Para que tu drone pueda volar bien, aparte de que debes tener habilidad como piloto, también es importante contar con la alta tecnología de esta industria. El volar y controlar un drone que se pueda mover en todas direcciones, requiere de cierto conocimientos de navegación.

Aficionados a los aviones a control remoto los han volado desde 1940. En su mayoría, la aeronave emulaba a los aviones con motores. La tecnología necesaria para conseguir que uno de esos aviones se mantuviera en el aire y controlarlo de forma remota es mucho menos complejo, que lo que ahora se necesita para controlar un quadcopter, que es lo más popular en drones de hoy en día.

Los multi-rotores cuentan con al menos tres hélices o propelas y algunos tienen hasta ocho. Mantienen la estabilidad mediante la variación de la velocidad de cada hélice. El control direccional en un drone se consigue cambiando el empuje de las hélices, lo mismo que un helicóptero, pero este cambio se lleva a cabo haciendo más lentos algunos de los rotores, para hacer que el ángulo del drone cambie lo suficiente y causar que se mueva en otra dirección. Las capacidades de dirección de un drone se acerca más a la tridimensional a diferencia de un avión que se mueve de forma plana.

 

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El beneficio de volar un avión sobre un helicóptero es que requiere menos energía y combustible. Los aviones pueden moverse a velocidades más rápidas, a grandes distancias y durante periodos de tiempo más largos que los helicópteros.

En un drone multi-rotor, hay dos sensores avanzados que se requieren para ser capaz de lograr un vuelo constante en forma tridimensional:

 

Acelerómetro: Estos sensores avanzados detectan el movimiento en línea recta. Hay tres ejes en un espacio 3D: X, Y, y Z. Los acelerómetros detectan y miden el movimiento a lo largo de esos ejes pero no alrededor. Este movimiento se denomina movimiento lineal. Cualquier cosa que no sea un movimiento lineal confunde a un acelerómetro.

 

Giroscopio: Este sensor está diseñado para detectar el movimiento de rotación. Eso significa que el movimiento alrededor de una línea que, en un espacio 3D, son la X, Y, y Z. Mientras que un acelerómetro mide el movimiento solo a lo largo de un eje, el giroscopio medirá el movimiento alrededor de un eje.

 

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Los giroscopios y acelerómetros son necesarios para mantener la estabilidad y el control de vuelo. Si no puedes detectar la orientación de tu drone, no serás capaz de mantener el vuelo y se vendrá abajo.

 

Frecuencia de radio ?Radio Frecuency? (RF)

Con el fin de controlar de forma remota a un drone, se debe comunicar de forma inalámbrica. Esto significa que debe ser capaz de enviar información direccional sin necesidad de estar conectado físicamente por un cable. Desde los primeros días de vuelo a control remoto, esta navegación inalámbrica se logró mediante ondas de radio. Las ondas de radio son una forma de onda invisible en el espectro electromagnético. Como todas las cosas en el espectro electromagnético, la radio se mide en hertz (Hz). Una frecuencia extremadamente baja es entre 3 Hz a 30 Hz y una muy alta es de 300 GHz a 3000GHz.

Un buen ejemplo de comunicación de radiofrecuencia (RF) es una radio común de audio. Transmite de forma inalámbrica a través de largas distancias utilizando torres de radio. El receptor de radio recoge las ondas y las traduce en sonido. La radio FM está entre 90MHz y 110MHz. Para que la radio funcione, se debe tener un transmisor para enviar los mensajes y un receptor para obtenerlos. Así es como se logra el control a distancia de un drone. El transmisor y el receptor deben estar sintonizados a la misma frecuencia; de lo contrario, no serán capaces de conectarse y enviar información direccional.

La radiofrecuencia es sólo un método para comunicar. Hay millones de dispositivos en todo el mundo que se comunican mediante la comunicación inalámbrica en el segmento de radiofrecuencia. Estas transmisiones de radio están siempre presentes por todos lados. Sólo hay que tener un receptor que sea capaz de ajustarse en la frecuencia correcta para recibirlas. Para evitar que un drone sea controlado por otra persona, se utiliza un código de identificación único para identificar una transmisión en una frecuencia de radio en particular.

Para ello, los transmisores y receptores están sincronizados utilizando un RFID "identificación por radiofrecuencia". Toda la información transmitida a través de RFID está prefijado, de forma que el receptor sabe que la información que está recibiendo es para él.

 

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Las frecuencias más bajas tienen una mayor capacidad para penetrar objetos densos que es una razón por la que son ideales para el control remoto de un drone. Sin embargo, la menor frecuencia, requiere una antena más grande. La mayoría de los drones de control remoto utilizan 900 MHz para la transmisión. Pueden alcanzar una distancia de hasta 1 km. Las frecuencias más altas en el rango de 2.4 GHz se utilizan principalmente para Wi-Fi.

 

Controles Wi-Fi

Wi-Fi es cualquier "red inalámbrica de área local" con un estándar 802.11 basado en el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). Hoy en día, Wi-Fi se utiliza universalmente como un medio inalámbrico para conectarse a Internet. Wi-Fi solía ser estar disponible solo para las computadoras, pero como la tecnología evolucionó, ahora se integra en dispositivos portátiles como teléfonos y tabletas. Hay millones de productos en todo el mundo que son habilitados con Wi-Fi para que puedan manejarse de forma remota.

La mayoría de los drones actuales usan Wi-Fi para poder emitir video a una computadora, tableta o teléfono inteligente. Algunos drones también utilizan Wi-Fi para ser controlados a través de una tableta o una aplicación móvil. Si bien hay beneficios definidos en el uso de Wi-Fi para controlar tu drone o simplemente mandar información desde el aparato, como datos ambientales, video o fotos, el Wi-Fi funciona en una frecuencia de radio muy alta, lo que significa que su alcance es limitado a unos 600 metros.

 

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GPS

La tecnología de posicionamiento global se ha reducido lo suficiente que ahora es posible hacer ping a los satélites, para los datos de ubicación de dispositivos tan pequeños como un teléfono inteligente y un drone. El GPS se utiliza principalmente para comunicar la ubicación a una aplicación móvil. También se utiliza para la pre-programación de rutas de vuelo. Por ejemplo, el DJI Phantom tiene la capacidad de programar una ruta con varias coordenadas GPS. Una vez programado, el drone puede volar por su cuenta y seguirá en secuencia a cada una de las ubicaciones GPS identificadas. Acá vemos una imagen del mapa interactivo DJI donde un usuario puede especificar una ruta de vuelo con coordenadas GPS.

 

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Continuaremos con la segunda parte en el próximo artículo.