Tanto si eres nuevo en el mundo de los drones como si los has estado pilotando durante un tiempo, debes haberte preguntado cómo funciona el control remoto de drones. Los controles remotos son la razón por la que puede volar su dron a una distancia que va desde unos pocos pies hasta varias millas de distancia sin depender de cables. Y saber cómo funcionan te ayuda a aprovecharlos al máximo.
Entonces, ¿cómo funcionan los controladores de drones?
En pocas palabras, implica enviar una señal desde un transmisor en el controlador a un receptor en el dron. El controlador de vuelo y ESC ayudan a interpretar y ejecutar estas señales mientras mantienen un vuelo estable.
Los controles remotos también envían instrucciones sobre cámaras, sensores y cualquier otra carga útil que lleve el dron.
Siga leyendo para obtener más información sobre el control remoto de drones.
¿Qué es un controlador de drones?
Un controlador de dron es un dispositivo que permite al piloto de un dron controlar un dron desde el suelo de forma inalámbrica. Los drones tienen otros controladores, como el ESC y el controlador de vuelo. Pero en este caso, nos referimos al dispositivo que sostiene el piloto del dron cuando controla el dron.
Es posible que a veces vea este dispositivo denominado controlador de radio o RC. Algunos también pueden referirse a él como un transmisor o un control remoto.
Breve historia del radiocontrol
Si bien los drones de consumo ganaron popularidad recientemente, todo el concepto de control de radio se remonta al siglo XIX. Fue entonces cuando se persiguió ampliamente la idea de controlar dispositivos de forma remota con fines militares.
Como resultado, los militares inventaron torpedos, misiles, botes, teletanques y sistemas antiinterferencias controlados a distancia. Esto fue para minimizar el riesgo de perder soldados en combate. Los dispositivos controlados por radio fueron ampliamente utilizados tanto en la Primera Guerra Mundial como en la Segunda Guerra Mundial.
A lo largo de los años, varias naciones refinaron sus sistemas RC haciéndolos más pequeños, inventando transistores e incluso permitiéndoles comunicarse en varios canales. Estas mejoras hicieron posible el uso de sistemas RC en modelos de aviones en la década de 1950.
Avance rápido hasta el siglo XXI, donde cada fabricante de radio produce sistemas RC que se pueden usar en una amplia gama de dispositivos, incluidos autos de juguete, modelos de aviones y drones.
Para aquellos a quienes les encantaría construir sus propios drones, pueden comprar un sistema RC por tan solo $30.
Cómo funcionan los controladores de drones
Los controladores de drones funcionan enviando instrucciones a un dron a través de señales de radio. Para entender cómo funcionan, veamos las partes principales y cómo funcionan todas.
Transmisores de drones
Los transmisores del dron están ubicados en el controlador del dron y son la pieza responsable de convertir los comandos del controlador en señales de radio, que luego se envían al dron.
Receptores de drones
Los receptores son antenas que reciben las señales del controlador y las convierten en datos electrónicos sobre los que puede actuar el controlador de vuelo.
Controlador de vuelo
Este componente actúa como el cerebro del dron o el sistema nervioso central. Después de recibir la información interpretada del receptor, determina la potencia necesaria para llevar a cabo las instrucciones enviadas desde el controlador.
El controlador de vuelo también combina datos de sensores que hacen que el dron sea consciente de su entorno.
Estos incluyen:
- Acelerómetros – Estos sensores miden la velocidad de rotación y determinan la orientación del dron determinando la inclinación y la velocidad angular.
- Magnetómetros – Estos sensores ayudan a un dron a orientarse en relación con el norte magnético.
- Giroscopios – Los giroscopios también miden la velocidad de rotación, lo que permite que un dron permanezca estable cuando está suspendido o en vuelo.
ESC (controlador de velocidad electronico)
Después de que el controlador de vuelo haya simplificado las instrucciones en voltaje, ahora depende del ESC ejecutar estos comandos minimizando la potencia en algunos motores y aumentando la potencia en otros motores dependiendo de la tarea o dirección que necesite que tome el dron.
Partes de un controlador de drones
A continuación se muestran las partes principales de un controlador de drones.
Stick derecho
Este es el palo de la derecha, y es responsable de Roll y tono movimientos.
Palanca izquierda
Este es el palo de la izquierda y paralelo al palo derecho. Es responsable de la guiñada y acelerador .
Antenas
Estos son los transmisores que envían las señales de radio al dron.
Otras características
A continuación hay más características que encontrarás en la mayoría de los controladores:
- Botones de recorte – Estos botones lo ayudan a alinear un dron en caso de que comience a desviarse hacia un lado o sea inestable durante el vuelo.
- RTH (Regreso a casa) – Encontrará este botón en la mayoría de los controladores y en varias ubicaciones. Se utiliza para "llamar" al dron al punto de despegue o a otra ubicación preestablecida si hay una emergencia.
- Botones de la cámara – Para drones con cámaras, puede comenzar a grabar, tomar imágenes fijas o controlar el cardán con el controlador.
Movimientos básicos de drones
A continuación se muestran los principales movimientos del dron y lo que sucede cuando empujas las palancas del controlador.
- Rodar – Este es el movimiento que permite que el dron se mueva hacia la derecha o hacia la izquierda a lo largo del eje de balanceo que va desde la parte delantera del dron hasta la parte trasera del dron. Se logra empujando el joystick derecho hacia la izquierda o hacia la derecha. Para que un dron ruede, el ESC reducirá la potencia de los motores en un lado del dron (izquierdo o derecho).
- Presentación – Este movimiento permite que un dron acelere hacia adelante o hacia atrás a lo largo del eje Pitch (X). Se logra empujando el joystick derecho hacia adelante o hacia atrás. El ESC reduce la potencia de las hélices traseras y aumenta la potencia de los motores delanteros para que giren más rápido. Es por eso que la sección frontal del dron se inclina hacia abajo cuando el dron acelera hacia adelante.
- Guiñada – Aquí es donde el dron gira en el sentido de las agujas del reloj a lo largo del eje Yaw que se extiende desde la parte superior hasta la parte inferior del dron. En el controlador, empuja el joystick izquierdo hacia la izquierda o hacia la derecha. Para lograr esto, el ESC minimiza la potencia de los motores en un patrón diagonal.
- Acelerador – Aquí es donde el dron aumenta o disminuye de altitud. En este caso, todos los motores giran a la misma velocidad. Cuanto más rápido giran, más alto se mueve el dron.
Cómo se comunican los drones con el controlador
A continuación se muestran los principales canales de comunicación utilizados en drones y controladores.
Frecuencias de radio
Esta es una de las formas más comunes en que los drones se comunican con los controladores. Las radiofrecuencias son ondas invisibles que forman parte del espectro electromagnético. Para que funcionen, tiene que haber un transmisor y un receptor, que ya he descrito anteriormente.
Para que un dron se comunique con un controlador, todos deben estar "sintonizados" a la misma frecuencia. Pero, ¿qué sucede si hay otro dispositivo en el mismo rango y usando la misma frecuencia? Ahí es donde entra en juego la RFID.
El RFID (identificación por radiofrecuencia) es un código de identificación asignado a la comunicación entre un dron y un controlador. Y el dron solo responderá a las señales que contengan ese RFID específico.
Las comunicaciones de drones prefieren frecuencias más bajas, ya que pueden operar en rangos más amplios, lo que permite que un dron se aleje más del controlador. Sin embargo, si las frecuencias son demasiado bajas, necesitará antenas muy grandes. Entonces, para lograr un buen equilibrio, la mayoría de los drones operan en frecuencias que van de 800 a 900 MHz.
Wi-Fi
La mayoría de los drones ahora tienen Wi-Fi, especialmente aquellos con una aplicación y una cámara. Wi-Fi hace posible transmitir las imágenes de un dron en tiempo real, lo que da origen a uno de los pasatiempos más buscados en el mundo de los drones, las carreras de FPV.
Aquí es donde usas gafas de realidad virtual y vuelas tu dron como si estuvieras en su "cabina". A diferencia de las frecuencias de radio, Wi-Fi funciona en frecuencias que van desde 2,4 GHz a 5,8 GHz . Esas son frecuencias muy altas. Es por eso que Wi-Fi funciona mejor en distancias más cortas.
Sistema de Posición Global (GPS)
El GPS ha mejorado enormemente la navegación de drones. Lo hace mejorando la estabilización, habilitando el regreso a casa e identificando zonas de exclusión aérea.
Entonces, ¿cómo se comunican los drones con los controladores a través del GPS? Envías directamente las coordenadas al dron y el GPS del dron seguirá estas coordenadas.
Algunos drones están diseñados para no despegar en zonas de exclusión aérea, pero la comunicación sobre estas zonas en realidad proviene de la aplicación del dron. Hoy en día, incluso es posible seleccionar waypoints en forma de coordenadas, y el dron los seguirá de forma autónoma. Esta es una aplicación común en el campo topográfico en el que necesita tomar imágenes aéreas de un lugar.
Enlace satelital
Este es un método de comunicación más sofisticado y solo es aplicable a drones militares como el Hawk o los drones Predator. La comunicación a través de satélites permite a los militares controlar sus drones mientras se encuentran a miles de kilómetros de distancia. Sin embargo, aún necesitan tener una estación terrestre dentro del área en la que opera el dron para coordinar el despegue y el aterrizaje.
Totalmente autónomo
Este aspecto aún está en desarrollo, pero ya está viendo algunas aplicaciones en las inspecciones y los sectores militares. Tradicionalmente, un piloto tiene un controlador para enviar señales a un dron. Pero en el caso de los drones completamente autónomos, puede asignarles un área de interés y volarán en estas áreas, recopilarán datos, determinarán la mejor ruta, evitarán obstáculos y volarán de regreso al punto de despegue por su cuenta.
Por qué los controladores de drones son únicos en el mundo de las aeronaves RC
A continuación se presentan algunas razones por las que los controladores de drones se destacan.
La abreviatura “RC”
Como se mencionó anteriormente, mientras que el control de radio existe desde hace más de un siglo, los modelos de aviones y vehículos RC solo existen desde la década de 1950. Cuando se acuñó la abreviatura RC, significaba Radio Control, pero cuando se trata de drones, a menudo se refiere a Remote Control.
De todos modos, se refiere a cómo se puede controlar un dron de forma remota. La tecnología RC utilizada en los UAV también es más sofisticada que otros modelos de dispositivos.
Número de rotores
Otra diferencia significativa es el número de rotores. La mayoría de los aviones RC solo tienen un rotor, lo que lo hace fácil de controlar ya que todo lo que tienes que hacer es controlar la velocidad del rotor y el ángulo de sus hélices para maniobrar.
Por otro lado, los drones vienen en cuatro rotores o más. Y el controlador tiene que controlar los cuatro rotores para asegurarse de que el dron maniobre como se supone que debe hacerlo. Los controladores de vuelo y ESC hacen posible que el controlador controle la velocidad de cada rotor sin interferir con las operaciones del dron. Imagina lo agitado que sería si tuvieras que controlar la velocidad de cada rotor manualmente.
Solución de problemas
Si su dron no se conecta al controlador, a continuación se presentan algunas posibles razones y formas de solucionar este problema.
Lo estás haciendo mal
Si no puede conectar su dron al controlador, es probable que lo esté haciendo mal. Cada dron tiene instrucciones sobre cómo hacerlo, así que asegúrate de revisarlas y seguirlas estrictamente cuando configures tu dron.
Niveles de batería bajos
Otro problema que podría causar problemas de conexión son los niveles bajos de batería en el controlador, en el dron o en ambos. Es importante verificar los niveles de batería de todos sus dispositivos antes de volar su dron.
Asegúrese de estar utilizando la última versión de firmware
Los fabricantes de drones suelen publicar actualizaciones de firmware para drones, controladores y aplicaciones. Estas actualizaciones a menudo solucionan cualquier problema subyacente, pero también pueden interferir con la conexión entre un dron y un controlador si no todos usan la misma versión. Otra forma de solucionarlo sería desinstalar la aplicación del dron e instalarla de nuevo.
Interferencia de señal
Si está intentando volar en áreas con interferencia electromagnética, puede dificultar la conexión entre el controlador y el dron. Si su dron se conecta al controlador y despega, corre el riesgo de perderlo, ya que puede perder la conexión cuando el dron está en vuelo.
Estás volando demasiado lejos del controlador
Si después de conectar con éxito su dron al controlador y después de volar durante algún tiempo, recibe un error de que está fuera de alcance, o el video pierde calidad o se detiene, es posible que esté volando demasiado lejos.
Cada dron tiene su límite. Algunos pueden volar a unos pocos pies del controlador, pero otros pueden volar hasta 6 millas, según el tipo de comunicación con la que estés tratando. Sin embargo, las regulaciones en la mayoría de las regiones requieren que vuele dentro de la línea de visión visual (VLOS). Por lo tanto, mantén siempre tu dron a la vista y evita volar más allá del límite del dron.
Buscar ayuda técnica
Si ninguno de los consejos anteriores ayuda, comuníquese con el equipo técnico del fabricante del dron o haga una pregunta en los foros. Lo más probable es que te encuentres con un miembro que haya experimentado un problema similar y sepa cómo solucionarlo.
Notables avances en el control remoto de drones
A continuación se presentan algunos avances tecnológicos a tener en cuenta.
OcuSync
OcuSync es el sistema de transmisión de última generación de DJI que proporciona algunos de los rangos más largos en el mundo de los drones. A continuación se muestra cómo OcuSync ha avanzado a lo largo de los años.
- OcuSync 1.0 – Esta versión se usó en todos los drones Mavic lanzados antes de Mavic 2. Estos incluyen Mavic Pro y Mavic Pro Platinum. Fue diseñado para transmitir calidad de video de 1080p para transmisión de corto alcance y 720p para transmisión de largo alcance, y tiene un alcance de hasta 4,3 millas (7 km). En condiciones óptimas, OcuSync descargará videos a 40 Mb/s.
- OcuSync 2.0 – Esta versión vino con Mavic 2 en 2018 y existe en la mayoría de los drones lanzados después de eso. Llegó como una mejora a 1.0 ya que transmite 1080p en transmisiones de largo y corto alcance. Otra mejora es que OcuSync 2.0 cambia automáticamente entre 5,8 y 2,4 GHz. Esto lo hace perfecto para áreas con muchas fuentes de interferencia.
- OcuSync 3.0 – Esta es la última versión y usa un sistema de transmisión de video completamente nuevo que usa 4 antenas en lugar de 2 como en la versión 2.0. DJI también mejoró el sistema de transmisión de video, permitiéndole transmitir videos HD desde un rango de hasta 7.5 millas (12 KM).
Controladores inteligentes
Estos son controladores diseñados para trabajar con varios drones. Un buen ejemplo es el controlador inteligente de DJI, un controlador avanzado que contiene una pantalla de visualización de 5,5 pulgadas, el sistema de transmisión OcuSync 2.0, un alcance de hasta 6,2 millas (10 KM) y funciones de aplicaciones integradas.
Puede utilizar la aplicación DJI Go o Fly o descargar otras aplicaciones de terceros. Mejor aún, tiene una función DJI Go Share que le permite transmitir sus fotos directamente a los canales de redes sociales.
El DJI Smart Controller combina las funcionalidades de un teléfono inteligente o tableta y un controlador estándar. Pero también se mejoró para que sea más duradero y confiable que un teléfono inteligente estándar.
Actualmente, los drones compatibles con DJI Smart Controller incluyen:
- DJI Mini 2
- Mavic Air 2
- Serie Mavic 2 y Mavic 2 Enterprise
- Fantasma 4 Pro V2.0
Vuelo BVLOS (más allá de la línea de visión visual)
Como se mencionó anteriormente, la mayoría de las regiones requieren que los pilotos de drones vuelen sus drones dentro de su línea de visión. Pero esto limita la forma en que se pueden usar los drones, especialmente en aplicaciones como la entrega de alimentos y las inspecciones industriales. Sin embargo, últimamente, la mayoría de los fabricantes de drones y las partes interesadas han sido pioneros en BVLOS para ampliar el alcance en el que se pueden usar los drones.
Entonces, ¿cómo funcionaría?
El piloto confiaría en sensores, datos de telemetría y navegación GPS para saber dónde está el dron y navegarlo. Volar BVLOS necesita más habilidades en comparación con VLOS.
A continuación se presentan algunos de los beneficios que tiene BLVOS sobre VLOS;
- Es más seguro: En áreas donde el piloto de un dron necesita volar en áreas peligrosas, como zonas de incendio y fugas de gas, sería peligroso para un piloto ingresar al área y volar VLOS. Pero BVLOS lo hace más seguro ya que el piloto puede posicionarse a millas de distancia a una distancia segura y aun así lograr volar sobre el área.
- Es más barato: En áreas donde los drones no pueden volar BVLOS, tienen que usar helicópteros que son caros y poco flexibles. Pero los drones diseñados para volar BVLOS tienen tiempos de vuelo más largos, lo que significa que podrían volar sobre la misma área varias veces sin costar tanto como un helicóptero.
- Los datos son más precisos: Los drones pueden volar a altitudes muy bajas, lo que les permite tomar imágenes de alta resolución de las que los usuarios pueden obtener más datos en comparación con el uso de aviones tripulados.
Desafortunadamente, todavía hay demasiadas restricciones contra BVLOS, especialmente en los EE. UU. Debe solicitar varias exenciones y no hay garantía de que se le permita volar. Pero las leyes de drones todavía están evolucionando en todo el mundo, por lo que podemos esperar que BVLOS se permita pronto.
Preguntas frecuentes
¿Se puede conectar cualquier control remoto a un dron?
Realmente no. En la mayoría de los casos, los controladores de drones no son intercambiables . Por ejemplo, no puede usar un control remoto de Autel para controlar un dron DJI. Pero hay algunos casos en los que los drones de la misma serie pueden usar el mismo controlador, como el Mini 2 y el Mavic Air 2. También hay controladores diseñados para controlar varios drones, como el Smart Controller de DJI y el Autel Smart Controller.
¿Puedes controlar un dron con un smartphone?
Sí tu puedes. La mayoría de los drones vienen con aplicaciones que te permiten controlar la cámara, el cardán, el despegue y el aterrizaje, y algunos modos de vuelo inteligentes usando un teléfono inteligente junto con un controlador.
Algunos drones, como el Tello, están diseñados para volar estrictamente con un teléfono inteligente sin usar un controlador separado.
¿Existe una aplicación universal para drones?
Realmente no. Las aplicaciones para drones están diseñadas para funcionar con un modelo y una marca específicos de drones. No puedes intercambiarlos. Sin embargo, existen aplicaciones como Litchi, DroneDeploy y RainBow que funcionan con la mayoría de los drones y se pueden usar para ampliar la funcionalidad de un dron. Pero no todos los drones son compatibles con estas aplicaciones.
¿Puedes comprar un control remoto?
Sí tu puedes. Si su controlador está dañado, se perdió o si planea construir su propio dron, puede comprar un controlador. Siempre es recomendable obtener el controlador del fabricante del dron para evitar la anulación de la garantía.
Al construir un dron, puede encontrar controladores de drones de terceros, pero construir uno propio sigue siendo una opción. El tipo de dron que tienes determina el controlador de dron que quieres usar. Entonces, comience por obtener un dron de alta calidad.
Referencias:
La historia del radiocontrol
Foto de William Bayreuther