TUTORIAL Introducción a los Drones parte 1: conceptos básicos

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El uso de drones para fotografía aérea ha crecido rápidamente en los últimos años, y los sistemas ahora están disponibles en todas las formas y tamaños, desde pequeños aviones de afición hasta complejos sistemas comerciales. Ya sea que sea un principiante que solo busca divertirse o un fotógrafo experimentado que explora nuevas oportunidades creativas , nunca ha habido un mejor momento para probar esta tecnología.

Si nunca has volado uno antes, los drones tienen el potencial de ser un poco intimidante. En este artículo, el primero de una serie de tres partes, lo familiarizaremos con las características y componentes básicos que comprenden la mayoría de los sistemas de drones para el consumidor. En las partes dos y tres, hablaremos sobre cómo seleccionar el mejor avión no tripulado para satisfacer sus necesidades y lo que necesita saber sobre seguridad antes de su primer vuelo.

¿Qué hay en un sistema de drones?

Vamos a obtener un poco de vocabulario fuera del camino. Si bien es común referirse a una aeronave a control remoto como un avión no tripulado, también puede encontrarse con los términos UAV (vehículo aéreo no tripulado) o UAS (sistema de aeronave no tripulado), y los pilotos profesionales generalmente prefieren usar estos descriptores. Las palabras drone y UAV son ampliamente intercambiables, ya que ambas se refieren solo a la aeronave, mientras que UAS se refiere a todo el sistema . Para mayor comodidad, usaremos la palabra drone en este artículo.

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Cada sistema de drones es un poco diferente, pero hay algunas cosas básicas que la mayoría tiene en común. Además de la aeronave, generalmente incluyen una batería de polímero de litio para la alimentación, una cámara montada en un cardán estabilizado y un sistema de comunicación por radio. La mayoría también incluye un controlador dedicado, aunque algunos modelos menos costosos se pueden controlar utilizando solo un teléfono.

Desde el exterior, la mayoría de los drones parecen ser dispositivos simples, pero en realidad están construidos en torno a una tecnología bastante avanzada que los hace más fáciles de volar. Esto incluye GPS para rastrear la posición del dron, varios sensores para evitar colisiones no deseadas y modos de vuelo inteligentes que pueden enfocar automáticamente un punto de interés o rastrear un sujeto en movimiento.
Eso es mucho, así que vamos a descomponerlo!

EL DRON

El núcleo de cualquier sistema es el avión, y la mayoría de los drones de hoy en día son cuadricópteros (aunque hay excepciones ). Hoy en día, todos los sistemas de drones multirrotor diseñados para foto y video utilizan un sistema de hélice de paso fijo. La mayoría de los modelos utilizan hélices removibles hechas de un compuesto de plástico / fibra de vidrio que tienen un sistema de bloqueo de giro simple para mantener la hélice en su lugar. Alternativamente, algunos usarán un sistema de hélice plegable.
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Un soporte de giro en el DJI Phantom 4 Pro (L) y un soporte plegable en el DJI Mavic Pro (R).
Las hélices de los drones son impulsadas por motores sin escobillas que giran a muy alta velocidad para producir el empuje requerido para volar. Cada motor tiene una unidad de control de velocidad correspondiente que permite pequeños ajustes en la velocidad del rotor; Al variar la velocidad de los motores individuales entre sí, es posible inducir la inclinación, la orientación, la rotación y la altitud.

Controlador de vuelo
El controlador de vuelo es su línea directa de comando al dron, y los dos están conectados mediante un sistema de control de radio, generalmente a 2.4 o 5.8 GHz. La entrada de las palancas del controlador de vuelo envía señales a la aeronave para que ajuste los controladores de velocidad en cada motor, lo que le permite maniobrar el dron. Las entradas adicionales le permiten controlar la cámara y otras funciones específicas del modelo que está volando.
La misma señal de radio utilizada para comando y control también permite que la señal de video se transmita desde el drone a la pantalla del controlador, lo que proporciona una vista en tiempo real para tomar fotos o videos. En muchos casos, la pantalla es solo un dispositivo Android o iOS que ejecuta una aplicación de control que ha instalado y vinculado con el controlador, aunque algunos modelos, como el DJI Phantom 4 Pro + y Yuneec Typhoon 4K , tienen su propia función incorporada.

Pantallas
Además de ver una transmisión de video en vivo, la pantalla le permite monitorear la telemetría desde la aeronave e incluye todos los controles que usted esperaría para fotografías tales como WB personalizado, horquillado, estilo de disparo y otras configuraciones de cámara.
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Además de las palancas para controlar el movimiento del avión no tripulado, la mayoría de los controladores de vuelo incluyen entradas adicionales que permiten el control directo de cosas como el movimiento de la cámara y los botones del obturador / registro. Muchas otras funciones están disponibles a través de la pantalla táctil.

Cardán
Si planea tomar fotos o videos desde el aire, es fundamental que su cámara permanezca lo más estable posible. La mayoría de los drones en realidad se mueven bastante a medida que maniobran alrededor o hacen correcciones para mantener la posición. Para compensar, la cámara se monta en un cardán: un dispositivo que lo aísla de la vibración y el movimiento del drone. La mayoría de los cardanes utilizan un sistema de 3 ejes que permite la orientación (estabilización rotacional), la inclinación (que mantiene el horizonte durante el movimiento hacia adelante y hacia atrás) y la rotación (que mantiene el horizonte durante el movimiento de lado a lado).
"La mayoría de los drones en realidad se mueven bastante a medida que maniobran alrededor o hacen correcciones para mantener la posición".
Los cardanes utilizan motores sin escobillas que son muy precisos, y sostienen la cámara en su lugar para que el video y las fotos (incluidas las exposiciones largas) se vean increíbles. De hecho, si observas a un drone volar incluso con una cantidad moderada de viento, notarás unos pocos movimientos pequeños, pero con un buen cardán la imagen de la cámara será sólida. Algunos sistemas también ofrecen un modo de operador dual que permite que el piloto vuele, mientras que un operador de cámara separado ejecuta el cardán. ¡Este es el mejor modo para grabar videos!
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El cardán aísla la cámara de las vibraciones y pequeños movimientos del dron, proporcionando una imagen estable.
Sistema de posicionamiento global (GPS)
Una vez que tu dron esté en el aire, querrás que mantenga su posición, incluso en condiciones de viento. Si bien es posible que un piloto experto haga esto sin ayuda, todos los drones hoy en día dependen de la tecnología GPS, generalmente utilizando tanto el Sistema de Posicionamiento Global como el GLONASS (el sistema GPS ruso), para automatizar esta tarea con un alto grado de precisión.
La buena noticia es que el GPS hace que sea sorprendentemente fácil mantener, volar en línea recta u orbitar un sujeto, mientras que la computadora hace el trabajo duro de hacer pequeños ajustes para compensar la dirección del viento y la turbulencia, y como resultado, los drones a menudo son mucho más más fácil de volar que la gente anticipa. Sin embargo, el GPS, como cualquier tecnología, puede fallar. Como resultado, aprender a volar un dron sin ayuda de GPS es una habilidad importante para aprender.

Sistemas para evitar colisiones
Un gran avance en los últimos dos años ha sido el desarrollo de sistemas para evitar colisiones que utilizan sensores de visión, sónicos e infrarrojos para evitar obstáculos. Los sistemas de visión pueden "ver" objetos y detener el avión antes de que toque algo, sin embargo, generalmente tienen un alcance limitado (15 m / 50 pies), y el sol a veces puede crear problemas al hacer que piensen que algo está en el camino cuando no hay nada. .
"Los sistemas de visión pueden" ver "objetos y detener el avión antes de que golpee algo, sin embargo, generalmente tienen un alcance limitado (15 m / 50 pies)".
Los sistemas sónicos utilizan el sonido (como los murciélagos) para detectar objetos, y generalmente se dirigen al suelo y se usan para operaciones de aterrizaje automático y "posicionamiento" en el suelo en lugar del GPS. Finalmente, los sensores IR (infrarrojos) son una opción relativamente nueva y funcionan en función de la luz del espectro IR reflejada. Estos son de corto alcance y tienen problemas con poca luz, pero funcionan de manera similar a los sistemas de visión para evitar obstáculos.
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Los pequeños círculos que parecen bichos en la parte frontal del DJI Mavic Pro son sensores visuales para el sistema para evitar colisiones.
¿Para qué se usan todos estos sistemas? Principalmente, ayudando a los nuevos pilotos a prevenir colisiones con objetos en sus proximidades, así como a prevenir la pérdida de aeronaves cuando regresan a casa permitiendo que los drones eviten los árboles u otros obstáculos. Sin embargo, es importante recordar que el piloto al mando siempre es responsable de la aeronave. Los sistemas para evitar colisiones son útiles pero no infalibles, ¡así que no dependas de ellos para mantenerte fuera de problemas!

Baterias
Hablemos de poder. La mayoría de los drones usan polímero de litio o baterías 'LiPo'. Estas celdas vienen en todo tipo de formas, tamaños y niveles de potencia. Las baterías 'Smart LiPo' tienen reguladores y sensores de carga / descarga incorporados que pueden reportar el voltaje y la temperatura de la batería a través de una aplicación o presionando un botón. Por lo general, las baterías de LiPo funcionan con el controlador y la aeronave, y el tiempo de vuelo generalmente varía de aproximadamente 15 a 30 minutos, según el modelo, las condiciones y la agresividad que tenga con los controles.

Las baterías de LiPo son energéticas y requieren un cuidado especial, y pueden ser peligrosas si se manejan mal. Viajar con estas baterías puede ser peligroso si no toma las precauciones adecuadas, y en la mayoría de los países, existen reglas específicas cuando toma estas células en aviones.
"Las baterías de LiPo son energéticas y requieren un cuidado especial, y pueden ser peligrosas si se manejan mal".

En los EE. UU., La TSA / FAA proporciona reglas e instrucciones específicas , que técnicamente permiten que una batería de LiPo se coloque en el equipaje documentado cuando se instala en el dispositivo previsto. Sin embargo, las aerolíneas individuales pueden tener políticas más restrictivas, y la mejor práctica es llevar estas baterías en el avión con usted y no en el equipaje facturado. Si se encuentra fuera de los EE. UU., Asegúrese de comprender las normas vigentes en su país antes de viajar con baterías de LiPo.

Modos de vuelo inteligentes
Originalmente, los drones eran simplemente una herramienta que te permitía sacar tu cámara del aire y al aire, pero gracias a toda la tecnología integrada, los aviones modernos generalmente pueden hacer mucho más.

"Los modos de vuelo inteligentes permiten obtener tomas muy creativas con el mínimo esfuerzo del piloto".
Muchos drones de hoy incluyen una variedad de modos de vuelo semi-autónomos ("inteligentes") que utilizan tecnologías como GPS, visión por computadora y seguimiento de sujetos para ayudar con tareas más complejas. Los ejemplos comunes incluyen la capacidad de rastrear y seguir activamente un sujeto a medida que se mueve, orbitando alrededor de un punto de interés, o programando puntos de referencia para que el drone siga.

Los modos de vuelo inteligentes permiten obtener tomas muy creativas con el mínimo esfuerzo del piloto. En cierto sentido, es un poco como tener un operador de drones separado mientras te enfocas en el lado creativo de las cosas. Estos modos son particularmente útiles si su intención es grabar un video, ya que pueden hacer que su filmación se vea muy cinematográfica.

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Uno de los modos de vuelo inteligentes, los waypoints (que se ven aquí), pueden convertir su Phantom 4 Pro en una poderosa herramienta de topografía que tiene la capacidad de recopilar datos como nunca antes.
Una palabra de advertencia, sin embargo. No solo despegue y comience a usar estos modos a ciegas. Requieren un buen conocimiento de cómo deshabilitarlos en caso de una emergencia, y no deben ser utilizados por los principiantes hasta que se domine el funcionamiento básico de la aeronave.

¿Quién los hace?
Hoy en día hay numerosas empresas que están construyendo drones para consumidores y consumidores. Con el que la mayoría de la gente estará familiarizada es con DJI , que es el gorila de 800 libras en el mercado. Sin embargo, también se pueden encontrar modelos atractivos de compañías como Yuneec , Autel Robotics , GoPro y Parrot , así como una serie de otras.
Aunque es fácil agruparlos en la misma categoría, cada uno crea productos diferentes y tiene diferentes filosofías de diseño. Por ejemplo, Yuneec hace asequibles hexacópteros, y Autel Robotics ofrece opciones como una cámara con capacidades de imagen térmica además de luz visible. En la segunda parte de esta serie, analizaremos cómo elegir el avión no tripulado que mejor se adapte a sus necesidades.

Conclusión
Los drones son una herramienta increíble que nos permite realizar trabajos de forma remota, segura y de una manera que no pone en riesgo un avión tripulado. A medida que la tecnología avance, las capacidades de estos dispositivos solo mejorarán. Si ha estado buscando una manera de darle una nueva perspectiva a sus fotos o videos, considere ir a los cielos. Solo recuerde volar con respeto y seguir las reglas en su localidad, lo que discutiremos en los próximos artículos.
 

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