7/25/2019 Desarrollo de Proyectos de Ingeniera Telecomunicaciones

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Desarrollo de Proyectos de Ingeniera Telecomunicaciones , Estado de Mxico Agosto 2015

Universidad Tecnolgica de Mxico

Diseo propio y construccin de Dronemanipulado por radio frecuencia

ern!nde" #a$arro %a&riela, 'aguna 'lamas (l$aro, Pego )omero Daniel, '*+e"Martne" uan -antiago y .lores -!nc/e" e$in

Justificacin

El +resente +royecto se &asa en la

construcci*n de un dron el cual

+odemos deinir como $e/culo ca+a"

de $olar y de ser comandado a

distancia, sin ue se reuiera de la

+artici+aci*n de un +iloto3 Existen

drones de todos los tama4os y

orientados a inalidades distintas,

so&re todo en los ltimos a4os3 #oo&stante, es im+ortante se4alar ue

arteactos de este ti+o existen desde

/ace &astante tiem+o, aunue +or

su+uesto nunca ue tan &arato

a&ricarlos, ni tam+oco +osean la

gran cantidad de caractersticas ue

+oseen en la actualidad3 oy en daes +osi&le tener drones ue ilman el

territorio desde la altura y ue son

guiados mediante un +rograma

instalado so&re una ta&leta o un

telono inteligente6 en este +royecto

se demostrara ue es +osi&le /acerlo

con los conocimientos aduiridos en

clase y a &ase de un +rograma enlengua7e ensam&lador el cual +ermita

el uncionamiento y control en radio

recuencia 3

Objetivo eneral

Dise4ar un Drone controlado

+or radio recuencia

Objetivos !spec"ficos#

In$estigar so&re los distintas

maneras de control &asada en

una +lataorma Android )eali"ar un +rograma ue

+ermita al usuario mane7ar al

Dron a tra$s de una intera"de radio recuencia

Encontrar las /erramientas

electr*nicas adecuadas +ara la

construcci*n y as este tenga

un uncionamiento o+timo

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$%T&ODU''$O%

El dise4o y construcci*n del

$e/culo reuiri* una in$estigaci*n

cuyo +roducto es la me"cla dos

caminos dierentes con

antecedentes relati$amente

recientes3 El +rimero es el

mec!nico6 el dise4o de un +rototi+o

de cuatro rotores en las esuinas

de un marco en

orma de 89:utili"ando cuatro /lices3 Aunue el

dise4o no /a sido muy +o+ular,

remonta a casi ;0 a4os atr!s, y

contina siendo o&7eto de

in$estigaci*n de nue$os tra&a7os

im+ortantes en distintos !m&itos3

El segundo conce+to es el de los

$e/culosareosno tri+ulados

cuya trayectoria tam&in remonta a

/ace m!s de 50 a4os3 Este tema

tiene una ndole m!s electr*nica e

incor+ora tecnologa de +unta cuyo

a$ance +rogresa da con da3 El

control de este ti+o de $e/culos

/a sido en su mayora a &ase de

control remoto, es

decir, un

o+erador +ilotea el $e/culo desde

tierra e inal!m&ricamente3 -in

em&argo, actualmente se tra&a7a

con nue$os mtodos de control ue

no reuieren un control manualsino

autom!tico, utili"ando micro

controladores ue analicen y

res+ondan a dierentes

$aria&les,

incor+orando as, +rinci+ios de

inteligencia artiicial3

(ntecedentes

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Microcontrolador Chip kit

uc32

4 motoressin

esobillas

helices

giroscopio

bateria9v a

730ma

ModuloBlu de

conexion

4 !Cs"lectronic !peed

Controller#$

%rame

13 Determinaci*n en &ase a un

diagrama a &loues los com+onentes

a utili"ar y en &ase a este se reali"an

las es+eciicaciones tcnicas +ara el

DronJ

23 E$aluaci*n costos3

K3 %eneraci*n de la +ro+uesta3

El +resente +royecto denominado

8Druns: se re+resenta &a7o el

siguiente diagrama a &loues, .ig1J

.ig31

En la ig3 1 +odemos o&ser$ar a

grandes rasgos el uncionamiento del

dron , la alimentaci*n de nuestro

sistema ;3L $ a LK0mAF, el cual

alimenta al c/i+Cit ue este es el

sistema de control, encargado de

transormar las se4ales anal*gicas

reci&idas desde un control con

m*dulo de recuencia a

223%N+resen, este reali"a las

o+eraciones +re$iamente cargadas

en &ase a un c*digo de +rogramaci*n

+ara +oder transmitir una se4al de

salida, ue /ace la unci*n de control

de los motores del Dron3

El aceler*metro es una de las +artes

m!s im+ortantes de los drones ya

ue esta nos +ermite deinir la

mo$ilidad del mismo as como la

$elocidad ue +odra llegar a

desarrollar +ara +oder reali"ar los

sentidos de giro en ig32 se muestran

dic/as coniguraciones3Este dron esta

conigurado en O

ig32

231 ?=MP=#E#TE-

Para la construcci*n sica del dron se

tiene en cuenta ue dic/o dron se

des+la"a +or medio de /lices ueson las ue le dan esta&ilidad al

sistema , las cuales son mo$idas

gracias a los motores ladirecci&n de

estos est! dada +or las se4ales de

salida del c/i+Cit y a tra$s del

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aceler*metro, de+endiendo de los

altos o &a7os ue se +rogramen en el

microcontrolador, la direcci*n

de+ende de las se4ales en$iadas del

dis+ositi$o

Este +royecto consta de los

siguientes dis+ositi$os y materialesJ

'ista de materialesJ

.rame motores de dc E-?s Electronic -+eed

?ontrollerF3

Microcontrolador ?/i+ it ucK2 IM Inertial Measurement

nitF3 Modulo @ii atera lices co7inetes

'2ip*+$T U'34

-e &asa en la +o+ular +lataorma

Arduino Q de c*digo a&ierto de

/ard@are +rototi+os y a4ade el

rendimiento del microcontrolador

Microc/i+ PI?K2 3

El ?K2 es el mismo actor de ormaue la +laca Arduino no Q y es

com+ati&le con muc/os de Arduino Q

escudos3 ?uenta con una intera" de

+uerto serie - +ara la conexi*n

con el IDE y +uede ser alimentado a

tra$s de - o una uente de

alimentaci*n externa3

'a 7unta ?K2 a+ro$ec/a la +otente

microcontrolador PI?K2M9K0.512 3

Este cuenta con un microcontrolador

de K2 &its MIP- ncleo del

+rocesador corriendo a R0M/" , 512

de memoria de +rograma .las/ y K2

de memoria de datos -)AM 3

13C?onector - +ara - -erial

?on$erter JEste se conecta a un +uerto -

de la P? +ara +ro+orcionar el +uerto de

comunicaciones +ara el MPIDE

/a&lar con la 7unta ?K23 Esto tam&in se

+uede utili"ar +ara alimentar la +laca ?K2

cuando se conecta a la P?3

23 PK C Microc/i+ De+urar /erramienta

?onectorJ Este conector se utili"a +ara

conectar /erramientas +rogramador S

de+urador de Microc/i+, como el

PI?it Q K3 Esto +ermite ue el ta&lero ?K2

+ara ser utili"ado como un microcontrolador

tradicional

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+laca de desarrollo mediante el Microc/i+

MP'A IDE3

K3 C ?onector de alimentaci*n externa

-e trata de un conector de 5,5 mm x 2,1 mm

&arril utili"ado +ara alimentar el ta&lero ?K2

desde una externa

uente de alimentaci*n3 -e est! conectado

con el terminal central como la tensi*n de

alimentaci*n +ositi$a3 El +oder

tensi*n de alimentaci*n de&e estar en el

rango de LB a 15B3

3 .uente de alimentaci*n C )egulador K3KBJ

)egulador de tensi*n +ara la alimentaci*n de

K3KB3 Esta uente de alimentaci*n +uede+ro+orcionar /asta 500 mA de la corriente3

53 P2 C Potencia -eleccionar um+er

Este +uente se utili"a +ara +oder ruta desde

el conector de alimentaci*n externa a tra$s

del &ordo J)egulador de $olta7e 5B o +ara

eludir el regulador de 5B3 'a )E% +oder rutas

de +osici*n

a tra$s del regulador de 5B3 'a +osici*n

UP no +asa +or el regulador de 5B a &ordo3?on este +uente en la +osici*n UP la

tensi*n de entrada m!xima ue se +uede

a+licar en el exterior3

C V3 .uente de alimentaci*n )egulador 5BJ

Este regulador de $olta7e 5B a &ordo regula

la tensi*n de entrada a+licada en el exterior

conector de alimentaci*n de 5B3 Esto se

utili"a +ara alimentar el regulador de K3KB y

+ro+orcionar 5Ba los escudos de ex+ansi*n3 Este regulador

+uede +ro+orcionar /asta R00mA de

corriente3

L3 2 C ?onector de alimentaci*n -/ield

Este conector +ro+orciona energa a los

escudos de ex+ansi*n de E S - conectados a

la tar7eta3

R3 PI?K2 Microcontroladores

El microcontrolador PI?K2M9K0.512 es el

+rocesador +rinci+al de la 7unta3

;3 L C ?onector de se4al anal*gica

Este conector +ro+orciona acceso a los +ines

anal*gicos S E S - digitales en el

microcontrolador3

103 PV S PL C A S A5 -eleccionar se4al

um+ers

Estos +uentes se utili"an +ara cam&iar los

+ines ; y 11 en L conector entre entradasanal*gicas

A y A5 o las se4ales I2? -DA y -?'3

113 R C -PI ?onector de se4al

Este conector +ro+orciona acceso alternati$o

a las se4ales -PI3 Esto es utili"ado +or

algunos

escudos +ara el acceso al &us -PI3

123 P5 S PL C -PI Master S -la$e -elect

um+ersEstos +uentes se utili"an +ara cam&iar las

se4ales -PI +ara el uso de la 7unta ?K2

como -PI dis+ositi$o maestro o como un

dis+ositi$o escla$o -PI3 Am&os +uentes

de&en ser conmutados 7untos

1K3 'EDs de usuario

Dos 'EDs conectados a los +ines de se4ales

digitales 1K y K3

13 V C ?onector de se4al digitalEste conector +ro+orciona acceso a los +ines

de E S - digitales en el microcontrolador3

153 P C Pin 10 -eleccionar se4al um+er

1V3 Este +uente se utili"a +ara cam&iar +in

conector 5 5 se4al digital 10F entre el anc/o

de +ulso

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modulador PWMF uncionamiento y

o+eraci*n de -PI3 El +uente se coloca en la

+osici*n +ara )D

-alida PWM y en la +osici*n )%; +ara el

uncionamiento escla$o -PI3 El &loue de

cortocircuito en este

+uente estar! normalmente en la +osici*n

)D3 'a nica $e" ue necesita normalmente

+ara estar en el )%;

es cuando se utili"a la ta&la de noK2 como

un dis+ositi$o escla$o -PI3

1L3 5 C ?onector de se4al digital

Este conector +ro+orciona acceso a los +ines

de E S - digitales en el microcontrolador31R3 'ED de estado de comunicaciones

Estos 'ED indican la acti$idad en la intera"

serial -3

1;3 ot*n de reinicio

Este &ot*n se +uede utili"ar +ara reiniciar el

microcontrolador, reiniciar la o+eraci*n desde

el arranue

!specificaciones

Microc/i+ PI?K2M9K0.512

microcontrolador

R0 M/" MIP- de K2 &its

512 de .las/

K2 -)AMF

?om+ati&le con muc/os e7em+los

existentes Arduino Q de c*digo,

materiales de reerencia y otros recursosArduino Q HnoH actor de orma

?om+ati&le con muc/os Arduino Q

escudos

2 dis+one de E S -

Dos 'EDs de usuario

?onexi*n a P? utili"a un AX ca&le mini

- no incluido F

12 entradas anal*gicas

Bolta7e de uncionamiento de K,K B

?orriente de uncionamiento t+ica L5mALB a la tensi*n de entrada de 15B

recomendado F

Bolta7e de entrada 20B m!ximoF

0 B a rango de tensi*n de entrada

anal*gica de K,K B

OSC ?orriente 1RmA D? +or +in

.igCK esuema de conexi*n deiniti$oEn la igura igCK se muestra el

esuema de conexi*n deinit$o de

cada uno de los com+onentes del

dron3

$MU

IM Inertial Measurement nitF o

unidad de medici*n inercial es un

dis+ositi$o electr*nico ue mide e

inorma acerca de la $elocidad,

orientaci*n y uer"as gra$itacionales

de un a+arato, usando una

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Orientaci%C3%B3n_(geometr%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_gravitaci%C3%B3n_universalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Orientaci%C3%B3n_(geometr%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_gravitaci%C3%B3n_universalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_gravitaci%C3%B3n_universalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad

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com&inaci*n de aceler*metros y

gir*sco+os3

'ontrol

El control del dron se /ace atra$e" de

una intera" de radio recuencia a 23

%/" conectado a un m*dulo )?

marca W'Ctoys +re$iamente

a&ricado3

'ostos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceler%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gir%C3%B3scopohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aceler%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gir%C3%B3scopo