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Quadrotor.

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by

Andrés Civetta

on 8 November 2012

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Transcript of Quadrotor.

Micro-UAVS Pequeños UAVS Medianos Grandes MQ-1 Predator Phantom Ray Drone SansWire MQ-8B X-50 Dragon Fly Bell Eagle Eye Tracker Drac Quadrotor Mosquito Monocoptero Quadrotor Nano Aeromodelismo Unidad no tripulada La idea de tener un avión no tripulado, no es nueva. Durante la primera guerra mundial se puso en servicio el Mosquito de Kettering, un avión no tripulado kamikaze. El sistema de guiado y control era inercial, el rumbo pre-programado y no admitía correcciones en vuelo. 1914 2012 1945 Primera Guerra Mundial En la segunda Guerra Mundial los estadounidenses llegarían a tener su propio UAV, con guía por televisión: el TDR1. 1948 Con la aparición de la electrónica en estado sólido, la miniaturización, las comunicaciones por satélite, el avión no tripulado es el más adecuado para muchos tipos de misiones, tanto civiles como militares. el diseño de los UAVS se fue haciendo más complejo hasta llegar a la situación actual: Quadrotor Esta unidad es un tipo de helicóptero propulsado por cuatro rotores en configuración coplanaria. Motores Para estos tipos de proyectos se utilizan motores del tipo brushless es un motor eléctrico que no emplea escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor. Ventajas de un brushless sobre los motores con escobillas: Hélices La elección de las hélices, junto con el motor que la gobierna, es de suma importancia para el cálculo de la autonomía del sistema Quadrotor. Estabilidad Es de suma importancia que este tipo de sistemas estén provistos de una unidad de medición inercial que proporcione las mediciones necesarias para realizar un control sobre la estabilidad del sistema. De otra manera seria inviable la navegación de estos dispositivos. Desplazamiento El control de movimiento del vehículo se consigue mediante la variación de la tasa de rotación de los rotores, cambiando así las características de torsión y empuje del sistema. Descripción del sistema Control Electrónico de velocidad (ESC)

Por las características de los motores brushless es necesario, para su uso, un control electrónico que se encargue de las conmutaciones entre los bobinados.
Se debe medir el sentido de giro y la velocidad angular. Para esto, se puede usar:

Controladores que utilizan sensores de efecto Hall o Encoders.
Controladores que miden la fuerza contra-electromotriz en las bobinas. Alimentación Sensores Comunicación Microcontrolador IMU Encoder Ultrasónico Giróscopo Magnetómetro Esta unidad es la encargada de adquirir los datos necesarios para poder realizar una navegación por estima. Este tipo de navegación determina las coordenadas de un elemento a partir de las coordenadas iniciales y los diferentes rumbos y distancias recorridas. Acelerómetro Los Acelerómetros se encargan de medir la aceleración inercial. El chip consta de un Acelerómetro de 3 ejes de medición, ubicados de forma que sean ortogonales entre sí, proporcionando mediciones independientes entre los ejes que generan un vector de aceleración resultante. Luego 3 Giróscopos se encuentran instalados de forma idéntica a los Acelerómetros y se encargan de interpretar las mediciones inerciales del tipo posicional, más precisamente rotacional (ángulo de rotación), referidas a una posición inicial. Finalmente 3 Magnetómetros, que se encargan de recopilar datos referidos a la medición del campo magnético terrestre, utilizados para poder hacer una orientación dinámica de nuestro sistema. La parte óptica esta formada por un diodo infrarrojo y un fototransistor puestos de tal manera que en cada paso del disco cambiara la intensidad radiada al fototransistor proveniente del diodo. Los sensores de ultrasonidos emiten una onda ultrasónica mediante transductores de presión de alta frecuencia. Esta se propaga por el aire y si ha reflejado en alguna superficie retorna al transductor, el cual envía la confirmación de recepción del haz ultrasónico a un microcontrolador que calcula el tiempo que ha tardado, obteniendo entonces la distancia. AHRS Un AHRS ( Attitude and Heading Reference System) o Sistema de referencia de actitud y rumbo, hace referencia a un sistema que mediante los sensores inerciales indica la posición angular de una aeronave.
Además de los sensores que posee una IMU, esta incorpora una unidad de procesado de la información, de tal manera que libera al procesador principal de la realización de los cálculos pertinentes. Quadrotor Clasificación por tamaño x Un UAV debe recibir las ordenes de vuelo desde un punto externo al mismo llamado estación de control. Del mismo modo, debe enviar información acerca de su situación o de los datos recogidos en su vuelo, por ello es necesario establecer una comunicación inalámbrica bidireccional. Los de sistemas de comunicación inalámbrica mas utilizados son :

RF 433Mhz.
ZigBee.
Bluetooth.
Wi-Fi. La elección del MC consiste básicamente en que éste reúna todas las características necesarias para poder controlar todos los módulos antes mencionados.
4 salidas PWM.
I2C.
Puertos de comunicación Usart.
Cantidad necesaria de Timers.
Frecuencia requerida de funcionamiento. Baterías LIPO.
Sus características son muy similares a las de Ion-litio, pero permiten una mayor densidad de energía, así como una tasa de descarga bastante superior. Estas
baterías tienen un tamaño mas reducido respecto a las de otros componentes. Su tamaño y peso las
hace muy útiles para equipos pequeños que requieran potencia y duración. Segunda Guerra Mundial TRABAJO PRÁCTICO DE INVESTIGACIÓN
Instrumentación y Comunicaciones Industriales
FI • UNLP • 2012 Civetta, Andrés
del Mármol, Esteban Gracias!!!
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