INSTITUTO TECNOLOGICO “PUERTO DE MEJILLONES”

IMPLEMENTACIÓN DE UNQUADCOPTER A NIVEL ESCALABLE

TALLER DE GRADO

ESTUDIANTE: Alexander Fidel Marquez TUTOR :

Noviembre - 2014Cochabamba – Bolivia

CAPITULO1

IMPLEMENTACIÓN DE UNQUADCOPTER A NIVEL ESCALABLE

RESUMEN

Desde hace unos años, y propiciados por el continuo desarrollo de la electrónica, se ha puesto de moda unos aparatos vanguardistas un tanto peculiares: los Vehículos Aéreos no Tripulados.VANT por sus siglas en español, UAV/UAS por sus siglas en inglés Unmanned Aerial Vehicle/Unmanned Aerial System o comúnmente conocidos como DRONES

Varios nombres para definir un mismo concepto: Un vehículo aéreo que no tiene piloto o, de tenerlo, no está en el interior del aparato. La habilidad y los sentidos del aeronauta han sido sustituidos por sensores ELECTRONICOS de gran precisión, que consigue una maniobrabilidad prácticamente perfecta, como son los acelerómetros o los giroscopios, de los que hablaremos mas adelante.

Al principio, estos Drones estaban pilotados por una persona desde un lugar remoto, teniendo acceso a los mismos datos de aviación que tendría de estar físicamente en el dispositivo, pero con la ventaja de estar lejos en caso de que corriese algún peligro. Actualmente este sistema de control sigue manteniendo sobretodo en el sector militar, pero va proliferando mas el control autónomo del aparato propiciado por el avance de la tecnología GPS(global positioning system).Asi un Drone pude despegar, realizar su misión y aterrizar, todo sin intervención humana

Entre los diversos tipos de estos dispositivos destaca uno por su excepcional maniobrabilidad y variedad de entornos de uso, el Quadcopter , que prácticamente es conocido en todo el mundo también por su posibilidad de construcción casera. Básicamente es un helicóptero con 4 motores equidistantes horizontalmente del centro

ANTECEDENTES DEL PROBLEMA. Hoy en día tenemos muchos estudiantes y profesionales en Bolivia que se quieren meter a lo que es robótica. Muchas veces no encuentran el material necesario para hacer sus proyectos o poder comenzar de uno y poder ESCALARLO y poder modelar uno a partir de documentación libre y abierta. En Bolivia tenemos la costumbre de no compartir mucho el conocimiento que uno tiene. Compartir es mejorar La libertad que se ofrece debería de seguir los siguientes puntos La libertad de ejecutar el programa como se desea, con cualquier propósito La libertad de estudiar cómo funciona el programa, y cambiarlo para que haga lo

que usted quiera. El acceso al código fuente es una condición necesaria para ello. La libertad de redistribuir copias para ayudar a su prójimo La libertad de distribuir copias de sus versiones modificadas a terceros Esto le

permite ofrecer a toda la comunidad la oportunidad de beneficiarse de las modificaciones. El acceso al código fuente es una condición necesaria para ello.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA . El proyecto es muy amplio al respecto. Se podrá aplicar a personas desde un nivel inicial colegios – hasta un nivel industrial si se desea. Ya que el área de los drones es bastante amplio y hoy en dia muy impactante con las utilidades que este tiene..

OBJETIVO GENERAL.

Implementar un código escalable Implementar un drone sin ningún tipo de firmware Implementar un framework Implementar independencia tecnológica (“alcance mínimo”)

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Comprender el funcionamiento de los sensores, transmisores, receptores y medios de transmisión, que se utilizaran.

Realizar Software de red. Investigar qué tipo de sensores y actuadores existen actualmente en el mercado,

internet y catálogos. Realizar pruebas de funcionamiento. Realizar un diagrama del circuito con todos los componentes seleccionados, Realizar un diagrama a bloques. Probar el correcto funcionamiento de los componentes. Armar el circuito necesario para el funcionamiento de los componentes. Montar en el prototipo a presentar

ALCANCES

Alcance Temático:

El área de la investigación del proyecto comprende al área de los temas de: micro controlador I- II, telecomunicaciones I, Electrónica Industrial I, sistemas de control I-II, Electrónica industrial II. Programación I-II.

Alcance geográfico y temporal: En el área del alcance geográfico el proyecto se sentara A nivel mundial ya que el contara con una documentación en la nube.En el área del alcance temporal la culminación del trabajo del proyecto se tomara en cuenta un tiempo de seis meses, de acuerdo al calendario académico del INSTITITUTO INDUSTRIAL COMERCIAL“PUERTO DE MEJILLONES” Cochabamba gestión 2/2015

Alcance del proyecto: Desarrollar un prototipo de un Drone ajustable y ESCALABLE para cualquier persona. O acción q esta quiera darle a este PROTOTIPO.

CAPITULO2

MARCO TEORICO

Un vehículo aéreo no tripulado (VANT, o UAV por sus siglas en inglés) es, como ya se indicó en El resumen, un aparato volador que no contiene un piloto en su interior, bien porque está siendo pilotado por control remoto o bien porque tiene en su programación todo lo necesario para llevar a cabo sus instrucciones sin intervención humana.En un principio fueron diseñados para el sector militar, ya que se podía aprovechar al máximo el hecho de que no había ninguna persona físicamente en la aeronave. Así, se podían efectuar operaciones de entrada en espacios aéreos peligrosos sin temer más que por la suma de unos 30 millones de € que pueden alcanzar cada uno de estos aparatos. Además, a parte de la ventaja de la seguridad, tenemos que el volumen necesario que necesita el aparato es mucho menor que el que necesita uno que deba albergar una persona, lo que repercute también en una mejor maniobrabilidad. No obstante no todo es perfecto, y tantas ventajas no podían esconder menos desventajas. A medida que avanzamos en la era tecnológica damos más autonomía a las máquinas para quitarnos trabajo a los humanos, lo que a priori parece perfecto, pero hay que tener en cuenta que aún tiene que pasar mucho tiempo hasta que una maquina pueda tener el mismo juicio que una persona. Si ya no es por ética, pensemos en la cantidad de hackers1 que hay por el mundo, y si pueden conseguir entrar a los lugares más seguros de internet, ¿muy difícil les será acceder al control de aeronaves no tripuladas militares?El VANT más antiguo del que se tiene constancia se desarrolló al final de la primera guerra mundial, y su utilidad era simplemente la de entrenar a los operarios de la artillería antiaérea. No obstante, hasta el final del siglo XX no empiezan a aparecer DRONES que pueden operar con total autonomía controlados sólo por radio.

En cuanto a su morfología distinguimos 4 tipos:

1. HELICOPTEROS: Una morfología mundialmente conocida, con un rotor en la parte superior y uno en la cola para compensar el par del rotor que lo haría girar sin dar vueltas. Tiene una alta maniobrabilidad y puede quedarse en vuelo estacionario y volar verticalmente.

2. AVIONES: También quien no sabe que es un avión. dos alas horizontales un torno al fuselaje que lo dotan de sustentación necesaria al ir a una determinada velocidad por diferencia de presiones. Puede ir a altas velocidades y llevar cargas elevadas. Pero no tiene la posibilidad del vuelo estacionario ni tiene tanta maniobrabilidad como un helicóptero.

3. DIRIGIBLES: Mundialmente conocidos también durante la segunda guerra mundial, estos aparatos vuelan por un principio muy básico de diferencia de densidades. El helio que contiene es menos denso que el aire del exterior y por eso flotan. Luego para maniobrarlos es sencillo con un motor para cada eje de movimiento. No obstante la carga condiciona mucho su capacidad de vuelo y su velocidad y maniobrabilidad son muy precarias

4. MULTIRROTORES: Parecidos a los helicópteros, pero tienen varios rotores verticales en puntos equidistantes del centro horizontalmente, y variando las velocidades de giro de cada uno de los motores se consigue una maniobrabilidad sorprenderte. Esto hace que sean las estrellas de los vuelos en interior, pero no son aptos para volar a grandes altitudes(el UAV objeto de este proyecto se incluye en esta categoría).

MULTIRROTORES

Como ya indicamos en los apartados precedentes, el UAV objeto de este proyecto se incluyeDentro del grupo de los multirrotores, clase que corresponde fundamentalmente.Un multirrotor es un aparato cuya sustentación esta producida por el giro de múltiples rotores equidistantes del centro geométrico del mismo, y con distintas combinaciones de velocidades de giro se consigue una amplia maniobrabilidad.Dentro del grupo de los multirrotores se dividen varios grupos en función al número concreto de rotores, habiendo comúnmente desde trirrotores hasta decarrotores. Obviamente, cuantos más motores más estabilidad y más fuerza de propulsión, lo que con lleva mas capacidad de carga. No obstante la mayor parte de estos aparatos son de 4 rotores, incluido el que vamos a trabajar

DINAMICA

En la aviación hay 3 giros principales: el alabeo, el cabeceo y la guiñada. Con nuestro quadcopter pasa lo mismo, pero a diferencia de los aviones, que consiguen movimientos por la posición de alerones y timones, nuestro aparato los consigue solo variando las velocidades de giro de los motores:

1.- Alabeo y cabeceo: Se consigue girando a distintas velocidades los pares opuestos de motores (motores 1-3 y 0-2)Al girar varios motores con velocidades de giro distintas se desconcentra el eje de los mismo con respecto a la posición de equilibrio horizontal, en la que todos tienen sus ejes verticales, produciendo que el empuje ahora tenga una componente en la dirección hacia la que se han desviado. Veamos un ejemplo en 2 dimensiones:

En reposo (“1”) los dos motores giran igual, y por tanto tienen el mismo empuje,Que solo se invierte en compensar la fuerza con la que la gravedad tira del aparato hacia el suelo. En el momento en el que el motor derecho gira as rápidamente que el izquierdo el sistema dinámico se desequilibra, produciendo que haya un mayor empuje a la derecha que a la izquierda del centro de gravedad, y originando un momento torsor que hace girar el aparto (“2”).

Esto hace que la resultante de la fuerza de los empujes no sea vertical y se compense con el peso, sino que hay una componente horizontal que tira del quadcopter hacia la izquierda hasta que se vuelvan a equilibrar los motores. Así, como es necesario compensar el empuje para que el aparato no ascienda ni descienda y tenemos un desplazamiento lateral. Si aplicamos este supuesto a las 3 dimensiones con 4 motores tenemos el mismo resultado

2.- Guiñada : La guiñada es el giro con respecto al eje vertical del quadcopter. Se consigue por el principio de conservación del momento cinético al disponer 2 rotores en cada sentido de giro. En un quadcopter, y en general en cualquier multirrotor la mitad de los rotores giran en un sentido y la otra mitad en el otro. De esta forma, con todos los rotores girando a la misma velocidad se consigue equilibrar el momento cinético y mantener el aparato recto. Si no estuvieran así dispuestos empezaría a girar sobre sí mismo y sería imposible dirigirlo.

Un pequeño esquema de lo que se armara será lo siguiente a groso modo

CAPITULO3

INGENERIA DEL PROYECTO

Hardware

Frame 450

 Esta versión 3 de las conexiones PCB características Q450 integrado de manera directa soldar el CES es posible. Esto elimina la necesidad de un tablero de distribución de energía o desordenados múltiples conectores manteniendo que la electrónica diseño muy

limpio y ordenado. El Q450 también cuenta con brazos de color (2 blancos y 2 rojos) que son excelentes para la orientación. Que ayuda a mantener volando la dirección correcta sin necesidad de diferentes hélices de colores.  Una gran característica de este marco es las grandes lengüetas de montaje en la parte delantera y trasera de la placa principal marco inferior para las cámaras de montaje u otros accesorios. Esto nos muestra una gran manera de tomar video aérea o FPV volar sin el uso de los soportes de montaje adicionales.  Asamblea es un pedazo de pastel con todo el hardware necesario incluido. con mangas de bronce pre-roscado para todos los tornillos del marco, no hay cierres tuercas se requieren más. que utiliza un tamaño de perno para toda la construcción, por lo que el hardware muy fácil de mantener en orden y sólo requiere un tamaño de llave hexagonal para montar.

MOTORES BRUSHLESS

Un motor eléctrico sin escobillas o motor brushless es un motor eléctrico que no emplea escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor.

Los motores eléctricos solían tener un colector de delgas o un par de anillos rozantes. Estos sistemas, que producen rozamiento, disminuyen el rendimiento, desprenden calor y ruido, requieren mucho mantenimiento y pueden producir partículas de carbón que manchan el motor de un polvo que, además, puede ser conductor.

Los primeros motores sin escobillas fueron los motores de corriente alterna asíncronos. Hoy en día, gracias a la electrónica, se muestran muy ventajosos, ya que son más baratos de fabricar, pesan menos y requieren menos mantenimiento, pero su control era mucho más complejo. Esta complejidad prácticamente se ha eliminado con los controles electrónicos.

El inversor debe convertir la corriente alterna en corriente continua, y otra vez en alterna de otra frecuencia. Otras veces se puede alimentar directamente con corriente continua, eliminado el primer paso. Por este motivo, estos motores de corriente alterna se pueden usar en aplicaciones de corriente continua, con un rendimiento mucho mayor que un motor de corriente continua con escobillas. Algunas aplicaciones serían los coches y aviones con radiocontrol, que funcionan con pilas.

Otros motores sin escobillas, que sólo funcionan con corriente continua son los que se usan en pequeños aparatos eléctricos de baja potencia, como lectores de CD-ROM, ventiladores de ordenador, casetes, etc. Su mecanismo se basa en sustituir la conmutación (cambio de polaridad) mecánica por otra electrónica sin contacto. En este caso, la espira sólo es impulsada cuando el polo es el correcto, y cuando no lo es, el sistema electrónico corta el suministro de corriente. Para detectar la posición de la espira del rotor se utiliza la detección de un campo magnético. Este sistema electrónico, además, puede informar de la velocidad de giro, o si está parado, e incluso cortar la corriente si se detiene para que no se queme. Tienen la desventaja de que no giran al revés al cambiarles la polaridad (+ y -). Para hacer el cambio se deberían cruzar dos conductores del sistema electrónico.

Un sistema algo parecido, para evitar este rozamiento en los anillos, se usa en los alternadores. En este caso no se evita el uso de anillos rozantes, sino que se evita usar uno más robusto y que frenaría mucho el motor. Actualmente, los alternadores tienen el campo magnético inductor en el rotor, que induce el campo magnético al estátor, que a la vez es inducido. Como el campo magnético del inductor necesita mucha menos corriente que la que se va generar en el inducido, se necesitan unos anillos con un rozamiento menor. Esta configuración la usan desde pequeños alternadores de coche hasta los generadores de centrales con potencias del orden del megavatio.

ESC

El término ESC del inglés ( Electric Speed Control ) o Controlador de Velocidad Electrónico, es el encargado de suministrar la señal trifásica necesaria para que los motores Brushless (Sin escobillas) puedan girar.

Es decir, más concretamente el objetivo de este dispositivo es mantener las RPM del motor constante ante condiciones de carga.

Los motores Brushless a diferencia de los motores comunes o Brushed, son capaces de girar sin hacer uso de la conmutación mecánica mediante contacto. Ademas en su caso, es el bobinado o estator el que permanece estático y la base imantada o rotor la que gira alrededor de este. En la siguiente animación flash, podemos ver cómo funciona realmente este tipo de motores.

Para este proyecto, la idea es usar ESC ya fabricados y diseñados para este tipo de aplicaciones. Son los usados en aeromodelismo y vehículos RC.Estos poseen un microcontrolador encargado de mantener a unas determinadas RPM el motor y revisar continuamente que el giro del motor es el adecuado mediante la generación de la señal trifásica necesaria.El control de estos dispositivos se realiza mediante PWM (Modulación por ancho de pulsos) desde la unidad de control (en este caso Arduino).Esta modularización nos permitiría poder separar una tarea más o menos costosa de las tareas a realizar por la unidad de control, así si en un futuro se cambiara la plataforma sobre la que se basa la unidad de control, podríamos reutilizar estos dispositivos.

HELICES PROPULSORES 10x4.5E

Gracias al material de nylon utilizados en la construcción de estos propulsores ofrecen un mayor rendimiento y eficiencia que las hace perfectas para su proyecto multi-rotor. Estos apoyos 10x4.5 pulgadas son increíblemente rígido en comparación con otras hélices plásticas disponibles y están moldeados con precisión desde la fábrica para garantizar un equilibrio óptimo.

BATERÍA DE LIPO

Capaz de descarga continúa máxima de hasta 40c, colocando esta batería entre los más poderosos paquetes de baterías de LI-PO en su claseTipo de producto: recargable de polímero de litioParámetro de la batería: ZOP potencia 11.1 V 2200 MAH 40C enchufe XT60 batería

Capacidad de la batería: 2200 mAhVelocidad de descarga continua: 35CTamaño de la batería: 10.4*3.45*2.57 cm (l x W x h)Peso de la batería: 200g

¿Cómo saber cuánto dura y cuando nos proporciona?

Para saber el tiempo que dura una batería teóricamente, conocida su capacidad y su velocidad de descarga (y suponiendo que el consumo que le vamos a exigir es este valor máximo de descarga de forma continua); tenemos la siguiente relación que nos da una primera aproximación:

Tiempo (min) = Capacidad de la batería (Amp*min) / Velocidad de descarga (Amp)

Es decir, en el ejemplo anterior, tenemos una batería con capacidad de 5000mAh, es decir, dividiendo entre 1000 para pasar a Ah, tenemos capacidad de 5Ah. Estos 5Ah multiplicados por 60 minutos que tiene 1 hora, nos da 300A*min.

Por otra parte, la velocidad de descarga hemos dicho que es 10C, es decir, 10*5A que es igual a 50A.Luego el tiempo que nos dura la batería suministrando esta corriente de consumo máxima es:T= 300A*min/50A= 6minutos

Todo esto claro está, es una corriente máxima teórica que la batería es capaz de suministrar; luego está la corriente que realmente suministra la batería en cada momento en función de lo que solicitemos de ella, ya que la carga o el consumo no es constante todo el tiempo; y además sería inviable que la batería estuviera entregando de forma continua su corriente máxima en todo momento.

Por este motivo, el tiempo calculado con la expresión anterior siempre es menor que lo que realmente suele durar, y además, ese resultado no tiene en cuenta factores como por ejemplo que la batería no debe descargarse completamente por razones de seguridad y aparte existen pérdidas de potencia eléctrica “por el camino” por diferentes elementos del sistema.

Por lo tanto, para saber qué batería elegir, debemos ver primero qué carga tenemos (motor, etc…) y ver qué corriente va a necesitar durante su funcionamiento. El consumo máximo de la carga debe ser menor que la corriente máxima continua que es capaz de suministrar la batería; y aparte, deberíamos prever cierto margen de seguridad.

Por otra parte también está el tiempo que queremos que nos dure. Con el valor de la corriente anterior y el tiempo de duración estimado, podemos ver qué batería cumple ambos requisitos

MICROCONTROLADORES:

Existen los siguientes microcontroladores PIC ATML AVR.

MICROCONTROLADOR PIC

Un microcontrolador posee todos los componentes de un computador, pero con unas características fijas que no pueden alterarse. Las partes principales de un microcontrolador son:1. Procesador2. Memoria no volátil para contener el programa3. Memoria de lectura y escritura para guardar los datos4. Líneas de EIS para los controladores de periféricos:a) Comunicación paralelob) Comunicación seriec) Diversas puertas de comunicación (bus l2ºC, USB, etc.)5. Recursos auxiliares:a) Circuito de relojb) Temporizadoresc) Perro Guardíán («watchdog»)d) Conversores AD y DAe) Comparadores analógicosf) Protección ante fallos de la alimentacióng) Estado de reposo o de bajo consumo

Arduino

En este caso usaremos un Arduino

Arduino es una plataforma de prototipos electrónica de código abierto (open-source) basada en hardware y software flexibles y fáciles de usar. Está pensado para artistas, diseñadores, como hobby y para cualquiera interesado en crear objetos o entornos interactivos.Arduino puede sentirel entorno mediante la recepción de entradas desde una variedad de sensores y puede afectar a su alrededor mediante el control de luces, motores y otros

artefactos. El microcontrolador de la placa se programa usando el Arduino Programming Language(basado en Wiring) y el Arduino Development Environment(basado en Processing). Los proyectos de Arduino pueden ser autonomos o se pueden comunicar con software en ejecución en un ordenador (por ejemplo con Flash, Processing, MaxMSP, etc.).Las placas se pueden ensamblar a mano o encargarlas preensambladas; el software se puede descargar gratuitamente. Los diseños de referencia del hardware (archivos CAD) están disponibles bajo licencia open-source, por lo que eres libre de adaptarlas a tus necesidades.Arduino recibió una mención honoríca en la sección Digital Communities del Ars Electronica Prix en 2006.

¿Por qué Arduino?

Hay muchos otros microcontroladores y plataformas microcontroladoras disponibles para computación física. Parallax Basic Stamp, Netmedia’s BX-24, Phidgets, MIT’s Handyboard, y muchas otras ofertas de funcionalidad similar. Todas estas herramientas toman los desordenados detalles de la programación de microcontrolador y la encierran en un paquete fácil de usar. Arduino también simplificael proceso de trabajo con microcontroladores, pero ofrece algunas ventajas para profesores, estudiantes y aaficionados interesados sobre otros sistemas:

Barato: Las placas Arduino son relativamente baratas comparadas con otras plataformas microcontroladoras. La versión menos cara del modulo Arduino puede ser ensamblada a mano, e incluso los módulos de Arduino preensamblados cuestan menos de 50$.

Multiplataforma: El software de Arduino se ejecuta en sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y GNU/Linux. La mayoría de los sistemas microcontroladores están limitados a Windows.

Entorno de programación simple y claro: El entorno de programación de Arduino es fácil de usar para principiantes, pero sucientemente flexible para que usuarios avanzados puedan aprovecharlo también. Para profesores, está convenientemente basado en el entorno de programación Processing, de manera que estudiantes aprendiendo a programar en ese entorno estarán familiarizados con el aspecto y la imagen de Arduino.

Código abierto y software extensible: El software Arduino está publicado como herramientas de código abierto, disponible para extensión por programadores experimentados. El lenguaje puede ser expandido mediante librerias C++, y la gente que quiera entender los detalles técnicos pueden hacer el salto desde Arduino a la programación en lenguaje AVR C en el cual está basado. De forma similar, puedes añadir código AVR-C directamente en tus programas Arduino si quieres.

Código abierto y hardware extensible: El Arduino está basado en microcontroladores ATMEGA8 y ATMEGA168 de Atmel. Los planos para los módulos están publicados bajo licencia Creative Commons, por lo que diseñadores experimentados de circuitos pueden hacer su propia versión del módulo, extendiéndolo y mejorándolo. Incluso usuarios relativamente inexpertos pueden

construir la versión de la placa del módulo para entender como funciona y ahorrar dinero.

TIPOS DE ARDUINOS:

Arduino UNO

Este es el nuevo Arduino Uno R3 utiliza el microcontrolador ATmega328. En adición a todas las características de las tarjetas anteriores, el Arduino Uno utiliza el ATmega16U2 para el manejo de USB en lugar del 8U2 (o del FTDI encontrado en generaciones previas). Esto permite ratios de transferencia más rápidos y más memoria. No se necesitan drivers para Linux o Mac (el archivo inf para Windows es necesario y está incluido en el IDE de Arduino).

La tarjeta Arduino Uno R3 incluso añade pins SDA y SCL cercanos al AREF. Es más, hay dos nuevos pines cerca del pin RESET. Uno es el IOREF, que permite a los shields adaptarse al voltaje brindado por la tarjeta. El otro pin no se encuentra conectado y está reservado para propósitos futuros. La tarjeta trabaja con todos los shields existentes y podrá adaptarse con los nuevos shields utilizando esos pines adicionales.

El Arduino es una plataforma computacional física open-source basada en una simple tarjeta de I/O y un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje Processing/Wiring. El Arduino Uno R3 puede ser utilizado para desarrollar objetos interactivos o puede ser conectado a software de tu computadora (por

ejemplo, Flash, Processing, MaxMSP). El IDE open-source puede ser descargado gratuitamente (actualmente para Mac OS X, Windows y Linux).

Nota: Esta plataforma requiere la carpeta de drivers Arduino 1.0 para poder instalarlo de forma apropiada en algunos computadores. Hemos testeado y confirmado que el Arduino Uno R3 puede ser programado en versiones anteriores del IDE. Sin embargo, la primera vez que uses el Arduino en una nueva computadora deberás tener el Arduino 1.0 instalado en la máquina. Si estás interesado en leer más acerca de los cambios en el IDE, revisa las notas oficiales de Arduino 1.0.

Características:

Microcontrolador ATmega328. Voltaje de entrada 7-12V. 14 pines digitales de I/O (6 salidas PWM). 6 entradas análogas. 32k de memoria Flash. Reloj de 16MHz de velocidad.

Los pines de alimentación son como sigue:

• VIN. El voltaje de entrada de la placa Arduino cuando se trata de utilizar una fuente de alimentación externa (comooposición a 5 voltios de la conexión USB u otra fuente de alimentación regulada). Tu si puedes tensión de alimentación a través de este pin, o, si el suministro de tensión a través de la toma de alimentación, acceso a él a través de este pin.• 5V. La fuente de alimentación regulada utiliza para alimentar el microcontrolador y otros componentes en el tablero. Esto puede venir de VIN a través de un regulador de a bordo, o ser suministrado por USB u otra fuente de 5V regulada.• 3V3. Un suministro de 3,3 voltios generada por el regulador de a bordo. Sorteo de corriente máxima es de 50mA.•GND. Pines de tierra.

RASPBERRY PI 2

¿Qué es una Raspberry Pi 2? ¿Es un ordenador, un Arduino que ha tomado esteroides o un gadget de moda inútil?

La mejor definición de la Raspberry creo que sería la de ordenador de placa única, ya que tiene casi todos los componentes de un PC en una única placa eléctrónica, a falta de la memoria o disco duro.

microUSB: Es el sistema de alimentación de la Raspberry, con un cargador dé móvil microUSB común podemos darle corriente. Es recomendable que sea de al menos 2A para un funcionamiento estable.

GPIO: Estos puertos son una de las cosas que diferencia a la Raspberry de un PC clásico. Mediante estas entradas y salidas de propósito general podremos hacer que nuestra Rasp interactue con el exterior abriendo y cerrando contactos, encendiendo LEDs, conociendo el estado de un interruptor, etc. Seguro que algunos Nergizos ya os habréis dado cuenta de por donde van los tiros. Son un total de 40 puertos de los cuales 26 se pueden usar como entradas/salidas.

USB: La versión 2 B cuenta con 4 puertos USB para lo que lo necesitemos, en mi caso los he usado para un adaptador WIFI y un teclado/ratón inalámbrico, quedando dos libres para discos duros externos, memorias USB, etc…

microSD: En la cara trasera de la Raspberry debemos insertar una tarjeta microSD donde se guardará el sistema operativo. Nuestros archivos también podemos guardarlos aquí o en una memoria USB (o disco duro) externos. Es recomendable una microSD de al menos 4GB y clase 10.

HDMI: A través de un cable HDMI podemos conectar la Raspberry a la TV u otro monitor para poder interactuar con ella, aunque realmente no es 100% necesario ya que, como veremos más adelante, podemos acceder a ella en remoto desde otro PC, smartphone, etc.

Audio 3,5mm: Por si queremos conectar unos cascos, altavoces u otro tipo de dispositivo de audio.

Ethernet: Para dotar a la Raspberry de conexión a internet podemos usar este puerto o un USB WIFI como he hecho yo.

Display DSI: Existen pequeñas pantallas táctiles con conector de este tipo que podemos acoplar a la Raspberry y hacernos una pseudo-tablet

¿QUÉ SISTEMA OPERATIVO PUEDO USAR EN LA RASPBERRY?

La Raspberry Pi 2 B admite varios sistemas operativos, algunos consolidados y otros en fase beta como puede ser Android o Windows 10. Muchos de los sistemas operativos disponibles están basados en linux, pero, aunque ya he oído un “bufff…” por ahí, hay que decir que a día de hoy no es justo relacionar linux con una pantalla negra y un Fulgencio encorvado tecleado códigos  y comiendo Doritos. Existen muchos escritorios Linux para todos los públicos, no solo para Raspberry si no también para PCs de sobremesa

Raspbian: Es un Debian Linux adaptado para la Raspberry, es el más versatil y el que nos permite instalar y modificar más cosas. Es el que he usado para esta primera toma de contacto con la Rasp y no tiene porqué asustar a los que solo conocen Windows En él encontraremos nuestra tan conocido menú de inicio, papelera y demás cosas a las que solemos estar acostumbrados. En la siguiente imagen podemos ver Raspbian funcionando en la Raspberry Pi 2

MPU 6050

El  MPU-6050 es un sensor de movimiento que posee un acelerómetro y un giroscopio en los 3 ejes (x,y,z) con una alta precisión. Posee ADC internos de 16Bit y se maneja por I2C desde cualquier microcontrolador como Arduino. Dentro de una de las ventajas que cabe mencionar, El MPU-6050 posee conversores analógicos digitales por cada uno de los ejes de cada uno de los sensores para obtener los valores en simultaneo con un rango de hasta 2000°/s para el giroscopio y hasta +-16g para el acelerómetro.

 Características Técnicas:

Giroscopio:• Digital-output X-, Y-, and Z-Axis angular rate sensors (gyroscopes) with a user-programmable full-scale range of ±250, ±500, ±1000, and ±2000°/sec• External sync signal connected to the FSYNC pin supports image, video and GPS synchronization• Integrated 16-bit ADCs enable simultaneous sampling of gyros• Enhanced bias and sensitivity temperature stability reduces the need for user calibration• Improved low-frequency noise performance• Digitally-programmable low-pass filter• Gyroscope operating current: 5mA• Standby current: 5μA• Factory calibrated sensitivity scale factor

Accelerometro:• Digital-output triple-axis accelerometer with a programmable full scale range of ±2g, ±4g, ±8g and ±16g• Integrated 16-bit ADCs enable simultaneous sampling of accelerometers while requiring no external multiplexer• Accelerometer normal operating current: 500μA• Low power accelerometer mode current: 10μA at 1.25Hz, 20μA at 5Hz, 60μA at 20Hz, 110μA at 40Hz• Orientation detection and signaling• Tap detection• User-programmable interrupts

• Free-fall interrupt• High-G interrupt• Zero Motion/Motion interrupt• User self-test

COMPAS

Este Compas o Brujula digital de Adafruit esta basado en el popular HMC5883L y esta adaptado para funcionar tanto a 3.3V como a 5V y usa I2C para la comunicacion.

Un magnetometro detecta de donde proviene la mayor fuerza electromagnetica, este efecto se utiliza por lo regular para situar el norte magnetico.

Quadcopter photos

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