Curso de Construcción de Drones

Lección 1 • Física básica del vuelo

Cubre la sustentación, el empuje, la resistencia y el torque aplicados a aeronaves de ala rotatoria. Proporciona el razonamiento aerodinámico para la selección de componentes en capítulos posteriores.

Lección 2 • Historia y tipos de drones

Traza la evolución de los drones desde sus orígenes militares hasta el uso recreativo y mapea las principales categorías de estructuras. Establece el contexto para las decisiones de diseño que se toman a lo largo del curso.

Lección 3 • Panorama general de la anatomía del dron

Identifica cada subsistema principal: chasis, motores, ESCs, controlador de vuelo, potencia y comunicación. Proporciona a los estudiantes un vocabulario compartido que se usa en todos los capítulos posteriores.

Lección 1 • Flujo de trabajo de ensamblaje del chasis

Recorre una secuencia de construcción paso a paso desde la placa inferior hasta la fijación de los brazos y el ajuste de la cubierta. Refuerza el orden correcto de las operaciones para evitar reprocesos.

Lección 2 • Materiales y propiedades del chasis

Evalúa la fibra de carbono, el aluminio y los plásticos moldeados por inyección en cuanto a rigidez, peso y costo. Conecta la elección del material con la amortiguación de vibraciones y la resistencia a impactos.

Lección 3 • Herramientas y técnicas de fijación

Cubre las herramientas manuales esenciales, especificaciones de torque, compuestos fijadores de rosca y herrajes separadores. Una fijación adecuada previene fallas estructurales en vuelo.

Lección 1 • Fundamentos de motores sin escobillas

Explica la clasificación KV, las dimensiones del estator, el número de polos y las curvas de eficiencia para motores sin escobillas. Proporciona los criterios de selección que se aplican al especificar motores para una construcción.

Lección 2 • Selección y compatibilidad de hélices

Cubre el diámetro, el paso, el número de aspas y el material de las hélices y su interacción con el KV del motor. Una compatibilidad correcta maximiza la eficiencia y reduce la tensión del motor.

Lección 3 • Presupuesto de empuje y compatibilidad del sistema

Enseña el cálculo de la relación empuje-peso y la estimación del consumo total de energía del sistema. Asegura que el sistema de propulsión cumpla los objetivos de eficiencia en vuelo estacionario y empuje máximo.

Lección 4 • Controladores electrónicos de velocidad

Detalla las clasificaciones de corriente de los ESC, tipos de firmware, salida BEC y protocolos de comunicación. Los estudiantes seleccionan y configuran ESCs compatibles con su motor y controlador de vuelo.

Lección 1 • Seguridad en la carga y almacenamiento de baterías

Detalla la carga balanceada, el voltaje de almacenamiento, los límites de temperatura y el manejo seguro contra incendios. Previene fallas de batería que son una de las principales causas de incendios y accidentes de drones.

Lección 2 • Diseño de distribución de energía

Cubre las placas de distribución de energía, barras colectoras, ubicación de capacitores y regulación de voltaje. Una distribución adecuada previene picos de voltaje que dañan los ESCs y los controladores de vuelo.

Lección 3 • Tecnologías de baterías alternativas

Examina celdas de Li-Ion, LiHV y de estado sólido como alternativas a los paquetes LiPo estándar. Ayuda a los estudiantes a elegir la química según la densidad de energía y las prioridades de seguridad.

Lección 1 • Fundamentos del ajuste PID

Explica las ganancias proporcional, integral y derivativa y su efecto en la respuesta del dron. Los estudiantes aplican métodos de ajuste sistemáticos para lograr un vuelo estacionario estable y un control preciso.

Lección 2 • Hardware del controlador de vuelo

Compara arquitecturas de procesador, calidad del sensor IMU, barómetro y chips OSD integrados. La selección del hardware determina el techo del rendimiento de vuelo alcanzable.

Lección 3 • Configuración de seguridad ante fallos y modos de vuelo

Configura los comportamientos de seguridad ante fallos, los interruptores de armado y los canales de modo de vuelo en el control remoto. Una configuración adecuada previene vuelos descontrolados y permite una recuperación segura ante la pérdida de señal.

Lección 4 • Calibración y configuración de sensores

Cubre las rutinas de calibración del acelerómetro, giroscopio, brújula y barómetro. La calibración precisa de los sensores es obligatoria antes de cualquier intento de vuelo.

Lección 1 • Configuración del transmisor y receptor

Cubre los perfiles de modelo del transmisor, el mapeo de canales, los procedimientos de vinculación y el montaje del receptor. Una configuración correcta asegura que todas las entradas del piloto se traduzcan con precisión en comandos para el controlador de vuelo.

Lección 2 • Sistemas de transmisión de video

Compara los enlaces de video FPV analógicos y digitales en cuanto a latencia, alcance y calidad de imagen. Los estudiantes seleccionan e instalan un sistema de video acorde a su estilo de vuelo.

Lección 3 • Integración de sistemas de telemetría

Integra módulos de telemetría MAVLink o propietarios para datos de vuelo en tiempo real en la estación de tierra. La telemetría permite el monitoreo en vuelo y los ajustes de misión.

Lección 1 • Integración de cámara y gimbal

Cubre los tipos de motores de gimbal, los ejes de estabilización y las interfaces de disparo de cámara para imágenes aéreas. Una integración adecuada ofrece video libre de vibraciones y un control de obturador preciso.

Lección 2 • Sistemas de evasión de obstáculos

Presenta sensores ultrasónicos, infrarrojos y de visión estéreo para la detección y evasión de colisiones. La ubicación del sensor y la configuración del firmware determinan la efectividad de la evasión.

Lección 3 • Integración de GPS y GNSS

Cubre los módulos GNSS de múltiples constelaciones, la interferencia de la brújula y el posicionamiento RTK para precisión centimétrica. El GPS es el habilitador principal de las funciones de navegación autónoma.

Lección 4 • Flujo óptico y telémetros

Explica los sensores de flujo óptico y los telémetros orientados hacia abajo para el mantenimiento de posición en interiores. Estos sensores compensan la falta de disponibilidad de GPS en entornos confinados.

Lección 1 • Ajuste avanzado de PID y filtros

Refina los filtros RPM, los filtros notch y las ganancias PID utilizando datos de registro para perfiles de carreras o cinematográficos. Un ajuste optimizado maximiza la capacidad de respuesta mientras elimina la oscilación.

Lección 2 • Primer vuelo y prueba de vuelo estacionario

Guía una secuencia controlada de vuelo inaugural desde un vuelo estacionario bajo hasta maniobras básicas en espacio abierto. Identifica errores graves de ajuste y problemas mecánicos bajo cargas de vuelo reales.

Lección 3 • Análisis y amortiguación de vibraciones

Utiliza registros de caja negra y análisis FFT para identificar frecuencias de vibración de hélices y motores. Las soluciones de amortiguación específicas mejoran la precisión del sensor y extienden la vida útil de los componentes.

Lección 4 • Diagnóstico sistemático de fallas

Aplica el análisis de causa raíz a fallas comunes: desincronización del motor, corte del ESC, fallo del GPS y caída de tensión. Un diagnóstico estructurado reduce el tiempo de reparación y previene fallas recurrentes.