A medida que los drones continúan conquistando el mundo, es posible que en algún momento te hayas preguntado cómo se fabrican estas máquinas voladoras en miniatura. No hace falta ser un genio para saber que los drones están diseñados por ingenieros, pero la verdadera pregunta es sobre el tipo de ingenieros que fabrican drones.
Los ingenieros involucrados en la fabricación de drones incluyen ingenieros mecánicos, aeronáuticos, de software, de controles, informáticos y eléctricos. Los drones incluyen tecnologías avanzadas y su producción abarca varias disciplinas de ingeniería.
Es fácil pensar que los drones son fabricados por ingenieros en una sola disciplina. Pero cuando piensas en los diversos sistemas interconectados de drones que trabajan juntos para comunicarse y funcionar según lo diseñado, entonces comienzas a ver la complejidad involucrada en la fabricación de drones.
En este artículo, analizaré los diversos tipos de ingeniería involucrados en el diseño y la fabricación de drones. Muchos tipos de ingenieros son cruciales para la producción de estas máquinas voladoras de las que el mundo no se cansa.
Ingenieros Mecánicos
Los ingenieros mecánicos juegan un papel crucial en la fabricación de drones ya que este campo es básico para abordar el diseño, construcción y uso de drones. Un ingeniero mecánico de drones necesita una comprensión profunda de los principios de la física y debe comprender conceptos como la dinámica de vuelo, la propulsión y los métodos de producción.
Son los ingenieros mecánicos quienes construyen y prueban los diversos sistemas y subsistemas de los drones. Los ingenieros mecánicos diseñan el prototipo de los drones y desempeñan un papel fundamental en la comercialización del prototipo.
Antes de que un prototipo pueda salir al mercado, debe haber pasado por varias rondas de prueba y actualizaciones relevantes para asegurarse de que el modelo sea súper confiable y capaz de brindar una experiencia satisfactoria para los usuarios. Ese es el trabajo exigente y divertido que hacen los ingenieros mecánicos para brindarle drones confiables.
Dado que existen muchas regulaciones sobre el diseño de drones, es trabajo de los ingenieros mecánicos incorporar estas pautas en el diseño de sus drones. Además, deben tener una amplia comprensión de los materiales y cómo estos materiales se comportan en diferentes entornos.
El objetivo de los ingenieros mecánicos al diseñar drones es crear un producto cuya geometría brinde la máxima resistencia sin dejar de ser liviano para la eficiencia. Esto ha llevado a que el diseño de cuadricóptero sea el más popular del mercado porque es el diseño de dron más simple y robusto desde el punto de vista mecánico.
Ingenieros Eléctricos
Como ya sabrá, la ingeniería eléctrica tiene que ver con todo lo relacionado con la electricidad, la electrónica y el electromagnetismo. El campo abarca energía, telecomunicaciones, sistemas de control y procesamiento de señales, todos los cuales se utilizan en el diseño de drones. Y son los ingenieros eléctricos los que aportan este conocimiento cuando se diseñan y fabrican drones.
Los ingenieros eléctricos también utilizan su experiencia para desarrollar nuevos componentes eléctricos, resolver problemas de los existentes o probar equipos.
Los drones de consumo funcionan con electricidad. Sin electricidad, sus drones no pueden despegar, y los avances en el campo de la ingeniería eléctrica son una de las principales razones por las que tenemos drones en la actualidad.
Hasta hace poco, los motores eléctricos y las baterías no eran capaces de levantar su propio peso. En el pasado, los aficionados usaban pequeños motores de gasolina para propulsar aviones RC. La aparición de las baterías de polímero de litio ha supuesto que los drones puedan disponer de una fuente de alimentación fiable gracias a la potencia y densidad de este tipo de batería.
El trabajo de los ingenieros eléctricos también se hace patente en los motores de los drones, un componente esencial para el vuelo. La mayoría de los drones ahora usan motores sin escobillas en lugar de motores con escobillas convencionales. Los motores con escobillas están diseñados para usar almohadillas metálicas físicas para moverse o deslizarse a lo largo del eje del motor, lo que es menos eficiente.
Los motores sin escobillas son más eficientes que los motores con escobillas, ya que no usan almohadillas metálicas físicas para deslizarse a lo largo del eje del motor. En su lugar, giran activando selectivamente bobinas compensadas. Pueden tener una eficiencia de hasta el 90 %, en contraste con la eficiencia típica del 80 % de los motores con escobillas.
Los ingenieros eléctricos también trabajan en el aspecto de control de los drones, ya que están involucrados en los sistemas de control y el procesamiento de señales de los drones.
Ingenieros informáticos
Los drones son, en cierto modo, computadoras voladoras y, por lo tanto, requieren la experiencia de ingenieros informáticos en diseño y fabricación. Los componentes como microcontroladores, sensores y transistores de potencia están incorporados en el dron y son esenciales para el rendimiento, y están diseñados por ingenieros informáticos.
Con todos los componentes anteriores y la experiencia de un ingeniero informático, todos los componentes de los drones pueden comunicarse entre sí y procesar los algoritmos de control, creando un dron que se puede controlar a través de un control remoto.
El usuario le da órdenes al dron para llegar al microcontrolador instalado a través de un receptor de radio. Luego, los comandos se procesan y las señales de salida se envían a los motores para ejecutarlos.
Ingenieros de Control
¿Alguna vez has usado un dron con modo deportivo? El modo Deportes ofrece mucha diversión y adrenalina, ya que puedes volar rápido, con precisión y realizar acrobacias y maniobras locas. ¿Y cómo es esto posible? Es porque el dron es capaz de dar respuestas suaves y rápidas mientras lo controlas. Este nivel de precisión y velocidad no sería posible sin los esfuerzos de los ingenieros de control involucrados en la fabricación de drones.
Un ingeniero de controles necesita una comprensión astuta de la dinámica del sistema para poder crear algoritmos que incorporen los comandos del usuario y poder procesarlos y reprocesarlos mientras ajustan la salida.
Los drones serían casi imposibles de volar sin un sistema de control mejorado por computadora. Si bien los drones suelen estar equipados con varios sensores, los sensores más importantes cuando se trata de la función de control son el giroscopio y el acelerómetro. Juntos, estos sensores se conocen como IMU. La IMU reconoce con precisión el movimiento de los drones y es debido a este reconocimiento que los drones pueden flotar en el aire y realizar diferentes maniobras.
Ingeniero de software
Los drones están incompletos sin software, lo que básicamente significa las instrucciones que les dicen qué hacer. La razón por la que puede ingresar comandos y hacer que el dron haga lo que desea es debido al software que instruye al sistema informático del dron sobre cómo actuar.
Los ingenieros de software tienen un vasto conocimiento de los sistemas operativos de computadoras, lenguajes de programación y desarrollo de software. Estos ingenieros trabajan con los demás ingenieros a lo largo del diseño y la fabricación de drones y encuentran soluciones creativas para satisfacer las necesidades de los usuarios.
Ingenieros Aeronáuticos
Los ingenieros aeronáuticos diseñan y fabrican drones, aviones, helicópteros y cualquier cosa capaz de volar. Se necesita la experiencia de un ingeniero aeronáutico durante el diseño y desarrollo de drones porque ha sido capacitado para diseñar, construir, analizar y probar máquinas capaces de volar, incluidos los drones.
Los ingenieros aeronáuticos pueden asesorar sobre la forma y el diseño óptimos del cuerpo para lograr el vuelo más eficiente posible. Ellos son los que se aseguran de que el dron pueda permanecer en el aire y realizar el tipo de maniobras deseadas.