1.-Introducción Índice Supuestos materialesjaar/Datos/Pfc/DELIMCA.pdf1 Proyecto Fin de Carrera E....

1

Proyecto Fin de CarreraProyecto Fin de Carrera

E. U. PolitE. U. Politéécnicacnica

Caja AviCaja Avióónica para Teleoperacinica para Teleoperacióón y n y

Control desde EstaciControl desde Estacióón Base n Base

Terrestre Adaptable al HelicTerrestre Adaptable al Helicóóptero ptero

Comercial de Radio Control XComercial de Radio Control X--

CELLCELL--SPECTRASPECTRA--GG--3D3D

Sevilla 15 de marzo de 2007 Autor: José Manuel Santos GarcíaTutor: José Ángel Acosta Rodríguez

IngenierIngenierííaa de Sistema y Automática

UbicaciUbicacióónnUniversidad de SevillaUniversidad de Sevilla

Escuela Superior de IngenierosEscuela Superior de IngenierosIngenierIngenieríía de Sistema y Automa de Sistema y Automááticatica

Proyecto: I + D + iProyecto: I + D + i

DICOME:Ministerio de Educación y Ciencias.

I S AI S A

1.1. -- IntroducciIntroduccióón n

2.2. -- SituaciSituacióón actualn actual

3.3. -- SelecciSeleccióón material caja avin material caja avióónicanica

4.4. -- Sistema de comunicaciSistema de comunicacióónn

5.5. -- AlimentaciAlimentacióónn

6.6. -- Otros elementos; resumenOtros elementos; resumen

7.7. -- Ensamblaje y equilibradoEnsamblaje y equilibrado

8.8. -- EnsayosEnsayos

9.9. -- Presupuestos. Desarrollo futuroPresupuestos. Desarrollo futuro










ÍÍndicendice Supuestos materialesSupuestos materialesCAJA AVICAJA AVIÓÓNICANICA

–– ComunicacionesComunicaciones–– AlimentaciAlimentacióónn–– Material (elegir)Material (elegir)–– Ensamblaje/EquilibradoEnsamblaje/Equilibrado

HelicHelicóóptero y accesoriosptero y accesorios

PlataformaPlataforma––AltAltíímetro: Ultrasonido; Potencimetro: Ultrasonido; Potencióómetrometro

ConexiConexióón Helicn Helicóóptero+ ptero+ C.AviC.Avióónicanica + Plataforma+ Plataforma

1.1.-- IntroducciIntroduccióónn

2

ÁÁmbito del proyectombito del proyecto

PROTOCOLO R100DSL

HERCULES EBX (CPU)

AHRS (Attitude and Heading Reference System)

Sistema de Posición

Sistema de AltitudRS-

232

10 Base-T

RS-

232

RS-

232

RS-

232

BATERIAS

Wireless Ethernet

Interfaz Serie

ServosServos

Receiver DDS-10System

TTL

BATERIA

Wireless

Ethernet PC de Tierra10 Base-T

Radio (Piloto)


DELIMCADELIMCAPrototipo (industrial) de Prototipo (industrial) de caja avicaja avióónica, adaptable nica, adaptable a los patines de un minia los patines de un mini--

helichelicóóptero para la ptero para la teleoperaciteleoperacióón y control n y control del mismo desde una del mismo desde una estaciestacióón base terrestre. n base terrestre. Esta caja presenta un Esta caja presenta un equilibrio estequilibrio estáático y tico y dindináámico del conjunto mico del conjunto helichelicóópteroptero--caja y caja y

distribuye y adapta la distribuye y adapta la alimentacialimentacióón a sus n a sus

diferentes dispositivos diferentes dispositivos electrelectróónicos y/o nicos y/o mecmecáánicos.nicos.


ObjetivosObjetivos

DiseDiseñño de la caja y componentes que la o de la caja y componentes que la constituyan tanto en vuelo como en tierraconstituyan tanto en vuelo como en tierra..

–– ReducciReduccióón de dimensiones y peso equilibrados.n de dimensiones y peso equilibrados.–– OptimizaciOptimizacióón de consumo.n de consumo.–– Menor coste de los componentes que vamos a Menor coste de los componentes que vamos a

utilizar utilizar –– Rapidez de construcciRapidez de construccióónn

Resultados y comprobaciResultados y comprobacióón de los disen de los diseñños os presentados para su posterior utilizacipresentados para su posterior utilizacióón en n en vuelo y en tierra.vuelo y en tierra.


AplicacionesAplicaciones

TransmisiTransmisióón de variaciones ondulares en la n de variaciones ondulares en la

tierratierra (terremotos, maremotos).(terremotos, maremotos).

InspecciInspeccióón de instalaciones, edificios y n de instalaciones, edificios y estructuras estructuras (veh(vehíículos aculos aééreos autreos autóómatas)matas)

ActuaciActuacióón en casos de riesgos catastrn en casos de riesgos catastróóficosficos(incendios forestales, urbanos).(incendios forestales, urbanos).

Aplicaciones de seguridadAplicaciones de seguridad (vigilancia de (vigilancia de instalaciones industriales), fronteras, trinstalaciones industriales), fronteras, trááfico,...etc.fico,...etc.


3

Ventajas respecto a otras cajasVentajas respecto a otras cajas

Adaptable a cualquier sistema.Adaptable a cualquier sistema.

Portabilidad absoluta con pocas modificaciones.Portabilidad absoluta con pocas modificaciones.

Dimensiones y peso reducidos.Dimensiones y peso reducidos.

AlimentaciAlimentacióón con pequen con pequeññas bateras bateríías.as.

Bajos requerimientos de mantenimientos.Bajos requerimientos de mantenimientos.

Bajo tiempo de construcciBajo tiempo de construccióónn..

FFáácil incorporacicil incorporacióón de instrumental cientn de instrumental cientíífico y fico y ttéécnico.cnico.











ÍÍndicendice

Componentes que disponemos:Componentes que disponemos:

Placa Madre (CPU)Placa Madre (CPU) HERCULES EBXHERCULES EBX

Unidad de Medida InercialUnidad de Medida Inercial I.M.UI.M.U

Comunicaciones Comunicaciones InalInaláámbrica mbrica

HelicHelicóóptero ptero XX--CELLCELL--SPECTRA SPECTRA --GG--3D3D

2.2.-- SituaciSituacióón actualn actual

XX--CELLCELL--SPECTRA SPECTRA --GG--3D3D

DiseDiseñño compacto, el modelo o compacto, el modelo introduce tres nuevas introduce tres nuevas caractercaracteríísticas:sticas:

–– Apertura de la transmisiApertura de la transmisióón n

del rotor de la cola del del rotor de la cola del

disediseññoo. .

–– DisposiciDisposicióón del chasis:n del chasis:

–– Todo el sistema de Todo el sistema de

embrague nuevo.embrague nuevo.

Peso mPeso mááximo 3.2Kg ximo 3.2Kg

AutonomAutonomíía combustible 25a combustible 25´

2.2.-- SituaciSituacióón actualn actual

4










ÍÍndicendice Material caja aviMaterial caja avióónica Inica I

FFáácil combusticil combustióónn

Requieren mRequieren mááquinas especiales para quinas especiales para su construccisu construccióónn

Buen aislante acBuen aislante acúústicostico

PesoPeso

Facilidad de mecanizado y Facilidad de mecanizado y moldeomoldeo

DurezaDureza

Polímero:Metacrilato

ConstrucciConstruccióónn

Manejo (Epoxi)Manejo (Epoxi)

Incompatibilidad entre materialesIncompatibilidad entre materiales

PesoPeso

Baja densidadBaja densidad

Excelente aislante tExcelente aislante téérmico.rmico.

Materiales Compuestos:Fibra de vidrio y

carbono

PesoPeso

Elevada capacidad de oxidaciElevada capacidad de oxidacióón.n.

Dimensiones StandardDimensiones Standard

CosteCoste


Buen conductor elBuen conductor elééctrico y ctrico y ttéérmico rmico

Metales:Aluminio y Acero

INCONVENIENTESVENTAJASMATERIALES

CAJA AVIÓNICA:

3.3.-- SelecciSeleccióón material caja avin material caja avióónicanica

•• Referente al COSTE DE FABRICACIReferente al COSTE DE FABRICACIÓÓN:N:

Material caja aviMaterial caja avióónica IInica IIPrincipal CondiciPrincipal Condicióón:n:

Peso Caja AviPeso Caja Avióónica < nica < 3,2kg3,2kg

PolímerosPolPolíímerosmeros M. CompuestosM. CompuestosM. Compuestos MetalesMetalesMetales+ Peso+ Peso- Peso- Peso

PolímerosPolPolíímerosmerosM. CompuestosM. CompuestosM. CompuestosMetalesMetalesMetales+ Coste+ Coste- Coste- Coste

•• Referente al PESOReferente al PESO


Material caja aviMaterial caja avióónica IIInica III ConclusiConclusióón:n:

SoluciSolucióón adoptada n adoptada el el metalmetal (aluminio y acero).(aluminio y acero).

Motivos principales:Motivos principales:

–– Bajo coste de fabricaciBajo coste de fabricacióón.n.–– Gran variedad en el mercado.Gran variedad en el mercado.–– Reducimos tiempo de ejecuciReducimos tiempo de ejecucióón.n.–– FFáácil mecanizado.cil mecanizado.

Nota:Nota:

La diferencia de peso entre los materiales seleccionados La diferencia de peso entre los materiales seleccionados no es tan significativa como el alto coste que suponen.no es tan significativa como el alto coste que suponen.


5

Material caja aviMaterial caja avióónica IVnica IV

OxidaciOxidacióónn

PesoPeso

Conductividad tConductividad téérmicarmica


DurezaDureza

Mayor TracciMayor Traccióón.n.

Acero


FrFráágilgil

Dimensiones StandardDimensiones Standard

Conductividad tConductividad téérmicarmica

Mayor resistencia a la corrosiMayor resistencia a la corrosióón.n.

Ligero Ligero

Aluminio

INCONVENIENTESVENTAJASMETALES

CAJA AVIÓNICA


PesoPeso: Aluminio (2,7g/cm3) pesa 1/3 menos el acero (7,85g/cm3).: Aluminio (2,7g/cm3) pesa 1/3 menos el acero (7,85g/cm3).

Coste de fabricaciCoste de fabricacióónn ::

Variadas dimensiones y distintos formatos.Variadas dimensiones y distintos formatos.

Cajas limpiasCajas limpias ((AluminioAluminio).). Cajas prefabricadasCajas prefabricadas ((AceroAcero).).

VentajasVentajas VentajasVentajas

-- Menor pesoMenor peso -- MecanizadoMecanizado-- Gran variedadGran variedad -- RapidezRapidez

InconvenientesInconvenientes InconvenientesInconvenientes

-- MecanizadoMecanizado -- PesoPeso-- CosteCoste -- CosteCoste-- TiempoTiempo

Material caja aviMaterial caja avióónica Vnica V3.3.-- SelecciSeleccióón material caja avin material caja avióónicanica


Caja aluminioCaja aluminio Caja aceroCaja acero Material caja aviMaterial caja avióónica VInica VI Condiciones:Condiciones:

–– PPCajaCaja ≤≤ 11,8kg,8kg

–– Dimensiones C.A. > 203,2mm X 133,3mm X 70mmDimensiones C.A. > 203,2mm X 133,3mm X 70mm

SelecciSeleccióón de la caja:n de la caja:

–– Caja PECCaja PEC--5100:5100:

Dimensiones 216(W)x241(D)x88.5(H);Dimensiones 216(W)x241(D)x88.5(H);

Peso 2.75Kg/2Kg (VacPeso 2.75Kg/2Kg (Vacíío)o)

–– Caja MBPCCaja MBPC--400 :400 :

Dimensiones 290(W)x220(D)x90(H)Dimensiones 290(W)x220(D)x90(H)

Peso 2.5Kg/1.8Kg (VacPeso 2.5Kg/1.8Kg (Vacíío )o )

∑=

≅=n

inTOTAL KgPP

1

3


6


Caja MPCaja MP--51005100 Caja MBPCCaja MBPC--400400

ÍÍndicendice

1.1. -- Introducción

2. - Situación actual

3. - Selección material caja aviónica







ComunicaciComunicacióón inaln inaláámbricambrica

CosteCoste

Mayor consumo (12W mMayor consumo (12W mááx)x)

Peso (0,153 Kg)Peso (0,153 Kg)

Dimensiones (88x80x33mm)Dimensiones (88x80x33mm)

AlimentaciAlimentacióón 5Vn 5V

DWL-G810 (D-LINK)

Peso (0,5 Kg)Peso (0,5 Kg)

AlimentaciAlimentacióón 12Vn 12V

Dimensiones (92x149x25 Dimensiones (92x149x25 mmmm))

DisponibleDisponible

Menor consumo (6W)Menor consumo (6W)5430 US ROBOTIC

INCONVENIENTESINCONVENIENTESVENTAJASVENTAJASWIRELESSWIRELESS

4.4.-- Sistema de comunicaciSistema de comunicacióónn










ÍÍndicendice

7

5.1.5.1.-- Necesidades y tiposNecesidades y tipos

En tierraEn tierra

Mediante fuente de Mediante fuente de alimentacialimentacióón [3 Amin n [3 Amin y 15 y 15 Vmin(DCVmin(DC)])]

5.5.-- AlimentaciAlimentacióónn

En vueloEn vuelo

Mediante baterMediante baterííasas

N. EléctricasN. Eléctricas

TIERRATIERRA12V (HD)12V (HD)

VUELOVUELO[6,25;14][6,25;14]

9V 9V 5V 5V

5.2.5.2.-- AlimentaciAlimentacióón vuelo (Batern vuelo (Bateríías) Ias) I

CondicionesCondiciones Potencia total consumidaPotencia total consumida

–– HERCULESHERCULES–– DWLDWL--G810G810–– I.M.UI.M.U..–– PPPERDIDAS PERDIDAS = 13W= 13W

TensiTensióón mn míínimanima

ConclusiConclusióón:n:–– Encontrar BaterEncontrar Bateríías no se descarguen por debajo as no se descarguen por debajo 10V10V–– Tiempo estimado duraciTiempo estimado duracióón n 30 y 50 minutos30 y 50 minutos

–– Capacidad de entrega continua de Capacidad de entrega continua de 4 A m4 A míínimonimo. .

AmáxIIi

nnTMÁX SISTEMA4

1

≅=∑=

min10VTMÁXITOTALP

BATERÍASV ≅=


45 W45 W

Intensidad totalIntensidad total

5.2.5.2.-- AlimentaciAlimentacióón vuelo (Batern vuelo (Bateríías) IIas) II

Alto CosteAlto Coste Pueden ser ExplosivasPueden ser Explosivas Pesos intermedios.Pesos intermedios. Necesidad de avisador y cargador Necesidad de avisador y cargador

especiales.especiales.

Sin efecto de memoriaSin efecto de memoria Altos voltajes de salida.Altos voltajes de salida. Potencia continuas.Potencia continuas. Alta capacidad de descarga.Alta capacidad de descarga.

Polímero de Litio(Li-Pols)

Alto costeAlto coste Requiere circuito protectorRequiere circuito protector Necesidad de cargador especial.Necesidad de cargador especial.

Sin efecto memoriaSin efecto memoria Mayor tensiMayor tensióón por n por elemento.elemento. Mayor vida Mayor vida úútiltil Baja autoBaja auto--descargadescarga

Litio-Ion(Li-Ion)

Menos ciclos de vidaMenos ciclos de vida Pesos mediosPesos medios Cargadores propiosCargadores propios

Menor Efecto MemoriaMenor Efecto Memoria BaratasBaratas Menos Menos ContaminantesContaminantes

(No usan Cd)(No usan Cd)

Níquel Metal Hibrido (Ni/MH)

Efecto memoriaEfecto memoria Contaminantes (Cd)Contaminantes (Cd) MMáás pesadass pesadas Bajos voltajes de salidasBajos voltajes de salidas

Mayor vida Mayor vida úútiltil Dan potenciales medios.Dan potenciales medios. Cargadores de ciclos.Cargadores de ciclos. BaratasBaratas

Níquel Cadmio (NiCd)

INCONVENIENTESVENTAJASBATERÍAS


TP4000TP4000--3S2P3S2P··ProliteProlite: :

–– VoutVout = 11.1V.= 11.1V. -- 12C (48A continuo).12C (48A continuo).–– 4000mAh.4000mAh. -- 185x50x17185x50x17–– 0,255Kg.0,255Kg.

TP2100TP2100--3S3S··ProliteProlite::

–– VoutVout = 11.1V.= 11.1V. -- (15(15--20)C (31,520)C (31,5--40 A continuo).40 A continuo).–– 2100mAh.2100mAh. -- 100x34x20100x34x20–– 0,162Kg.0,162Kg.

NanoPackNanoPack--3400mAh3400mAh--3S2P:3S2P:

–– VoutVout = 11.1V.= 11.1V. -- 13C (44 A continuo).13C (44 A continuo).–– 3400mAh. 3400mAh. -- 36x35x85 36x35x85 –– 0,210Kg.0,210Kg.

NanoPackNanoPack--3600mAh3600mAh--3S2P3S2P::

–– VoutVout = 11.1V.= 11.1V. -- 15C (53 A continuo).15C (53 A continuo).–– 3600mAh.3600mAh. -- 50x35x6550x35x65–– 0,216Kg0,216Kg

TP4000TP4000--3S2P3S2P··ProliteProlite: :

–– VoutVout = 11.1V.= 11.1V. -- 12C (48A continuo).12C (48A continuo).–– 4000mAh.4000mAh. -- 185x50x17185x50x17–– 0,255Kg.0,255Kg.

TP2100TP2100--3S3S··ProliteProlite::

–– VoutVout = 11.1V.= 11.1V. -- (15(15--20)C (31,520)C (31,5--40 A continuo).40 A continuo).–– 2100mAh.2100mAh. -- 100x34x20100x34x20–– 0,162Kg.0,162Kg.

NanoPackNanoPack--3400mAh3400mAh--3S2P:3S2P:

–– VoutVout = 11.1V.= 11.1V. -- 13C (44 A continuo).13C (44 A continuo).–– 3400mAh. 3400mAh. -- 36x35x85 36x35x85 –– 0,210Kg.0,210Kg.

NanoPackNanoPack--3600mAh3600mAh--3S2P3S2P::

–– VoutVout = 11.1V.= 11.1V. -- 15C (53 A continuo).15C (53 A continuo).–– 3600mAh.3600mAh. -- 50x35x6550x35x65–– 0,216Kg0,216Kg

5.2.5.2.-- AlimentaciAlimentacióón vuelo (Batern vuelo (Bateríías) IIIas) III5.5.-- AlimentaciAlimentacióónn

8

Tiempo de funcionamiento teTiempo de funcionamiento teóóricorico ((NanoPackNanoPack))

DuraciDuracióón de funcionamiento ten de funcionamiento teóóricarica (Celda).(Celda).

Precauciones:Precauciones: No utilizar por debajo de No utilizar por debajo de 3V3V por celdapor celda

)1000

)((*)

)(

)(60(

mmAhCapacidad

AConsumoh

m

MINT = min45≅MINT

5.2.5.2.-- AlimentaciAlimentacióón vuelo (Batern vuelo (Bateríías) IVas) IV5.5.-- AlimentaciAlimentacióónn

Soluciones planteadasSoluciones planteadas::

–– Convertidor Elevador DC/DC + ReguladoresConvertidor Elevador DC/DC + Reguladores

–– Reguladores Bajo DropoutReguladores Bajo Dropout

5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón.n.


N. EléctricasN. Eléctricas

TIERRATIERRA12V (HD)12V (HD)

VUELOVUELOV<12V<12

9V9V5V 5V

PosibilidadesPosibilidades

–– ElaborarloElaborarlo FabricadoFabricado··VentajasVentajas EspecEspecíífico, Desarrollofico, Desarrollo ··VentajasVentajas Tiempo, Coste, DimensionesTiempo, Coste, Dimensiones

tecnologtecnologíía propiaa propia

··InconvenientesInconvenientes Dimensiones,Dimensiones, ··InconvenientesInconvenientes Consumo, PesoConsumo, Peso

Coste, TiempoCoste, Tiempo

CondicionesCondiciones

–– TensiTensióón salida Convertidor superior 14,5V n salida Convertidor superior 14,5V 15V15V–– TensiTensióón entrada Reguladores superior 2,5V a la tensin entrada Reguladores superior 2,5V a la tensióón de salida.n de salida.–– Salida de tensiSalida de tensióón del Convertidor lineal.n del Convertidor lineal.

5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón In IConvertidor + ReguladorConvertidor + Regulador


FUENTE O BATERFUENTE O BATERÍÍA ALIMENTACIA ALIMENTACIÓÓNN

CONVERTIDOR ELEVADOR CONVERTIDOR ELEVADOR TENSITENSIÓÓN SALIDA 15VN SALIDA 15V

REGULADORREGULADORMC7805MC7805--MAGMAG

REGULADORREGULADORMC78M09CDTMC78M09CDT

REGULADORREGULADORMC78MC78----CTCT

IMU 3DGIMU 3DG HERCULESHERCULESVUELOVUELO

REGULADORREGULADORMC78T12CTMC78T12CT

HERCULESHERCULESTIERRATIERRADWLDWL--G810G810


5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón In IConvertidor + ReguladorConvertidor + Regulador

9

L1

50uH

C19.36mF

R18.33

S1VSWITCH

S1(P)

TD=0

TR=1uTF=1u

PW=52%FREQ=10000

V1=0

V2=5

D1

DIODE

B17.2V

Ic

IcargaIL L1(2)

Resultados de simulaciResultados de simulacióón:n:

T.entradaT.entrada=7.2V=7.2V VoVo=15 V=15 V F=10KHzF=10KHz..

Rizado Rizado tenstens <1%<1% RcargaRcarga=8.33=8.33ΩΩ

5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón IIn IIConvertidor + Regulador (elaborado)Convertidor + Regulador (elaborado)


5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón IIn IIConvertidor + Regulador (elaborado)Convertidor + Regulador (elaborado)


TENSITENSIÓÓNNINTENSIDADINTENSIDAD

VoVo =14,10V=14,10V. . No cumple las No cumple las condiciones condiciones establecidas establecidas VrefVref< 2,5V.< 2,5V.

Descarga Descarga

porcentual porcentual VoVo: :

14% de p14% de péérdida en la rdida en la

tensitensióón.n.

5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón IIIn IIIConvertidor + Regulador (elaborado)Convertidor + Regulador (elaborado)


Inconvenientes:Inconvenientes:

–– Alta disipaciAlta disipacióón, 30Wn, 30W–– DisminuciDisminucióón de n de autonomautonomíía de vueloa de vuelo

–– Reguladores Vref>0,6VReguladores Vref>0,6V

FUENTE O BATERFUENTE O BATERÍÍA ALIMENTACIA ALIMENTACIÓÓNN

CONVERTIDOR CONVERTIDOR ELEVADOR TENSIELEVADOR TENSIÓÓN N

FABRICADO SALIDA 15VFABRICADO SALIDA 15V

REGULADORREGULADORMC7805-MAG

REGULADORREGULADORLT1529CTLT1529CT--ADJADJ 9V9V

REGULADORREGULADORLT1529CTLT1529CT-- ADJ

IMU 3DGIMU 3DG HERCULESHERCULESVUELOVUELO

REGULADORREGULADORLT1529CT-12V

HERCULESHERCULESTIERRATIERRADWLDWL--G810G810

ConclusiConclusióón:n:

Convertidor es rechazado por su Convertidor es rechazado por su alta disipacialta disipacióónn..

5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón IVn IVConvertidor + Reg. Bajo Convertidor + Reg. Bajo DropoutDropout (Fabricado)(Fabricado)


10

FUENTE O BATERÍA ALIMENTACIÓN

CONECTOR2ENTRADAS/6SALIDAS

REGULADORLM1085IT-5V

REGULADORLT1529CT-9V

HERCULES VUELO+

I.M.U.

REGULADORLT1529CT-12V

HERCULESTIERRA

DWL-G810

Nuevas CondicionesNuevas Condiciones::

–– BaterBateríías NanoPackas NanoPack

Descarga linealDescarga lineal 11,1V11,1V--9,9V9,9V

–– Reguladores Bajo Reguladores Bajo Dropout:Dropout:

Vref > 0,6VVref > 0,6V

MEJORAS:MEJORAS:

–– Vuelo VVuelo VHERCULESHERCULES =9V =9V Eliminamos un reguladorEliminamos un regulador

–– Ventilador Regulador 9VVentilador Regulador 9V

5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón Vn VReguladores Bajo Reguladores Bajo DropoutDropout

5.5.-- AlimentaciAlimentacióónn 5.5.-- AlimentaciAlimentacióónn

5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón VIn VIReguladores Reguladores Bajo Bajo DropoutDropout

Mediante el Conmutador conseguimos que la caja pueda dar las tenMediante el Conmutador conseguimos que la caja pueda dar las tensiones siones deseadas en vuelo y en tierra.deseadas en vuelo y en tierra.


5.3.5.3.-- Fuentes de regulaciFuentes de regulacióón VIn VIReguladores Reguladores Bajo Bajo DropoutDropout

ÍÍndicendice










11

Placa UTILITY BOARDPlaca UTILITY BOARD

Placa disePlaca diseññada para proporcionar una interfaz simple entre el ada para proporcionar una interfaz simple entre el operador y la cajaoperador y la caja. .

–– Pulsador de PowerPulsador de Power

–– Pulsador de ResetPulsador de Reset

–– Cuatro indicadores luminosos (LED Power, LED Activity, Cuatro indicadores luminosos (LED Power, LED Activity, LED Ide, LED 100M)LED Ide, LED 100M)

–– Speaker: SeSpeaker: Seññal tal tíípica sonora de los PCpica sonora de los PC

6.6.-- Otros elementos; resumenOtros elementos; resumen

Tabla resumen Tabla resumen soluciones adoptadassoluciones adoptadas

Placa UTILITY BOARD

Conectores banana, pulsadores, interruptor,

indicadores luminosos.

Sist. InterfazSist. Interfaz--usuariousuario

Placa ReguladoresReguladores de baja

caída internaSist. AlimentaciSist. Alimentacióónn

Nanopack3400mAhPolímero de litioBaterBaterííasas

DWL-G810InalámbricoSist. ComunicaciSist. Comunicacióónn

MBPC-400AceroMaterial CajaMaterial Caja

3DM-G I.M.U. -Giroscopio Giroscopio

HERCULES-Placa MadrePlaca Madre

Dispositivo Dispositivo seleccionadoseleccionado

SoluciSolucióón adoptadan adoptada


Tabla resumen Tabla resumen soluciones adoptadassoluciones adoptadas










9.9. -- Presupuestos. Desarrollo FuturoPresupuestos. Desarrollo Futuro

ÍÍndicendice

12

Componentes ActualesComponentes Actuales

Componentes Caja MBPCComponentes Caja MBPC--400400

–– Fuente de alimentaciFuente de alimentacióón (aproximadamente 0,250Kg)n (aproximadamente 0,250Kg)–– Puerto USBPuerto USB–– Conector Conector EthernetEthernet, Placa conectores PS2, audio, Ventilador,, Placa conectores PS2, audio, Ventilador,……etc.etc.

Consideraciones:Consideraciones:

–– La caja MBPCLa caja MBPC--400 se encuentra equilibrada. 400 se encuentra equilibrada. –– Se eliminan componentes pesados, (la fuente de alimentaciSe eliminan componentes pesados, (la fuente de alimentacióón).n).–– No se consideran pesos de conectores de interfaz usuario.No se consideran pesos de conectores de interfaz usuario.–– Consideramos todos los componentes equilibrados y con centro de Consideramos todos los componentes equilibrados y con centro de

gravedad en su baricentro.gravedad en su baricentro.

7.7.-- Ensamblaje y equilibradoEnsamblaje y equilibrado

Resto de componentes, como conectores de E/S coaxiales, LED y dispositivos de interfaz con el usuario, como pulsadores, puertos series, conector de pantalla, los PS2, los interruptores, los conectores bananas, etc.., no se tendrán en cuenta.

75x60x1075x60x10100x60x42100x60x4236x35x8536x35x8588x80x3188x80x3165x90x2565x90x25203,2x146,05x25203,2x146,05x25DIMENSIDIMENSIÓÓN N ((mmmm))

0,0500,0500,0500,0500,2100,2100,1530,1530,0740,0740,2850,285PESO (PESO (kgkg))

UTILITY UTILITY BOARDBOARD

Placa Placa RegulaciRegulacióónn

NanoPackNanoPackDWLDWL--G810G810

I.M.UI.M.U..HERCULESHERCULESComponentesComponentes


Con estas condiciones, calculamos el centro de masas Con estas condiciones, calculamos el centro de masas y gravedad de nuestro sistema. y gravedad de nuestro sistema.

–– Punto de origenPunto de origen del sistema el del sistema el centrocentro de la caja MBPCde la caja MBPC--400. 400.

–– Fuente tensiFuente tensióón n NanoPackNanoPack (Fuera(Fuera).).

–– La placa La placa HERCULESHERCULES No supone desequilibrio.No supone desequilibrio.

–– La La IMUIMU colocamos en el centro de la caja, no produce momentos.colocamos en el centro de la caja, no produce momentos.

–– Sistema de comunicaciSistema de comunicacióón n DWLGDWLG--810810 Para poder sacar afuera la Para poder sacar afuera la antena, el sistema de comunicaciones necesita colocarse en uno antena, el sistema de comunicaciones necesita colocarse en uno de los frontales de la caja colocaremos este dispositivo de pesode los frontales de la caja colocaremos este dispositivo de peso153g, en la siguiente posici153g, en la siguiente posicióón (98, n (98, --45,0), cre45,0), creáándonos los ndonos los

momentosmomentos::

310·885.61

·11 180

−−≅∆∑=

=−

Pyn

i GDWLM

DWLGDWLG--810 nos crea los momentos810 nos crea los momentos

CMCM estestéé situado en el centro de la caja, tendremos que situar los otrossituado en el centro de la caja, tendremos que situar los otroscomponentes en la esquina contraria, tal que:componentes en la esquina contraria, tal que:

De esta forma, y considerando por un lado los distintos pesos quDe esta forma, y considerando por un lado los distintos pesos que puedan e puedan aportar los LED, los conectores coaxiales, los puertos series, eaportar los LED, los conectores coaxiales, los puertos series, etc. y por otro lado tc. y por otro lado el que puedan aportar los cables de conexiones, los conectores Ael que puedan aportar los cables de conexiones, los conectores A/D, los botones /D, los botones de interfaz con el usuario, nos queda un disede interfaz con el usuario, nos queda un diseñño con centro de masa o gravedad o con centro de masa o gravedad en el centro de la caja .en el centro de la caja .

mNPxn

i GDWLM ·015.0

1·11 810

≅∆∑=

=−

ACACONJUNTOPLM

GDWLMM =

−∑ = →810

0


CMCM


13

ÍÍndicendice










8.1.8.1.-- TIERRATIERRA

–– 8.1.18.1.1-- Sin caja MPBCSin caja MPBC--400400

8.1.1.18.1.1.1-- Sobre regletaSobre regleta 8.1.1.28.1.1.2-- Sobre placa de regulaciSobre placa de regulacióónn

–– 8.1.28.1.2-- Con caja MPBCCon caja MPBC--400400

8.2.8.2.-- VUELOVUELO

–– 8.2.18.2.1-- Sin caja MPBCSin caja MPBC--400400

8.1.1.18.1.1.1-- Sobre regletaSobre regleta 8.1.1.28.1.1.2-- Sobre placa de regulaciSobre placa de regulacióónn

–– 8.2.28.2.2-- Con caja MPBCCon caja MPBC--400400–– 8.2.38.2.3-- Sobre plataformaSobre plataforma

8.8.-- EnsayosEnsayos

CaracterCaracteríísticassticas

–– IImedia media = 1,9 A= 1,9 A

–– IIpicompicomááx x = 2,1 A= 2,1 A

8.1.8.1.-- Ensayos tierraEnsayos tierra

CaracterCaracteríísticas Nanopackssticas Nanopacks::–– AutonomAutonomíía del pack: ( aprox 100 min)a del pack: ( aprox 100 min)

–– Avisador programable Avisador programable VVceldacelda= 3,4V = 3,4V VVNanopackNanopack= 10,2V = 10,2V

(10,2V;97min)(10,2V;97min)

8.2.8.2.-- Ensayos vueloEnsayos vuelo

14

CaracterCaracteríísticassticas

–– IImedia media = 1,95 A= 1,95 A

–– IIpicompicomááx x = 2,2 A= 2,2 A

8.2.8.2.-- Ensayos vueloEnsayos vuelo 8.2.8.2.-- Ensayos vueloEnsayos vuelo

AutonomAutonomíía:a:–– 30 a 50 min30 a 50 min 100 min100 min

Peso:Peso:–– P< 3,17 P< 3,17 kgkg 2,78 kg2,78 kg

–– Peso mejorado ( Caja hibrido)Peso mejorado ( Caja hibrido) 2,30 Kg2,30 Kg

EquilibradoEquilibrado SISI

CosteCoste REDUCIDOREDUCIDO

Objetivos cumplidosObjetivos cumplidos

8.8.-- EnsayosEnsayos 8.8.-- EnsayosEnsayos

Caja MBPCCaja MBPC--400400 Caja MPBCCaja MPBC--400 hibrido400 hibrido

15

CaracterCaracteríísticas tsticas téécnicas cnicas

2.78Kg2.78KgPesoPeso

295mm x 220mm x 90mm295mm x 220mm x 90mmDimensiones (sin Nanopack y sin antena)Dimensiones (sin Nanopack y sin antena)

300mm x 250mm x 100mm300mm x 250mm x 100mmDimensiones (con Nanopack y con antena)Dimensiones (con Nanopack y con antena)

88ººC a 40C a 40ººCCTemperatura de funcionamientoTemperatura de funcionamiento

Fuente TensiFuente Tensióón (3 A) n (3 A) 15V15V12,7V12,7V

13V a 14V13V a 14V

Tipo de alimentaciTipo de alimentacióón n ““TIERRATIERRA””TensiTensióón de alimentacin de alimentacióón mn mááximaximaTensiTensióón de alimentacin de alimentacióón mn míínimonimoTensiTensióón de funcionamiento aconsejablen de funcionamiento aconsejable

Pilas recargables polPilas recargables políímero litio mero litio 44 A44 A

ContinuaContinua15V15V9,7V9,7V

Tipo de alimentaciTipo de alimentacióón n ““VUELOVUELO””Corriente mCorriente mááximaximaTipo de alimentaciTipo de alimentacióónnTensiTensióón de alimentacin de alimentacióón mn mááximaximaTensiTensióón de alimentacin de alimentacióón mn míínimanima

11,5V a 13,5V11,5V a 13,5VTensiones de salida ajustable conector1 Tensiones de salida ajustable conector1

8,5V a 10,5V8,5V a 10,5VTensiones de salida ajustable conector2 Tensiones de salida ajustable conector2

5V5VTensiones de salida conector3 Tensiones de salida conector3

3 A3 ACorriente mCorriente mááxima soportadaxima soportada

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS TSTICAS TÉÉCNICASCNICAS

8.8.-- EnsayosEnsayos










ÍÍndicendice

CAPCAPÍÍTULO 01: Desarrollo del Prototipo Industrial....................TULO 01: Desarrollo del Prototipo Industrial..................... 5.450,00 . 5.450,00 €€

CAPCAPÍÍTULO 02TULO 02:: FabricaciFabricacióón del Prototipo Industrialn del Prototipo Industrial....................... 1.784,24 ....................... 1.784,24 €€

TOTAL EJECUCITOTAL EJECUCIÓÓN MATERIAL............................. 7.234,24 N MATERIAL............................. 7.234,24 €€

(13,00 % Gastos Generales + 6,00 % Beneficio)(13,00 % Gastos Generales + 6,00 % Beneficio)

TOTAL EJECUCITOTAL EJECUCIÓÓN POR CONTRATA.............................. 8.608,74 N POR CONTRATA.............................. 8.608,74 €€

(16,00 % I.V.A)(16,00 % I.V.A)

TOTAL PRESUPUESTO GLOBAL DE LICITACITOTAL PRESUPUESTO GLOBAL DE LICITACIÓÓN......... 9.986,13 N......... 9.986,13 €€

9.9.-- Presupuestos. Desarrollo FuturoPresupuestos. Desarrollo Futuro

PresupuestosPresupuestos ConstrucciConstruccióón de una caja con materiales menos pesados (fibra n de una caja con materiales menos pesados (fibra

de carbono, metacrilato, aluminio o panel de abeja.)de carbono, metacrilato, aluminio o panel de abeja.)

InvestigaciInvestigacióón y desarrollo de nuevos dispositivos de n y desarrollo de nuevos dispositivos de comunicacicomunicacióón inaln inaláámbricas que se alimenten a tensiones de 9V y mbricas que se alimenten a tensiones de 9V y consuman menos corriente.consuman menos corriente.

Estructura fija con apertura fEstructura fija con apertura fáácil y conexiones en dicha estructura cil y conexiones en dicha estructura para facilitar el cambio de baterpara facilitar el cambio de bateríías.as.

InstalaciInstalacióón de nuevos indicadores luminosos que nos permitan n de nuevos indicadores luminosos que nos permitan poder ver en la caja el funcionamiento de todos los dispositivospoder ver en la caja el funcionamiento de todos los dispositivos, , como las batercomo las bateríías, la IMU.as, la IMU.

InvestigaciInvestigacióón y desarrollo de sistema amortiguadores de ruidos n y desarrollo de sistema amortiguadores de ruidos para los elementos de la caja avipara los elementos de la caja avióónica.nica.

InstalaciInstalacióón de sensores de temperaturas en el interior de la caja n de sensores de temperaturas en el interior de la caja que indiquen si que indiquen si éésta eststa estáá en peligro. en peligro.

9.9.-- Presupuestos. Desarrollo futuroPresupuestos. Desarrollo futuro

Desarrollo futuroDesarrollo futuro

1.-Introducción Índice Supuestos materialesjaar/Datos/Pfc/DELIMCA.pdf1 Proyecto Fin de Carrera E....

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