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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS BASADOS EN TECNOLOGÍAS LIBRES PARA FINES DIDÁCTICOS Y DE INVESTIGACIÓN
Figura 12. Conexión del módulo bluetooth a Arduino
Figura 9. Conexión de Arduino al ESC y al motor
Figura 10. Inversión de giro del motor
Una sola batería puede alimentar los cuatro motores y a
Arduino. Se propone el uso de una batería de 11.1V a
10000mAh.
Las conexiones entre el IMU (MPU6050) y Arduino son de
la manera ilustrada abajo. La conexión es mediante I2C,
empleando los pines A4 y A5. (Figura 11)
La programación del modo de control elegido se hará en
Arduino, apoyado con el IMU para el cálculo de los ángulos,
enviando valores PWM a los motores para controlar sus
velocidades en proporción a sus inestabilidades medidas
mediante su posición angular. Hay que considerar la
frecuencia de la señal PWM, es decir, los tiempos en alto y
bajo del pulso. La rapidez de corrección de los errores
dependerá del modo de control elegido.
La Raspberry Pi puede emplearse para comunicación vía
serial con Arduino. Se conecta directamente éste al puerto
USB (figura 13) de la Raspberry Pi, o bien, haciendo un
enlace serial mediante el módulo bluetooth de Arduino y el
módulo bluetooth a bordo de la Raspberry Pi 3. Conexiones
más rápidas pueden ser con el Shield de red o con una
conexión directa a los pines GPIO mediante protocolo I2C en
ambos para una mayor rapidez. Otras maneras también son
posibles: módulos Xbee, Wi-Fi, radiofrecuencia, infrarrojos,
etcétera. Mediante Pyton y empleando la librería serial, se
establece un enlace para adquirir datos que pueden ser
analizados en tiempo real con diversas aplicaciones, por
ejemplo, Octave. De esta manera, el modo de control elegido
puede programarse íntegramente en Arduino y analizar los
datos en Raspberry o hacer una compartición de información
entre ellos si el poder de cálculo matemático de Arduino
queda escaso.
Figura 11. Conexión del MPU con Arduino
El módulo bluetooth se conecta a Arduino en los pines TX y
RX, aunque esta elección anula en parte la posibilidad de
conectarlo a la computadora para leer datos del puerto serie.
Se puede conectar a cualquier par de pines digitales y
empleando la librería SoftwareSerial.h definiendo los pines
elegidos. De esta manera disponemos de una comunicación
serial al exterior de manera inalámbrica. (Figura 12)
Figura 13. Conexión de Raspberry Pi con Arduino
Es importante conocer el porcentaje de carga de la batería y
un tiempo de vuelo estimado. Omitir esta información puede
ocasionar que el drone se quede sin energía o que la batería
baje su carga a un nivel crítico que provoque su daño. Para
tal fin, se diseña un circuito sencillo para medición de la
carga disponible a manera de porcentaje (figura 14).
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO MÉRIDA Vol. 31 NÚM. 64 45