¿Quieres saber que partes tiene un drone de carreras?

Bajo estas líneas te presento una guía con la intención de ser un recurso para cualquier persona que quiera iniciarse en el mundo del FPV con carreras de drones. Para ser honesto, no es fácil. Ten en cuenta que tienes que estar dispuesto a perder mucho tiempo montando, reparando y comprando piezas, si no sabes soldar con estaño… aprende, ¡Lo necesitaras! No es un hobby barato, aunque montes un frame económico, pero si puedes iniciarte en el con precios económicos para probar si te gusta. También tienes que saber que hay una curva de aprendizaje muy dura y puede ser que al principio pienses que no evolucionas, pero una vez que te sumerges no hay vuelta atrás.

Por otro lado, si pasas de todo esto, no quieres saber que es un ESC, PDB…, y lo que quieres es empezar rápido sigue este link, ya que tienes preparados drones ya montados y configurados para que solo sea comprar y listo para volar. Tienes drones listos para volar de iniciación y de carreras, tú eliges!

¿Qué es un dron de carreras?
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FPV Drone Racing, o más conocido en español como carreras de drones FPV, es un deporte en el que los pilotos intentan construir quads extremadamente rápidos y ligeros para competir. La señal de video de la cámara del drone se transmite a las gafas, esa imagen captada por la cámara montada en el dron se reproduce en tiempo real. Este tipo de vuelo se llama FPV (Vista en primera persona). Estos drones por regla general la forma de X es más abierta, permite correr más, tienes algo menos de maniobrabilidad en los flips y la batería suele estar en la parte de abajo, generando efecto péndulo.

Dron FPV Freestyle

El freestyle FPV implica volar el dron alrededor de obstáculos, aberturas pequeñas o esquinas cerradas. freestyle_dron_dron_de_carreraras_02No se trata de carrera por vueltas, sino de mostrar el arte y la belleza de controlar el dron en diferentes entornos y ejecutar maniobras precisas, como rolls, flips, power loops, etc. En los drones dedicados al freestyle, por norma la forma de X es más cerrada, dando gran control en todos los ejes, y la batería está montada lo más centrada posible al eje de los motores, para así tener en CG [link pagina] gusto en medio de la estructura, pudiendo de esta manera controlar perfectamente el quad. En el vuelo tipo freestyle, puedes combinar el vuelo en FPV o no. Este tipo de vuelo es muy vistoso y muy interesante de ver, con él se realizan grabaciones de video realmente espectaculares.

 

Lista de Componentes en los Drones de Carreras

En este post no entro en mucho detalle en cada parte, eso lo dejo para futuras publicaciones, pero si explico lo mínimo y necesario que deberías saber, de las partes que componen un dorne de carreras.

Como ves la lista de componentes que forman un drone de carreras no es pequeña, y aunque parezca que no están todas estas partes, Si! Dentro de un pequeño frame está todo esto montado en armonía.

Frame

Como ya sabrás, para construir un dron desde cero necesitarás docenas de partes diferentes. El frame es una de las partes básicas y más importantes, como ya se ha explicado para los drones de carreras y freestyle, el estándar es el modelo en X, el cual lo podrás encontrar en muchas formas, estructuras y modelos.

Como consejos, importante saber si te dedicas al freestyal fpv, mejor que tenga la batería en la parte superior, si te dedicas más a las carreras de drones, la batería en la parte inferior es lo mejor. Si el peso no te importa, la estructura cuanto más ancho sea la fibra de carbono, mejor, te soportara más los golpes, lo normal es de 3” los brazos y 1,5” la estructura.

También, si puedes compra dos frames iguales, ya que a la larga tendrás que cambiar alguna parte de él, y si la tienes que pedir a China… o a tu tienda de internet te tardara un poco, y no podrás volar.

Motoresdrone-carreras-motor-racerstar-2205kv-venta

En estos quads, siempre 4, 2 en sentido horario y otros dos en sentido anti horario. Si no son de los caros también puedes tener alguno más de repuesto, ya que según el modelo el eje se puede doblar al caer y ya no podrás usarlo porque te vibrara muchísimo. Los mejores motores para drones de carreras.

Estos motores son de tipo brushless, es decir sin escobillas y con imanes, son muy rápidos, potentes y no requieren de mantenimiento, pero necesitan de un controlador o driver muy preciso, ESC.

drone-carreras-motor-emax-white-2750kv-ventaA Nuestros motores siempre les acompañan un grupo de números y letras. El significado de los valores de los números de los motores, como 2300KV 2205, son; los 2300KV se refiere a las revoluciones normalizadas del motor y los no kilo Voltios y las segundas que se leen de dos en dos son 22 el diámetro en milímetros del motor y 05 la altura, también en mm.

 

ESC – Variadores

dron_de_carreras_variador_ESC_DYSEl control de velocidad electrónico o ESC funciona de manera que transforma las señales que llega a través del transmisor en el voltaje y que el ESC envía a los motores, y de esta manera regula el giro del mdron_de_carreras_variador_ESC_racerstarotor. Vienen en la configuración 4 en 1 (4 ESC en un PDB) o 4 ESC por separado (ESC por separado son más rentables, puede cambiar solo el que se te rompa, a diferencia de 4 en 1, ya que si rompes un, ya tienes que cambiar la placa entera). Si quieres saber más sobre que protocolo usan y como se comunica tu FC con los variadores  sigue este link.

Lo que debes buscar es un ESC que pueda soportar una corriente lo suficientemente alta a demanda del motor. La datos principales se expresa en amperios y voltaje (en nuestro caso la cantidad de celdas – 3S o 4S). La mayoría de los ESC son de 20A y 30A.

Controladora de Vuelo – FC

El tamaño estándar de las controladoras de vuelo en un mini quad de carrera son 36 mm x 36 mm (con agujeros de montaje de 30,5 mm). La controladora de vuelo es el cerebro del dron. Todas las entradas que damos a través del transmisor se procesan junto con los datos del giroscopio, la FC filtra las señales y las envía a los ESC. Cabe comentar que hoy en dia hay muchas controladoras que ya llevan incorporado la parte de potencia del PDB y OSD, cosa que facilita el montaje y minimiza el cableado en los drones de carreras, muy usada para montar los micro quads.

Controlador-de-Vuelo-F4-Flip32-SP-Racing-FC-Betaflight-FPV-F4-Racing-Drones-de-carreras-QuadcopterAl igual que con otros equipos, hay una gran oferta de FC en el mercado. Las controladoras de vuelo se diferencian según la velocidad de procesamiento del microcontrolador principal. Hay controladores de vuelo que usan: microcontroladorFf1 (24Mhz), F3 (72Mhz) y F4 (84MHz).

La mayoría de los FC, funcionan bajo Cleanflight y Betaflight (F1, F3 y F4). Raceflight se ejecuta principalmente en F4, aunque también es compatible con F3. Kiss FC funciona con un firmware propio de Flyduino, y Betaflight.

 

Placa Distribuidora de Potencia – PDB

El PDB sirve para distribuir el voltaje entre todos los componentes. Dirige el voltaje de la batería que se transmite a los ESC que luego continúa hacia los motores, regulando el nivel de voltaje entre 16.8V a 5V, el Controlador de vuelo y el Receptor de potencia, así como el transmisor de video (VTX) y la cámara.

Hay modelos de PDB que solo tienen regulación de voltaje (5 / 12V) y disipación, y hay modelos más avanzados que tienen On Screen Display (OSD) mostrando datos útiles sobre gafas FPV, como potencia de RSSI, mAh, voltaje de la batería, etc.

Hélices

Los frames de carreras normalmente están diseñados para hélices de 5″. También es la clase más popular entre los corredores de FPV porque con las baterías 4s desarrollan suficiente empuje para los drones equipados con cámara HD.

Las hélices para drones, a excepción de su tamaño, también se distinguen por el «paso» y el número de «aspas» La elección de la hélice depende del motor y sus características. La forma más sencilla de explicar los valores KV del motor es (velocidad del motor por minuto a 1 V sin carga), para drones de carreras que van desde 2000 hasta 2800 KV. En las especificaciones del motor, ya te da el empuje en Kg máximo dependiendo de la hélice que montes, importante seguir esas especificaciones ya que sino podrías quemar el motor. Para motores con bajo kv (2000-2400kv): Máx. 4 aspas, paso máximo 45.

 

Trasmisor de Radio

El transmisor RC es uno de los componentes más importantes de este hobby, y puede ayudarte a progresar más rápido. El transmisor de alta calidad es una buena inversión ya que puedes usarlo en diferentes proyectos (simuladores, aviones de ala fija). Para este hobby con alcance de 500m tienes más que de sobra.

Cabe decir que hoy en dia existen emisoras muy económicas y que funcionan realmente bien, que hasta disponen de telemetría y puedes hasta visualizar la batería del dron. Por lo que no cal gastarse mucho dinero al principio para poder volar y tener algo que funcione bien. Yo actualmente uso una FS – i6s, sí, es china, pero ¿que no está fabricado hoy en china?, pero va genial y no necesito más, que es la pregunta que debes hacerte, ¿que necesitas reamente?

Receptor de Radio

Elegir el receptor depende del transmisor RC. Hay dos fabricantes diferentes, y cada uno usa sus propios protocolos que no son compatibles con el otro. Por esa razón, se recomienda estudiar las especificaciones del receptor y la compatibilidad con el transmisor.

Los protocolos más populares:

  • frsky – protocolo más confiable, amplia comunidad, open TX
  • spekturm – sólido
  • flysky / turnigy – transmisores muy pequeños, tomando lentamente en el mercado
  • futuba, muy profesionales y muy caros

Yo uso el protocolo FlySky / Turnigy, y está muy bien para un principiantes, ya que es relativamente barato. Pero de cualquier forma, tambien recomiendo el protocolo FrSky debido a la calidad de construcción, la fiabilidad y gran comunidad que lo acompaña, aunque para empezar algo caro.

Cámaras

Cuando construyes un dron compuesto por los componentes mencionados anteriormente tienes todas las partes mecánicas para el vuelo y puedes volar sin FPV. Es bueno si eres un principiante y quieres tener una idea de cómo volar y desarrollar habilidades, antes de pasarte al FPV.

Pero lo que hace que volar sea realmente emocionante es First Person View (FPV). Siempre lo comparo a la película Star Wars. Para completar el sistema FPV necesitarás:

Hay dos tipos de camaras FPV importantes: aquellas que llevan un sensor CMOS y las que montan un sensor CCD. Las cámaras de mayor calidad usan principalmente un sensor CCD que tiene menos latencia, una adaptación más rápida al cambio de luz y es más resistente a la vibración. Aunque hoy en dia existen cámaras con sensores CMOS realmente espectacular, las cámaras CMOS están haciendo una mejora, con un mejor WDR y un rendimiento de la luz mejor que el CCD como la Runcam Eagle 2.

VTX

VTX transmite la señal de video analógica recibida desde la cámara FPV al receptor de video. Los diferenciamos de acuerdo con las potencias disponibles y con el conector de antena (SMA / RP-SMA). Los VTX modernos, además de las opciones de cambio de frecuencia y de canal, que puede ser útil si vuelas con varios pilotos al mismo tiempo, también tienen la opción de conmutar la potencia de la señal (25mW / 200mW / 600mW), interesante también si vuelas en diferentes ubicaciones, ya que esto te salvara algo de vida de la batería. Si quieres saber cuales son los mejores VTX y transmisores de video para el FPV, visita el link.

200mW es preferible a 600mW si desea volar con otras personas, 600mW es demasiado potente y causará muchas interferencias para otros pilotos. Si te chocas, desenchufa tu LiPo tan pronto como lo levantes. Si vuelves a tu asiento con el quad encendido, podría afectar la señal de video de tu compañero si todavía están volando (porque tu transmisor está ahora más cerca del receptor de su amigo que su propio quad).

5.8Ghz es la frecuencia que usamos para el equipo FPV. La mayoría de los transmisores y receptores de video actualmente admiten más de 40 canales y más recientemente hasta 80, lo que permite que más personas vuelen juntas al mismo tiempo.

Antena

VTX y VRX normalmente vienen con antenas de palo. Funcionan bien, pero para obtener un mejor alcance y penetración siempre se recomienda reemplazarlos con algunas antenas con polarización circular. Hay muchos tipos de antenas FPV, con diferentes diagramas polares, que es como se traduce la directividad de la señal que emite a nuestro entorno y en forma de 360°.

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Para mejorar aún más el alcance, a veces se usan antenas direccionales como helicoidales o de parche en el receptor de video. Pueden darle más rango, pero también tienen un haz de recepción más estrecho. Eso significa que obtendras una señal más débil a su izquierda y derecha, incluso peor detrás. Vienen con diferentes ganancias, mayor ganancia, más direccional es. Si quieres saber mas sobre la polarizacion de las antenas FPV, lineal, circular que significa LHCP o RHCP, sigue este link. 

Constructivamente hablando, y algo que siempre lía mucho, al elegir antenas para transmisor y receptor de video, asegúrate de que el tipo de conectores sea compatible. El macho es rosca interior, hembra es rosca exterior. SMA Male es el que pincha, y SMA Female es el que tiene el agujero. RP-SMA son opuestos. Para conocer la diferencia, consulte la guía sobre conectores SMA y PR-SMA.

Gafas FPV

Hay muchas opciones y rangos de precios desde de 45 a 500/600. ¡No se puede volar FPV sin un equipo de visualización! Las gafas FPV ofrecen una mejor experiencia de vuelo, pero también hay alternativas baratas, como un pequeño monitor LCD.

Solía volar con una VDR 007, las elegí realmente porque me entraban las gafas y eran muy económicas, por lo que para empezar era genial. Sin embargo, al paso del tiempo opte por unas gafas tipo FatShark, que son las que actualmente tengo con lentes especiales para la hipermetropía, y… espectacular.

Si quieres saber que tienes que tener en cuenta en el momento de elegir tus primeras gafas para FPV, sigue este link.

Por el contrario también puedes usar monitor, también va bien para las personas que usan gafas. Además te permite cambiar entre línea de vista y FPV rápidamente. Sin embargo, es difícil ver lo que hay en la pantalla bajo el sol.

Baterías

Las se diferencian según su voltaje, capacidad y calificación C. El voltaje de la batería se indica con el número de celda 2s, 3s, 4s, etc. En las carreras de drones FPV, se utilizan principalmente baterías 4S. 4S significa 4 celdas cada una con un voltaje nominal de 3.7V que finalmente aumenta a 14.8V. Cuando las baterías están llenas, cada una carga hasta 4.2V, o un total de 16.8V. Además del voltaje hay baterías con diferentes capacidades expresadas en mAh. Las carreras de drones FPV se utilizan baterías con una capacidad entre 1000 y 2000 mAh. Las baterías más utilizadas son las de 1300 mAh y 1500 mAh, que son ideales debido a su menor peso y volumen. C-rating significa la potencia que la batería puede entregar, por ejemplo, la capacidad de la batería 4s 1300MAh con C-rating 45C que puede entregar:

45 * 1,3 (capacidad / 1000) = 58,5A

Los precios de la batería van desde 15€ a 40€ por unidad. Con la batería 1300mAh 4s, si eres un principiante, te dará para unos 3-5 minutos de vuelo, con 2000MAh 6-7min. Más tarde, cuando comience a darle al gas más a fondo, el tiempo de vuelo se reducirá a 2-3 minutos para la batería de 1300 mAh. Si quieres aprender mas sobre las baterías LiPo, sigue este link.

Cargador

Para alimentar tus baterías vas a necesitar un cargador. Al menos con capacidad de carga entre 3S y 4S, hay muchísimos, programables, con carga balanceada, con sensores, portátiles, con transformador DC incluido, no incluido… Este temas es tan complejo y largo que da para muchos post, por lo que sigue estos links para saber mas, sobre cargadores RC. Como consejo, las baterías Lipo pueden explotar, si puedes, intenta siempre cargar en el exterior y con 1C de carga, es decir con la misma corriente que capacidad tiene la batería. Si quieres saber más sobre como cargar baterías Lipo sigue este link.

Herramientas y equipos útilessoldador-para-drones-de-carreras

Si deseas construir tu propio dron, y repararlo más tarde, necesitas una buena estación de soldadura. Para empezar, puedes usar uno de tu tienda local, que tenga al menos 40W de potencia, y no te olvides de comprar flux.

La mejor compra, a este precio no tiene competencia. Tiene ajuste de temperatura, soporte y esponja.

Cuando montes tu primer dron, te darás cuenta de la gran cantidad de cosas pequeñas que necesitas, como tornillería de plástico, termo retráctil, estaño, pela cables, cintas y alguna herramienta más. Pensarás que tienes que esperar de nuevo durante 3 semanas para llegar desde China. Todos hemos pasado por esto y no dejamos de deprimirte. Siempre encontrarás a alguien que pueda ayudarte.

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