Guía: Drones FPV / Drones de carreras

Si estás leyendo esto es que algo te ha inspirado a investigar un poco sobre los drones FPV. Y te entendemos perfectamente, porque este tipo de drones son seguramente los más divertidos y emocionantes de pilotar. Para empezar, hay que decir que los drones FPV son a menudo conocidos como drones de carreras. No es que sea un error, pero como veremos más adelante, los drones FPV sirven para mucho más que para competir a velocidades de vértigo.

Este mundo puede ser un poco intimidante cuando se está empezando, pero no te desanimes, las recompensas superan con creces los desafíos. Estamos aquí para ayudarte a navegar a través de esos retos, y te daremos la información básica necesaria para comenzar desde cero en el mundo FPV. ¡Vamos a ello!

Entonces, ¿qué son los drones FPV?

FPV o First Person View es la experiencia única de interactuar con tu drone a través de un nivel de inmersión que no tiene parangón con nada que no sea la realidad virtual. En su forma más básica, te lleva a tí, el piloto, al cuerpo de una máquina voladora rápida, ágil y precisa. Te da una visión totalmente nueva y asombrosa del mundo que le rodea que sólo los que vuelan en FPV pueden experimentar. En realidad hay tres escuelas diferentes de vuelo FPV: estilo libre, fotografía aérea y carreras. No hay nada que diga que no se puede hacer más que una de estas, o las tres! Cada una de ellas tiene sus aspectos emocionantes y nosotros, por supuesto, también tenemos nuestra preferida.

Vuelo en estilo libre

El vuelo libre se basa en el entorno, en el drone y en la interacción entre ambos. Puede ser encontrar ese nuevo hueco por el que tu drone apenas cabe, esquivar ramas fantasmas mientras bailas por tu parque local, encontrar nuevos lugares geniales en los que explorar, o finalmente aprender ese nuevo truco que viste en el vídeo de vuelo de alguien. El estilo libre es una forma de expresión en el vuelo, más enfocada a la acrobacia y a la exploración de tu entorno.

LONG RANGE PARADISE ❺

El Freestyle también tiene la ventaja añadida de que te ayuda a prepararte para las carreras, ya que supera los límites de tu drone mediante el control de aprendizaje. El estilo libre es salir de casa con el drone a pasarlo bien, igual que podrías salir de casa con un coche teledirigido a hacer derrapes solo por diversión, pero en el aire. Como principiante en FPV, es muy probable que sea aquí donde empieces tu viaje.

GOD MODE Activated ✅ | FPV Freestyle

Video desde el aire

La fotografía aérea es justamente eso, ver y grabar desde el aire lo que sea el tema elegido. Contar una historia. Esta es una gran manera de explorar el mundo que te rodea, y te da una experiencia única de llevar tu creación literalmente a un nivel completamente nuevo. La fotografía aérea también tiene muchos usos prácticos, tales como mostrar vistas únicas de bienes raíces, mapas de área, o incluso la filmación de películas!

Switzerland with an FPV Drone | Ultimate Long Range 2

Carreras de drones

Aquí sí estaríamos hablando de los drones de carreras. Tienen muchas cosas en común con los drones para freestyle o drones FPV para video. De hecho, a nivel aficionado se podría usar el mismo drone para los tres tipos de vuelo igual que puedes irte con tu Golf GTI a un circuito de carreras. Pero si quieres competir en una competición profesional, necesitarás quitarle peso al vehículo, mejorar la suspensión, neumáticos, electrónica… En los drones igual, cuando hablamos a nivel profesional, los drones de carreras están optimizados y construidos a medida para pilotos experimentados.

Drone racing: First-person view (FPV)

Las carreras de FPV consisten en volar, ya sea solo o con un grupo de otros pilotos, a través de una serie de obstáculos, banderas y puertas. Como en todas las carreras, el objetivo es conseguir el primer lugar, ya sea venciendo a todos los demás pilotos hasta la línea de meta o consiguiendo el mejor tiempo en la pista. Aunque al principio pueda parecer sencillo, la mayoría de las pistas no solo superan el límite de velocidad, sino que también ponen a prueba tu capacidad de maniobrar el drone en todos los aspectos del control. Muchas carreras se reducen a quién tiene los reflejos más rápidos y puede encontrar la mejor línea en la pista.

Construir o no construir

Cuando uno se inicia en el hobby como principiante de FPV, surge la disyuntiva entre las opciones de montar un drone desde cero o comprar uno ya montado. Sin duda la opción más gratificante es montarlo desde cero, pero es la que más sacrificios conlleva (tiempo y dedicación) y nadie debe avergonzarse por comprar un drone que ya venga montado. Hay algunas grandes marcas por ahí que estarán más que felices de ofrecerte un drone con todos sus componentes, como la popular Eachine, un referente en el mundo FPV.

Solo hay que tener un cuenta una cosa: vas a estrellar tu drone. Sí, lo vas a estrellar. No una, ni dos veces. Lo estrellarás unas cuantas veces. No es que no confíemos en tí, pero es algo que hay que asumir. Nos ha pasado a todos y nos seguirá pasando. Hay ocasiones en las que una pieza no sobrevivirá al golpe, o un cable se soltará, y a menos que seas fantástico con la electrónica, puede que no sepas cómo realizar las reparaciones ni para qué sirve cada componente. Con un poco de curiosidad y mucha investigación, comprenderás cómo funcionan las piezas en conjunto, así como la manera de arreglar cualquier cosa que pueda estar rota. Además, no hay nada tan satisfactorio como construir algo que, una vez completado, pueda subir a los cielos.

Componentes de un drone FPV

Las piezas y componentes de los drones FPV se pueden dividir en tres categorías distintas, el sistema de vuelo, el sistema de alimentación y el sistema FPV. El sistema de vuelo consiste en motores, hélices, controladores electrónicos de velocidad (ESC), controladora de vuelo, y el receptor de radio. El sistema de alimentación consiste en la batería y la placa de distribución de energía. El sistema FPV contiene la cámara de vuelo, el transmisor de vídeo (VTx) y la antena. Todos los componentes están montados sobre una estructura conocida como frame.

Frame

Los frames son la columna vertebral, el esqueleto de tu drone. Es donde se montarán todos los componentes y lo que determinará el aspecto del drone. Hay cientos de diseños de frames en el mercado, y muchos pilotos avanzados crean sus propios frames personalizados que se adaptan a sus estilos de vuelo individuales. Los frames se miden en milímetros, no de largo, sino en diagonal desde el centro de la montura del motor de un brazo hasta el centro de la montura del motor del brazo directamente diagonal al mismo. Esto te dará una idea de cómo de grandes deberán ser las hélices para las que está diseñada la estructura. Los frames se diseñan a menudo con un propósito específico en mente, ya sea de carreras o de estilo libre. Aunque puedes hacer ambas cosas con cualquier tipo de marco, el rendimiento a menudo se inclinará hacia uno. Esto es algo que hay que tener en cuenta al elegir tu frame.

FRAME

Controladora de vuelo (Flight Controller)

La controladora de vuelo (FC) es esencialmente el cerebro de tu drone, y es sin duda el componente más complejo del sistema de vuelo. El FC lleva incorporados sensores que indican al firmware de a bordo la orientación del multirotor, y también es configurado por el piloto y, utilizando los dos conjuntos de datos, envía comandos a los motores para mover el drone tal y como se ha ordenado. La controladora es una pieza compleja que pueden ser programadas en varios niveles para esencialmente afinar el drone como si fuera un coche de carreras. Para ponerlo a punto. También puedes determinar cuánto control quieres dar a tu controlador de vuelo sobre el multirotor, como permitirle nivelar automáticamente tu drone cuando no se le da un comando. Sin embargo, la mayoría de los pilotos que vuelan con FPV lo hacen en un modo llamado “Acro” que no permite al FC controlar el aparato más allá de la configuración del usuario. Básicamente sólo ejercerá influencia para mantener la posición del drone tal y como el piloto lo ha ordenado.

CONTROLADORA FC

Controladores electrónicos de velocidad (ESCs)

Los ESCs (Electronic Speed Controllers) toman los comandos enviados desde la controladora de vuelo y los traducen en comandos para los motores, diciéndoles cómo de rápido girar, en qué dirección girar y cuándo detenerse. Lo hacen utilizando la energía procedente del sistema de alimentación para alimentar los motores. Al proporcionar más o menos energía, el motor gira más rápido o más lento en respuesta. Cada motor del drone tiene un ESC dedicado. Esto se debe a que cada motor casi siempre girará a una velocidad diferente a la de sus motores asociados en función de las características de vuelo, el equilibrio y a las influencias externas como el viento. Al igual que la controladora de vuelo, los ESCs tiene un firmware que impulsa los cálculos.

ESCs

Otra consideración sobre los ESC es si se trata una unidad individual, conectada a cada brazo del drone conectando la controladora de vuelo (FC) con cada motor, o si se trata de un ESC 4 en 1. En estos últimos, los cuatro ESCs se combinan en una sola placa y se montan en el stack principal debajo del FC (muchas veces se venden juntos FC+ESCs 4 en 1). Para construcciones más ligeras, o para un aspecto más limpio, muchos pilotos optan por comprar los ESC 4 en 1. A menudo vienen con reguladores de voltaje incorporados y pueden actuar también como una placa de distribución de energía o PDB (ver abajo).

ESC 4 en 1

Motores

Los motores proporcionan la potencia que hace que tu drone pueda volar. La mayoría de los motores para drones se clasifican como motores sin escobillas (o brushless), y funcionan utilizando energía trifásica para accionar los electroimanes que hacen girar el motor. Aunque son relativamente pequeños, los motores sin escobillas son bastante potentes. Los motores se clasifican mediante´dos números que nos indicarán, por un lado, el tamaño necesario para nuestro drone y por otro los Kv, que se definen como las RPM del motor por voltio. Lo vemos con un ejemplo, si tenemos un motor de 2206 -- 2450kv (un motor muy común para los drones de 5″), así es como se descompone; el 22 representa el diámetro del motor, la longitud en milímetros alrededor del exterior de la carcasa del motor. El 06 representa la altura de la carcasa del motor en milímetros. Si estás utilizando una batería de 4 celdas, el voltaje nominal sería de 14,8 voltios (3.7 voltios por celda). Si multiplicamos los Kv de 2450 por 14,8, obtendremos un número de revoluciones de 36.260. Esto sería el máximo de RPM sin carga, es decir, sin hélice.

MOTOR

Hélices

Las hélices proporcionan el empuje del sistema de vuelo. Fijadas directamente a los motores a través del eje del motor, giran tan rápido como los motores. Hay muchos estilos y tamaños diferentes de hélices, todos hechos con diferentes materiales, diferentes ángulos y formas, y diferente número de palas. Las hélices se identifican en términos de tamaño, número de palas y ángulo de las palas. Por ejemplo, si tienes una hélice de 5 x 4.5 x 3, entonces hablamos de una hélice de 5 pulgadas, con un ángulo de 4.5”, con un total de 3 palas. En este caso, cuando hablamos del ángulo nos referimos a la distancia que la hélice recorrerá hacia adelante con una revolución. En el caso de nuestra hélice del ejemplo, se movería hacia adelante 4.5″. Por lo tanto, en igualdad de condiciones, una hélice con un ángulo de 3″ no generaría tanto empuje como nuestra hélice de 4,5″ cuando gira a la misma velocidad. El material del que está hecha la hélice también afectará a la durabilidad de la misma cuando golpee algo como la rama de un árbol o el suelo, además de condicionar el peso de la propia hélice. Hacer girar una hélice más pesada también consumirá más potencia de su motor, por lo que hay que encontrar el equilibrio adecuado.

HELICES

Receptor de radio y Control remoto

El receptor de radio (Rx) es el componente que recibe los comandos del control remoto (también llamado Radio o Emisora) del piloto y envía esa información al FC. Deberemos elegir un receptor compatible con nuestro control remoto, a menudo determinado por su marca o modelo. Hay muchas marcas de control remoto en el mercado, y a menudo esto depende de las preferencias del piloto. Deberemos seleccionar una emisora que se ajuste a nuestras necesidades en cuanto a características, tamaño, ergonomía y alcance. Cuando se trata de seleccionar un receptor de radio, esto generalmente se reduce a las características y el tamaño, así como a la latencia del sistema de control general. La latencia significa básicamente el tiempo en milisegundos que tarda el drone en ejecutar los comandos del control remoto, y la lógica dice que una latencia más baja es mejor.

RECEPTORCONTROL REMOTO

Cámara de Vuelo

La cámara de vuelo es su ventana al mundo FPV. A través de ella tienes acceso a un ojo remoto en el cielo que te llevará a bordo de tu drone. Hay muchos tipos diferentes de cámaras FPV, y la mayoría de ellas deben su creación a la tecnología de las cámaras de seguridad. A partir de ahí, muchas empresas han desarrollado cámaras específicas FPV de varios tamaños y calidad, que van desde las cámaras básicas de 600tvl de definición estándar, a cámaras especializadas en situaciones de poca luz o cámaras HD con resolución de 1080p. Sin embargo, hay que tener en cuenta que cuanta más información proporcione la cámara, más latencia potencial introducirá en el sistema. Y aquí lo que menos necesitamos es latencia. Lo ideal será tener una imagen limpia y con el menor ruido y retraso posible porque es lo que veremos a través de nuestras gafas mientras pilotamos el drone.

CAMARA DE VUELO

Transmisor de video (VTx)

Los transmisores de vídeo hacen precisamente eso, transmitir el vídeo de su cámara de vuelo hacia fuera de una manera que tus gafas puedan recibirlo. Su tamaño, potencia y características varían, y proporcionan al piloto la tecnología inalámbrica que hace posible todo el sistema FPV. Están diseñados con muchas frecuencias posibles que pueden ser usadas tanto para trabajar en el entorno en el que se vuela, como para hacer posible que muchos pilotos se eleven al cielo de una sola vez. El VTx está clasificado en términos de milivatios (mW), lo que da al piloto una idea de cómo de lejos puede transmitir el VTx. El manejo adecuado de su VTx es uno de los puntos más importantes para aprender a volar en grupo. Un mal manejo de este componente puede causar accidentes entre compañeros de vuelo y también puede herir sus sentimientos, así que ten cuidado. A menudo el VTx viene con antena incluida, pero en otras ocasiones es posible que tengamos que comprarla por separado.

TRANSMISOR VIDEO

Gafas FPV (Goggles)

Tus gafas FPV son tu enlace visual con tu drone FPV.  Hay muchos estilos diferentes de gafas, que van desde versiones DIY que puedes montar tu mismo, hasta modelos listos para usar con un montón de características, como las capacidades de DVR (Digital Video Recorder) que nos permite grabar lo que visualizamos a través de las gafas (muy util si por ejemplo estrellamos el drone y necesitamos localizarlo). Las gafas son muy parecidas a unas de realidad virtual, el sentido de que la imagen se muestra en una pantalla directamente delante de tus ojos, haciéndote sentir como si fueras parte de tu drone a medida que avanza a toda velocidad por los cielos. Las gafas FPV necesitan un componente llamado Receptor de Video (VRx) que como cualquier otro componente FPV, viene en múltiples variantes en función de sus capacidades. También será necesaria una antena, muy similar a la del VTx, que dependiendo del tipo y la tecnología determinarán la distancia a la que puedes volar tu drone desde donde te encuentres. En ocasiones encontraremos packs o gafas que incluyan estos tres componentes y en otros casos tendremos que comprarlos por separado.

GAFAS FPV

Placa de distribución de energía (PDB)

Las placas de distribución de energía (Power Distribution Boards) han ayudado a simplificar enormemente el cableado de un drone. No hace mucho tiempo, los componentes de los drones obtenían su potencia mediante un complejo sistema de cableado. En el PDB, la batería está conectada a través de un conector, y desde allí simplemente provee de energía a todos los componentes. Hay varias características en algunos PDBs que van más allá de la simple distribución de energía, como proporcionar energía de diferentes voltajes a diferentes componentes, para ayudar a mantener los componentes en sus niveles óptimos de voltaje. En ocasiones vienen incluidas con el frame.

PDB

Batería

Las baterías son las principales fuentes de energía del drone y pueden tener un gran impacto no sólo en el tiempo de vuelo, sino también en la potencia total del drone. Los drones son generalmente alimentados por una tecnología de baterías llamada baterías de polímero de litio (LiPo), y se componen de celdas individuales. Cada celda tiene un voltaje nominal de 3,7 voltios, y al añadir más celdas a la batería, se añade más voltaje. La velocidad a la que gira un motor depende de la cantidad de voltaje que se le proporcione. Cuanto más voltaje, más rápido es capaz de girar el motor. Elegir la batería correcta es también un acto de equilibrio muy fino en términos de peso vs. potencia. Cuanto más peso añadas, más cortos serán los vuelos y más peso tendrán los motores para empujar. De todos los componentes individuales, la batería será la que más peso sume al drone. Las baterías LiPo se suelen clasificar por voltaje (1S, 2S, 3S, 4S, 5S, 6S). Siendo “S” el número de celdas individuales. Una batería 4S tendrá un voltaje de 14.8 voltios mientras que una 6S sumará 22.2 voltios. Lo habitual en drones son las baterías 4S aunque ya empieza a haber drones que soportan mayores voltajes.

BATERIA

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