En esta actividad se dan los primeros pasos del montaje del armazón del dron (brazos con motores, plataformas, placa de distribución etc.). Es una actividad ideal para “manitas”, que puede realizarse con una buena música de fondo. Los componentes necesarios para esta actividad están en el kit Hexsoon, en el kit de complementos y en el kit del Orange Cube (el cable POWER2).
Al final de esta actividad finalizaremos el montaje del armazón incorporando, entre otros elementos, el receptor de radio, el autopiloto (al que conectaremos los motores), el receptor GPS y la radio de telemetría.
Preparación de los 4 motores
Como se muestra en las imágenes de la figura siguiente, los motores deben atornillarse a los soportes. Hay dos soportes de color naranja (que irán en la parte delantera del dron) y dos soportes negros (parte trasera). Es muy importante observar que hay dos motores que tiene en el eje un punto blanco y dos que no lo tienen.
Debe haber un motor con punto blanco en un soporte naranja y el otro con punto blanco en un soporte negro. Obsérvese finalmente el sentido en el que se deben colocar los motores respecto al soporte. La parte donde están los cables debe estar orientada en la dirección que señala la pequeña hendidura circular del soporte.
Preparación de los 4 brazos
La siguiente imagen muestra cómo preparar cada uno de los 4 brazos del dron
Conectar los cables de los LEDs en la placa de distribución de energía
Debe conectarse cada uno de los cuatro cables de colores (uno por LED), el cable POWER2 para alimentar al autopiloto (que está en el kit del Orange Cube) y el conector doble necesario para el control de los LEDs. Obsérvese cómo se han protegido con cinta aislante negra estos dos últimos cables para evitar el roce del cable con los bordes de la plancha negra a las que se atornillará la placa de distribución de energía.
Atornillar la placa de distribución de energía a la plancha superior
La siguiente imagen indica cómo debe hacerse esta operación. Nótese que las dos planchas negras que vienen en el kit Hexsoon son diferentes. La superior es la mostrada en la figura. Es importante respectar la colocación exacta de la placa sobre la plancha y su orientación. Tanto el cable POWER2 como el conector doble de control de los LEDs deben emerger por la parte superior de la plancha.
Introducir en cada brazo un variador ESC y un cable de color para el LED
La imagen muestra cómo realizar esta operación. También muestra cómo conectar el variador al motor y en el otro extremo cómo conectar el variador a los cables de alimentación que se soldaron a la placa de distribución de energía.
Disponer los brazos y motores correctamente en relación a la plancha superior
Este es un paso sencillo pero muy importante, porque decisiones incorrectas han sido causa fallos graves en el momento de las pruebas de vuelo. Ahora necesitaremos tener a mano las palas que se enroscarán a los motores. Puede observarse que tenemos dos palas con un punto blanco, que solo pueden enroscarse en los motores con el punto blanco, y dos palas sin ese punto, para los otros dos motores.
Una simple observación de cada pala determina en qué dirección debe rotar para que la pala empuje el aire que le rodea hacia abajo y, debido a las leyes de Newton, se genere la fuerza de sustentación que empuje a la pala hacia arriba. En concreto, las palas con el punto blanco deben girar en el sentido de las agujas de reloj (clockwise o CW) y las que no tienen ese punto en sentido contrario (counter clockwise o CCW).
Por otra parte, la imagen a continuacion (izquierda) determina en qué sentido (CW o CCW) debe girar cada motor según su posición en el armazón. Recordemos que los motores 1 y 3 de la imagen, que son los delanteros, están fijados a los soportes de color naranja. A la vista de la imagen queda claro que los motores con punto blanco (que son los que giran en sentido CW) deben ocupar las posiciones 3 y 4. Esa disposición se muestra también en la imagen (derecha). Observar también en esa figura que se han añadido extensiones a los cables trenzados de los motores delanteros (naranjas). Estas extensiones harán más fáciles ciertas conexiones más adelante. Puede observarse que cada motor tiene encima de la palabra HEXSOON unas flechitas que indican el sentido de giro. Esta es una ayuda más para confirmar que hemos tomado la decisión correcta.
Pero ATENCIÓN: se ha observado que en algunos casos esas flechitas están equivocadas. Lo importante para tomar la decisión correcta es lo dicho antes: observar la forma de las palas, determinar cuál debe ser su sentido de giro y colocar los motores en el sitio que toca, de acuerdo con la figura 6.
Conectar el LED al cable y fijar el motor al brazo
El resultado de esta operación se muestra en la imagen siguiente. No es una operación trivial. Se requiere cierta habilidad manual.
Fijar los brazos a las planchas superior e inferior
Las imágenes de la fotografia siguiente muestran cómo hacer esta operación. Obsérvese de nuevo como los siguientes cables deben emerger por la parte superior del armazón:
- Los 4 cables trenzados para controlar los motores
- El cable POWER2 para alimentar el autopiloto.
- El cable con el conector doble para controlar los LEDs
- El cable para alimentar la Raspberry Pi
Separara lo máximo posible los cables de la placa de distribución de energía
Esta operación puede realizarse como muestra en la imagen. El objetivo es que el posible calentamiento de la placa no pueda afectar a los cables.
Para facilitar el proceso se indican a continuación una serie de pasos a seguir (con imágenes que pueden ser de utilidad). En el video siguiente hay información que puede resultar de mucha utilidad para algunos pasos:
Varios de los dispositivos se conectarán al autopiloto. La imagen muestra las diferentes entradas para conexiones del Orange Cube, a las que nos iremos refiriendo al describir cada uno de los pasos.
Fijar el autopiloto en la plancha superior
Para este paso se recomienda mirar el video en el minuto 4:30. Las imágenes de la imagen pueden ser de ayuda.
Conectar el receptor de radio y el cable de alimentación al autopiloto
Recuérdese que la conexión entre el receptor y al autopiloto se realiza con un cable que conecta SBUS OUT del receptor con RCIN del autopiloto. Esta conexión proporciona alimentación al receptor de radio (que en la actividad X se alimentaba con el adaptador UBEC). Debe prestarse atención a la polaridad de los tres pines implicados en la conexión. Aunque aún no es el momento de fijar el receptor de radio en las planchas del armazón puede ser conveniente ir eligiendo el lugar en el que se colocará para que el cableado sea lo más sencillo posible. Por otra parte, recuérdese que para alimentar el autopiloto debe usarse el cable POWER2 que se conectó a la placa de distribución de energía. La figura 4 muestra estas conexiones.
Conectar los motores al autopiloto
Para este paso se recomienda mirar el video en el minuto 6:25. Es importante tener en cuenta que los motores están numerados tal y como muestra la imagen (izquierda). Cada motor debe conectarse a la salida MAIN OUT correspondiente en el autopiloto, tal y como muestra la imagen (derecha). Recuérdese que los motores colocados en los soportes naranja (los motores delanteros) tienen unas extensiones que pueden facilitar esta conexión. Es perfectamente posible que la conexión pueda realizarse sin la ayuda de estas extensiones, lo cual es preferible para que el “lio” de cables sea el menor posible.
Instalar el receptor GPS
El receptor GPS debe atornillarse en la parte delantera de la plancha superior. Las imágenes siguiente pueden ayudar en este paso. Obsérvese que el cable negro debe pasarse por el interior del soporte. Ese cable tiene dos conectores. Aunque solo es necesario conectar a CAN1 el que tiene cables rojos/negros (como muestra la imagen derecha) se recomienda conectar también el otro conector (blanco/verde) a CAN2 (cosa que no se ha hecho en la imagen derecha).
Instalar la radio de telemetría
La radio de telemetría permitirá comunicar el autopiloto con Mission Planner, para permitir a éste, por ejemplo, enviar ordenes al dron o recibir datos de telemetría durante el vuelo. Naturalmente, esa información no puede enviarse durante el vuelo vía la conexión USB que hemos usado en la actividad X para conectar por cable el autopiloto y Mission Planner. El kit de radio de telemetría contiene dos transmisores/receptores y cables necesarios para la comunicación. Uno de los transmisores/receptores se conectará a una entrada USB del portátil. El otro se conecta al autopiloto en la entrada Telem1 (tal y como muestra la figura 6). Conviene ir seleccionando el sitio de las planchas en el que se fijará más adelante el transmisor/receptor para facilitar el cableado.
Instalar el buzzer
Tal y como muestra la imagen, el buzzer se conecta a la entrada USB del autopiloto.
Conectar los cables para el control de los LEDs
Los LEDs se controlan desde el autopiloto a través del conector doble que se ha conectado a la placa de distribución de energía. El conector con los cables blanco y negro es el que contiene la señal de reloj. Tal y como muestra la imagen, ese conector debe conectarse a la salida 5 de AUX OUT del autopiloto. El conector con cables blanco y marrón contiene la señal de control y debe conectarse a la salida 6 de AUX OUT. Obsérvese que en ambos casos los cables blancos se conectan al pin “-“. Recordar que la energía para los LEDs se suministra a través de los cables de colores que se conectan a la placa de distribución de energía.
Conectar el servo
El servo también se controlará desde el autopiloto. Tal y como muestra la figura 9, se necesitan dos conexiones. Por una parte, debe conectarse el cable del servo a una de las salidas AUX OUT (la 3 en la imagen). Ese conector lleva la señal de control del servo (y lleva la señal de tierra en el cable marrón). Para hacer esta conexión conviene tener en cuenta el lugar de la plancha en la que se prevé fijar el servo. Más adelante deberemos indicarle al autopiloto que debe asociar esa salida al canal 6 de radio, que se controla con el interruptor SC de la emisora, desde el que actuaremos sobre el servo. Sin embargo, el autopiloto no suministra alimentación a través de esa salida. Para suministrar alimentación al servo es necesario conectar a cualquiera de los slots AUX OUT restantes (el 2 en la imagen) el conector UBEC que suministra los 5V necesarios y que irá conectado a la batería a través del conector en T.
Incorporar las tiras de Velcro y las cintas que se usarán para fijar la batería
Fijar todos los elementos
Es el momento de fijar bien todos los elementos en el armazón (receptor de radio, radio de telemetría, servo, conector UBEC), utilizando cinta de Velcro y bridas, tal y como muestran las imágenes de la siguiente imagen.
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