¿Cómo funcionan los drones (y qué es la tecnología de drones)?

Si acaba de comprar su primer dron o lo ha estado usando durante algún tiempo pero no sabe cómo funcionan realmente y tiene curiosidad por saber más, ha venido al lugar correcto.

Los controladores, joysticks y aplicaciones hacen que volar un dron sea tan fácil como jugar un videojuego. Pero dentro del dron, hay piezas pequeñas que funcionan juntas para garantizar que el dron pueda volar. Entonces, ¿cómo funcionan los drones?

Las partes más importantes de un dron son el sistema operativo y el controlador de vuelo. Las baterías alimentan los rotores haciendo que giren las hélices y generen sustentación. El controlador de vuelo utiliza los datos recopilados por acelerómetros, barómetros, magnetómetros, giroscopios y el controlador para permanecer en el aire.

Otras características importantes que mejoran el funcionamiento de un dron incluyen GPS, detección de obstáculos y prevención de colisiones, cámaras y software.

Siga leyendo para descubrir cómo funcionan todos los componentes de un dron y cómo contribuyen al vuelo de un dron.

Cómo vuelan los drones (tecnología de propulsión de drones UAV)

Mucho entra en el dron generando elevación hacia arriba y realizando varios movimientos. Y en esta sección, discutiremos cómo funciona todo eso. Pero antes de eso, enumeremos primero todos los componentes que juegan un papel en la propulsión de un dron:

• Motor
• Campana de motor
• Estator del motor
• Hélices
• Controlador de vuelo
• Cojinetes
• Devanados

Además, antes de discutir cómo funciona cada una de estas partes, definamos algunos movimientos comunes de drones:

• Guiñada – Esto es cuando la sección frontal del dron gira en sentido horario o antihorario.
• Presentación – Esta es la inclinación que asume el dron según la dirección en la que se mueve. Para acelerar hacia adelante, los drones bajan la sección delantera y levantan la trasera. Para dar marcha atrás, levantan la parte delantera y bajan la parte trasera.
• Rodar – Este es el movimiento en el que un dron se mueve hacia la izquierda o hacia la derecha.

Explicaré el papel de las hélices y los motores en cada uno de estos movimientos más adelante en el artículo.

Motores de drones

Esta es una de las partes más cruciales del sistema de propulsión. Las baterías alimentan los motores, lo que hace que giren a altas velocidades. Como resultado, los motores giran las hélices, creando sustentación. Bastante fácil, ¿verdad? Realmente no.

Hay dos tipos principales de motores; motores sin escobillas y con escobillas. Los motores sin escobillas son los más utilizados porque son eficientes, duraderos y pueden girar a velocidades muy altas.

Entonces, ¿cuál es la diferencia entre motores con escobillas y sin escobillas? Todo se reduce a cómo funcionan. Pero antes de explicar las diferencias, definamos las partes principales que las diferencian.

• Estator – Un estator es la sección de un motor que tiene devanados. Es la parte que proporciona un campo magnético, que luego inicia la rotación en el rotor. Para crear un campo magnético, los estatores tienen bobinados de alambre de cobre que se convierten en imanes cada vez que pasa una corriente a través de ellos. En la mayoría de los casos, el estator está estacionario.
• Rotor: El rotor es la parte que gira, provocando una rotación en el eje, que luego provoca una rotación de las hélices.
• Espacio de aire: Esta es la distancia entre el rotor y el estator. Cuanto más grande sea, menos efectivos serán los motores.
• Campana de motor: Esta es la parte que hace que las hélices giren en sentido horario o antihorario.

Tanto los motores con escobillas como los sin escobillas tienen un estator y un rotor. Pero en los motores con escobillas, el estator proporciona constantemente un campo magnético permanente. Los estatores rodean un rotor, que tendrá polaridad opuesta, y se producirá una rotación en el rotor cuando las escobillas del conmutador interactúen con una fuente de alimentación.

El contacto de estas escobillas con la fuente de alimentación hace que los motores de escobillas sean ineficaces ya que se desgastan más rápido y el calor producido acelera el desgaste del dron.

Por otro lado, los motores sin escobillas carecen de escobillas. En cambio, el estator se enciende y se apaga, proporcionando un campo magnético cuando es necesario. La atracción y la repulsión entre el estator y el rotor son las que provocan la rotación. Y dado que no hay contacto, como ocurre con las escobillas en los motores con escobillas, no se genera calor y el desgaste es mínimo.

Cojinetes para motores de drones

Los cojinetes a menudo se pasan por alto y es posible que no sepa que existen a menos que verifique los motores. Aún así, son muy útiles para minimizar el espacio de aire mencionado anteriormente y mantener los rotores en su lugar mientras giran.

De hecho, si sus motores fallan, lo más probable es que los cojinetes sean el problema. Cuando se trata de rodamientos, hay rodamientos blindados y sin blindaje. Los cojinetes blindados funcionan mejor para los motores de drones, ya que los motores giran a altas velocidades y generan temperaturas muy altas que podrían destruir los cojinetes.

Hélices de drones

Las hélices tienen que girar en diferentes direcciones para generar sustentación y mantener el dron en el aire. En cada par de hélices, una gira en el sentido de las agujas del reloj (CW) y la otra gira en el sentido contrario a las agujas del reloj (CCW).

A medida que giran, crean una zona de baja presión. El aire se mueve de regiones de baja presión a regiones de alta presión. Así es como el dron puede moverse hacia arriba, hacia abajo, hacia adelante o hacia atrás dependiendo de cómo sean las velocidades a las que giran las hélices.

Además, la cantidad de empuje generado debe equilibrar el peso del dron, lo que hace que se desprenda por los aires.

Número de hélices

La mayoría de los drones tienen 4 hélices y se conocen como cuadricópteros. Esto no sucedió por casualidad o como una forma de darles a los drones su aspecto característico. Hay una razón detrás de esto. Para explicarlo mejor, comencemos asumiendo que un dron tiene una hélice.

Tal dron generaría suficiente sustentación para impulsarlo en el aire, pero será muy difícil controlarlo ya que no tiene forma de moverse hacia adelante o hacia atrás. Además, el dron girará continuamente en la dirección opuesta. Esto es en realidad de acuerdo con la 3 Ley de Movimiento de Newton; cuando dos objetos interactúan y están en movimiento, se afectarán mutuamente en direcciones opuestas.

Tener un dron con dos hélices también sería una opción. Y, de hecho, ayudaría a ahorrar energía de la batería. Además, cuando haces que las hélices giren en diferentes direcciones, cancelas el par exhibido por el dron de un solo rotor. Sin embargo, todavía es difícil controlar un dron de este tipo ya que no es estable.

A diferencia del dron de 2 hélices, un dron de 3 hélices no es una opción ya que deshace todo lo que resuelve el dron de 2 hélices.

Y esto nos deja con solo cuatro hélices o más. Los cuadricópteros tienen el equilibrio perfecto para permitir que los drones floten, avancen a gran velocidad y realicen maniobras sin chocar. Lo que sucede es que todos los motores se anulan entre sí, manteniendo la estabilidad y evitando giros no deseados.

Más hélices crean más estabilidad, pero también generan más consumo de batería. Por lo tanto, 4 hélices es el número ideal.

Movimiento direccional

Para flotar, todos los motores reciben la misma potencia y giran a la misma velocidad.

Para avanzar, las hélices delanteras disminuyen la velocidad, mientras que las traseras aumentan su velocidad. Esto hace que el dron se incline hacia adelante bajando la parte delantera.

Para guiñar, los motores en un patrón diagonal disminuirán la velocidad, lo que permitirá que el dron gire sobre un eje hacia la izquierda o hacia la derecha.

Para rodar, los rotores de la izquierda o la derecha se ralentizan dependiendo de la dirección en la que desee rodar.

Cómo funcionan los controladores de vuelo (transmisor, receptor y aplicaciones para teléfonos inteligentes)

Ahora, todas las maniobras explicadas anteriormente están integradas en el dron, pero hay otra pieza del rompecabezas; los controladores de vuelo. ¿Te imaginas tener que controlar manualmente las velocidades de varios rotores solo para girar el dron a la derecha o a la izquierda?

Y es por eso que los drones necesitan un controlador de vuelo, un dispositivo que recopila datos de varios sensores y utiliza estos datos para controlar el movimiento del dron. El controlador de vuelo es una combinación de hardware y firmware que contiene algoritmos que le permiten dar sentido a todos los datos que recibe de los sensores y los controladores.

A través de un proceso llamado fusión de sensores, el controlador de vuelo recopila todos los datos y los utiliza para tomar decisiones en tiempo real. Un buen ejemplo de algoritmos es el filtro de Kalman que permite al controlador usar datos pasados ​​y presentes para tomar decisiones precisas.

Cómo funciona todo

Como se mencionó anteriormente, los drones aceleran, giran, se ahogan lentamente o ruedan cambiando la velocidad de los motores. Entonces, una vez que el controlador de vuelo recopila datos de los sensores, los envía al controlador electrónico de velocidad (ESC), que luego los interpreta aumentando o reduciendo el voltaje según la acción que desee realizar.

Por ejemplo, si desea acelerar hacia adelante, el ESC reducirá el voltaje de los rotores delanteros para reducir la velocidad y aumentará el voltaje de las hélices traseras.

El controlador de vuelo también recibe información de los controladores remotos. Todo lo que necesita hacer es empujar los joysticks hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda o hacia la derecha, y el control remoto enviará estos comandos a través de una señal de radio al dron. Por otro lado, el dron dispone de un receptor que recibe estas señales, las interpreta y da la orden al dron.

Si su dron se controla a través de un teléfono inteligente, el dron y el dispositivo generalmente se comunican a través de Wi-Fi. La mayoría de los drones tienen sus propias aplicaciones de drones que, cuando las instala en su teléfono inteligente, le permiten controlar fácilmente el dron con o sin el control remoto. Pero el rango puede ser limitado en comparación con el uso del controlador.

Rango de funcionamiento

Hablando de alcance (la distancia más lejana que un dron puede viajar desde un controlador), puede variar desde unos pocos pies hasta varias millas dependiendo del dron que estés usando y la fuerza de la conexión. Para los drones de juguete, por lo general son unos pocos pies, pero para los drones de consumidores y prosumidores como los drones DJI, puede llegar a 5 millas.

DJI se ha hecho un nombre en el mundo de los drones de consumo al construir OcuSync, un sistema de comunicación avanzado que les permite tener un largo alcance operativo.

Para algunos drones, también puede comprar extensores de rango para permitir que el dron opere más allá de lo estipulado inicialmente. Sin embargo, también debes prestar atención a las normas ya que, a menos que estés autorizado, siempre debes volar tu dron dentro de la línea de visión.

Cómo funcionan los sensores (El sistema IMU)

Ahora hablemos de los diversos sensores que encontrarás en un dron. Pero antes de hacerlo, es importante reconocer que un dron no puede volar de manera efectiva sin sensores. Estos dispositivos son tan pequeños como el tamaño de una hormiga, pero son minicomputadoras que ayudan a medir el entorno y envían datos precisos al controlador de vuelo, lo que contribuye en gran medida a estabilizar el vuelo de un dron. Cuantos más sensores tenga un dron, más tendrá en cuenta los errores o las fuerzas que actúan sobre el dron mientras vuela. Veamos cada uno de ellos.

Acelerómetros

También conocidos como MEMS (sistemas mecánicos microeléctricos), los acelerómetros utilizan tecnología capacitiva y piezoeléctrica para detectar la aceleración lineal debida a la gravedad. . En la tecnología capacitiva, los condensadores se colocan en un patrón paralelo. Cualquier cambio en las fuerzas de aceleración afecta la distancia entre estos capacitores, afectando su capacitancia y enviando las señales al controlador de vuelo.

Por otro lado, el piezoeléctrico mide la orientación utilizando cristales microscópicos compactados como resultado de la aceleración. Un cambio en las fuerzas de aceleración afecta la presión, lo que cambia el peso y la resistencia de estos cristales. Los acelerómetros se colocan en un patrón de 3 ejes para que puedan detectar el movimiento y la orientación de un dron en todas las direcciones.

Giroscopios

Los giroscopios son otra característica vital que ayuda a estabilizar un dron. Consisten en una rueda que gira sobre un eje. Esta rueda gira de tal forma que, aunque el dron se incline, seguirá manteniendo el equilibrio.

Los drones enfrentan una amplia gama de fuerzas en el aire, incluido el viento y la gravedad. Como resultado, puede resultar muy difícil controlar el dron, especialmente cuando hay grandes ráfagas de viento. Los giroscopios están diseñados para detectar todas estas fuerzas y compensarlas, por lo que el dron no parecerá afectado.

Por supuesto, se aplicarán otros factores como la fuerza del viento y el peso del dron. Pero en su mayor parte, los drones parecerán estables con vientos moderados. Los giroscopios también convierten estos movimientos en señales y las envían al ESC.

Es posible que haya oído hablar de los giroscopios de 3 ejes y los giroscopios de 6 ejes. Un dron solo necesita los giroscopios de 3 ejes, pero la mayoría de los fabricantes de drones mencionarán un giroscopio de 6 ejes porque tienen en cuenta tanto los giroscopios como los acelerómetros.

Magnetómetros

Los magnetómetros miden el flujo magnético a lo largo de los ejes de cabeceo, guiñada y balanceo, lo que ayuda a detectar la orientación del dron en relación con el Polo Norte magnético . Al volar en áreas con mucha interferencia electromagnética o cualquier otro tipo de interferencia, los magnetómetros ayudan a recopilar estos datos y enviarlos al controlador de vuelo.

Sensores barométricos

También conocidos como sensores de presión, los barómetros miden la presión atmosférica para ayudar a determinar la altitud del dron. . Si ha encontrado una función conocida como retención de altitud en la mayoría de los drones a la venta, entonces este es uno de los sensores que hacen posible esta función. A veces, los sensores barométricos funcionan junto con los sensores GPS para determinar la altitud de un dron y mantenerla.

Sensores de distancia

Estos sensores usan láseres, Lidar u ondas ultrasónicas para medir la distancia por delante de un dron y detectar cualquier obstáculo.

Luces LED de dron

Todos los drones vienen con luces LED. Y aunque pueden verse como decoraciones, estas luces LED tienen un propósito. En la mayoría de los casos, se utilizan para informarte del estado del dron. Hemos cubierto mucho sobre las luces LED de drones en esta publicación, pero a continuación se encuentran las principales y lo que significan.

• Rojo podría significar niveles bajos de batería, IMU u otros errores del sistema, modo RTH o modo de agilidad.
• Verde también es un color común que a menudo muestra que los niveles de batería son adecuados para despegar o para indicar que el GPS se ha conectado a suficientes satélites.
• Blanco – Los LED de color blanco pueden indicar una mala conexión GPS o la falta de ella, o que el transmisor está apagado.
• Azul – El azul puede significar modo ciego o modo de estabilidad.
• Naranja/Amarillo – Estos colores pueden significar una conexión de GPS deficiente o una mala calibración de la brújula que debe corregirse.
• Púrpura – Este color se usa para mostrar que los modos Volver a inicio o Sígueme están funcionando. Pero si parpadea, puede significar que hay un problema con estos modos. También se usa para indicar el Modo AP en algunos drones.

A continuación se muestra otro tipo de luces LED.

• Luces anticolisión: A veces denominadas luces de navegación, estas son las luces que hacen que su dron sea visible desde lejos, lo que ayuda al operador a evitar que se estrelle contra otros drones u otros objetos. De acuerdo con las regulaciones de la FAA, incluidas las recientes regulaciones de identificación remota, debe tener estas luces si desea volar de noche. Pueden ser azules, rojos, blancos, intermitentes o no intermitentes, según el modelo de dron.

Nota :Diferentes colores pueden significar diferentes cosas dependiendo del dron que estés usando. Por eso es importante consultar siempre su manual específico para conocer las pautas.

GPS

Por supuesto, está familiarizado con el GPS de su teléfono o automóvil que lo ayuda a navegar, pero los drones también lo tienen. La instalación de GPS en los drones es una de las razones por las que los drones pueden realizar la recopilación de datos basados ​​en la ubicación, como topografía e imágenes aéreas. Entonces, ¿cómo funciona?

Para que el GPS funcione, es necesario que haya un módulo GPS o un chip colocado en el dron y los satélites que orbitan alrededor de la tierra. Actualmente, al menos 32 satélites GPS orbitan la tierra, también conocidos como GLONASS (Global Navigation Satellite System). GLONASS es un sistema satelital con sede en Rusia diseñado para aplicaciones de posicionamiento por parte de militares y civiles.

Sin embargo, solo alrededor de 24 estarán funcionando en un momento dado. Ahora, un dron no tiene que conectarse a los 24 satélites. Necesitan conectarse al menos a 8, pero cuantos más satélites pueda conectarse el módulo, mejor. El módulo se comunica con estos satélites para calcular su posición.

En las aplicaciones de drones, hay barras que muestran la fuerza de una conexión GPS. Y como se mencionó anteriormente, incluso hay luces LED que lo alertarán de cualquier problema con el GPS. Si su dron no tiene acceso a suficientes satélites, es posible que no despegue. Algunas de las razones por las que puede tener una conexión de GPS deficiente incluyen la nubosidad, los árboles altos, los edificios altos o las montañas.

Ahora que sabe cómo funciona el GPS, a continuación se muestran algunas de las formas en que ayuda al funcionamiento del dron.

Retención de altitud

Como se mencionó anteriormente, los sensores GPS y barométricos pueden ayudar a mantener la altitud del dron . Algunos drones vienen con un límite de altitud, y la FAA también requiere que los drones mantengan una altitud de menos de 400 pies. Siendo este el caso, el GPS puede ayudar a detectar y limitar un dron a cierta altitud.

Pasar el cursor

También conocido como retención de posición, aquí es donde un dron despega y permanece en la misma ubicación y altitud hasta que comienzas a darle instrucciones. Esto hace que sea muy fácil incluso para los principiantes volar un dron.

Cuando no esté seguro de los controles, el dron no se moverá, puede desviarse un poco, especialmente cuando hay viento, pero siempre lo corregirá.

Regreso a casa

Esta es otra característica bastante necesaria, especialmente en emergencias como bajos niveles de batería. Return to home permite que el dron regrese al punto de despegue, y la mejor manera de hacerlo es tener las coordenadas de esa ubicación.

Por eso es importante calibrar el GPS correctamente y permitir que bloquee el lugar de despegue. Cuando haya hecho esto, una vez que inicie la función RTH, no perderá el dron en el camino.

Algunos drones iniciarán automáticamente el RTH si pierden la conexión, tienen poca batería o experimentan interferencias.

Vuelo autónomo (Waypoints)

Un dron ahora puede volar en piloto automático gracias al GPS. ¿Cómo? Todo lo que tienes que hacer es asignar waypoints, que son coordenadas por las que el dron puede volar. Si lo está utilizando para filmar, mapear o medir, puede concentrarse en producir imágenes de alta calidad mientras el dron vuela por sí solo.

Detección de radares

Al igual que los aviones o los barcos, los drones pueden ser detectados por radar. Todo se reduce a cómo funciona el radar. Los sistemas de radar están diseñados para detectar cuerpos que emiten señales de radio. Y como se mencionó anteriormente, los drones se comunican con los controladores a través de señales de radio.

Por lo tanto, puede diseñar un sistema que identifique señales dentro de los rangos de señales de comunicación de drones y otros comportamientos que exhiben los drones. De hecho, tales sistemas ya existen. Buenos ejemplos incluyen Aeroscope, AirSpace Galaxy y DeDrone de DJI.

Brújula interna y funciones de seguridad

Los drones también tienen brújulas internas que funcionan junto con el GPS para mejorar la estabilidad y garantizar que el dron esté en la orientación adecuada. La mayoría de las veces, la brújula viene con el módulo GPS.

Al configurar un dron, una de las cosas más importantes que hacer incluye calibrar la brújula. La mayoría de los drones no despegarán a menos que la brújula esté calibrada, así que asegúrate de verificar cómo hacerlo.

Para calibrar la brújula de manera efectiva, asegúrese de estar en un área abierta, un área sin interferencias magnéticas y sin equipos electrónicos. La calibración también es importante cuando se muda a una ubicación diferente.

Recuerde, si la brújula está mal calibrada, la mayoría de las funciones del GPS, incluida la búsqueda de satélites, no funcionarán.

Las brújulas de drones también tienen magnetómetros que, como mencioné anteriormente, detectarán cualquier anomalía y ayudarán a los controladores de vuelo a considerar todos los factores. Todo esto es para asegurarse de que el dron esté correctamente orientado y evitar cualquier vuelo que a menudo es causado por un GPS deficiente e interferencias electromagnéticas.

Tecnología de detección de obstáculos y prevención de colisiones

Al hablar de sensores, mencioné que los drones utilizan una amplia gama de tecnologías para detectar obstáculos. Estos incluyen LiDAR, visión monocular, tiempo de vuelo, ultrasónico, visión estéreo e infrarrojos.

Pero eso es un montón de sensores. Entonces, ¿cómo los utilizan los drones para evitar obstáculos? Mediante el uso de una combinación de modelado, algoritmos, aprendizaje automático e IA. Los algoritmos se pueden entrenar sobre cómo se ven varios objetos, y "aprenderán" a asociar cada objeto que ven con lo que ya saben para determinar si es un obstáculo o no.

Otra tecnología fascinante que hace posible evitar obstáculos es SLAM (localización y mapeo simultáneos). Esta función permite a los drones mapear su entorno actual en función de un entorno preexistente preinstalado y los datos recopilados por los sensores.

Evitación de colisiones

Ahora, lo que acabo de explicar solo ayuda a que un dron detecte un objeto adelante. Pero para evitar el objeto, deberá calcular dónde está exactamente este objeto y encontrar una ruta alternativa. Una forma en que los drones logran eso es a través de la estereopsis o visión estéreo.

Encontrarás que los drones más avanzados tendrán dos cámaras en la parte delantera. Una vez que obtienen la imagen del objeto en 2 perspectivas, pueden calcular la perspectiva 3D por triangulación. Esto les permite ver su entorno en 3D, percibiendo tanto la distancia como la profundidad.

Modos de vuelo inteligentes

Como se destaca varias veces en este artículo, los drones recopilan datos de forma activa, que luego se pueden usar para trazar un camino que seguirá el dron, con una participación mínima del piloto. Con la ayuda de un sistema operativo (más sobre esto más adelante), también puede preprogramar varios patrones de vuelo que un dron puede lograr por sí solo. Estos también se conocen como modos de vuelo inteligentes.

Además de detectar objetos, esta tecnología también permite que los drones identifiquen objetos, también conocido como Follow-Me o ActiveTrack en drones DJI. Como tal, puede bloquearse como PDI y trotar, patinar o participar en cualquier actividad, y el dron lo seguirá mientras filma mientras evita cualquier obstáculo en el camino.

Otros modos de vuelo inteligentes incluyen;

• Retención de altitud
• Regreso automático a casa
• Modo de posición (modo P)
• Modo de actitud (modo ATTI)
• TapFly –
• Disparos rápidos:drones, hélice, círculo, cohete, etc.
• Puntos de ruta
• Modo cinemático

Parámetros en tiempo real

Hoy en día, los drones están diseñados para comunicar su información de telemetría en tiempo real al controlador o la aplicación. Esto incluye niveles de batería, conexión GPS, altitud y otros aspectos del dron.

También puede recibir alertas cuando exceda un rango operativo, cuando vuele demasiado alto o incluso cuando vuele en áreas restringidas. Toda esta información facilita el seguimiento del dron y minimiza los accidentes.

Geocercas

Geofencing es una función que impone restricciones y alertas cuando un dron ingresa al espacio aéreo restringido, también conocido como zonas de exclusión aérea. Estas zonas incluyen bases militares, la Casa Blanca, aeropuertos, prisiones, etc. A menos que encuentre una manera de eludir esta restricción, su dron no despegará cuando se encuentre en estas regiones.

Sin embargo, no todos los drones están restringidos por geofencing. Para que funcione, el dron debe tener GPS y debe estar integrado con el mapa que contiene las zonas de exclusión aérea.

Sistemas operativos de drones (Firmware)

Los drones pueden considerarse simplemente como computadoras voladoras. Como hemos establecido, suceden muchas cosas cuando un dron despega y mientras está en el aire. Hay sensores que recopilan datos, comunicaciones con el controlador, hélices, baterías y muchas otras funciones.

Pero, ¿qué alimenta todo este sistema? Los drones tienen firmware, a menudo basado en el sistema operativo Linux, aunque algunos usan MS Windows. También hay varios sistemas operativos de drones de código abierto que los fabricantes pueden usar en lugar de construir uno desde cero. Estos incluyen;

• Droncode de Linux
• FlytOS
• Auterión

El firmware del dron debe actualizarse regularmente para garantizar que todos los componentes del dron funcionen como deberían o para introducir nuevas funciones.

Software y firmware

Para encajar efectivamente en varias industrias, se ha incrementado el desarrollo de software para drones. A continuación se presentan algunas de las industrias más populares donde los drones son aplicables y el software que pueden usar los drones.

• Filmación y Fotografía – Lightworks, iMovie, VSDC Free Video Editor, HitFilm Express y Davinci Resolve.
• Topografía, cartografía y fotografía aérea – DroneDeploy, Pix4D, ArcGIS, Maps Made Easy y PrecisionHawk.
• Construcción – 3DR, PixPro y Datumate.
• Agricultura – SLANTRANGE, AgEagle.

Cámara

Gracias a los avances tecnológicos, ahora es posible conectar cámaras de alta calidad a los drones. Como ya se mencionó, los drones ahora juegan un papel importante en la filmación y la fotografía, donde antes necesitábamos helicópteros y otros equipos costosos.

Por un precio moderado, es posible encontrar un dron que pueda filmar en 4K a 30 fps. Un buen ejemplo que es a la vez un dron de hobby y un dron profesional es el DJI Mavic Mini 2. La serie Mavic, especialmente los drones Mavic Air, son algunos de los mejores drones de fotografía para principiantes y fotógrafos experimentados gracias a su facilidad de uso, vuelo extendido tiempos, cámaras excelentes y sistemas avanzados de control de vuelo.

Los drones como la serie Autel Robotics EVO II pueden incluso filmar en resolución 8K. Y los drones como la serie Inspire de DJI cuentan con el Zenmuse X7, que puede filmar en resolución 6K, y han sido fundamentales en la filmación de muchas películas taquilleras.

Además de disparar en alta resolución, algunos drones también tienen una función de zoom, que les permite mirar de cerca los objetos, incluso cuando están lejos. Dependiendo del dron que esté utilizando, la función de zoom puede tener una pérdida leve o un zoom sin pérdidas. DJI tiene el Zenmuse Z30 con un zoom de hasta 180x, que es uno de los más grandes que encontrarás en un dron prosumidor.

Gimbals y control de inclinación

Por mucho que los drones tengan sistemas de estabilidad avanzados, todavía no son muy estables, lo que sería malo para filmar ya que ese movimiento inutilizaría el metraje. Afortunadamente, existen cardanes que ayudan a estabilizar las cámaras independientemente de las turbulencias.

Incluso los drones baratos ahora tienen cardanes, en su mayoría cardanes de 3 ejes, que estabilizan las cámaras en todas las direcciones. Estos cardanes permiten imágenes claras y suaves, compensando el movimiento del dron.

Para aquellos que no tienen estabilizadores, algunos son compatibles con sistemas de estabilizadores de terceros.

Transmisión de video en vivo

Ahora es muy común encontrar drones que pueden transmitir secuencias de video, también conocido como FPV (vista en primera persona).

Todo esto es posible gracias a la conectividad Wi-Fi y las señales de radio entre el dron y los controladores. Los drones tienen un transmisor que recopila las secuencias de video y las envía como una señal al controlador.

En el otro extremo, el dron tendrá una antena o receptor que recibirá la señal y la convertirá en un vídeo que podrás visualizar en la pantalla del smartphone. O puede comprar gafas FPV que lo hacen sentir como si estuviera sentado en la cabina del dron. FPV también es un componente importante de las carreras de drones, un deporte de rápido crecimiento.

A pesar de tener solo unos pocos años, existen varias ligas de carreras de drones, como Multi GP y DRL, donde los pilotos de drones compiten por miles de dólares y disfrutan de acuerdos de patrocinio al igual que los atletas profesionales regulares. Estas carreras también se transmiten por televisión en vivo, lo que brinda a otros pilotos y aficionados una vista y una sensación de la adrenalina que implica una carrera de este tipo.

Otros sensores de drones

Una de las mejores cosas de los drones es la capacidad de transportar una carga útil. Por lo tanto, si desea extender su aplicación y utilidad, todo lo que tiene que hacer es encontrar un dispositivo adecuado para agregar al dron, y uno de esos dispositivos son los sensores.

Además de los sensores que mencioné anteriormente que ayudan al dron a navegar, puede conectar sensores multiespectrales para aplicaciones agrícolas, sensores Lidar para inspección de construcción o sensores térmicos para análisis de incendios.

Incluso las cámaras son sensores que funcionan en luz visible. Estos sensores son hardware, y los datos que obtienes de ellos se pueden analizar usando el software que mencioné anteriormente para obtener información significativa crucial en la toma de decisiones.

Seguridad y piratería

Como son computadoras voladoras, los drones se pueden piratear y también se pueden usar para piratear otros sistemas o incluso espiar a otras personas. Y la mala noticia es que no es tan difícil piratear un dron.

Un pirata informático puede piratear su dron y descargar imágenes que ha estado tomando o incluso usar el dron para piratear su red doméstica. También pueden piratear y tomar el control del dron a través de un proceso conocido como GPS Spoofing, donde guían al dron a coordenadas "falsas". Con eso en mente, a continuación hay algunas formas en que puede evitar que su dron sea pirateado.

• Actualizaciones de firmware: Como se mencionó anteriormente, los fabricantes de drones actualizan el firmware regularmente. Para asegurarse de que su dron esté protegido, asegúrese siempre de estar utilizando el firmware más reciente.
• Usar una VPN para bloquear el acceso de personas ajenas a su red.
• Proteja su teléfono inteligente y computadoras portátiles con Anti-Virus . Al transferir imágenes entre el dron y el teléfono inteligente o usar el teléfono inteligente para controlar el dron, está exponiendo su dron a ataques de malware.
• Si es posible, establezca manualmente el punto de regreso a casa .
• Utilice una contraseña segura en su aplicación y red doméstica.
• Limite el número de personas utilizando la red doméstica en un momento dado.

Tipos y usos de drones

Ahora que sabemos cómo funcionan los drones, veamos los principales tipos de drones y cómo se utilizan mejor.

Drones multirrotor

También conocidos como cuadricópteros, estos son los tipos de drones más populares. También son los drones de los que hablaba al explicar el sistema de propulsión. Tienen al menos cuatro rotores, aunque algunos de ellos pueden tener más rotores.

Their small size, agility, speed, and maneuverability allow them to find applications in many industries, including agriculture, filming, and industrial inspection. The only issue with these drones is the propulsion system consumes a lot of energy. As a result, their batteries don’t last long.

Fixed-wing drones

This is another popular type of drone. Unlike the multi-rotor drones that have propellers, these drones have fixed wings, similar to those you’ll find on planes. They need some sort of runway or catapult system to take off. But once they do, they conserve energy, allowing them to fly for long.

They’ve been quite useful in agriculture, such as the SenseFly drones, and in land survey, such as the Delair drones.

Single-rotor drones

These are simply tiny helicopters that rely on one rotor. They control their speed, roll, pitch, and yaw by adjusting the angle of the rotor. Most of the single-rotor drones you’ll find are toys. Still, there are also larger advanced models with the ability to carry heavy payloads, and they can also be powered by gas instead of regular batteries.

Hybrid or VTOL drones

VTOL stands for Vertical Take-Off and Landing, which are drones that utilize the extended flight time of a fixed-wing drone and the vertical taking off and maneuverability of a multirotor. This makes them the most versatile drones, but they are also quite expensive. A good example is the Wingtra drones, which are very useful in surveying and mapping.

Other categories

You can also categorize drones based on how they are used, which include:

• Toy drones
• Consumer drones
• Professional drones
• Racing drones
• GPS drones

Fixed-wing, multi-rotor, single-rotor, and VTOL drones can fit in any of these categories depending on how they are built and their features.

Conclusión

Y ahí lo tienes. If you are new to the world of drones, you can bookmark this post, for I went all out to explain how every aspect works, the types, and some issues associated with drones. Is there any aspect that you think I missed and you would like me to address? Please let us know!