¿Cuáles son las partes de un dron?

Partes de un dron.

Partes de un dron.

Ya hicimos un artículo en el que explicamos las partes de un sistema aéreo no tripulado: plataforma, enlace de datos y estación de tierra. Esta vez vamos a explicar con mayor detalle las partes de un dron, que sería la parte de «plataforma» del citado artículo. La explicación relativa a sensores y otros tipos de carga útil que no sean comunes en la mayoría de drones la haremos en próximos artículos.

Si has llegado hasta este artículo siendo totalmente novato, tal vez te interese echarle antes un vistazo al artículo en el que explicamos qué es un dron.

Conocer los principales componentes y partes de un dron es de gran importancia para poder realizar vuelos de manera segura, pues es el primer paso que nos permite llevar a cabo las comprobaciones oportunas que eviten problemas durante el vuelo. Por otro lado, si durante el vuelo el dron se comporta de manera errática, saber lo que hace cada componente de la aeronave será de gran ayuda para poder llegar a la raíz del problema detectado. Además, saber cuáles son las partes de un dron le da a cualquier piloto un plus de confianza en el momento de manejar la aeronave.

En este artículo nos vamos a centrar en las partes de un dron cuadricóptero, ya que es el tipo más común. Sin embargo, todo lo que explicamos a continuación es de aplicación a cualquier otro dron eléctrico, ya sea de tipo ala fija, hexacóptero, híbrido o cualquier otra configuración de dron.

Dron dibujado y con todas sus partes señaladas y enumeradas en base a las secciones de este artículo.

Esquema de las partes de un dron en que se basa este artículo


1. Hélices estándar


Las hélices estándar son aquéllas que giran en el sentido contrario a las agujas de un reloj, a diferencia de las hélices inversas (apartado 2).

La mayoría de las hélices de los drones están hechas de plástico, si bien las de mejor calidad están hechas de fibra de carbono debido a su mayor resistencia manteniendo un peso ligero.

El diseño de hélices es un área donde hay mucha innovación.  Un mejor diseño ayudará a que la experiencia de vuelo sea más suave y los tiempos de vuelo más largos. También existe un gran esfuerzo en innovación relativa a las hélices que reducen el ruido producido por un dron.

Algunos modelos de drones, por cuestiones de seguridad permiten que se les añada protectores a las hélices. Ello evita que éstas se dañen al chocar contra algo, al igual que también impedir que alcancen a algún objeto o persona.

Por último, señalar que siempre es una buena práctica inspeccionar las hélices antes de cada vuelo y llevar siempre algunas hélices de repuesto. De esta manera se podrá reanudar el vuelo rápidamente en caso de que las hélices del dron se dañen accidentalmente durante el vuelo; nunca se debe volar con hélices dobladas o dañadas, pues el vuelo del dron se podría descontrolar.

Dibujo técnico de un multirrotor cuadricóptero visto desde arriba y en el que se marcan con círculos verdes sus dos hélices estándar (superior derecha e inferior izquierda), con la cabeza apuntando hacia abajo).

Hélices estándar de un cuadricóptero marcadas en verde

También queremos señalar que nunca se ha de intentar parar a la fuerza unas hélices en marcha, aun cuando el dron sea pequeño. Son mucho más peligrosas de lo que podría parecer.

2. Hélices inversas


Las hélices inversas en un dron son aquéllas que vuelan en el sentido de las agujas del reloj.

Tanto las hélices estándar como las inversas suelen estar en la misma cantidad en un mismo dron: por ejemplo, un cuadricóptero tendría dos hélices estándar y dos inversas; un hexacóptero tendría tres hélices de cada tipo, etc. Ello permite que el dron pueda volar de manera estable manteniendo la dirección.

Dibujo técnico de un multirrotor cuadricóptero visto desde arriba y en el que se marcan con círculos verdes sus dos hélices inversas (superior izquierda e inferior derecha), con la cabeza apuntando hacia abajo).

Hélices inversas de un cuadricóptero marcadas en verde

Todo lo demás que cabe dentro de la explicación de las hélices inversas es lo ya dicho en el apartado anterior sobre las hélices estándar. Sin embargo queremos insistir en que nunca se deben parar a la fuerza unas hélices en marcha, a pesar de que el dron pudiera parecer «inofensivo» por su pequeño tamaño.

3. Motores sin escobillas (brushless)


La mayoría de drones ya utilizan motores sin escobillas (o motores brushless, por su término en inglés). En comparación con los motores de escobillas, los motores brushless son más eficientes, más silenciosos y más fiables.

Elegir el tipo de motor que tendrá tu dron es clave, pues de ello dependerá en gran medida el tiempo de vuelo, la fiabilidad de éste y su vida útil.

Es recomendable que te familiarices con el sonido de los motores de tu dron. De esta manera, al inicio de cada vuelo, con solamente elevar al dron un par de metros ya sabrás si los motores están listos para el vuelo o si requieren de algún tipo de mantenimiento (generalmente limpieza de polvo) o si directamente deben ser sustituidos. Por este motivo, igual que con las hélices, es recomendable tener siempre un par de motores de repuesto.

Motores sin escobillas (brushless) y de escobillas (brushed) para drones.

Motor sin escobillas (brushless) a la izquierda. Motor con escobillas (brushed) a la derecha


4. Soporte del motor


El soporte del motor de los drones a veces está integrado con otros componentes, como los brazos del dron o el propio motor. Cuando es una parte independiente del dron, suele ser una de las piezas más fáciles de reemplazar.

Es aconsejable comprobar que los soportes de los distintos motores del dron y las áreas cercanas no tengan grietas producidas por la tensión. Si encuentras grietas y tu dron sigue en garantía, deberías devolverlo para que te lo devuelvan arreglado. A veces, los tornillos pueden haberse apretado demasiado y haber provocado alguna grieta en el soporte del motor del dron.

El fabricante a veces también tiene soportes de mayor calidad que los estándar para los motores, por lo que si vas a realizar vuelos «agresivos», podría ser una buena idea reemplazar los soportes.

Extremo del brazo de un dron en el que se muetra un motor montado sobre su soporte.

Soporte desmontable para motor de dron


5. Tren de aterrizaje


Ésta es una parte de un dron especialmente útil en aquellas aeronaves que necesitan que haya una cantidad de espacio considerable entre la parte principal de su cuerpo y el suelo al aterrizar. Ello se debe, normalmente, a que el dron carga con una cámara de gran tamaño en su parte inferior.

Los drones que necesitan de esta distancia entre el cuerpo y el suelo suelen emplear unos patines similares a los utilizados por helicópteros, montados directamente en el cuerpo del dron. En contraposición, los drones que no cargan con nada que esté suspendido en su parte inferior pueden omitir el tren de aterrizaje por completo.

En cualquier caso, la mayoría de los drones diseñados para llevar una carga suspendida tienen un tren de aterrizaje fijo. Sin embargo, los mejores drones de este tipo tienen un tren de aterrizaje retráctil o plegable, lo cual evita que esta parte del dron estorbe en el campo de visión de la cámara. Si optas por la compra de un dron con este tipo de tren de aterrizaje, debes mantenerlo limpio y libre de polvo para evitar que se atasque.

Dron hexacóptero de DJI Matrice 600 con el tren de aterrizaje desplegado (izquierda) y plegado (derecha).

Dron con tren de aterrizaje desplegado y plegado

Por último, señalar que en contra de lo que pudiera parecer, existen drones de vuelo horizontal como aquéllos de tipo ala volante que aterrizan sin tren de aterrizaje. Normalmente lo hacen sobre la parte inferior de su fuselaje o con la ayuda de una red.

6. Brazos


Mientras que los brazos más cortos aumentan la maniobrabilidad del dron, los brazos más largos aumentan la estabilidad, por lo que esta parte del multirrotor es determinante a la hora de elegir la aeronave que se utilizará en base a la misión planteada.

Por otro lado, los brazos de un dron deben ser fuertes para resistir golpes, a la vez que han de interferir lo menos posible con la aerodinámica de la aeronave.

En muchos drones los brazos son parte del cuerpo principal, mientras que otros drones tienen los brazos montados de manera independiente, lo cual facilita su reemplazo.

En cualquier caso, antes de cada vuelo se debe comprobar que ningún brazo se haya doblado, pues ello podría afectar gravemente al desempeño del dron durante el vuelo.

Tres tubos de fibra de carbono vistos con cierto detalle.

Tubos de fibra de carbono

Dron montado por piezas y que utiliza tubos de fibra de carbono para sus brazos.

Algunos drones utilizan tubos de fibra de carbono a modo de brazos por su ligereza y resistencia


7. Parte central del cuerpo del dron


Ésta es la parte central del dron con la que conectan todos sus brazos. Por lo general alberga las baterías, placas electrónicas principales, procesadores de aviónica, cámaras y sensores.

La mayoría de drones no son estancos y mucho menos impermeables, por lo que es importante evitar vuelos bajo condiciones de lluvia.

Por otro lado se ha de tener cuidado a la hora de realizar los aterrizajes. Si bien un aterrizaje brusco podría no romper la estructura de la aeronave, sí que puede afectar a los componentes internos alojados en la parte central del cuerpo del dron y dañarlos.

También es importante evitar abrir esta parte del dron si no es por alguien autorizado por el fabricante; en caso contrario se podría perder la garantía.

Parte central vista desde arriba del cuerpo de un dron de plástico o fibra de carbono.

Caja central del cuerpo de un dron. En él se contienen los elementos principales: placa controladora de vuelo, receptor de señal y demás


8. Variadores (Electronic Speed Controllers – ESC)


Un variador o controlador electrónico de velocidad (Electronic Speed Controller – ESC) es la parte de un dron cuyo propósito es el de variar la velocidad de un motor eléctrico, su dirección y a veces también actuar como un freno dinámico. Convierte la energía de una batería de corriente continua en corriente alterna trifásica para alimentar motores eléctricos, no siendo en los drones más que un pequeño elemento electrónico compacto.

Los variadores están dentro de la estructura principal del dron (normalmente hay uno por cada motor) y la mayoría de los propietarios de drones no necesitan hacer nada con ellos. Sin embargo, compañías como DJI, Yuneec y Parrot desarrollan drones que pueden ser personalizados: los fabricantes de drones normalmente tienen un kit de desarrollo (SDK) para sus drones, mediante el cual los usuarios pueden reprogramar los variadores y muchos otras partes del dron.

Por todo lo dicho, los variadores son un componente esencial de cualquier dron eléctrico.

Vista desde arriba de un variador (ESC) de 30A para drones.

Variador (ESC) de un dron


9. Controlador de vuelo


El controlador de vuelo o placa controladora de vuelo es la parte del dron que se encarga de interpretar los datos recibidos por el receptor de señal de radiofrecuencia (por ejemplo, la emitida por el mando de radiocontrol del piloto), el módulo GPS, el sensor de carga de la batería y los sensores de a bordo de los que dependa el vuelo.

El controlador de vuelo también regula la velocidad de los motores del dron a través de los variadores, al igual que también puede regular la dirección del dron y la activación de las cámaras y otros elementos con los que cargue la aeronave.

Por último, el controlador de vuelo también controla el piloto automático, el cual se encarga de ejecutar funciones autónomas en el dron como aterrizajes de emergencia o volver al punto de despegue si se pierde el enlace de datos con el piloto.

En definitiva, se podría simplificar la explicación diciendo que esta parte del dron es su «cerebro».

Electrónica de la placa controladora de un dron, vista con cierto detalle.

Placa controladora de un dron


10. Módulo GPS


GPS significa Sistema de Posicionamiento Global (Global Positioning System). Es un estándar americano que proporciona información sobre la ubicación geográfica bajo cualquier condición meteorológica, en cualquier lugar de la Tierra o cerca de ella donde haya una línea de visión sin obstrucciones con cuatro o más satélites GPS.

El módulo GPS a veces combina el receptor GPS con el magnetómetro para proporcionar la latitud, longitud, elevación y rumbo desde un solo dispositivo. Por ello, el GPS es un elemento importante para la navegación por puntos de referencia (waypoints) y muchos otros modos de vuelo autónomos. Sin el módulo GPS, los drones tendrían usos muy limitados.

Gracias a esta parte del dron, estas aeronaves no tripuladas pueden navegar largas distancias y ser usadas para aplicaciones tan útiles profesionalmente como la creación de imágenes 3D usando sensores lidar y técnicas de fotogrametría.

Algunos drones también utilizan Glonass, que es el equivalente ruso del GPS, BeiDou (China) y/o Galileo (Unión Europea). Esto significa que el dron tiene casi garantizado el poder estar en contacto con los suficientes satélites como para poder conocer su posicionamiento.  Haciendo uso de varios de estos sistemas, se puede volar con mayor precisión y seguridad, ya que será muy complicado perder la conexión satelital.

Junto a lo anteriormente dicho, cuando se compra un dron es conveniente tener en cuenta si dispone de un módulo GPS, pues ésta es la parte del dron que le permite establecer un punto de partida a la hora de despegar y, por tanto, saber a dónde volver en caso de perder la conexión con el piloto si se aleja demasiado.

Módulo receptor de señal GPS.

Módulo GPS


11. Receptor


El receptor es la pieza del dron que le permite recibir las señales de radio del piloto (normalmente desde la emisora, joystick o mando de radiocontrol).

El número de canales mínimo necesario para controlar un dron simple cuadricóptero es cuatro (moverse hacia adelante, hacia atrás, derecha e izquierda), si bien se recomienda un mínimo de cinco. Tanto el receptor como la emisora especifican la cantidad de canales con los que pueden trabajar.

Vista desde arriba de la electrónica de un receptor de radiofrecuencia para un dron.

Receptor de radiofrecuencia de un dron


12. Antena


El tipo de antena a utilizar variará dependiendo del receptor.

Antena omnidireccional tumbada.

Antena omnidireccional (emite la señal de radiofrecuencia en todas direcciones)

Las antenas suelen ser fáciles de reemplazar por otras de mayor calidad. Por ejemplo, tras comprar y utilizar varias veces un dron básico, si el modelo lo permite puede ser interesante cambiar sus antenas por otras de trébol con polarización circular, las cuales proporcionan una mayor distancia de señal de vídeo y mejora su estabilidad.

13. Batería


Las baterías son otra parte básica de cualquier dron eléctrico. Normalmente son del tipo LiPo (de polímero de litio) pues ofrecen la mejor combinación en el mercado de densidad energética, potencia y vida útil.

Señalar que un dron equipado con varias baterías no aumenta su tiempo de vuelo de manera proporcional a las baterías añadidas. Factores como la potencia de los motores, hélices y el propio peso de las baterías hacen que demasiadas baterías a la vez no sean eficientes ni eficaces.

Dado el prolongado tiempo que suelen necesitar para cargarse, es recomendable tener siempre varias baterías de repuesto para cada vuelo. De esta manera, si la misión con el dron se alarga más de lo esperado, bastará con cambiar las baterías para reanudar el vuelo de inmediato.

Batería de 16000 mAh, ideal para drones medianos montados por piezas.

Batería de la marca Tattu


14. Controlador de la batería


Esta parte del dron facilita información sobre el nivel de carga de la batería, de manera que el piloto pueda conocer en todo momento el tiempo restante de vuelo.

A pesar de esta pieza, es recomendable que todo piloto conozca las capacidades de su dron. Si pilota éste alejándolo demasiado, se corre el riesgo de que el dron se quede sin batería antes de volver al punto de partida y se vea obligado a realizar un aterrizaje de emergencia.

Por lo general, se recomienda llevar al dron a la zona de aterrizaje antes de que alcance el 15% de carga de la batería.

Controlador de batería suelto.

Algunos controladores de batería incluyen funciones adicionales como alarmas


15. Gimbal (o cardán)


El gimbal o cardán es la parte de algunos drones sobre la que se monta la cámara u otros sensores. Esta pieza crea una estabilización sobre los ejes X, Y y Z (este último a veces logrado de manera digital y no mecánica) para proporcionar una estabilización adecuada.

Los tres ejes de un gimbal: pan (x), tilt (y) y roll (z)

Ejes X, Y y Z de un gimbal o cardán

Si no se dispone de un gimbal lo suficientemente sofisticado, no será posible tomar vídeos y fotografías de calidad profesional. Un cardán de calidad evitará defectos en la imagen tales como el efecto jello (gelatina), producido por las vibraciones del dron al volar.

Gimbal suelto en el que se muestra la zona donde se montaría la cámara.

Gimbal de tres ejes mecánicos


16. Motor del gimbal / cardán


A menudo consiste en un motor brushless o sin escobillas, el cual permite al cardán realizar los movimientos mecánicos que estabilizan la cámara u otro sensor que incorpore.

Motor brushless suelto para el eje mecánico de un gimbal.

Motor (brushless) para gimbal


17. Unidad de control del gimbal / cardán


Esta pieza del dron permite el control de los motores del gimbal como si fueran servomotores estándar.

Electrónica de la unidad de control de un gimbal vista con cierto detalle.

Unidad de control de un gimbal


18. Cámara


Se suelen utilizar cámaras deportivas como las de la marca GoPro, ligeras y de pequeño tamaño pero con capacidad para hacer fotografías de calidad y, sobre todo, grabar vídeo, a ser posible transmitido en tiempo real al piloto.

Otros drones más grandes como el Matrice 600 de DJI permiten incorporar cámaras de varios kilos mucho más grandes, lo que lo hace una nueva herramienta especialmente útil para estudios de grabación profesionales.

También suele ser muy común que el propio fabricante del dron ya incorpore una cámara integrada en sus modelos. Si no se tiene un especial interés por utilizar una cámara muy específica, es recomendable comprar drones que ya tengan el gimbal y la cámara integrados; ello implica que el sistema en su conjunto ya ha sido probado exitosamente con anterioridad por el propio fabricante.

Tres pequeñas cámaras que suelen utilizarse en drones, especialmente en aquéllos montados por piezas.

Cualquier cámara puede valer, siempre y cuando encaje en el gimbal y se pueda conectar a la placa controladora de vuelo

¿Qué te pareció este artículo?

¡Clica en las estrellas para darnos tu opinión!

Si te ha parecido útil este artículo, tal vez te interese saber que...

¡También estamos en redes sociales! ¿Nos sigues?

¡Lamentamos que el artículo no te haya sido muy útil!

¿Nos ayudas a mejorarlo, por favor?

Categorías
🚀 ¡Síguenos en RRSS! 🚀
✉️ Newsletter ✉️
Comentarios
Todos los comentarios.
Comentarios