescindible dado que es difícil manejar el quadcoptero y simultaneamente mirar la pantalla del visor para encuadrar la imagen.


CARACTERISTICAS ESENCIALES DEL PROYECTO

Todos los que como yo, primerizos sobre el tema enfocamos esta tarea, nos llama la atención la jerga técnica al uso, que a veces puede hacer difícil tomar una elección adecuada y correcta.


A riesgo de simplificar el tema pero para clarificarlo algo diría que los elementos esenciales críticos (a parte del chasis) son la unidad de control que se conecta al receptor de radio y controla los esc o reguladores estabilizando el aparato y traduciendo nuestras ordenes acelerando o desacelerando cada uno de los 4 motores, los esc o reguladores que controlan a su vez a los

Si usamos la configuración + y es un quadcoptero lo  que vamos a montar, no hay pega porque que es la que viene por defecto y no tendremos que entrar a tocar nada de la programación, lo que contribuye a simplificar el asunto bastanteSi entramos en el tema de esc o reguladores y motores es donde vemos que la gran variedad de motores y reguladores en el mercado nos puede llegar a confundir del todo. Creo que mas que indicar un motor concreto podríamos hablar de un rango en el peso del

1) Peso en el rango de los 50 a 60 gramos ( x 4, 200 a 240 gramos total)

2) Entre 800 kv y 1100 kv (motores lentos)

3) Empuje entre 600 a 800 gr (x 4 2.400 a 3.600 gr total!!!)

4) Consumo en amperios entre 8 a 14 amperios

5) Hélices entre 8 a 10 pulgadas (contra mas lento el motor (menos kv) y mas grande la hélice supongo)

6) Esc o reguladores entre 25 y 35 amperios mínimo (cuidado aquí, las cifra del fabricante no suelen ser reales, es mejor pasarse algo que quemar el esc, también aquí el peso es importante, debe estar entre lo 50 a 70 gramos.

Indicare la lista de los componentes que he pedido a HK y que incluidos los portes su importe es inferior a los 120 euros (pendiente de aduana), pero esto no es significativo, (ademas no se si funcionara) generalmente los componentes suelen cambiar y solo se debe pedir sobre material en stock por lo que es mejor ser flexible para poder saber elegir otros componentes.

Code

AX-2210

NTR_B25A

QUAD-CON16K

HCB-10

AM-2005-M-15

T2200.3S.30

AM1009x10

Turnigy-HKLP

Qty

4

4

1

1

19

1

1

1

Description

2210N 1000Kv Brushless Motor

TURNIGY Basic 25A v3.1 Speed Controller               

HobbyKing Quadcopter Control Board V2 Atmega168PA

10X6 Propellers (Standard and Counter Rotating) (6pc)

15cm Male 22AWG Twisted (10pcs/bag)

Turnigy 2200mAh 3S 30C Lipo Pack

HXT 4mm Gold Connector w/ Protector (10pcs/set)

Turnigy Battery Strap 330mm

                                                                        

INVOICE TOTAL:                                                                                                SHIPPING:

Each

$7.55

$15.86

$24.79

$3.48

$2.29

$13.79

$3.64

$1.59

Total

$30.20

$63.44

$24.79

$3.48

$2.29

$13.79

$3.64

$1.59


$143.22

$19.5S

(placeholder)

En la lista veréis que falta el chasis, aunque HK tiene un chasis barato de madera y fibra, muy criticado por su fragilidad, creo que en este apartado si debemos tratar de hacer algo interesante y mas personal.


Por muy barato que sea, si se rompe tendremos que estar pidiendo piezas o haciéndolas nosotros que a veces resulta tarea difícil copiar una pieza realizada industrialmente. Me he tomado la molestia de diseñar y hacer un chasis de aluminio y fibra de vidrio, con elementos baratos como varillas de aluminio cuadrada, redonda y plana,(Leroy Merlin) placas de circuito impreso usadas, una caja de dvds y unos tornillos con tuerca autoblocantes, elementos accesibles para cualquiera, sin exigir demasiada habilidad para completarla.

La ventaja es que puedes adaptar los elementos como soportes de cámaras etc con mas facilidad, y si se rompe hacer la pieza es muy sencillo, solo tienes que repetir la que hiciste, el precio de los materiales del conjunto (sin tornillos ni tuercas) esta por debajo de los 9 euros , el peso con soporte de cámara, un servo para tilt de la cámara  y receptor esta en los 380 gramos. veamos el proceso de construcción paso a paso


También faltan en la lista los adaptadores para las hélices o porta hélices, que sirven para colocar la hélice en el motor, no tenían en HK así que los compre en Tormodel por 2,50 euros cada uno, son para eje de motor de 3 mm y de eje de hélice de 5 mm, por lo que tuve que abrir el orifico de la hélice  hasta los 5 mmm del eje del portahélices.

Aqui comienza todo

1) Construir la estructura

Materiales : aluminio & fibra de vidrio

Coste estimado: 9 euros

Barra plana aluminio 10 X2 1,70 euros

Tubo redondo aluminio bruto 10X2 1m 1,65 euros

Tubo cuadrado aluminio bruto 6X6X1 1m (x2) 2,90 euros



Antes de ponernos a hacer nada, deberemos disponer de algunas herramientas básicas para poder trabajar convenientemente, también es importante contar con un espacio lo mas despejado posible. Usar herramientas que cortan implica tomar ciertas medidas de seguridad que nos protejan las manos sobre todo y los ojos de cualquier material que pueda dañarlos.


Una buena mordaza es muy importante para poder fijar las piezas a cortar o limar, también una sierra de metal con hojas nuevas,una taladradora eléctrica de velocidad lenta con brocas nuevas de de 2, 2,5 y 3 milímetros, un sierra de calar para cortar las placas de fibra y limas para suavizar el material cortado.

Destornilladores, tenazas para cortar, tijeras,llave inglesa pequeña y también un soldador con estaño para soldar y tubo termoretractil para proteger las soldaduras.

Video resumen de la construcción de la estructura del Icarus III quadcoptero de bajo coste.


Comenzaremos cortando el tubo cuadrado aluminio bruto 6X6X1 1m (x2)  en trozos de 50 cm.

Cortaremos también separadores de 23 mm del tubo redondo.

En los extremos de los tubos haremos orificios de 3 mm y pasaremos unos tornillos con los separadores uniéndolos de dos en dos como se puede ver en la imagen.

Estos tornillos con separadores se quitaran cuando montemos los soportes de los motores en los extremos.


Para poder cruzar estas traviesas y comenzar a crear la estructura de nuestro quadcoptero necesitaremos hacer unos cortes en las barras para que puedan montarse unas sobre otras.


Para lo cual las colocaremos encima unas de las otras centrándolas con mucho cuidado para que el conjunto este lo mas equilibrado posible.



Marcaremos con el rotulador las lineas de corte.



Haremos los primero cortes solo hasta la mitad del tubo.

Eliminamos el resto del material con una segueta o sierra fina pequeña.

Usaremos unos separadores de 23 mm para asegurarnos que los tubos o perfiles están a la distancia correcta.

Necesitamos hacer dos placas de fibra de vidrio de 10 X 10 cm, podemos usar cualquier placa de circuito impreso de algún ordenador viejo o tarjeta que no usemos, la fibra de vidrio es muy robusta y ligera, perfecta para hacer que nuestro quadcopter tenga una solida estructura y ademas ligera.

Debemos quitar todos los componentes que hubiera en la placa y lijarla a fondo.


Perforamos la placa inferior y superior con un orificio de 23 mm por donde pasaremos los cables a la parte superior y 4 orificios mas pequeños en la inferior para eliminar peso.

Perforamos con broca de 2,5 mm por donde van las traviesas de aluminio para afirmar el conjunto.

Usaremos siempre turcas con autoblocante para evitar que se suelten con las vibraciones de los motores.



Usaremos una caja de DVD de plástico para soportar la electrónica y protegerla de los golpes, es muy importante fijarla con material muy elástico entre la estructura y el plástico usando cualquier material que garantize que no pasan las vibraciones a la caja de la electrónica, ya que interfiere con el funcionamiento de los sensores giroscópicos.



Para el tren de aterrizaje usaremos varilla doblada y rematada por tubo de aluminio que doblaremos por delante para evitar que se enganche en el terreno.


Otro sistema de tren de aterrizaje muy sencillo de hacer consiste en poner patas debajo de cada motor, lo hace muy estable y es muy sencillo, se pueda usar aluminio o simplemente material ligero blando para amortiguar los golpes.


Este debería ser el resultado final de nuestra estructura, listo para albergar la electrónica, la ventaja es que en el caso de rotura podemos reparar cualquier elemento dado que lo hemos construido previamente con un coste muy bajo.


2) Montar la electrónica

Materiales:


4     2210N 1000Kv Brushless Motor

4      TURNIGY Basic 25A v3.1 Speed Controller

1     HobbyKing Quadcopter Control Board V2 (Atmega168PA)

1     10X6 Propellers (Standard and Counter Rotating) (6pc)

1     15cm Male 22AWG Twisted (10pcs/bag)

1     Turnigy 2200mAh 3S 30C Lipo Pack

1     HXT 4mm Gold Connector w/ Protector (10pcs/set)

1     Turnigy Battery Strap 330mm


Video resumen del montaje de la electrónica en el Icarus III quadcoptero de bajo coste


Después de comprobar que esta todo el material debemos añadir 4 soportes para las helice de 3 mm de eje de motor, los compre en Tormodel una empresa que cuenta con mucho material para RC a muy buen precio, destacar el buen empaquetado del materia de Hobby King y sobre todo la controladora KK de HK que viene muy bien protegida.

Empezaremos montando los variadores o esc que iran en los brazos del quad con unas simples bridas no demasiado fuerte para no dañarlas.


Después pasaremos a montar los motores con la varilla de aluminio haciendo orificios según las medidas de los motores, es importante aquí intercalar arandelas de goma en las fijaciones para evitar en la medida de lo posible que se pasen vibraciones a la estructura de quad, las que se venden para grifería de  3 mm de grosor son perfectas para este cometido.

Después fijaremos los motores sobre las varillas de la estructura practicando orificios y pasando tornillos con tuerca autoblocante, el resultado debería ser parecido a este

Puede ser este un buen momento para equilibrar las hélices, es muy importante evitar vibraciones en nuestro quad, las hélices de HK vienen mal equilibradas y si son de 10 pulgadas las vibraciones son muy grandes, usando este pequeño bancal de aluminio se puede equilibrar lijando la cara oculta del lado mas pesado hasta que quede equilibrado.

Las hélices de 8 pulgadas del quad de Gaui tienen la ventaja de ser muy ligeras de peso y venir bastante equilibradas por lo que recomiendo su uso (10 euros las 4 hélices).

Pasamos después a marcar uno de los brazos del quad que en mi caso he decidido que sea la parte trasera usando unos trozos de plástico azul, después se puede poner leds o algo que nos ayude una vez que el quad esta volando a averiguar con facilidad la orientación del quad en el espacio, esto es muy importante dado que si no sabemos su orientación no podremos dirigirlo y el resultado será un desastre seguro.

Cada brazo de nuestro aparato responde a un numero determinado y cada motor  deberá girar en los sentidos que se muestran en este gráfico, en todo momento deberemos respetar este esquema y colocaremos la placa controladora en el sentido que marcan su flechas de avance como veremos mas adelante.

Haremos los cables para conectar la placa KK de HK al receptor de nuestra radio, aunque estos cables se venden hechos el precio es muy alto, es mucho mas económico hacerlos nosotros mismos pidiendo estos cables de servo a HK y haciendolo nosotros soldando los mismos colores, que resulta muy sencillo.

Procederemos a montar la placa controladora KK de HK en su lugar y con la orientación adecuada (en el sentido de la marcha y lo mas centrada posible).

Es muy importante fijarla evitando que las vibraciones le afecten, paro lo cual usaremos material elástico, como goma, la propia envoltura de la placa es muy útil para este cometido, si la instalamos rígida a la estructura, no funcionara y no podrá estabilizar el quad, la mayor parte de los problemas de los quad que no funcionan bien es debido a este problema una mala instalación de la placa controladora.

El siguiente paso será soldar los cables de alimentación de los esc o reguladores, la idea conectarlos juntos al cable que se conecta a la batería.

Existen placas muy baratas para hacer esto pero HK no la tiene disponible, debemos usar cable por lo menos 12 AWG de 3mm de sección para poder manejar los 30 amperios que puede consumir la instalación eléctrica en algunos momentos.

Por último usaremos los conectores que compramos para dejar la conexión  la batería terminada, estos terminales después de soldados hay que hacer fuerza hasta que veamos que quedan fijados en su lugar.

Cambiamos la conexión también a la batería vigilando sobre todo la polaridad que sea correcta.

Buscaremos un lugar adecuado para la batería en el Quad, deberá estar lo mas centrado posible y accesible, con la banda que compramos se puede fijar donde deseemos, en la foto se ha colocado usando un tope de aluminio.

En todo momento deberemos buscar que en el centro de gravedad del quad este siempre centrado, esto nos evitara futuros problemas.

Fijaremos el receptor usando unas simples gomas dado su bajo peso y procedemos a conectar los cables de los esc o reguladores a la placa controladora siguiendo el esquema con su numero de orden correspondiente.

Desde el receptor conectamos hacia la placa los distintos canales de nuestra radio, según el esquema que he hecho, en mi radio están así pero en la tuya pueden variar , observar también la polaridad.

Llego el momento de soldar los motores a los esc o reguladores, una vez que arranquemos la controladora deberemos fijarnos en el sentido de giro de los motores, para que lo hagan según el esquema superior, para hacerlo deberemos cambiar dos de cualquiera de los tres hilos que van a cada motor.

Pondremos las hélices también según el esquema  de giro (placa HK de KK configuración original), y tendremos nuestro quadcoptero listo para las primeras pruebas.


La gran ventaja de esta controladora es la posibilidad de reprogramarla usando un dispositivo USB de bajo precio (5 euros), mediante un software se puede cambiar la programación de la placa a otro sistema diferente (numero de motores, configuración de vuelo etc) existen numerosos programas gratuitos para experimentar compatibles con esta versión de la placa de Hobby King (16k).

Si hemos reprogramado la controladora usando otro firmware (KK) deberemos seguir las instrucciones y el giro de las hélices del nuevo software instalado.

3) Calibración y primeros vuelos

Según esta imagen de la placa KK de HK se puede ver la localización de los potenciometros de ajuste de ganancia de los tres gyros de nuestra placa (Gyro gain Adjustment).


La primera misión es conseguir armar la placa. Por seguridad estas placas no funcionan si no se ejecutan unas instrucciones desde el mando RC que las activa para hacerlas operativas antes de empezar un vuelo.



El armado de una placa y su desarmado varia en función de la programación que se le haya puesto a la placa y generalmente tiene que ver con el movimiento del stick del acelerador (throttle).

En nuestro caso después de encender la radio primero y conectar la placa moveremos el mando abajo a nuestra derecha y despues a la izquierda tambien abajo.

Al armarse se enciende un led rojo en la placa que indica que esta lista para recibir ordenes.

Ni que decir tiene que todas estas operaciones debemos hacerlas sin las hélices en los motores para evitar daños.

(cuando todo este configurado lógicamente se las pondremos)


Si la placa no se arma despues de hacer esto, bajaremos el trimado del acelerador al mínimo, si tampoco funciona probaremos a revertir  el sentido del canal del acelerador, este paso es fundamental para poder seguir adelante por lo que no hay que desanimarse, simplemente probar todas las opciones hasta lograrlo, es importante contar con información del software que pudiera tener la placa que nos dará la pista de como lograrlo, si tu radio admite mezclas de canales desactivalo.


Para desarmar la placa en nuestro caso consiste en mantener el stick del gas abajo a la derecha mas de tres segundos, si esto lo haces en vuelo perderás el control del quad por lo que no conviene hacerlo si no esta en tierra.

El siguiente paso será comprobar que nuestros mandos funcionan apropiadamente.

Lo primero es acelerar suavemente hasta que los motores se pongan en marcha (después ajustaremos su rango).


Colocamos el quad delante nuestra con la cola detras, es decir  mirando hacia delante


Movemos el stick derecho (elevator) hacia delante, el motor trasero deberia acelerarse y el delantero pararse, sino es asi revertir este canal hasta que lo haga.

Movemos despues el stick derecho (aileron) hacia la izquierda, el motor derecho deberia acelerarse y el izquierdo pararse, sino es asi revertir este canal hasta que lo haga.

Movemos despues el stick izquierdo giro (rudder) hacia la izquierda, los  motores delantero y traseros deberián acelerarse y el izquierdo y derecho  pararse, sino es asi revertir este canal hasta que lo haga.

El siguiente paso es calibrar los esc o reguladores.

Consiste en garantizar que el recorrido de los mismos se adapta a nuestro mando de RC.


Mover el potenciometro de la placa del yaw a cero

Encender el transmisor

Poner el astick del acelerador a tope

Encender la controladora

Esperar hasta que oigas dos pitidos después de los pitidos normales de arranque

Bajar el stick del acelerador a cero, escucharas otro pitido

Apagar la controladora

Dejar el potenciometro del yaw en la posición que estaba antes

Valores aconsejados para la radio RC (en el caso de que su radio permita modificar esos valores, la mía por ejemplo no lo permite) son:


Elevator al 50% de su valor nominal, es decir que solo manejas de manera efectiva la mitad del recorrido real del stick.

Roll (Aileron) también al 50% de su valor.

Yaw (Giro) dejarlo al 100 %.


Como ajustar los valores de los potenciometros.

Esta tarea exige mucha calma y tener las ideas claras.

Según el manual hay que comenzar al 50% de su valor y comenzar a aumentar hasta que empieze a oscilar el quad.

Para empezar el aumentar o disminuir el valor del potenciometro dependerá de la programación de la placa, en mi caso aumenta en el sentido contrario a las agujas del reloj, hay que hacerlo uno por uno y no todos a la vez y en mi caso he llegado hasta el 78% prácticamente en los tres por igual, mas de ese valor comienza a oscilar como indica el manual, menos del 40% casi no actua sobre el quad

Como cambiar la actuacion de los gyroscopos (cualquiera de ellos) segun la programacion de la HK original

Poner el potenciometro del roll a cero

Encender la controladora

El led se encedera muy rapido 10 veces

Mover el stick o mando del gyro que queremos revertir (solo uno)

El led de la placa parpadeara sin parar

Apagar la controladora

Dejar el potenciometro del roll en su antigua posicion

Pruebas antes del vuelo.

Con el quad en la mano y con mucho cuidado con las hélices puestas daremos motor hasta que tenga cierta fuerza y lo cogeremos con firmeza desde abajo.

Forzamos el movimiento en los tres ejes, si los giróscopos están todos bien, el quad deberá reaccionar contra nuestro movimiento tratando de estabilizar el aparato en los tres ejes.

Si están mal actuaran al contrario desestabilizando el aparato, y si no tienen la suficiente sensibilidad no reaccionaran a nuestros movimientos.

Recordar aquí la importancia del montaje correcto de la placa controladora, debe estar bien centrada y nivelada , con el sentido de la marcha correcto y sobre todo evitar las vibraciones que hacen que no funcionen bien los sensores.

Es necesario dedicar tiempo a asegurarnos de que la placa esta trabajando en las mejores condiciones posibles.

Curiosamente los montajes mas chapuceros suelen dar en este sentido los mejores resultados al dejar las placas mas sueltas suelen evitar las vibraciones que aquellos montajes mas sólidos que por el contrario hacen imposible trabajar bien a la placa porque le transmiten muchas vibraciones.


Una manera de conseguir mejores resultados es buscar desde el principio que el quad este correctamente equilibrado, distribuyendo los pesos de manera homogénea, si pensamos montar una cámara a bordo desde el principio deberemos preveer donde la pondremos para así asegurarnos un conjunto equilibrado.


Es también importante equilibrar las hélices, que son fuente de muchas vibraciones.

Las de 8 pulgadas del quad Gaui me han dado muy buen resultado, son ligeras y resistentes y hacen al quad mucho mas ágil que las de 10 pulgadas.



Primeros vuelos en casa y en el exterior


Después de un primer vuelo en casa y exterior, vemos el comportamiento del quad y buscamos la manera de estabilizar su vuelo para hacerlo mas manejable, para lo cual trimamos los canales buscando la neutralidad total en vuelo.


Debe de despegar del suelo y mantenerse lo  mas estático posible, si desde el comienzo del vuelo tenemos que mantener su estabilidad moviendo nosotros los controles, será difícil de controlar la evolución de su vuelo.


Vuelo.

Colocaremos el quad en un suelo que este lo mas plano y estabilizado posible, daremos gas con cierta energía para que se  eleve algo sobre el suelo, si vemos que se desestabiliza cortaremos gas para evitar daños en las hélices y procederemos de nuevo al trimado hasta que veamos que se eleva neutro sobre el suelo, es mas un trabajo de prueba y error, hasta que consigamos un resultado satisfactorio, si puedes volar con mas personas que tengan quads mejor, así podrás compartir tus experiencias y recibir consejos de otros que pasaron por lo mismo que tu, no te desanimes y piensa que si otros lo han logrado tu también deberías conseguirlo.


Segundo vuelo en el exterior cerca del mar y con camara Sony Bloggie a bordo


Nuevo chasis de fibra de vidrio.

Gracias a estas varillas de 6 mm de Decathlon (2,95 euros 120 cm) he sustituido las fragiles barras de aluminio por la fibra de vidrio que son ligeras y muy resistentes.


Tambien se ha sustituido el tren de aterrizaje por unas patas de fibra de vidrio de 3 mm, que al ser flexibles permiten aterrizajes mas suaves.


La ventaja sobre el aluminio es que no se deforman con los golpes, sin embargo el mayor problema es que tiene muy difícil el mecanizado, hay que evitar perforarlas en lo posible para evitar dañarlas.

También se ha variado la distribución de la batería y la cámara Sony bloggie para reducir distancia al centro de gravedad y evitar el efecto péndulo que tenia antes.



En este video se puede apreciar un vuelo mas estable.



Adaptando la cámara Canon IXUS  115 al quadcoptero

Elegimos esta cámara de Canon para nuestro proyecto para hacer video en HD desde nuestro aparato por varias razones:


1)     Peso bajo de 140 gramos

2)     Alta calidad de imagen de video en full HD

3)     Bajo precio (118 euros)

4)     Compacta y muy robusta

5)     Salida de video out que permite hacer FPV

6)     Camara muy buena para su uso diario


Video donde se muestra lo sencillo que es reprogramar la placa de HK usando el programador ISP de HK y el programa (Mac y PC) KKmulticopter Flash Tool 0.51 que se puede descargar aquí (http://lazyzero.de/kkflashtool) y se encarga de buscarnos en Internet la mejor versión que queramos poner en nuestra placa de HK, en nuestro caso el 4.7 de Kapteinkuk.

Atención porque al reprogramar la placa con el nuevo firmware cambio el sentido del giroscopo del yaw, por lo menos en mi caso


Las modificaciones sobre el proyecto original se pueden resumir en:

1)     Hélices de 8 pulgadas del quad Gaui


Son ligeras,muy resistentes y están equilibradas son perfectas para el tamaño y rendimiento de nuestros motores (8 euros las 4)



2)     Chasis en fibra de vidrio (Tubo de 6 mm de fibra de vidrio en Decathlon 2,95 euros 120 cm)


Permite construir un chasis robusto y muy ligero que es flexible y no se deforma en los golpes, también nos permite un tren de aterrizaje muy duro y resistente


3)     Actualización del firmware de la placa a la version 4.7 de Kapteinkuk


Garantiza la máxima estabilidad en vuelo y facilita enormemente su manejo


4) Elección de la cámara IXUS 115 para realizar videos en full HD y posibilidad de FPV


Video con mucho polvo, con el nuevo firmware 4.7 su estabilidad le permite aguantar el viento sin problemas.



En este video levanta una carga de unos 500 gramos (puede cargar hasta 700 gramos) .

Muestra el nuevo tren de aterrizaje en fibra de vidrio muy resistente.



Primer intento de adaptación de la cámara Canon Ixus 115 a nuestro quad.

Mala imagen debido a las vibraciones.

Debemos trabajar el tema en dos aspectos:


1)Montaje de la cámara aislada de vibraciones


2)Aislar aun mas los motores para evitar que transmitan vibraciones al chasis


Con esta pequeña jaula de aluminio con gomaespuma en el interior se consigue eliminar prácticamente las vibraciones y ademas protegemos la cámara de un posible impacto, va sujeta con tres gomas y es fácil de orientar.

En la segunda parte del video se perdió un elemento de gomaespuma por lo que se ven mas vibraciones de las deseadas, pero el sistema se puede decir que funciona.

Con estos cambios se mejora notablemente la calidad del video,ademas el sistema funciona con cualquier cámara del mercado de medidas estándar como se puede ver con una Panasonic  DMC-ZX1 que se puede ver en las imágenes del video.

Usamos nuestra jaula de aluminio para montar la Sony DSC-TX10, una cámara ligera  (137 gramos) robusta , resistente al agua y a los golpes, primer vuelo con vibraciones y aguas en el video que espero resolver,la calidad del video de  esta cámara es muy alta.

Usamos nuestra jaula de aluminio para montar la Sony DSC-TX10, una cámara ligera  (137 gramos) robusta , resistente al agua y a los golpes, primer vuelo con vibraciones y aguas en el video que espero resolver,la calidad del video de  esta cámara es muy alta.

Nuestro Quadcoptero de bajo coste Icarus III  ultima versión con estructura de fibra de vidrio y soportes de motores en HPDE (Polietileno de alta densidad)

Eliminamos la caja de dvd y cortamos la placa superior para  montar directamente la controladora, con una  importante reducción de peso y mejoramos también la seguridad de la placa con una barra antivuelco de aluminio, también resulta mas sencillo acceder a la sustitución de las barras de fibra de vidrio de soporte de los motores.

En detalle la sujección de la placa con gomas, se evitan las vibraciones y el quad vuela sin problemas. El corte en la base permite la oscilación de la controladora sin que toque con ningún elemento.

La barra antivuelco poco estetica sin embargo protege la placa y el receptor en el caso de un flip back

Nueva placa controladora Hobbyking KK2.0 Multi-rotor (26-6-2012)

Importante novedad, el lanzamiento por HK de esta nueva placa controladora KK2 diseñada para HobbyKing por Rolf Bakke por 29,9$.

Con importantes mejoras como la inclusion de acelerometros, un display para poder programarla sin necesidad de conectarse a un ordenador y multiples configuraciones ya preprogramadas y automodificables



Hobbyking's KK2 control Board


Primeras pruebas con la nueva controladora HobbyKing Flight Controller KK2, en este video podemos ver como se hacen los ajustes previos antes de comenzar a utilizarla en nuestro quad.

El unico cambio que hubo que hacer fue revertir el canal de yaw

Roll/Pitch eje:

Pgain=150

Plimit=100

Igain=50

Ilimit=20


Como se puede ver en el video, el vuelo no es muy estable, el siguiente paso sera ajustar los PI, teniendo en cuenta que el Roll y el Pitch se hacen simultaneamente a no ser que decidas que van por separado para lograr estabilidad, también debemos buscar los mejores valores para el modo “self leveling”


Yaw eje:

Pgain=150

Plimit=20

Igain=50

Ilimit=10


Los valores por defecto son:

Primer vuelo con los PI ajustados, estos son los valores mas apropiados para mi quad:

Roll (aileron)

P Gain : 90

P limit: 50

I Gain: 30

I Limit: 15

Pitch (elevator)

P Gain : 90

P limit: 50

I Gain: 30

I Limit: 15

Yaw (rudder)

P Gain : 90

P limit: 50

I Gain: 60

I Limit: 20

Self Level settings

P Gain: 35

P Limit: 5


I Gain: 0

I limit: 0

¿ Que es el PID control ?


PID control en ingles significa "Proportional, Integral, Derivative" control.


El p (proportional gain), significa ganancia proporcional, y es un valor que se multiplica por el valor del error que reporta el sistema,


El i (integral gain)  significa ganancia integral, es el valor que se multiplica por el total del error que reporta el sistema, es decir el valor absoluto o la suma total del error.


El d (derivative gain) significa ganancia derivada, el valor dado se multiplica por la derivada del valor del error que devuelve el sistema y nos viene a indicar que tan rapido esta variando el error.


Podriamos decir que el control proporcional (p) esta actuando como un muelle , mientras que el integrado (i) amortigua dicho efecto muelle , como en el caso del amortiguador de un coche.


Siguiendo el ejemplo del amortiguador de un coche, podemos entender como funciona.


Mucho control proporcional (mucha ganancia p) el sistema entra en oscilacion, el valor debe situarse antes de que comienzen las oscilaciones violentas, poco valor hace incontrolable  el quad.

Mucho control integral (mucha ganacia i) endurecemos el sistema entra en oscilaciones suaves, poco valor amortigua poco el control proporcional, debemos subirlo hasta justo antes que entre en oscilacion suave.


El (p) limit=100  o (i) limit=20 es poner un limite al valor que calcula el sistema, segun el manual de la placa no es necesario tocarlos.


9-7-2013

Usamos el frame de HK (Talon Carbon Frame )  economico y resistente  y la posibilidad de estabilizar la camara que ofrece el firmware 1.5 de la placa kk2, y conseguimos estabilizar el horizonte en nuestros videos aereos. El unico problema que surge es las vibraciones que transmiten los servos al actuar sobre los ejes de giro de la camara . Aqui podeis ver algunos videos:

Frame de HK (Talon Carbon Frame)

Usando la HK Wing Camera II cubierta con la envoltura de plastico de la RD 32 II (es la misma camara) El video sale movido.

Usando amortiguadores de aceite cogidos de un  coche todo terreno de RC, amortigua algo las vibraciones ,el video sale bien

Usamos la Liquid Image Ego  ,interesante camara de muy poco peso (73 gr) Wifi y una calidad HD excepcional, una buena alternativa a la GoPro. Muy sensible a las vibraciones de los servos.

Volando sobre las torres Intempo

Espectacular vuelo sobre Benidorm (La Cala).

El problema principal sigue siendo las vibraciones que transmiten los servos a esta camara que es muy sensible

Este video muestra como equilibrar los motores del quad  usando  el laser de la RD 32 II y un poco de cinta aislante.

Cuando coloques la cinta, fíjate  si aumentan las vibraciones, si  aumentan ve cambiandola de sitio hasta que las vibraciones desaparezcan.

Espero que con estos pequeños consejos puedas conseguir que tu quad vuele razonablemente estable y te permita pasar ratos muy divertidos y porque no hacer esos vídeos aéreos espectaculares que siempre deseaste hacer, animo todo es cuestión de paciencia tesón y no demasiado dinero, el resultado sin duda merece la pena.


NB No olvide consultar y respetar la legislación ultima vigente relativa al uso de drones en su pais


Legal:

Toda la información que se transmite en este artículo se hace a título meramente informativo sin garantía de ningún tipo y con la única finalidad de ayudar a otros a conseguir alcanzar una finalidad determinada. No se garantiza ningún resultado concreto ni se apoya ninguna marca comercial determinada, todas las operaciones se deberán hacer respetando las medidas de seguridad personal que la  legislación vigente de cada país exija.


Sin duda es todo un reto construir un quadcoptero completo con batería por debajo de los 130 euros, pero también es cierto que la tecnología se hace mas atractiva cuando los precios se hacen populares y en este rango de precio creo que ya es hora de dejarnos de excusas para entrar a acometer esta misión (¿imposible?).


Ciertamente en este mundillo donde los precios se disparan en algunos componentes hay que hilar muy fino para no superar dicho presupuesto, del que para empezar yo excluiría el conjunto emisor receptor de radio ya que generalmente nunca va incluido en los kit de quadcoptero que se venden en el mercado, quizás esto nos

pueda dar un poco mas de margen, sin embargo si incluiría la batería que si es un elemento del conjunto importante aunque también en muchos kits no viene incluida.


En cuanto a la unidad de control no podemos elegir otra que la versión KK de HK, HobbyKing Quadcopter Control Board V2 (Atmega168PA) (http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=19534), si queremos mantenernos por debajo del precio marcado, esta unidad tiene en general mala prensa pero existen numerosos vídeos en YouTube que prueban que se puede instalar, configurar y que funciona razonablemente, por lo que en principio si otros lo han hecho yo también podré (imagino). .

De vuelta  a YouTube y buscando configuraciones baratas y que vemos que funcionen con la placa KK de HK podemos resumir:

aparato según sus instrucciones sin perder la mencionada estabilidad, todo un reto tecnológico sin duda.


motores con energía e impulsos, los motores y las hélices. El resto de componentes, como cables, conectores, baterías etc existe mas margen para poder moverse.

motor, sus kv (vueltas por voltio),su empuje y consumo en amperios que determinara el esc o regulador a elegir y finalmente la hélice