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Modelos de drones
Una de las partes imprescindibles de un dron es su motor, ya que transforma la energía eléctrica de la batería en el movimiento de las hélices para que el dispositivo consiga elevarse y mantener el vuelo.
Para que un dron despegue, lo primero que debe ocurrir es que la fuerza de empuje sea superior al peso el dispositivo. Una escasez en la fuerza de empuje puede ocasionar problemas de despegue y de maniobrabilidad durante el vuelo.
Cuanto mayor sea la relación de empuje y peso, mayor será también la agilidad, destreza, cambios de dirección y dinamismo que se obtendrá. El empuje viene generado por las hélices, cuyo tamaño y paso va a condicionar el tipo de motor a instalar.
El motor es uno de los parámetros que más influyen a la hora de diseñar un dron. Las principales características físicas de los motores eléctricos son:
Los motores de un UAV se dividen en dos tipos, por un lado tenemos los más usados y comunes, los brushless o sin escobillas y por otro tenemos los motores brushed o con escobillas.
Como su nombre en inglés indica, los motores brushless no cuentan con escobillas que hagan contacto con el rotor, obteniendo el beneficio de tener un escaso mantenimiento y un funcionamiento efectivo. Sin embargo, necesitan una corriente alterna, lo que implica que cada motor lleve un variador o ESC (Electronic Speed Controller). Existen dos tipos de motores sin escobillas: inrunner y outrunner.
Los motores outrunner cuentan con una serie de imanes en la parte exterior y tres grupos de bobinas en el interior que van recibiendo corriente a la velocidad que marque el variador. El parámetro fundamental son las KV o revoluciones por voltio. Entre mayor sea este número más rápido girará el motor, pero menor par tendrá y por lo tanto la hélice que se le podrá instalar tendrá que ser más pequeña y con menor paso.
Los motores inrunner tienen menor par pero giran más deprisa, por lo que a menudo, los motores inrunner van unidos a unas ruedas dentadas, las cuales se conocen como reductoras, disminuyendo la velocidad de giro, pero pudiendo instalar una hélice mayor.
Por su parte, los motores brushed sí tienen escobillas, lo que requiere mayor mantenimiento, pero también son más económicos. No es habitual encontrar este tipo de motores en los drones.
Los motores brushless son los más utilizados en drones de carreras.
Para decidir que motor debe tener un dron de carreras hay que tener en cuenta dos características básicas a la hora de comprar unos motores como son las dimensiones y las revoluciones por voltio, o sea las KV.
En cuanto a las dimensiones, revisa el tipo de hélice que vas a instalar, comprueba que el eje del motor es compatible con la misma y que en la hoja del fabricante el motor está recomendado para esa hélice de ese diámetro y ese paso en concreto.
Respecto a las KV, hay que tener en cuenta que entre menos KV tenga un motor, más lento va a girar pero va a tener más par, pudiendo instalar una hélice mayor. En un dron de carreras las revoluciones por voltio recomendadas son en torno a las 2300KV.
Además, hay que conocer qué tipo de baterías usas en tu dron de carreras, ya que no es lo mismo utilizar una de 3S, con un voltaje de 11,1V, a una de 4S, donde el voltaje será de 14.8V. Los motores han de ser compatibles con dichas baterías.
Existe variedad de tipos de drones según el número de motores que este tenga incorporados. Para un correcto funcionamiento del dron, el mínimo número de motores que puede tener es de tres, conocido como tricóptero. Los cuadricópteros tiene cuatro motores y son los más comunes en el ámbito del ocio. Dos rotores giran en el sentido de las agujas del reloj y los otros dos, en el sentido contrario. Los hexacópteros, como su nombre indica, poseen seis motores, los cuales se comportan igual que los motores de los cuadricópteros.
Un dron puede seguir incorporando tantos motores como se desee siempre que el chasis o estructura esté preparado para ello. Los drones con motores coaxiales incorporan un número determinado de motores mirando para arriba y en el mismo eje otra serie de motores mirando para abajo.
En caso de avería, lo primero es identificar el problema que está evitando un correcto funcionamiento del dron. Una vez identificado, debemos valorar la gravedad del fallo y analizar si somos capaces de arreglarlo o acudir a un profesional para ello.
En caso de fallo de alguno de los motores puedes seguir los siguientes pasos para cambiarlo:
Para que un dron mantenga un vuelo estable y controlado sus motores tienen que girar en sentidos contrarios de forma 2 a 2. De esta forma, el par estará compensado. Para que el vuelo sea eficiente, al instalar los motores también se han de instalar perpendiculares al plano horizontal.
En la mayoría de cuadricópteros, si miramos el dron desde arriba, los motores de adelante a la izquierda y atrás a la derecha girarían en sentido horario y los otros dos en sentido anti horario.
A la hora de determinar el precio de los motores encuentras gran variedad en el mercado, la calidad y el tamaño del motor se verá reflejado en el precio. En cuanto a los motores brushless, oscilan desde los 7 hasta los 75 euros aproximadamente. En relación a los brushed se aplica el mismo guion, dependiendo del tamaño y la calidad encontrarás diferentes precios, situándose entre 20 y 58 euros.
Sí, existen drones con motores de gasolina que activan un complejo sistema de accionamiento directo desde su motor. Sin embargo, como el sistema es complejo, los drones que buscan mayor autonomía utilizan el motor de combustión a bordo para generar electricidad, almacenada en unas baterías que luego alimentan los motores eléctricos que mueven las hélices.
Dependiendo de la potencia del motor y el tamaño de las hélices del dron, podrá girar con un rango entre 10.000 y 40.000 revoluciones por minuto.
Elegir unos motores de dron adecuados al uso que vayamos a hacer del dron será indispensable, ya que de ellos dependerá el posible tamaño de las hélices, la velocidad máxima o incluso la autonomía de la batería.