lunes, 6 de enero de 2014

Los servos para multicopter y aviones RC, una explicación breve.

LOS SERVOS PARA MULTICOPTER Y AVIONES RC 

servo para quadcopter
Los servos más utilizados a nivel aficionado son los pequeños de 9g.

servo piñoneria metalica para multicopter
Servo de piñonería metálica y 9g. de peso
con torque de 1,6kg. Mod.TGY-50090M

Se encargan de dar movimiento a las superficies móviles y otros accesorios del avión (alerones, timon de cola, elevador, flaps, etc.) 

Incorporan un pequeño motor y un sensor de pulsos que interpreta si la posición del brazo del servo es correcta o no y actúa en consecuencia.

Normalmente se clasifican por su peso (en gramos) y la fuerza que son capaces de hacer (en kg), pero hay más variables, pueden ser analógicos o digitales, los servos digitales son algo más precisos, pero tienen un mayor consumo y precio. Los servos también pueden tener más o menos torque (fuerza del motor interno y piñonería), la piñonería interior puede ser metálica o plástica, la velocidad de respuesta también cambia de un servo a otro y el recorrido que realiza el brazo puede ser de más o menos amplitud (se mide en grados). 


Servo piñoneria plastica para multicoptero
Servo de piñonería plástica y 10 g. de peso. y 1,4kg de torque Mod. HK-15178 
Son muchos los factores que influyen a la hora de decidir un servo para un modelo de altas prestaciones, pero para los aviones de aficionados, lo más habitual y económico son servos de piñonería plástica de alrededor de 9g. y acción en torno a 1kg., pero dependiendo del tamaño del modelo, la precisión o fuerza que necesitemos, recorrido, velocidad, fiabilidad... utilizaremos un modelo de servo u otro.

Normalmente los servos funcionan a 5V, pero los hay de 6V y más. Cuanto mayor es el voltaje mayor es la fuerza que es capaz de hacer el servo para un mismo tamaño. Hay que tener en cuenta que si ponemos servos para 6V el resto de componentes, como el receptor que utilicemos deberá soportar dicha tensión de corriente o ser alimentado aparte.

TODOS los servos son compatibles con TODOS los receptores y emisoras, son universales en cuanto al receptor. 

Comprobador de servos para quadcopter

Una herramienta útil y barata para realizar pruebas con los servos de nuestro modelo sin tener que enchufar el receptor y emisora es un comprobador de servos.

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miércoles, 25 de diciembre de 2013

El variador (ESC), el motor brusless y la hélice a escoger.

EL CONJUNTO VARIADOR (ESC), MOTOR ELÉCTRICO (BRUSHLESS) Y HÉLICE 

Vamos a abordar estos tres componentes juntos porque están muy relacionados entre sí y un error en la elección de alguno de ellos puede provocar serios daños en nuestro avión eléctrico o multirotor.

En primer lugar hablaremos del MOTOR ELECTRICO, la mayor parte de los aviones electricos modernos llevan motores sin escobillas (brushless).

Los motores brushless tienen muchas ventajas. La principal es que no hay partes con fricción, excepto los rodamientos, por lo que su desgaste con el uso es mínimo. 

Los datos que debemos conocer a la hora de elegir un motor adecuado para nuestro modeló serán principalmente dos: 

Revoluciones por voltio (Kv) este dato es importante porque dependiendo del voltaje de la batería que vayamos a emplear, el motor alcanzara unas revoluciones u otras. Esto depende de las vueltas que lleve cada diente del bobinado y la terminación que se realice en las fases, pero no vamos a profundizar en el bobinado de motores.

Voltaje y amperaje máximo admitido, cada motor, dependiendo del tamaño y bobinado que tenga, podrá soportar una cantidad máxima de corriente (V) e intensidad (A).  A veces estará expresado en Watios, por lo que deberemos emplear la formula Potencia(W)=Voltaje(V)*Intensidad(A)

Otras veces el fabricante, para facilitarnos el trabajo, directamente nos especificará en una tabla que tamaños de hélice que podremos utilizar, según el voltaje de la batería que empleemos de bateria LiPo en nuestro multicopter o avión electrico. A veces también publican una tabla con los distintos consumos (A) y empuje (kilogramos) que tendremos con una determinada batería (V) y tamaño de hélice.

Os adjuntamos un ejemplo donde el fabricante aporta muchos datos sobre el motor:

Elegir motor brushless


Tambien existen páginas donde podemos obtener una estimación, cuentan con una amplia base de datos de motores brushless, hélices y baterías de los principales fabricantes y realizan un cálculo estimado en funcion de los datos aportados por el fabricante y usuarios. Más adelante explicaremos en este blog como utilizar esta herramienta.
Programa para calcular consumo helice

Pero lo realmente recomendable es tener un Amperímetro para, una vez instalado el motor y hélice en el multicopter, poder hacer una medición real del consumo y verificar que todo está dentro de los valores correctos y no estamos sobrecargando ningún componente.
Amperimetro para medir consumo helices


Ahora hablaremos del VARIADOR (ESC), hay variadores tanto para motores sin escobillas como para motores con escobillas, por lo que tendremos que estar atentos cuando lo compremos, en inglés les llaman brushed ESC a los que son para motores con escobillas (aunque cada vez están menos presentes en el mercado) y brushless ESC a los que son para motores sin escobillas.
Variador especial para multicopter
Variador especial para multicopter

También se distinguen fácilmente porque los motores brushless son trifasicos y del variador salen tres cables hacia el motor, en cambio de un variador para motores brushed solo saldrán dos cables hacia el motor.

El variador tiene como función principal ajustar las revoluciones del motor a lo que le estemos pidiendo a través del canal 3 del receptor (movimiento vertical de la palanca izquierda) pero también es muy común que sea el encargado de suministrar la corriente a los otros componentes electrónicos, como el receptor, servos, etc. Para ello incorporan una fuente de alimentación que suministra un voltaje estabilizado a 5-6V a través del canal 3 del receptor y se conoce como BEC.

Sí nuestro variador no tiene el BEC incorporado tendremos que poner una batería de 5V aparte o emplear un BEC dedicado que alimente al receptor y servos.

Los variadores, igual que los motores, pueden soportar un máximo de voltaje y amperaje, si excedemos este máximo, se quemarán, dejando de suministrar corriente al motor y al resto de componentes, por lo que perderemos el control total del avión, helicóptero o multicoptero de radiocontrol que estemos manejando.

Para saber el máximo voltaje admitido por el variador debemos consultar las especificaciones. El máximo amperaje soportado normalmente se incluye a continuación del nombre (p.e. AfroESC 30A, Turnigy plus 20A, etc)

Se suele aplicar que si el consumo que hemos estimado para un motor, voltaje y hélice es de, por ejemplo, 10A tendremos que comprar un variador de por lo menos 12A, es decir, hay que aplicar un coeficiente de seguridad de un 20% en el consumo obtenido al elegir el variador.

Llave USB para actualizar el firmware a los variadores (ESC)

Como apunte final decir que los multicopteros suelen llevar variadores especiales, más sensibles y precisos, ya que su vuelo está controlado gracias a la velocidad relativa de cada motor, por lo que cuánto más preciso sea el variador, mejores prestaciones de vuelo podremos obtener. También suelen traer accesorios para actualizarles el software interno y así mejorar su funcionamiento si salen mejoras.



Ahora vamos a las HÉLICES, normalmente son de dos palas, pero pueden ser de tres o cuatro. Aparte del número de palas, las dos características principales son el tamaño y el paso, ambas medidas suelen estar expresadas en pulgadas (").

El tamaño de la hélice de dos palas es lo que mide de punta a punta (si es de tres o cuatro palas será el diámetro máximo, que es lo mismo que multiplicar por dos el tamaño de una pala hasta el eje).

El paso de una hélice es, suponiendo que estuviera en un medio sólido, las pulgadas que avanzaría con cada giro completo. 
El paso de las helices
Ejemplo de avance por vuelta según el paso sea bajo o alto.

Para un mismo paso, cuanto mayor sea el tamaño de la hélice, más empuje obtendremos (y mayor consumo).

Cuanto mayor sea el paso de la hélice, mayor será la velocidad máxima y menor el empuje (estático), pero también aumentara el consumo del motor.

Como norma general emplearemos motores de pocas revoluciones por voltio (Kv), con hélices grandes y de poco paso para aviones o multicopteros de tracción (remolcadores de veleros y multicopter para filmación aérea) y aviones de vuelo lento (entrenadores de ala alta) pero, en cambio, emplearemos motores con altas revoluciones por voltio y hélices pequeñas con mucho paso para aviones ligeros de vuelo rápido (aviones para carreras de pilón).

La emisora de radiocontrol y el receptor. Quadcopter y aviones electricos.

Conceptos sobre aeromodelismo electrico, las partes principales de un multicopter o avión eléctrico. 

Guía centrada en los elementos que componen un avión o helicóptero de radiocontrol, sus funciones y características.


Para facilitar las explicaciones utilizaremos esquemas gráficos e iremos explicando los distintos componentes electrónicos que llevaremos a bordo.


EMISORA Y RECEPTOR DE RADIOCONTROL

Existen en el mercado infinidad de marcas de emisoras para radiocontrol, pero por prestigio y calidad las más reconocidas son:

También hay marcas de menos prestigio pero con una gran aceptación por parte de los aficionados por sus buena relación de calidad y prestaciones respecto al precio.


Cualquier emisora tiene un módulo de emisión que es el encargado de enviar los datos que provienen de los potenciómetros (sticks y ruedas), switch, botones, etc. a los que habremos asignado previamente la función correspondiente. Podremos dotar a nuestro aeromodelo de tantas funciones como canales disponga la emisora. 
Hueco módulo de emisión 9XR   Receptor y módulo de emisión FrSky DJT

El módulo de emisión puede ser fijo o intercambiable, normalmente las emisoras de alta gama lo tienen intercambiable ya que esto aporta numerosas ventajas, ya que podremos utilizar un módulo de emisión distinto para, por ejemplo, cambiar la frecuencia utilizada para evitar interferencias con otros sistemas de emisión que estemos usando a la vez, como emisores de vídeo, GPS, etc. También puede venirnos bien porque algunos módulos son más asequibles que otros, sobre todo a la hora de comprar receptores extra y podremos usar receptores baratos en aviones electricos baratos o de entrenamiento, también si la tecnología de emisión avanza, no tendremos que comprar una emisora completa para ponernos al día .

El receptor debe ser compatible con la emisora o modulo de emisión que estemos utilizando y podremos conectar a él tantas funciones como canales tenga, cada canal se suele representar con un numero y, normalmente, contará con un puerto para cada canal. Hoy en día existen receptores capaces de controlar múltiples canales a través de un solo puerto, para más información buscar "CPPM" en google.
canales receptor D8R-XP

Como norma general la correspondencia de canales con disposición de los sticks (palancas) en "Modo 2" (acelerador a la izquierda) Este es el modo más utilizado en Europa, por eso es el que siempre recomendamos en multicopteroFPV.
Canales en emisora modo 2

Canal 1: control de alerones, movimiento de izquierda a derecha de la palanca derecha de la emisora. Controla el alabeo (inclinación de las alas)
Canal 2: control del elevador, es decir, de la profundidad. Movimiento hacia arriba y abajo de la palanca derecha. Controla la inclinación del morro (ascender y descender)
Canal 3: controla la aceleración del motor, movimiento hacia arriba y abajo de la palanca izquierda, en los modelos de gasolina se conecta un servo que acciona el acelerador y en los modelos eléctricos el variador de potencia. Explicaremos estos componentes más adelante.
Canal 4: controla el timón de cola con el movimiento a derecha e izquierda de la palanca   izquierda de la emisora.

Estos son los canales principales, como mínimo necesitaremos tres de ellos para volar, profundidad, aceleración y timón de cola o alabeo, pero lo recomendable es que el avión cuente con los cuatro controles básicos para una mayor maniobrabilidad.

Un avión entrenador de iniciación o un multicopter sencillo no necesitará más de cuatro canales. 


Si pasamos a modelos más sofisticados necesitaremos algunos más, por ejemplo, para poder controlar el despliegue y recogida del tren de aterrizaje, la activación de flaps o aerofrenos, abrir una trampilla, activar el sistema de frenado, controlar el movimiento de la cámara FPV,  activar el sistema de piloto automático y una larga lista de cosas que puede incorporar nuestro avion electrico.

Más adelante explicaremos la parte "tractora" del avión, el conjunto de variador (ESC), motor y hélice.

jueves, 19 de diciembre de 2013

Las alarmas de voltaje con FBVS-01 y FLD-02 - Telemetria FrSky con Turnigy 9X -

Configurar la alarmas de voltaje FrSky

Vamos a explicar como conectar el receptor con el sensor de voltaje FBVS-01 y la batería. 


Para ello nos ayudamos de este un gráfico.
Conectar FVBS01 a FrSky

*Nota: El cable negro (masa) punteado que va del sensor FBVS-01 al receptor, es conveniente retirarlo cuando se trata del montaje que se ve en este esquema, ya que la masa de esa batería ya llega al receptor a través del variador. Pero cuando conectemos una segunda batería (batería de vídeo para FPV) sí debemos conectar el cable de masa. 


Podemos conectar hasta dos baterías, esto es muy útil para poder monitorizar la batería general y la batería de vídeo cuando usamos este sistema en un quadcopter para FPV.

 El sensor (o sensores) FBVS-01 se conectan en los puertos A1 y A2 del receptor D8R-II plus y al conector de balanceo (JST/XH) de la batería, es fácil de hacer si compramos un cable ya hecho y dejamos solamente los pines de los extremos (positivo y negativo) en la hembra de JST/XH. Otra opción es sacar un cable en Y del cable de descarga de la batería y utilizar conectores XT60.

Antes de conectar el sensor, deberemos verificar si los cables están soldados en el lugar que les corresponde, ya que en función del voltaje de batería que vayamos a emplear es posible que debamos cambiarlos. En la siguiente imagen se muestran las conexiones que debemos hacer en función del voltaje de batería que vayamos a emplear:

Bateria-lipo-4S-sensor-fbvls-01

Como se ve en la imagen, no se corresponde lo escrito en la placa del sensor con la realidad, ya que si dejamos conectado el cable rojo en donde marca 3S, la precisíón del voltaje indicado en la pantalla FrSky FLD-02 será muy mala, en cambio conectado en el que marca 2S (0-13,2V) nos mostrará el valor exacto.

Ahora que ya tenemos conectado todo correctamente es el momento de comprobar que el voltaje que indica la pantalla es correcto y configurar las alarmas.

En primer lugar debemos seleccionar el ratio de división, que dependiendo de la batería será el siguiente:

1S = 2:1
2S-3S = 4:1
4S-5S= 6:1

Para indicar el ratio que queremos usar para cada puerto (A1/A2) debemos poner solo el primer numero del ratio en el campo correspondiente al puerto del receptor (D8RII-plus) donde hayamos introducido el conector del sensor (A1 ó A2).

Vemos una imagen de donde debe introducirse el valor correspondiente a cada puerto, en este ejemplo estaría para batería 2S-3S (4:1) y sin ratio de división en A2 (1:1)

pantalla-fld-02-ratio-alarma


Calcular mediante una sencilla fórmula el número a introducir en la pantalla FLD-02 para activar la alarma de voltaje.


Resultado a introducir = (Voltaje de alarma / proporción utilizada / 3,3) x 256

Por poner un caso práctico, supongamos que tenemos una batería 3S conectada al sensor y al puerto A1, y queremos que el primer nivel de alarma empiece a sonar a partir de 11,4V y el segundo a 11,1V.

Con esta configuración debemos haber elegido un ratio 4:1 y tener los cables soldados en el sensor en la segunda posición.

La fórmula quedaría como sigue;

Resultado a introducir (Primer nivel de alarma) = (11,4 / 4 / 3,3)x256  = 221
Resultado a introducir (Segundo nivel de alarma) = (11,1 / 4/ 3,3)x256 = 215

Con estos datos vamos a la pantalla y seleccionamos

Primer nivel de alarma:  Alarm Set: A1_1, elegimos el 1 en el cuadro inferior izquierdo, el símbolo "<" en el cuadro inferior del centro y el número 221 en el cuadro inferior derecho. Presionamos OK y aparecera el símbolo "V" en la pantalla.

Segundo nivel de alarma: El mismo procedimiento pero seleccionando A1_2 en Alarm Set, introduciendo el número 2 en el cuadro izquierdo, "<" en el centro y el número 215 en el cuadro derecho.

Hasta aquí el tutorial sobre la configuración de las alarmas de voltaje en la pantalla FLD-02 del fabricante FrSky. No olvides darle a "me gusta" y seguir nuestro blog, facebook, google+ y página web, nos ayudarás a mantener este espacio vivo.

martes, 17 de diciembre de 2013

La pantalla de display FLD-02 y las alarmas RSSI - Telemetria FrSky y Turnigy 9X -

Configurar las alarmas de voltaje en FrSky FLD-02 con sensor de voltaje FBVS-01

Describimos todos los pasos para que la alarma suene al nivel deseado.

Una vez instalado el módulo FrSky DJT y hecho el proceso de "bind" con el receptor D8R-II plus, pasamos configurar las alarmas RSSI.

Para continuar con el tutorial de telemetría os vamos a explicar como configurar las alarmas directamente desde la pantalla FLD-02, sin necesidad de enchufar nada al ordenador.

En primer lugar deberemos conectar la pantalla al módulo DJT, ya trae el cable con los conectores, por lo que es tan sencillo como enchufar el cable en ambos dispositivos.

Emisora TGY9X con pantalla FLD02Modulo DJT en Turnigy 9X


CONFIGURAR LAS ALARMAS RSSI

En el multicopter X580 del anterior tutorial de montaje llevabamos instalado este sistema para evitar alejarnos demasiado y perder el control. 

La pantalla nos mostrará dos barras con números de porcentaje en la parte inferior, se llaman RSS1 y RSS2, la primera es la señal de la barra de la izquierda e indica el estado de la señal recibida en el receptor, la segunda (RSSI2) es la de la derecha y muestra la señal de rebote del avión recibida en el receptor incorporado en el módulo. Lo recomendable es configurar ambas para que piten en torno al 45-50%

Al encender la emisora, en pantalla veremos que podemos elegir entre dos opciones (MENU) y (DATA).

Telemetria FrSky configuracion

Seleccionamos con la rueda superior la opción (MENU) y la presionamos.

Nos aparecerá una pantalla en la que debemos seguir estos pasos:

Configurar alarmas fld-02

  1. Seleccionamos en el valor de Alarm Set, y pulsamos hasta que ponga RSSI1
  2. Seleccionamos el valor que está debajo de Alarm Set y seleccionamos nivel de alarma (1, 2 ó 3). Según el número que elijamos sonará más o menos continuo el pitido. *Nos aseguramos de que en el valor del medio tenemos "< " (menor que)
  3. En el valor de la derecha seleccionamos el nivel que queramos (en este caso 45%)
  4. Presionamos OK. Debemos presionar OK cada vez que cambiemos la configuración de cada alarma para que guarde en memoria los nuevos datos, aparecerá una "V" indicando que se ha guardado.
Procedemos de la misma manera para configurar la alarma del RSSI2.

Como será algo extenso, la configuración de las alarmas de voltaje será en otro artículo.




domingo, 8 de diciembre de 2013

La emisora, el módulo DJT y el receptor D8R-II plus - Telemetría FrSky con emisora Turnigy 9X -

Telemetría barata para radiocontrol

Con los componentes FrSky convertiremos nuestra Turnigy 9X en una emisora muy completa y fiable.

Explicaremos todos los accesorios FrSky (DJT - FLVS-02 - SENSOR HUB...) que podemos instalar en nuestro modelo para recibir todo tipo de datos en tiempo real que se mostrarán en la pantalla FLD-02.

Para continuar aportando contenidos a nuestra página, ya que ahora mismo no tenemos montajes a la vista, empezamos nueva sección del blog, titulada "Telemetría FrSky con emisora Turnigy 9X", vamos a intentar explicar detalladamente lo que necesitaremos comprar y hacer para instalar telemetría FrSky en nuestra emisora.

En primer lugar tendremos que hacernos con una Turnigy 9X sin módulo (la versión que viene con modulo y receptor también se puede adaptar pero hay que desoldar la antena).

Ya hemos hablado en multicopteroFPV.com sobre ella.

El módulo de emisión y receptor que colocaremos en la emisora será el combo de módulo DJT con receptor D8R-II plus que es compatible con emisoras JR al igual que la Turnigy 9X. Pero debemos rebajar un poco el plástico de los pines del alojamiento del módulo en la emisora. Para ello es conveniente desatornillar la placa interior, retirar los pines y con una herramienta tipo dremel pulir el saliente de plástico, dejándolo en menos de la mitad de su altura original. (foto adjunta).


Rebajar pines en turnigy9X para DJT
Rebaje en el saliente plástico de los pines para del alojamiento del módulo

Con el módulo ya instalado en la emisora pasamos a hablar del receptor D8R-IIplus.

Este receptor tiene 8 canales y lleva incorporada telemetría, es decir, puede comunicarse con la emisora en tiempo real. Para esto tiene en un lateral tres puertos, para conector de servo, en los que podemos conectar múltiples accesorios para tener datos del voltaje en el receptor, voltaje en la bateria principal, temperatura, coordenadas GPS, velocidad, altitud...

Lo más importante para cualquier aficionado es poder saber el voltaje restante en la batería principal, para poder aterrizar el avión o quadcopter antes de que el variador de corriente comience con el corte progresivo de la potencia entregada para proteger la batería LiPo de un exceso de descarga. ("Cut-off").

También para la práctica del FPV es bueno poder ver el nivel de señal que se recibe en ambos dispositivos (receptor y módulo) mediante barra y porcentaje ("RSSI"). Este dato se mostrará en la pantalla sin necesidad de incorporar ningún accesorio, al igual que el nivel de voltaje que haya en el receptor (este dato no es muy importante ya que es un voltaje que está estabilizado por el BEC del variador).

En primer lugar tendremos que vincular el receptor con el módulo ("bind" en inglés). El proceso es simple:


  1. Comprobar que la emisora está en modo PPM.
  2. Encender la emisora mientras mantenemos pulsado el botón F/S en el módulo de la emisora. (comprobar que los dos interruptores traseros están en la posición OFF). Soltar el botón F/S y comprobar que parpadea el LED rojo del módulo)
  3. Conectar la batería al receptor mientras mantenemos pulsado el botón F/S del receptor. Parpadeará el LED rojo del receptor indicando que se ha realizado el proceso correctamente.
  4. Quitamos la batería al receptor y apagamos la emisora. 


Este proceso solo hay que hacerlo una vez.

Más adelante hablaremos de la pantalla FLD-02 que conectaremos al módulo para visualizar la telemetría y del sensor de voltaje FBVS-01 que enchufaremos a la batería por el puerto de balanceo y al receptor en el puerto A1 o A2. Explicaremos como configurar las alarmas de voltaje y las conexiones al sensor de voltaje en función del voltaje de la batería que queramos conectarle (1S, 2S, 3S...)

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