LOS MULTIRROTORES

(Sin terminar, aumentando info y mejorando organización) 

Índice:

  1. ¿Qué son y para qué se usan?
  2. ¿Cómo funcionan?
  3. Seguridad, normas y prevención
  4. Mantenimiento
  5. Tipos
  6. ¿Cómo empezar?
  7. Accesorios y componentes

  

¿Qué son y para qué se usan? 

Los multirrotores son aeromodelos compuestos por motores y hélices. Pueden llegar a ser desde 3 motores hasta 8 normalmente, aunque pueden tener más. Dependiendo del número de motores, se suelen llamar: Tricoptero para 3 motores, Quad para 4 motores, hexacoptero o hexa para 6 motores y Octocoptero o Octo para 8 motores. Se pueden usar, simplemente, para divertirse volándolos, ya que permiten cualquier tipo de maniobra y acrobacia, incluso 3D. La mayor ventaja es que se pueden volar en sitios reducidos, siempre que se respeten las normas. Otra opción de uso es para fotografía y video. Aunque no te dediques profesionalmente a ello, si te gusta la fotografía o te gusta grabar tus vuelos, se le puede montar una cámara estabilizada mediante servos o motores brushless. Estos últimos permiten una estabilización perfecta, sin perder nunca el horizonte. 

El Vuelo FPV (First Person View) con multirrotores es otra opción de disfrutar de estos aparatos voladores, porque nos permite tener otra perspectiva. Volar como si estuviéramos montados en el multirrotor y viajar por sitios donde sería imposible hacerlo con un avión o a pie.

 

¿Cómo funcionan? 

Para explicar como funciona un multirrotor pondremos de ejemplo un Quadcopter en modo X, es decir, en la parte delantera van dos motores y en la trasera otros dos, normalmente manteniendo la misma distancia entre si. El principal componente del multirrotor es la placa controladora, ya que es la encargada de autonivelar el multirrotor gracias a los acelerómetros y giroscopios que llevan integrados. Si la placa detecta que el multi se inclina hacia un lado, ésta manda acelerar los motores de ese lado para, así, nivelar el multirrotor.

 A la placa controladora van conectados los variadores o ESC. Éstos son los encargados de controlar la velocidad de los motores brushless según las indicaciones que les de la placa controladora. Para controlar el multirrotor funciona igual. Si damos a la palanca hacia delante, la placa recibirá la orden a través del receptor de mando y ésta mandará a los ESC que aceleren los dos motores traseros, inclinando el multi hacia delante y provocando el desplazamiento (exactamente igual para inclinarse hacia los laterales, solo que acelerando los 2 motores de un lateral para inclinarlo hacia el lado deseado). 

Aquí se ve cuál sería el giro de los motores de un quadcopter en X. Los motores que giran hacia la izquierda, mirándolos desde arriba, llevarían hélices normales. Los que giran a la derecha, llevarían hélices R, o contra rotatorias.

 

Seguridad 

Un aspecto muy importante en el manejo de multirrotores es la seguridad, ya que normalmente se usan para fotografía y video aéreo, lo que implica que puede haber gente debajo o cerca que no tiene nada que ver con la actividad. Los multirrotores carecen de alas. Lo único que los mantiene en el aire es el aire que propulsan los motores hacia abajo, con lo que cualquier fallo de un motor, variador, controladora, cable, soldadura, batería, etc hará que el multi caiga contra el suelo. Por eso, volar cuando hay gente debajo del multirrotor es una irresponsabilidad, ya que normalmente un multi preparado para video o fotografía puede pesar entre 2 y 6kg. A cierta altura, solo por el peso, puede causar daños si cae encima de alguien. Ésto sumado a los posibles cortes de las hélices, puede ser muy peligroso.

Por eso lo más responsable es no volar nunca encima de personas, ya que los daños pueden ser irreparables.

 Algunas normas que podremos seguir son: 

  • No volar nunca encima de personas, y  menos si éstas no han dado su consentimiento.
  • No invadir la intimidad de terceros.
  • No volar ni pasar cerca de personas, ya que el multi puede fallar en cualquier momento.
  • No volar cerca de carreteras, autovías o lugares transitados, ya que la caída del multirrotor o simplemente la distracción de los conductores podría provocar accidentes de tráfico.
  • No volar cerca de aeropuertos bajo ningún concepto, podríamos provocar un grave accidente.

  

En definitiva, hay que usar el sentido común y tener en mente que el multi puede caerse en cualquier momento. El fallo de casi cualquier componente supone una caída sin remedio. Por eso, nunca deberemos volar donde podamos poner en peligro a terceros, donde podamos provocar incendios, daños materiales, etc

  

Prevención

 En este apartado trataremos de explicar algunos conceptos y consejos que podremos seguir para evitar que nuestro multirrotor acabe contra el suelo y necesitemos un saco para recoger los trozos. Como somos gente prudente, habremos seguido las normas arriba indicadas, por eso, lo que nos preocupará ahora es que no se rompa el multi, ya que sería lo único que se podría dañar si fallara en cualquier momento.

Sistemas de seguridad

Cubre Hélices: Aunque ya sabemos que no hay que volar en los lugares en los que podemos poner en peligro a personas, es de utilidad en ocasiones colocar cubre hélices en nuestro multi. Por ejemplo, volando en sitios cerrados, si por error de manejo se acerca a algún obstáculo, en vez de golpear la hélice, (lo que provocaría que saliese disparada y cayese al suelo), golpearía el cubre hélices.

 Paracaídas: Otra opción para salvar nuestro multi son los paracaídas. El único inconveniente es que debe de haber una altura mínima para que le de tiempo a abrirse y amortiguar la caída.

 

Mantenimiento 

De pendiendo el tipo de multi que tengamos, necesitaremos más mantenimiento o menos. Si es un simple multi con su controladora, escs y motores hay pocos componentes que pueden fallar y será más simple. Por el contrario, si tenemos uno más avanzado tendremos que ir con más calma para comprobar todo. Vamos a dar algunos consejos de cómo llevar un mantenimiento mínimo por componentes.

Hélices: No está demás comprobar de vez en cuando el estado de las hélices. Si son de plástico, nos fijaremos si tienen alguna señal de deterioro. Como son tan flexibles, es difícil que partan, por eso estaremos atentos si hay alguna parte blanquecina, ya que esto puede indicar que ha sido doblada demasiado y podría partir por ahí en cualquier momento. También debemos estar atentos para tener todas las hélices perfectamente equilibradas, ya que un desequilibrio excesivo podría dañar los motores, provocar un sobre consumo y derivar en fallos en ESC, mal funcionamiento de la estabilización de la controladora. Además de que si queremos hacer grabaciones, será imposible quitar las vibraciones sin un correcto equilibrado.

 Motores: A simple vista es difícil ver si un motor está en correcto estado o no y los fabricantes nunca o muy pocos dan un dato sobre vida útil de los motores, por eso deberemos tener especial cuidado con estos. Algo a lo que deberemos acostumbrarnos es a tocar todos los motores después de cada vuelo. Solo tendremos que comprobar la temperatura de estos: si están templados o fríos es buena señal,  lo que indica que funcionan sin ir forzados y es una señal de que está todo bien, aunque esto no nos da completa seguridad de que está bien. En el caso de que cuando aterricemos estén calientes (que casi no se pueden aguantar tocándolos con la mano) puede ser debido a varias causas:

  •  Puede ser que funcionen muy forzados, que el peso de nuestro multi sea demasiado alto y los estemos forzando. Las soluciones pueden ser estas: buscar una hélice más apropiada, cambiar los motores por unos que vallan más sueltos o bajar el peso del multirrotor. Si seguimos usándolos así, lo único que conseguiremos es deteriorar los imanes del motor, por lo cual éste perderá fuerza y necesitaremos acelerar más para volar, calentándolos más y consiguiendo que se quemen.
  • También puede ser que se calienten porque tienen algún roce con alguna parte del multi o porque los rodamientos ya están desgastados (que puede ser a causa de exceso de vibraciones o muchas horas de uso).

 

Para mantener los motores en buen estado conviene de vez en cuando desmontarlos y limpiarlos con aire a presión y si es posible quitarle la suciedad con un algodón o cualquier cosa que no deje restos. No está demás, una vez limpios, engrasar un poco los rodamientos, o mejor aún, sustituirlos por unos nuevos lo que alargarán la vida considerablemente.

ESC/Variadores: Como son componentes electrónicos, deberemos tener especial cuidado con la humedad y el agua. Aunque vienen protegidos con termorretráctil, es posible que se le introduzca agua, lo que puede provocar un cortocircuito y estropearlo en cualquier momento. Otro peligro es el sobrecalentamiento. Es normal que se calienten un poco, pero al igual que los motores, si al aterrizar tocamos los ESC y vemos que queman, puede ser porque estén en el límite de consumo admitido. Aunque los fabricantes digan que pueden con un consumo de tantos amperios, lo mejor sería mínimo un 30% más alta la capacidad del variador que el máximo consumo del motor. El mantenimiento que se puede llevar con los ESC, es procurar tenerlos limpios, ya que el polvillo puede almacenar humedad y ésta no es nada buena.

 

Placa controladora: Al igual que los ESC, es un componente electrónico. No tienen partes mecánicas, por eso su mantenimiento se basa en alejarla de los sitios húmedos y tenerla protegida del polvo, agua y cualquier elemento que pudiera dañar los componentes electrónicos. Otra forma de mantenimiento de la placa controladora es estar atentos a las posibles actualizaciones de firmware, ya que puede que solucionen algunos fallos e incluyan nuevas mejoras. Pero debemos tener cuidado de ver si son versiones estables y ya probadas. 

Soldaduras, cables y estructura: Deberemos tener especial cuidado al hacer las soldaduras de los cables principales. Como son los de los ESC, conexión de batería y los que van a la placa controladora, ya que si cualquiera de estas soldaduras se soltase fallaría todo y caería el multi. Las podremos comprobar tirando un poco de los cables para ver si se mueve la soldadura o se han partido filamentos de los cables. Con los cables hay que tener especial cuidado, sobre todo con las partes cortantes del chasis, ya que si van un poco justos y estos rozan, con las vibraciones del chasis, pueden cortarse en cualquier momento provocando el accidente. La estructura del multi es difícil que falle, pero comprobar de vez en cuando que todos los tornillos están bien apretados y que no hay partes dañadas nos evitara algún susto, sobre todo si hemos tenido algún aterrizaje forzoso o por alguna causa a caído.

 

La batería: Es una parte del multi que muchas veces no tenemos en cuenta para las revisiones. Muchas veces porque no la tenemos colocada siempre en su sitio y nos olvidamos. Es importante ir observando si la batería sigue teniendo la misma capacidad de carga (no recargarla nunca por encima de1C) y tener cuidado con la descarga que le hacemos. Es recomendable no superar la mitad de la descarga admitida. Es decir, si usamos una batería de 4000ma con una capacidad de descarga de20C, esto quiere decir que 4000ma x 20C=  80000ma o lo que es lo mismo 80A. Esta batería según el fabricante podría soportar un consumo constante de 80A, pero lo recomendable es no pasar de 40A. Siempre depende del fabricante y la calidad de cada batería. Otra forma de mantenimiento es observar si se calienta después de cada vuelo. Si se calienta en exceso puede indicar que esta superándose su capacidad de descarga.

  

Como empezar 

La mayor ventaja de los multirrotores es que su aprendizaje es bastante simple, siempre depende de cada uno y de si ha manejado antes otros aeromodelos. Lo más recomendable para aprender es un multi simple, con una controladora sencilla tipo KK2.0 y un chasis normal. También se pueden adquirir mini multirrotores, que están pensados para volar dentro de casa aunque perfectamente se pueden volar en el exterior y se pueden conseguir desde 50€ con todo completo. Si preferimos construir nuestro propio multirrotor comprando las piezas por separado, una buena opción puede ser: 

Motores Turnigy 2836 750kv

Hélices de10”

Placa controladora KK2.0

Variadores turnigy 20A

Chasis: Q450

Baterías: 4000ma

 Este equipo sería un buen comienzo, ya que su coste no es demasiado alto y no arriesgaremos mucho en el aprendizaje. Una vez tenemos el multirrotor preparado, ya solo queda volarlo. Lo haremos en sitios despejados y lejos de personas. El movimiento más complicado para los principiantes puede ser el de manejar el multi habiendo girado en su propio eje, ya que si está mirando hacia nosotros y le damos a la derecha, se desplazará hacia la izquierda desde nuestro punto de vista y así con los demás controles.

 

Accesorios y Componentes

La placa controladora es la encargada de estabilizar el multirrotor. Esto lo hace gracias a los giroscopios y acelerómetros que tienen. Además es la que manda las ordenes a los motores que recibe a través del receptor de mando, controla cada uno de los motores para hacer los movimientos. Las placas controladoras pueden traer otros sensores, como son el barómetro, que se encarga de mantener la altura cuando activamos esta opción. También pueden tener brújula digital, que junto con el GPS, pueden controlar el multi para traerlo de vuelta a casa si nos desorientamos o perdemos la señal de mando. Además podemos indicarle que mantenga una posición y gracias al GPS mantendría la posición, con la brújula la dirección y con el barómetro la altura. Esto ultimo es muy útil para realizar fotografías, ya que podemos activar esta opción (Hold position) y dedicarnos a dirigir la cámara para encuadrar lo que queremos fotografiar.

  

Motores

Normalmente para los multirrotores se montan motores de pocas vueltas. Lo normal es entre 1000kv (vueltas por voltio) y 650kv, aunque si se quiere motores ahorrativos tendremos que bajar de esas vueltas y montar hélices grandes. Tendremos que buscar motores adecuados a nuestro multi. Dependiendo el peso de éste buscaremos unos motores que puedan bien con este peso para que no vallan forzados, lo que provocaría un sobre consumo y calentamiento que podrían ser peligrosos.

  

ESC/Variadores 

Tenemos dos opciones:

  • Buscar variadores específicos para multirrotores, los cuales tienen más velocidad de respuesta, (necesario para que la controladora puede hacer correctamente las correcciones).
  • Buscar un ESC que se pueda flashear para cambiarle el firmware por uno como el SimonK.

 También tendremos que tener en cuenta el consumo de nuestros motores, para comprar variadores que soporten ese consumo. Es recomendable siempre buscar variadores que soporten mayor consumo que el máximo del motor para que vayan al límite y se calienten en exceso.

  

Placa distribuidora 

Su misión es repartir la corriente de la batería y puede ir incluida en el chasis o ser externa. Es un circuito de cobre el cual tiene para soldar los variadores y el conector de batería y lleva una pista para negativo y otra para el positivo.

 Gimbal

La misión de este componente es estabilizar la cámara de grabación y siempre mantendrá el horizonte, además de que pueden tener la posibilidad de moverlo desde la emisora para cambiar los ángulos a grabar o fotografiar.

Hay muchos tipos, pero los más actuales son los gimbal brushless, que en vez de usar servos, como se hacía antes, usan motores brushless que son controlados por una controladora de gimbal. Además llevan una IMU en el mismo soporte que la cámara, esta se encarga de decir a la controladora en que posición esta para que se encargue de mandar la señal a los motores para mantener estabilizado el sistema.

 

Continuara...