Unidad Educativa Particular Despertar

Drones

Adrian Powers, Andrés Imbaquingo, Ma. Belén Hidalgo, Josue Paucar, Emilio Trujillo y Tobias Jacome

Informática

Año lectivo 2016 -2017

DronesUn vehículo aéreo no tripulado (VANT), UAV (Unmanned Aerial Vehicle) o comúnmente dron es una aeronave que vuela sin tripulación. Un VANT es un vehículo sin tripulación reutilizable, capaz de mantener de manera autónoma un nivel de vuelo controlado y sostenido, y propulsado por un motor de explosión o de reacción.

El diseño de los VANT tiene una amplia variedad de formas, tamaños, configuraciones y características. Históricamente surgen como aviones pilotados remotamente (en español: drones), aumentando a diario el empleo del control autónomo de los VANT. Existen dos variantes: los controlados desde una ubicación remota, y aquellos de vuelo autónomo a partir de planes de vuelo preprogramados a través de automatización dinámica.

Historia:

Los primeros intentos serios de crear VANT o UAV, denominación extendida en el campo militar, tal y como hoy los conocemos, comienzan durante el desarrollo de la I Guerra Mundial, entre los años 1914 y 1918, destacando los siguientes :

- 1916: A finales de este año se construye en Reino Unido por el capitán A.H Low el “Aerial Target”, un vehículo aéreo no tripulado controlado por radio desde tierra que pretendía servir como blanco aéreo de entrenamiento y como defensa contra los Zeppelins.

- 1917: En este año se desarrolla el conocido como “Torpedo Aéreo Kettering (Kettering Bug)” por Charles F. Kettering de la General Motors, con los controles de los hermanos Sperry.

Sistema aéreo no tripulado UAS versión 2 desarrollado por la Fuerza Aérea del Perú.Posteriormente se emplearon durante la segunda guerra mundial para entrenar a los operarios de los cañones antiaéreos. Sin embargo, no es hasta poco más que a finales del siglo XX cuando operan los :VANT mediante radio control con todas las características de autonomía. Los VANT han demostrado sobradamente en diferentes escenarios y, especialmente en la guerra del Golfo y en la guerra de Bosnia, el gran potencial que tienen. En cuanto a la obtención, manejo y transmisión de la información, gracias a la aplicación de nuevas técnicas de protección de la misma (guerra electrónica, criptografía) resulta posible conseguir comunicaciones más seguras, más difíciles de detectar e interferir.

Tipos de Drones:

La clasificación es muy amplia, pero la primera clasificación podría ser en función del tipo de alas.

- Drones de Alas Fijas: Tienen alas fijas y son similares a un avión.

- Drones MultiRotor: Suelen ser cuadricópteros (4 rotores con hélices) aunque los hay que tienen 6 (hexacópteros) o incluso 8 hélices. Dos hélices giran en el sentido de las agujas del reloj y las otras dos en el otro sentido, creando así la fuerza de empuje necesario para llevar al dron hacia arriba. Se pueden mantener en el mismo sitio sin variar la posición, gracias a sus giroscopios y estabilizadores, lo que es perfecto para sacar fotos y grabar vídeos.

Según el método de control tenemos:

- Autónomo: El drone no necesita de un piloto humano que lo controle desde tierra. Se guía por sus propios sistemas y sensores integrados.

- Monitorizado: En este caso si se necesita la figura de un técnico humano. La labor de esta persona es proporcionar información y controlar el feedback del drone.

El drone dirige su propio plan de vuelo y el técnico, a pesar de no poder controlar los mandos directamente, sí puede decidir que acción llevará a cabo.

- Supervisado: Un operador pilota el dron, aunque este puede realizar algunas tareas autónomamente.

- Preprogramado: El dron sigue un plan de vuelo diseñado previamente y no tiene medios de cambiarlo para adaptarse a posibles cambios.

- Controlado remotamente(R/C): El drone es pilotado directamente por un técnico mediante una consola.

En función de su uso pueden ser:

- Drones Militares: son llamados UCAV que procede del inglés Unmanned Combat Air Vehicle, traducido al español sería vehículos no tripulados de combate aéreo. Suelen ir armados y con capacidad de bombardeos.

- Drones Civiles: son aquellos drones que no tienen uso militar. A su vez pueden ser de

- De uso comercial: como cartografías, fotografías, vídeos, etc.

- Para Aficionados: Se utilizan como un juguete y suelen tener precios bastantes económicos.

- Para Uso del Gobierno: Se utilizan para bomberos, fuerzas de rescate, etc. con el fin de ayudar a las tareas de reconocimiento, rescate, fronterizas e incluso fiscales.

Partes de un dron:

CHASIS, ESTRUCTURA O FRAME

Es lo que soporta al resto de elementos, en aparatos profesionales será

normalmente de carbono, muy ligero y resistente, combinando tubos y placas, con

tornillería especial, y elementos anti-vibraciones. Existen fabricantes que desarrollan

sus propios diseños, incorporando piezas realizadas con impresión 3D y otros

utilizan directamente kits de otros fabricantes; por eso verás que distintos

fabricantes parece que ofrecen el mismo aparato si solo te fijas en las imágenes.

PLACA CONTROLADORA

Es el cerebro del dron; recoge datos de todo el sistema, ubicación GPS, velocidades

de los motores, de los giróscopos y acelerómetros, los procesa y da las órdenes

oportunas para mantener la estabilidad de la aeronave, además de transmitir

convenientemente a cada motor las órdenes del piloto. Existen muchas en el

mercado, de todos los precios y calidades; la ideal es aquella que se adapta a cada

situación, a cada intensidad de viento, ya que para un viento fuerte la respuesta de

la placa ha de ser muy rápida, pero esto mismo hará al dron “nervioso” ante un

viento ligero. La placa puede integrar también un autopiloto, que tiene la capacidad

de realizar vuelos programados sin necesidad de la intervención del piloto, además

de tomar el control en caso de pérdida del enlace de radio o nivel de batería bajo

que no permita volar más tiempo, en cuyo caso conducirá al drone hasta el punto

GPS que quedó grabado en el despegue. La importancia del autopiloto merece

comentario aparte

GPS

El sistema de posicionamiento del RPA es fundamental, no solo para las

grabaciones, sino para la estabilidad de navegación y la seguridad; la aeronave ha

de saber en todo momento donde está y que lugar puede aterrizar en caso de

pérdida del enlace de radio o falta de batería. En realidad, GPS es solo un sistema

basado en la red de satélites americana, pero existe la red de satélites ruso

(GLONASS), la red China (BEIDUO o COMPASS) y en un futuro estará también

disponible la red europea (GALILEO). Si el sistema de posicionamiento puede

servirse de más de una red, mejorará su precisión, aunque será difícil que el margen

de error sea menor de +/- 2 metros. Para precisiones de +/- 4 CM hay que usar

tecnología RTK, pero es cara y no resulta necesaria para video y fotografía

profesional.

GIMBAL

Es elemento móvil que une la cámara al drone y la estabiliza, es decir, la mantiene

nivelada en todas las condiciones de vuelo y la dirige, por medio del control en

tierra, según sea necesario. La elección del gimbal estará en función de la cámara o

cámaras a usar. Los hay de 2 ó 3 ejes: esto quiere decir que tienen movimiento para

estabilizar la imagen en vertical-horizontal solamente (2 ejes) o en vertical-

horizontal-lateral (3 ejes).

MOTORES

Son los encargados de transformar la energía eléctrica en movimiento circular que

se transmitirá a la hélice y producirá un empuje que permita a la aeronave elevarse

y desplazarse en el aire; esto parece una obviedad, pero lo exponemos de esta

forma para que se entienda que el conjunto ha de estar perfectamente equilibrado

para lograr una autonomía de vuelo óptima. El fabricante realiza pruebas y ensayos

para dotar del motor más ajustado al RPA en función del peso, número de motores,

autonomía deseada, medida y paso de la hélice, etc… El mejor motor del mercado

dejará de serlo si no se le acopla la hélice diseñada para él. Los controles de

velocidad electrónicos también forman parte importante del conjunto propulsor, ya

que regulan la intensidad eléctrica para que la respuesta de los motores sea ágil y

eficiente.

EMISORA O CONTROL EN TIERRA Y RECEPTOR EMBARCADO

Son los elementos encargados del control por parte del piloto; la emisora traslada

las órdenes del piloto al receptor y éste a la placa controladora. Normalmente se

utilizan las frecuencias de 433 Mhz, 2,4 Ghz y 5, 8 Ghz. Las emisoras ligeras

pueden incorporar una pantalla para visionar en tiempo real las imágenes que están

captando las distintas cámaras a bordo, o integrarse el control, una o varias

pantallas, un ordenador, un control del gimbal de las cámaras, etc, en un sistema

compacto transportable en maleta.

De qué está hecho un Dron.

Están hechos de fibra de carbono para que se algo resistente y sea liviano

Esta controlados por un control el cual le conecta con el dron mediante el software

Ventajas de los drones:

● Tiene un elevado número de aplicaciones. Entre ellas se destacan la agricultura, encomiendas a domicilio, repartición de productos comerciales como pizza, fotografía y videos, cartografía, monitoreo de actividades ilegales no deseadas, entre las más conocidas.

● Ahorro de combustible para el transporte, y esto significa una economía sustentable en cuanto a su uso. Por ejemplo, en el caso de las encomiendas o la repartición de productos.

● Es posible automatizarlos o manejarlos a control remoto de forma sencilla. Si hablamos de la última opción, es posible manipularlo mediante alguna aplicación para Android, o desde la computadora, entre otras opciones.

● A pesar de tener tan solo unos pocos minutos de batería, debido a su gran velocidad, es posible recorrer grandes distancias.

● Los drones son objetos muy seguros internamente.

Desventajas de los drones:

● La batería tiene muy poca durabilidad, ya que suele poder abastecer al dron con energía con tan solo unos cuantos minutos, algo que no cuenta en absoluto a favor.

● Puede tener problemas legales que hay que tener en cuenta. Supongamos, si se cae un dron por una falla interna encima de una persona, ¿de quién es la culpa? o ¿A qué distancia deben circular de los aeropuertos? Son detalles que hay que ir considerándolos y pueden tener problemas a futuro.

● La fragilidad y el poco peso de los mismos no permiten transportar objetos que no sean livianos.

● Pueden ser utilizados para fines no deseados, como contrabando de objetos, o puede servir como un método espía, y son aspectos que hay que regularlos.

Precios de los drones en Ecuador y países donde son muy usados:

En el Ecuador podemos encontrar drones muy pequeños, y que cuestan 20 dólares mínimo y también podemos encontrar de un tamaño medio grande, y que cuestan hasta 2 mil dólares, pero esto debido a los impuestos y que son profesionales, estos vienen con repuestos, cámara profesional, un buen control, baterias, cargador, y empaque. Lógicamente podemos encontrar drones de muy diversos precios. En los últimos años, gracias a que los precios de fabricación descendieron, podemos comprar drones a control remoto a partir de unos 50€, pero claro estos drones tienen un uso prácticamente de juguete, para hacer fotos y vídeos, con poco alcance y autonomía. Normalmente tienen un alcance no mayor de 50 metros y una autonomía de unos 8 o 10 minutos. En el caso de comprar un dron de este tipo es recomendable comprar varias baterías de repuesto para tener más autonomía cuando juguemos con él.

Los principales países que usan estos aparatos son: Estados Unidos, Reino Unido, Australia, Canadá, China, Rusia, y otros pero estos son potencias mundiales y los usan mucho.

datos curiosos

DATOS CURIOSOS

#7 VANT: su verdadero nombreLos drones se llaman técnicamente vehículo aéreo no tripulado. Las

aeronaves que se utilizan para aplicaciones militares reciben el nombre de

vehículo aéreo de combate no tripulado.

Etimológicamente la palabra drone proviene de la palabra dran, que en inglés

significa abeja o zángano. Se comenzó a utilizar para referirse a los dispositivos

aéreos en los años 30 cuando surgieron los primeros aviones de control

remoto.

El sonido característico de los drones es el del zumbido, por eso la asociación

con el nombre ya que parece imitar el zumbido de las abejas durante su vuelo.

#6 Entrega de pizzas en droneLas empresas suelen tardar un poco en incluir la tecnología para mejorar sus

servicios, en particular los relacionados con el atención al cliente. Pero

afortunadamente esto está cambiando.

En Inglaterra, una reconocida red de pizzerías agregó a su plantel de entrega a

domicilio un drone que lleva las pizzas de forma rápida y eficiente. Debemos

admitirlo, aunque la pizza llegue fría, nos encantaría que fuera un drone el que la

deje en nuestra puerta.

Para los más sofisticados, varios restaurantes de sushi también han incorporado

esta modalidad de entrega, pero dentro del recinto. Los camareros no deben

estar muy contentos al ver cómo los drones llevan los pedidos a las mesas.

#5 Los drones tienden a estrellarseEl equipo militar de Estados Unidos tiene bastante experiencia en el uso de

drones para servicio de vigilancia y monitoreo aéreo. Son varios los que se

han estrellado, aunque el desarrollo de su tecnología ha avanzado, e intenta

mejorar este problema. Generalmente las causas suelen ser el mal clima, pérdida

de comunicación con el artefacto y errores humanos.

En los drones de uso doméstico suele suceder más a menudo. Cuando son

interceptados por señales externas, tienden a perder la conexión remota y

desestabilizarse. Cuando se encuentran en distancias altas es imposible

controlarlos y suelen caer y estrellarse. Por esta razón es que no se acostumbra

utilizarlos dentro de espacios cerrados y sobre la cabeza de las personas.

#4 El futuro del drone es ahoraSegún las cifras reveladas por el Pentágono de Estados Unidos, el equipo militar

ya tiene una flota de unos 7.500 drones y se espera que el número siga

creciendo, así como la sofisticación de los aparatos.

El avance tecnológico permitió que tanto militares como civiles accedan a drones

de mejor calidad a precios mucho más económicos. Además se destaca su

mejoraría notoria en el tamaño (con aún más pequeños), la velocidad, la

conexión inalámbrica y la autonomía del dron.

#3 Los drones y las selfiesNo deberíamos sorprendernos. Al parecer nuestro objetivo es agotar todas las

formas que existen de tomarnos autofotos. Al menos las dronies, es decir selfies

con drones, son divertidas y nos proporciona una foto con un paisaje más

estético.

Se trata de tomar fotos a través de estos pequeños aviones para obtener una

vista panorámica y un resultado original. Las dronies ya forman parte de nuestra

cultura digital y son más bonitas que las que tomamos con el selfie stick. Por lo

menos nos vemos más interesantes con una aeronave futurista sobre nuestra

cabeza que sosteniendo un palo.

#2 Visitas guiadas con dronesUna de las aplicaciones más atractivas que se le ha dado a los drones

domésticos es la de filmar lugares turísticos, interesantes o simplemente bonitos

de ver. Los videos realizados por drones, que muestran toda la belleza del lugar,

son muy utilizados por empresas de viajes, turismo o alojamiento como hoteles o

hostels

La vista panorámica que obtiene el dispositivo es realmente atractiva y sirve para

crear experiencias diferentes y similares a una visita virtual. No podemos llamarlo

turismo digital pero es una forma nueva de visitar espacios y lugares lejanos,

poco accesibles o simplemente que deseamos conocer.

#1 Drone 360º¡Una experiencia sorprendente! Los drones pueden ser equipados con cámaras

de 360 grados para obtener un video que le da al espectador la posibilidad de

elegir qué quieren ver y hacia dónde quiere ir dentro del trayecto filmado.

Realmente parece de ciencia ficción. Todas estas aplicaciones nos muestran de

todo lo que somos capaces de hacer con la tecnología. Los únicos responsables

del uso y extensión de las capacidades de la tecnología somos los seres

humanos.

Capturas de pantallas

NOTA: