Informe técnico VENTUM KFIA-17 -...

Informe técnico VENTUM KFIA-17 2017

UNIVERSIDAD BLAS PASCAL

ONI²ET 2017 21º Olimpiadas Nacionales de Informática, Innovación, Electrónica

y Telecomunicaciones

Proyecto: VENTUM KFIA-17

Alumnos:

Albín, Franco.

DNI: 41.849.716

6° Año Aeronáutica.

Andrade Cronembold, Kevin.

DNI:41.640.776

6° Año Aeronáutica.

Braukmann Coli, Ian.

DNI: 41.123.837

6° Año Aeronáutica

Vassallo, Alejandro.

DNI: 41.123.950

6° Año Aeronáutica

Docentes orientadores:

Barros, Rodrigo Nicolás

DNI: 32.469.843

Sel, Claudio Darío

DNI: 35.323.559.

Escuela: Industrial N°6- “X Brigada Aérea”

Provincia: Santa Cruz

Departamento: Güer Aike

Ciudad: Río Gallegos

Año: 2017

Fecha de inicio: 22/03/2017

Duración en semanas: 34 semanas

Esfuerzo en horas: 278 hs

Personas afectadas: 5 PERSONAS AFECTADAS

Informe técnico VENTUM KFIA-17

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Índice Resumen………………………………………………………………………………………………………………………. Introducción…............................................................................................................................................... Objetivo………………………………………………………………………………………………………………………… Alcances……………………………………………………………………………………………………………………….. Destinatarios…………………………………………………………………………………………………………………... Antecedentes………………………………………………………………………………………………………………….. Características de diferentes tipos de UAV……………………………………………………………………….……….. Características generales del VENTUM KFIA-17………………………………………………………………………… Etapas de investigación…………………………………………………………………………………………………....... 1° Etapa- Investigación……………………………………………………………………………………………….……… 2° Etapa- Fase 1……………………………………………………………………………………………………….......... 2° Etapa- Fase 2…………………………………………………………………………………………………………..….. 2° Etapa- Fase 3…………………………………………………………………………………………………………….... 2° Etapa- Fase 4……………………………………………………………………………………………………….……... 2° Etapa- Fase 5……………………………………………………………………………………………………………… 2° Etapa- Fase 6……………………………………………………………………………………………………….......... 3° Etapa- CATIA- Arduino……………………………………………………………………………………………….…… 4° Etapa- Selección de materiales………………………………………………………………………………………….. 5° Etapa- Ensamblaje………………………………………………………………………………………………………… 6° Etapa- Puesta a punto prototipo……………………………………………………………………………………….. Cálculos realizados y resultados obtenidos……………………………………………………………………………. Diagramas de los sistemas intervinientes…………. .................................................................................................. Funcionamiento de los instrumentos de la aeronave…… ......................................................................................... Horizonte artificial……………………………………………………………………………………………………………... Altímetro………………………………………………………………………………………………………………….......... Acelerómetro…………………………………………………………………………………………………………….…….. Instrumentos electrónicos……………………………………………………………………………………………...…….. Placa arduino……………………………………………………………………………………………………………......... Diagrama en bloque principal……………………………………………………………………………………………….. Diagrama eléctrico LEDS………………………………………………………………………………………………........ Sensor MPU6050……………………………………………………………………………………………………………... Sensor BMP 180……………………………………………………………………………………………………………… Modulo GY-GPS6MV2………………………………………………………………………………………………...……... Radio control……………………………………………………………...………………………………………….…......... Modulo……………………………………………………………………………………………………………….…..…….. Receptor………..…………………………………………………………………………….………………………….…….. Conexión de receptor y servos……………………………………………………………………………………………… Disposición de canales…………. .............................................................................................................................. Diagrama receptor……………………………………………………………………………………………………..……... Placa alimentación………………………………………………………………………………………………….…........... Referencias servocomandos…………..………………………………………………………………………..….............. servocomandos……………………………………………………………………………………………………….………. Motopropulsor………………………………………………………………………………………………………….……… Componentes RCGF…………………………………………………………………………………………….…….......... Relación Aceite-combustible……………………………………………………………………….………………….…….. Bancada de motor………………………………………………………………………………………….……..……......... Estructura……………………………………………………………………………………………………………….……... Ala……………………………………………………………………………………………………………………….…....... Tapas de inspección………………………………………………………………………………………………………….. Tren de aterrizaje…............................................................................................................................................. Agarres…………………………………………………………………………………………………………………………. Empenaje……………………………………………………………………………………………………………............... Agarres ala-empenaje..……................................................................................................................................... Hélice…………….…………………………………………………………………………………………………………….. Esquema de dispositivo…………………………………………………………………………………………….………... Costos del Proyecto…………. ................................................................................................................................... Conclusiones ............................................................................................................................................................. Balance Comparativo:…………. ................................................................................................................................ Recomendaciones:…………...................................................................................................................................... Propuestas……………………………………………………………………………………………………………….........

4 5 6 6 6 6 7 8 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

10 13 14 14 14 15 15 15 16 17 18 19 20 23 23 24 25 25 25 26 26 27 28 29 29 32 33 33 33 34 34 36 37 38 38 39 42 43 43 43


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Mejoras al trabajo:…………. ...................................................................................................................................... Glosario………………………………………………………………………………………………………………………… Bibliografía…………………………………………………………………………………………………………………….. Recursos de internet …………………………………………………………………………………………………………. Anexo I – Fotos de la construcción del Prototipo ..................................................................................................... Anexo II- Información…….…………………………………………………………………………………………………… Anexo III- Diagramas…………………………………………………………………………………………………............ Anexo IV- Planos………………………………………………………………………………………………………………

43 44 44 45 45 47 50 52 55


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Resumen

Ventum KFIA-17 es un vehículo aéreo no tripulado (VANT) controlado remotamente que se ha diseñado y construido para efectuar vuelos con gran autonomía y desarrollar diversas tareas, tales como: búsqueda de personas, vigilancia aérea, fotografía aérea, filmación, análisis de suelo, seguimiento de oleoductos, redes eléctricas de alta tensión, aplicación didáctica, entre otras funciones.

Esto se logra a través de una cámara situada debajo del fuselaje, lo que permite ajustarse a las necesidades del usuario. La aeronave también puede utilizarse como material didáctico en institutos educativos aeronáuticos para realizar ensayos de aerodinámica, mantenimiento estructural y de aviónica en una aeronave. Gracias a que esta contiene todos los sistemas necesarios para ello, pero a menor escala, resultando más práctico y económico que en escala real.

Este prototipo puede utilizarse para todo tipo de misiones ya que puede despegar y aterrizar en distintos tipo de terrenos.


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INTRODUCCION

Un vehículo aéreo no tripulado (VANT) es un vehículo aéreo que no porta en su interior operador humano, y que puede volar de forma autónoma o ser pilotado de manera remota. Es importante resaltar este último punto, que puede ser teleoperado, lo que difiere de la creencia popular de que un VANT vuela de manera totalmente autónoma y sin necesidad alguna de operador externo. Este es un objetivo que pocos alcanzan en la actualidad, siendo común que sean teleoperados de alguna manera y presenten algunos modos de vuelo autónomo como navegación GPS, mantenimiento de altitud o rumbo. Desde el punto de vista del diseño, las ventajas de una aeronave no tripulada son múltiples. Se eliminan múltiples sistemas de control e instrumentos, asiento eyectables, sistemas de oxígeno y presurización, quedando solamente los sistemas necesarios para la operación. Esto conduce a aeronaves más pequeñas y ligeras, con menos necesidades de potencia y empuje, y por tanto con motores más reducidos que poseen menor consumo.

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Objetivo del proyecto

Diseñar y fabricar un vehículo aéreo no tripulado (VANT), denominado Ventum KFIA- 17, dotado con comandos de vuelo automatizados; el cual posee un sistema de altas prestaciones, simple de operar y muy versátil que permite realizar vuelos de gran autonomía, vigilancia y búsqueda aérea mediante una cámara situada en la superficie inferior fuselaje de la aeronave, como así también puede utilizarse para aplicación de material didáctico para escuelas técnicas con especialidad aeronáutica. Alcances

Se contempla que el Ventum KFIA- 17 pueda ser utilizado por organismos públicos o privados, establecimientos

educativos o equipos de búsqueda y rescate, que se encarguen de realizar la localización de diversos objetivos,

puedan ser estos, animales o personas extraviadas, análisis de suelo, seguimiento de oleoductos, redes eléctricas

de alta tensión, entre otras funciones.

Destinatarios

Principalmente este proyecto se direcciona a empresas industriales con grandes espacios de trabajo, organismos públicos (defensa civil, prefectura naval Argentina, policía, bomberos) o establecimientos educativos con propósito aeronáutico que requieran de sus capacidades, tal como estudio y/o aplicación de conceptos aerodinámicos en la estructura de la aeronave u operación y mantenimiento de todos los sistemas que posee la misma.

Antecedentes

En la localidad Río Gallegos, en época de verano gran cantidad de personas concurren al paraje recreativo de

Palermo Aike, en el mismo se producen anualmente accidentes con víctimas fatales debido al ingreso de personas

al rio, el cual presenta condiciones irregulares.

Otra solución que proporciona nuestra aeronave es el control de las líneas de alta tensión que suministran energía a

la ciudad. La provincia de Santa cruz recientemente se encuentra integrada al sistema eléctrico interconectado

Nacional siendo este una vía de grandes kilómetros de cableado eléctrico.


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Tabla 1- Características de los diferentes tipos de UAV

Al estudiar los UAV representados en la Tabla 3, se logró la creación de un modelo capaz de volar en zonas ventosas y frías, con gran autonomía, alta velocidad de vuelo, estabilidad y facilidad de manejo, corta distancia de despegue y gran capacidad de carga.


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Es por ello que se utilizaron las siguientes características:


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Etapas de investigación

Etapa Descripción

1° Etapa Se investigaron las distintas tipos de aeronaves que se podrían llegar a construir. Al analizar los proyectos “Céfiro”, ”Fénix” y ”UAV Indiana Team” se pudo orientar el diseño del Ventum KFIA-17, para que cumpla con las especificaciones técnicas necesarias para la zona donde se desea implementar.

2° Etapa

2° Etapa: se inició el diseño de la aeronave, la cual se desarrolló en 6 fases (cada fase tendrá distintas piezas)

• 1°Fase= morro

• 2° Fase= fuselaje

• 3° Fase= superficie alar

• 4° Fase= motor

• 5° Fase= tren de aterrizaje

• 6 Fase= empenaje

En cada fase se realizaron los cálculos necesarios, y a través del software AutoCAD se realizó la simulación de las estructuras y componentes.

3° Etapa

Se comprobó en CATIA la resistencia de los materiales y la aerodinámica del mismo, simultáneamente se investigó la incorporación de Arduino. Este se desarrolló en 5 fases.

1° Fase= Se investigó los límites de producción de arduino, resultando

favorable la búsqueda ya que su campo de producción es muy variado.

2° Fase= Investigación de antecedentes que involucran arduino con

aeronáutica.

3° Fase= Investigación de lenguaje de programación vía tutoriales y

manuales.

4° Fase= Confección de programa en arduino.

5° Fase= Investigación del software processing para la representación

gráfica del movimiento.

4° Etapa Selección de los distintos materiales a utilizar para la construcción de cada fase, teniendo en cuenta los ensayos realizados y las normas de seguridad.

5° Etapa Se llevará a cabo el ensamblaje de cada una de las fases con sus respectivas

piezas

6° Etapa Se verificará las condiciones de funcionamiento del sistema, realizando la puesta

a punto del prototipo.


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Cálculos realizados, tablas comparativas y resultados obtenidos

Calculo de cuadernas

𝑆𝑡 = 𝜋 ∗ 𝑟2 = 𝜋 ∗ 125[𝑚𝑚]2 = 49087.38[𝑚𝑚2]

49087.38[𝑚𝑚2] 100%

20616.70[𝑚𝑚2] 42%

𝑆𝑡 = 𝜋 ∗ 𝑟2

𝑟 = √20616.70[𝑚𝑚2]

𝜋= 81.00[𝑚𝑚2]

𝑆𝑡 = 𝜋 ∗ 𝑟2 = 𝜋 ∗ 122.5[𝑚𝑚]2 = 47153.524[𝑚𝑚2]

49087.38[𝑚𝑚2] 100%

19800.28[𝑚𝑚2] 42%

𝑆𝑡 = 𝜋 ∗ 𝑟2

𝑟 = √19800.28[𝑚𝑚2]

𝜋= 79.389[𝑚𝑚2]

𝑆𝑡 = 𝜋 ∗ 𝑟2 = 𝜋 ∗ 109[𝑚𝑚]2 = 37325.262[𝑚𝑚2]

37325.262[𝑚𝑚2] 100%

15676.610[𝑚𝑚2] 42%

𝑆𝑡 = 𝜋 ∗ 𝑟2

𝑟 = √15676.610[𝑚𝑚2]

𝜋= 70.64[𝑚𝑚]

𝑆𝑡 = 𝜋 ∗ 𝑟2 = 𝜋 ∗ 77[𝑚𝑚]2 = 18626.50[𝑚𝑚2]

18626.50[𝑚𝑚2] 100%

7823. .13[𝑚𝑚2] 42%

𝑆𝑡 = 𝜋 ∗ 𝑟2

𝑟 = √7823.13[𝑚𝑚2]

𝜋= 49.90[𝑚𝑚]


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Calculo estabilizador horizontal

520 [𝑚𝑚] ∗ 320 [𝑚𝑚] = 1348.796[𝑐𝑚2]

100% 1348.796[𝑐𝑚2]

14.72% 1664[𝑐𝑚2]

Recomendado para estabilizador horizontal

100% 1.088[𝑚2]

18% 𝑥 = 0.19584[𝑚2]

Estabilizador vertical

(𝑏1+𝑏2)∗ℎ

2=

(114.59[𝑚𝑚]+267.3[𝑚𝑚])∗400[𝑚𝑚]

2= 76378[𝑚𝑚2]=0.076378[𝑚2]

Valor de un solo estabilizador vertical

1.088[𝑚2] 100%

0.076378[𝑚2] x=7.02%

Recomendado para un estabilizador vertical

100% 1.088[𝑚2]

7% 0.07616[𝑚2]

Superficie flap

Un solo flap

425[𝑚𝑚] ∗ 130[𝑚𝑚] = 55250[𝑚𝑚] = 0.055250[𝑚2]

Ambos flap

0.055250[𝑚2] ∗ 2 = 0.1105[𝑚2]

Superficie alerón

Un alerón

(𝑏1 + 𝑏2) ∗ ℎ

2=

(0.09429[𝑀] + 0.18571[𝑀]) ∗ 400[𝑚𝑚]

2= 56000[𝑚𝑚2] = 0.056000[𝑀2]

Porcentaje ambos flaps

1.088[𝑚2] 100%

0.1105[𝑚2] 𝑋 = 10.15%

Porcentaje ambos alerones

1.088[𝑚2] 100%

0.056[𝑚2] 𝑋 = 5.147%


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Calculo resistencia de flap

1.088[𝑚2] 27[𝐾𝑔]

0.17[𝑚2] 𝑋 = 4.21[𝐾𝑔]

Figura 1- Plano acotado alerón

Estrechamiento Alar

𝑡𝑔13° =𝑜𝑝

150[𝑚𝑚]

𝑡𝑔13° ∗ 150[𝑚𝑚] = 𝑜𝑝 = 34.63[𝑚𝑚]

94.29[𝑚𝑚] − 400[𝑚𝑚] = 305.71[𝑚𝑚]

𝑡𝑔13° ∗ 550[𝑚𝑚] = 126.977[𝑚𝑚]

400[𝑚𝑚] − 126.977[𝑚𝑚] = 273.022[𝑚𝑚]

(𝑏1 + 𝑏2) ∗ ℎ

2=

(305.71[𝑚𝑚] + 273.022[𝑀𝑚𝑚]) ∗ 400[𝑚𝑚]

2= 115746.4[𝑚𝑚2] = 0.115[𝑀2]

1.088[𝑚2] 27[𝐾𝑔]

0.115[𝑚2] 𝑋 = 2.853[𝑘𝑔]


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Diagramas de los sistemas intervinientes

Figura 2- Diagrama de sistema eléctrico

1 Servo4 (Timón de profundidad)

2 Servo 3 (Alerón derecho)

3 Servo 8 (Flap derecho)

4 Servo 1 (Motor)

5

Servo 6 (timón de dirección derecho)

6

Servo 5 (timón de dirección izquierdo)

7 Servo 9 (Rueda)

8 Servo 7 (Flap izquierdo)

9 Servo 3 (alerón derecho)

Tabla 2: Tabla de Referencia


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Funcionamiento de los instrumentos de la aeronave

Los instrumentos de vuelo son el conjunto de mecanismo que equipan una aeronave y que permite al piloto una

operación de vuelo en condiciones seguras. Dependiendo de su tamaño o grado de sofisticación, una aeronave

puede contar con un número variable de instrumentos.

Horizonte artificial

Posición de los planos sobre el eje longitudinal y transversal. Su magnitud nos indica su inclinación sobre el eje

longitudinal y el eje transversal.

Vuelo en línea recta.

Sentido de giro.

Posición del plano alar.

Figura 3- Interpretación del horizonte artificial

Altímetro Un altímetro es un instrumento de medición que indica la diferencia de altitud entre el punto donde se encuentra localizado y un punto de referencia; habitualmente se utiliza para conocer la altura sobre el nivel del mar de un punto.

Figura 4- Instrumento Altímetro

https://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n


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Acelerómetro Se denomina acelerómetro a cualquier instrumento destinado a medir aceleraciones. Esto no es necesariamente la misma que la aceleración de coordenadas, sino que es el tipo de aceleración asociada con el fenómeno de peso experimentado por una masa de prueba que se encuentra en el marco de referencia del dispositivo.

Instrumentos electrónicos

Placa Arduino MEGA 2560

Se emplean 2 placas arduino MEGA 2560, una dispuesta sobre la aeronave cumpliendo la función de emisor y otra

en la central de monitoreo cumpliendo la función de receptor. A continuación se observa el grafico de la misma.

Figura 5- Placa Arduino Mega 2560

Características:

Microprocesador ATmega2560.

Tensión de alimentación (recomendado) 7-12V.

Integra regulación y estabilización de +5Vcc.

54 líneas de Entradas/Salidas Digitales (14 de ellas se pueden utilizar como salidas PWM).

16 entradas Analógicas.

Máxima corriente continua para las entradas: 40 mA

Salida de alimentación a 3.3V con 50 mA

Memoria de programa de 256Kb.

Memoria SRAM de 8Kb para datos y variables del programa.

Memoria EEPROM para datos y variables no volátiles.

Velocidad del reloj de trabajo de 16MHz.

Reducidas dimensiones de 100 x 50 mm


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Diagrama en bloque principal para el sistema de control con arduino

Figura 6- Diagrama en bloque control con arduino

Batería: Su función es alimentar la placa arduino MEGA 2560 para su funcionamiento.

LED: Alimentado por la placa arduino y sincronizado mediante el processing del mismo.

Horizonte Artificial: Es un sensor acelerométrico, es el encargado de enviar los valores tomados de los

diferentes ángulos de inclinación de los ejes (X, Y, Z) por el acelerómetro a la placa arduino para su

posterior procesamiento.

Altímetro: Es un sensor de presión barométrica encargado de medir la presión atmosférica y estimar

indirectamente la altura sobre el nivel del mar.

GPS: Es el encargado de mostrar la ubicación del dispositivo mediante coordenadas como así también

hora, latitud, longitud y velocidad de la aeronave.


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Diagrama eléctrico leds Este sistema se encuentra alimentado mediante una placa Arduino, esta realiza la sincronización de las luces de punteras de ala y empenaje, este se encuentra compuesto por leds de color blanco, rojo y verde, (correspondiente a los colores utilizados en iluminación de navegación aeronáutica). A continuación, se observa el diagrama eléctrico de conexión de las luces led, diagramado en el software Proteus.

Figura 7- Diagrama led puntera de ala y estabilizador vertical

Referencias

Led D3 izquierdo: Corresponde a puntera de ala, luces de navegación (color rojo).

Led D2 derecho: Corresponde a puntera de ala, luces de navegación (color verde).

Led D4 izquierdo: Corresponde a puntera de estabilizador vertical, luces de navegación (blanco).

Led D5 derecho: Corresponde a puntera de estabilizador vertical, luces de navegación (blanco).

Arduino MEGA 2560: Controlador de sincronización y alimentación de los diodos led.

Código de fuente/ Codificación #define punterai 12 #define punterad 11 #define empenajei 7 #define empenajed 8 void setup() { pinMode(punterai,OUTPUT); pinMode(punterad,OUTPUT); pinMode(empenajed,OUTPUT); pinMode(empenajei,OUTPUT); } void loop() { int repetir; digitalWrite(punterai,HIGH);


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digitalWrite(punterad,LOW); pausa100(); digitalWrite(punterai,LOW); digitalWrite(punterad,HIGH); pausa100(); digitalWrite(punterai,LOW); digitalWrite(punterad,LOW); for(repetir=0;repetir<2;repetir++){ pausa100(); } } void pausa100(){ digitalWrite(empenajei,HIGH); delay(10); digitalWrite(empenajei,LOW); delay(800); digitalWrite(empenajed,HIGH); delay(10); digitalWrite(empenajed,LOW); delay(800); } Acelerómetro y giroscopio (horizonte artificial) Un giroscopio es un dispositivo que funciona para medir velocidades angulares basándose en el mantenimiento del impulso de rotación. Si intentamos hacer girar un objeto que está girando sobre un eje que no es el eje sobre el que está rotando, el objeto ejercerá un momento contrario al movimiento con el fin de preservar el impulso de rotación total. El giroscopio muestra el cambio de rango de rotación en sus ejes X, Y y Z. El acelerómetro mide la aceleración, inclinación o vibración y transforma la magnitud física de aceleración en otra magnitud eléctrica. Los rangos de medida van desde las decimas de g, hasta los miles de g.

Figura 8- Sensor MPU con sus 3 ejes.

MPU-6050 El circuito integrado MPU-6050 contiene un acelerómetro y giroscopio MEMS en un solo modulo. Cuenta con una solución de 16-bits, lo cual significa que divide el rango dinámico en 65536 fracciones, estos aplican para cada eje X, Y y Z al igual que en la velocidad angular. El sensor es ideal para diseñar control de robótica, medición de vibración, sistemas de medición inercial (IMU), detector de caídas, sensor de distancia y velocidad, y muchas cosas más. El MPU-6050 contiene un giroscópico, un acelerómetro, además de un sensor de temperatura, mediante I2C regresa unos valores conocidos como raw o “crudos” según el registro seleccionado.


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Figura 9- Conexión de sensor MPU 6050 a placa arduino.

Código de fuente/ Codificación

#include "I2Cdev.h" #include "MPU6050.h" #include "Wire.h" void setup() { Serial.begin(57600); //Iniciando puerto serial Wire.begin(); //Iniciando I2C sensor.initialize(); //Iniciando el sensor if (sensor.testConnection()) Serial.println("Sensor iniciado correctamente"); else Serial.println("Error al iniciar el sensor"); } void loop() { sensor.getAcceleration(&ax, &ay, &az); sensor.getRotation(&gx, &gy, &gz); Serial.print("a[x y z] g[x y z]:\t"); Serial.print(ax); Serial.print("\t"); Serial.print(ay); Serial.print("\t"); Serial.print(az); Serial.print("\t"); Serial.print(gx); Serial.print("\t"); Serial.print(gy); Serial.print("\t"); Serial.println(gz); delay(100); Sensor de presión barométrica BMP180 (Altímetro) El sensor de presión barométrica BMP180 está diseñado para leer la presión atmosférica y de esta forma estimar indirectamente la Altura sobre el nivel del mar. La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el aire (atmósfera) sobre la superficie de la tierra. La presión atmosférica se debe al peso de la columna de aire sobre determinada área, es por esta razón que, al medir la presión atmosférica en puntos con mayor altitud, el valor de la presión es menor por ser menor la cantidad de aire. La presión atmosférica también varía con el clima, principalmente con la temperatura, pues esta hace cambiar la densidad del aire, que se ve reflejado en un cambio en el peso y por consiguiente en un cambio de presión.


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Figura 10- Sensor de presión barométrica

Entonces, la presión atmosférica varía con la temperatura y la altitud, estas dos variables son las más representativas para el cambio de presión. Factores como la humedad relativa y la velocidad del viento también influyen en la presión atmosférica en menor forma y pueden ser obviados. Lo que mide el sensor BMP180 es la presión absoluta (Barométrica) y la temperatura, al sensar la temperatura podemos compensar su influencia en la presión y así determinar con mayor exactitud la altitud. A continuación, se observa un gráfico de la conexión establecida para el sensor de presión barométrica.

Figura 11- Conexión de sensor BMP180 a placa arduino

Código de fuente/ Codificación #include <SFE_BMP180.h> #include <Wire.h> SFE_BMP180 bmp180; void setup() { Serial.begin(9600); if (bmp180.begin()) Serial.println("BMP180 iniciado correctamenten"); else { Serial.println("Error al iniciar el BMP180"); while(1); // bucle infinito } }


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void loop() { char status; double T,P; status = bmp180.startTemperature();//Inicio de lectura de temperatura if (status != 0) { delay(status); //Pausa para que finalice la lectura status = bmp180.getTemperature(T); //Obtener la temperature if (status != 0) { status = bmp180.startPressure(3); //Inicio lectura de presión if (status != 0) { delay(status);//Pausa para que finalice la lectura status = bmp180.getPressure(P,T); //Obtenemos la presión if (status != 0) { Serial.print("Temperatura: "); Serial.print(T,2); Serial.print(" *C , "); Serial.print("Presion: "); Serial.print(P,2); Serial.println(" mb"); } } } } delay(1000) Módulo GY-GPS6MV2 (GPS) El módulo GPS en su modelo GY-GPS6MV2 viene con un módulo de serie U-Blox NEO 6M equipado en el PCB, una EEPROM con configuración de fábrica, una pila de botón para mantener los datos de configuración en la memoria EEPROM, un indicador LED y una antena cerámica. También posee los pines o conectores Vcc, Rx, Tx y Gnd por el que se puede conectar a algún microcontrolador mediante una interfaz serial. Para que nuestro módulo GPS funcione a la perfección se recomienda hacer las pruebas en un ambiente abierto o cercano a la ventana para una correcta recepción de la señal. A continuación, se aprecia una imagen del sensor empleado para la aeronave.

Figura 12- Módulo GPS

Se observa a continuación el diagrama de conexión establecido para el módulo GPS para arduino.

https://www.u-blox.com/en/product/neo-6-series?utm_source=en/gps-modules/pvt-modules/previous-generations/neo-6-family.html


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Figura 13- Conexión de modulo gps para arduino

Código de fuente/ Codificación #include <SoftwareSerial.h> SoftwareSerial gps(4,3); char dato=' '; void setup() { Serial.begin(115200); gps.begin(9600); } void loop() { if(gps.available()) { dato=gps.read(); Serial.print(dato); } } Variables utilizadas por módulo GPS

-044235.000 representa la hora GMT (04:42:35)

- “A” es la indicación de que el dato de posición está fijado y es correcto. “V” sería no válido

-4322.0289 representa la longitud (43º 22.0289´)

-N representa el Norte

-00824.5210 representa la latitud (8º 24.5210´)

-W representa el Oeste

-0.39 representa la velocidad en nudos

-65.46 representa la orientación en grados

- 020615 representa la fecha (2 de Junio del 2015)


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Montaje final A continuación se aprecia un grafico de las pistas de todos los componentes eléctricos del dispositivo. Tales como; horizonte artificial (mpu 6050), Altímetro (BMP 180), GPS y módulo NRF 24L01.

Figura 14- Pistas montaje final

Radio control (emisor)

Se emplea un radiocontrol “Turnigy 9X” con receptor de nueve canales, este es el utilizado para el comando de la aeronave. El radiocontrol posee la configuración estándar que viene emplazado en el mismo, donde, se ha configurado manualmente algunas opciones para satisfacer los requerimientos de Ventum KFIA-17.

Figura 15- Radiocontrol Turnigy 9X Antena: permite establecer la conexión entre el emisor (radiocontrol) y receptor.

Tren de aterrizaje: libera el servo y permite el movimiento de la misma cuando este se encuentre

rodando sobre la plataforma, como así también, trabarlo cuando se encuentre en vuelo.


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Interruptor de ralentí y giróscopo: permite que el motor se sitúe en ralentí y como así también el

encendido en simultáneo del giróscopo.

Interruptor de flaps: Posee 3 posiciones que permite la apertura del hipersustentador en diferentes

ángulos de despliegue; mínimo, intermedio y total.

Acelerador/timón: Permite el aumento o disminución del paso del mando de gases, como así también,

la guiñada de la aeronave.

Alerón/elevador: mediante esta palanca se controla el ascenso o descenso de la aeronave, como así

también, el alabeo.

Teclas edición: permite selectar la opción que se quiere utilizar.

Teclas de edición: permite el desplazamiento sobre las diversas opciones que posee el radiocontrol.

Interruptor salida (tecla edición): permite salir de la opción que se ha selectado.

Interruptor ON/OFF: permite el encendido o apagado del radiocontrol.

Panel LCD: permite la visualización de las opciones que posee el radiocontrol.

Modulo Este dispositivo es un módulo RF de señal, el mismo se encuentra instalado detrás del radio control amurado mediante tornillos, cuya función es la de recibir la señal emitida por el receptor.

Figura 16- Modulo CT8J-9X

Receptor Se emplea un receptor de 9 canales TURNIGY 9X 8C, complemento del radiocontrol, este se encuentra situado dentro del compartimento principal de la aeronave (fuselaje). Posicionado sobre el morro.

Figura 17 - Receptor Turnigy 9X 2,4 Ghz

Conexión de receptor y servos La conexión de los servos no se emplaza directamente hacia el receptor, este va conectado hacia una placa sustituta que recibe los pulsos del mismo trasmitiéndola hacia los servomotores. El receptor es alimentado por la placa auxiliar cumpliendo como función trasmitir los pulsos (datos) hacia las pistas de la plaqueta y trasmitirlos hacia los servos, este sistema está totalmente alimentado por la batería del motor.


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A continuación se observa un gráfico esquemático de la conexión que se debe realizar para el funcionamiento de los servocomandos con cada canal de receptor.

Figura 18- Conexión de receptor a servos

Disposición de canales:

Canal N°1: Acelerador (Throttle) (servo 1).

Canal N°2: alerón izquierdo (servo 2)- alerón derecho (servo 3).

Canal N°3: timón de profundidad (servo 4).

Canal N°4: timón de dirección izquierdo (servo 5)- timón de dirección derecho (servo 6).

Canal N°5: Flap izquierdo (servo 7)- Flap derecho (servo 8).

Canal N°6 Rueda de morro (servo 9).

Canal N°7: cámara (servo 10).

Acelerar: Posiciona el servo 7 a 60º.

Desacelerar: Posiciona el servo 8 a 48º.

Ralentí: Posiciona el servo 8 a 0º.

Alabeo: Controla los servos 3 y 4, inclinación lateral de la aeronave.

Cabeceo: Controla el servo 7, modifica la altura del avión.

Guiñada: Controla el servo 5, cambia la dirección del avión.

Diagrama receptor El receptor se encuentra alimentado por una batería de 11,1 V siendo este el empleado para la alimentación del motor y es compartida con el receptor, se utiliza también un regulador de voltaje para disminuir la tensión de la batería y enviarlo con el voltaje adecuado al receptor. Los datos recibidos por el receptor son enviados a la placa auxiliar. (Figura 11)


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Figura 19- Diagrama eléctrico receptor

Placa alimentación Debido a que los servos poseen alto consumo de corriente eléctrica, se diseñó una placa la cual soportará toda la corriente de los servos. La placa está alimentada por una batería de 7.4 v y 5A,. Nuestro receptor estará alimentado independientemente de esta placa, mediante el regulador de voltaje del motor amplificando un voltaje de 11,1 V a 6V. A continuación se observa las pistas del circuito eléctrico correspondiente a la placa de alimentación realizado con el software PCB wizard.

Figura 20- Diagrama placa alimentación de los servos

A continuación se observa un diagrama en bloque donde se aprecia los periféricos de entrada que proporciona el receptor a cada servocomando y la función de los periféricos de salida que ejecuta.

Referencias servo comandos:

Alerón Derecho: cambia la posición del alerón para inclinar el avión

Alerón Izquierdo: cambia la posición de alerón para inclinar el avión

Flap Derecho: cambia la posición del flap durante el despegue y aterrizaje.

Flap Izquierdo: cambia la posición del flap durante el despegue y aterrizaje.


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Timón de Dirección Derecho: cambia la dirección de la aeronave.

Timón de Dirección Izquierdo: cambia la dirección de la aeronave.

Rueda: cambia la posición de la rueda en la aeronave.

Timón de Profundidad: cambia la altura de la aeronave.

Motor: cambia la potencia del propulsor.

Figura 21- Medición de servomotores con osciloscopio

Datos del osciloscopio: Volt/ Div =

50 mV Sec/ Div=

0, 5 mS

Servos

Para el comando de las superficies móviles de la aeronave se emplean servos Hextronik HX5010 analógicos de 6,9

kg de torque.

Figura 22- Servo analógico


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Características:

Modulación: Analógica

Voltaje: 4.8~6V. Max 7,5V

Torque: (6,91 kg-cm)

Velocidad: 0,16 segundos / 60º

Peso: (39,1 g)

Dimensiones:

Largo: 1.56 in (39.6 mm)

Ancho: 0.79 in (20.1 mm)

Altura: 1.50 in (38.1 mm)

Engranajes: Plástico

Rotación/soporte: Cojinetes doble

Motopropulsor

Para la propulsión de la aeronave se utiliza un motor RCGF de 32 cc este es el que requiere la aeronave para su

aeronavegabilidad. Este para su propulsión posee determinados tipos de hélices propulsores establecidas por el

fabricante, para aprovechar su máximo rendimiento se emplea una hélice propulsora de 20x8.

Figura 23-Motopropulsor RCGF 32cc

Características:

Alimentación 4,8V-6,0V (recomendado).

Carburador tipo: Walbro con válvula RCGF.

Cilindrada 32cc.

Bujía: NGK CM6 o equivalente.

Diámetro de eje 4mm - M4.

Diámetro x Alt 38 x 30 mm.


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Hélice recomendada 18 x 8 / 18 x 10 / 19 x 8 / 20 x 8.

Max Potencia 3,9 hp.

RPM: 1500rpm (ralentí) - 9000rpm (máxima potencia).

Peso con CDI y escape 1085 gr.

Peso sin CDI y escape 910 gr.

Radio de mezcla gasolina/aceite 25-40:1.

Sistema de refrigeramiento: Mediante aletas en cilindro (aire de impacto).

Componentes RCGF 32 cc

El motopropulsor emplea un set de ignición (CDI), este produce la chispa que requiere la bujía para realizar la

explosión del aire-combustible. Este se encuentra alimentado por una batería y un regulador voltaje.

Figura 24- CDI (Set de ignición)

Se emplea una bujía NGK-ME8 para el motopropulsor, esta es la requerida para su funcionamiento. A continuación

se observa el grafico de la bujía empleada y especificaciones de la misma.

Especificaciones:

Voltaje de funcionamiento: 6-12 V

Tipo de enchufe: Ficha Hembra (para La Batería), Ficha

Hembra (para Tacómetro)

Peso neto (CDI): 108 gramos

adecuada para Bujía: NGK-ME8 1/4-32

Figura 25- Bujía CM-6

Batería del motor Se emplea una batería ZIPPY compact de 11,1 V/ 850 Ampers, utilizada para la alimentación del CDI (set de ignición) y el receptor del radio control.


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Baterías de alimentación

Para la alimentación de todos los sistemas de la aeronave se emplean 2 baterías de litio-polímero, a continuación

se detallan las características de las mismas.

Se emplea una batería ZIPPY compact de 11,1V/850 mah. Esta es utilizada para la alimentación del motopropulsor

y receptor de la aeronave.

Figura 26- Batería Zippy compact

Especificaciones batería:

850mah 35c 3s 11.1V

Capacidad: 850mAh

Voltaje: 3S1P / 3 Cell / 11.1V

Descarga: 35C Constante / 45C rapido

Peso: 71g (incluyendo cable, enchufe y caja)

Dimensiones: 54x30x26mm

Plug de equilibrio: JST-XH

Tapón de descarga: JST

Se emplea una batería ZIPPY Flightmax 5000mAh 2S1P 20C, esta es utilizada para la alimentación de los servomotores y placa arduino.

Figura 27- Batería zippy 30C series

Especificaciones batería:

Batería de Polímero de Litio.

Capacidad Mínima: 5000mAh

Configuración: 3S1P / 11.1v / 3celdas

Constante de descarga: 25C

Pico de descarga (10sec): 35C

Peso: 370g


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Dimensiones: 146 x 50 x 25 mm

Plug de carga: JST-XH

Plug de descarga: 4mm Bullet-connector.

Regulador de voltaje Se emplea un regulador de voltaje ya que la corriente directa de la batería hacia el CDI (set de ignición) generaría una sobrecarga sobre este y haría que este entre en corto circuito. Este produce una transformación de voltaje sobre la batería regulando la corriente a menor valor y trasmitiéndola directamente hacia el CDI con el voltaje adecuado evitando lo mencionado anteriormente.

Figura 28- Regulador de voltaje TURNIGY

Especificaciones:

Tipo: Conmutación.

Protección de entrada: Protección contra inversión de polaridad.

Salida (constante): 5v / 5A o 6v / 5ª

Entrada: 8v-40v (2-10cell LiPo)

Peso: 21gramos.

Relación aceite-combustible

Se debe tener una relación de combustible/aceite de 30 partes de combustible por 1 parte de aceite lubricante para

ser viable el frente de llama, fuera de esta relación estequeométrica la combustión no será factible. El sistema

emplea combustible de 95 octanos (nafta súper) y aceite mineral dw-40 de motor 2 tiempos.

Figura 29- Tabla relación aceite-combustible.


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Bancada de motor

Se emplea un banco de pruebas estático para el motor, donde en este se realiza las pruebas de funcionamiento del motopropulsor. Este se encuentra adaptado para el motor y los componentes de la aeronave. A continuación se observa el grafico de la bancada, para más detalles se detalla en el anexo III (planos N° 7)

Figura 30- Bancada de motor Supresor de vibraciones Para la supresión de vibraciones generadas por el motopropulsor en funcionamiento, se emplea un asiento de caucho sobre los extremos de los anclajes, estos van situados sobre la superficie de la bancada y la superficie del anclaje.

Figura 31- Supresor de vibraciones de caucho sintético.

Estructura El dispositivo se encuentra compuesto por numerosos elementos estructurales que se han fabricado en diferentes etapas, estos elementos son: ala, fuselaje, empenaje, tren de aterrizaje, agarres de sujeción, y diversos elementos secundarios que forman parte de la estructura de la aeronave. A continuación se realiza la introducción de los diversos elementos estructurales.

Ala Fabricada totalmente con madera balsa de diversos espesores, con refuerzos de madera terciada de watambú de 3 milímetros sobre las superficies que reciben mayor esfuerzos aerodinámicos. Se encuentra compuesta por un total de 40 costillas, dotado de superficies móviles, tales como flaps y alerones.


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Figura 32- Vista en planta de costillas del ala

Tapas de inspección ALA: Se encuentran situadas 4 tapas de inspección sobre el extradós, estas son tapas desmontables diseñadas para la verificación de los servocomandos, ya sea para extracción, reparación, verificación. Sobre la misma se encuentran situadas 2 tapas de inspección más que permiten la extracción o instalación de los agarres ala-empenaje. FUSELAJE: Sobre la parte superior del cuerpo del avión (fuselaje) se encuentran situadas también dos tapas de inspección desmontables para la verificación de la aviónica, tales como: baterías, reguladores de voltaje, receptor, cdi, tanque de combustible, etc. Tren de aterrizaje Se emplea un tren de aterrizaje del tipo triciclo:

Tren de aterrizaje principal: Se encuentra situado debajo del fuselaje, situado justo sobre el centro de

gravedad de la misma, este es de tipo fijo, posee una altura determinada para evitar el rozamiento del

extremo de la hélice cuando este efectúe el despegue.

Fabricado en alambre de piano, este es el empleado generalmente en aeromodelos de grandes

dimensiones, ya que estos poseen una gran resistencia. A continuación se puede apreciar un gráfico del

tren de aterrizaje fabricado. Para ver información más detallada sito anexo IV lámina 1.

Figura 33- Tren de aterrizaje

Se emplea para el tren de aterrizaje (tren principal y tren de nariz) ruedas DU-BRO de bajo rebote de 3,5

pulgadas.


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Figura 34- Rueda DU-BRO de bajo rebote de 3,5”

Tren de morro: Situada en la parte superior de la nariz de la aeronave, este se encuentra fabricado con una

varilla de aluminio con un espesor de 19x19, trabajada mediante torno mecánico para lograr la forma

adecuada de la misma, para su sujeción sobre el cuerpo de la aeronave se posee de encastres mediante

tornillos pasantes. Para la sujeción de la rueda se diseñó una guía doble de acero con forma de “Y” con un

espesor de 3x19 mm.

Para el pasante de la rueda se emplea una varilla roscada de paso fino de 3 mm de diámetro con tornillos

de la medida adecuada para mantener fijo el pasante, esta permite la sujeción de la misma.

Figura 35- Tren de morro


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Figura 36- Tren de morro

Agarres empenaje Se posee encastres fabricados con termoplástico (PLA) situados en los extremos del empenaje, estos están empotrados con cada extremo, produciendo una gran resistencia a la estructura. El PLA es un termoplástico biodegradable procedente de recursos renovables tales como: maíz, almidones varios, etc. Posee una temperatura de extrusión (180°C- 220°C). A continuación se observa un gráfico del diseño de los agarres. Para más información detallada sito anexo IV lámina 2.

Figura 37- Agarre estabilizador horizontal/vertical


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Figura 38- Agarre Empenaje-fuselaje

Agarres ala-empenaje

Agarres ala-empenaje fabricados con termoplástico (PLA), estos permiten la sujeción de las varillas de empenaje.

Para más información detallada sito anexo IV lámina 3.

Figura 39- Agarre ala-empenaje

Cono Se emplea el cono de morro fabricado de material plástico seccionado en dos partes y adheridos mediante pegamento universal para su acople, posee un diámetro 157 [mm] y un alto de 134 [mm]. Para más información detallada sito anexo IV lámina 4.


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Figura 40- Cono de morro

Hélice

El motor posee una tabla con las hélices que puede utilizar. Se emplea una hélice de 20x8 pulgadas, esta posee la

performance óptima para que la aeronave desarrolle su vuelo sin novedades. Esta es una hélice impulsora,

posicionada detrás de la aeronave (no se debe reemplazar la hélice por una de menor diámetro).

Figura 41- Clasificación de las hélices

Esquema del dispositivo A continuación se observa la disposición de las tres vistas de la aeronave, donde se aprecia las piezas estructurales de la aeronave tales como costillas, largueros y cuadernas. La aeronave consta de 40 costillas en el ala, 15 cuadernas y 4 largueros principales; 2 dispuestos sobre el ala y 2 sobre el fuselaje.


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Figura 42- Esquema de la maqueta

Figura 43- Vista superior de la maqueta

Figura 44 - Vista lateral


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Figura 45 – Vista superior

Figura 46 – Vista frontal


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Figura 47- Indicaciones

Tabla 3- Descripcion de la figura 34

Costos del Proyecto:

Descripción Fecha de compra

Cantidad

Un. Costo unitario

Costo

Envió

Total Monto actualizado

Madera Balsa 4 mm 20/03/2017 6 un. $ 100 $ 600.00

$ 700.00

Set de Ignición (CDI) y bujía

05/06/2017 1 un. $ 1300.00 $ 1300.00

$ 1500.00

¼ Placa MDF crudo 18,00mm

15/05/2017 1 un. $ 399.90 $ 399.90

$ 400.00

Ploteo de planos 04/04/2017 2 un. $ 180.00 $ 360.00

$ 200.00

Adhesivo instantáneo 10/04/2017 7 un. $ 21.00 $ 147.00

$ 21.00

Varilla 1/6 22/06/2017 2 Un. $ 21.00 $ 40.00 $ 25.00


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Hoja de lija p/madera AA grano 50-200

22/06/2017 1 un. $ 40.00 $ 40.00 $ 40.00

Componentes eléctrico y complementos de

servos

05/07/2017 1 un. $ 730.00 $ 730.00

$ 730.00

Diodos led 03/07/2017 20 un. $ 3,50.00 $ 42.50 $ 45.00

Hélice propulsora 20x8 06/07/2017 1 Un. $520.00 $150.00

$520.00 $600.00

Radiocontrol Turnigy 9X 9 canales

05/07/2017 1 Un. $2800.00 $150.00

$2950.00

$4500.00

Cable de luz liviano 10/07/2017 4 Mts. $24.00 $128.90 $30.00

Adhesivo instantáneo 10/07/2017 5 Un. $63.00 $315.00 $63.00

LiPo Zippy Compact 11,1v x 850mAH 35c

12/07/2017 1 un. $ 360.00 $ 360.00

$ 400.00

LiPo Zippy FlightMax 7,4v x 5000mAH 40c

12/07/2017 1 un. $ 805.00 $ 805.00

$ 805.00

Regulador Turnigy SBEC 8/40v

12/07/2017 1 un. $ 250.00 $ 250.00

$ 250.00

Servos HX5010 Digitales 6,9 kg torque

12/07/2017 9 un. $ 270.00 $ 2430.00

$ 3000.00

Plumibol 14/07/2017 10 mts $ 14.00 $ 140.00

$ 16.00

Cinta embalaje 14/07/2017 1 Un. $ 34.00 $ 34.00 $ 40.00

Plancha madera balsa 1,5 mm

18/07/2017 2 un. $ 50.00 $ 100.00

$ 50.00

Cable telefónico 25/07/2017 7 mts. $ 13.00 $ 91.00 $ 13.00

Adhesivo instantáneo 26/07/2017 6 un. $ 42.00 $ 256.00

$ 42.00

Cable telefónico 27/07/2017 4 mts. $ 9,70 $ 38.80 $ 9.70

Madera Balsa 4 mm 28/07/2017 1 un. $ 100.00 $ 100.00

$ 100.00

Cable baffles 28/07/2017 4 Mts. $ 11.30 $ 45.20 $ 15.30

Madera Balsa 1,5 mm 29/07/2017 6 un. $ 50.00 $ 300.00

$ 50.00

Varillas de Pino 29/07/2017 15 un. $ 50.00 $ 50.00 $ 50.00

Madera Balsa 1,5 mm 08/08/2017 3 un. $ 65.00 $ 195.00

$ 70.00

Adhesivo instantáneo 15/08/2017 6 un. $ 42.00 $ 252,5 $ 42.00

Laca en aerosol 15/08/2017 1 un. $ 150.00 $ 150.00

$ 150.00

Nafta súper 03/08/2017 5 lts $15.80 $75.00 $15.50

Vinilo Oracal gris claro 14/08/2017 4 mts $ 280.00 $ 1120.00

$ 280.00

Plancha Tergopol 29/09/17 1 mts $69 $69 $69

Ruedas Du-bro 22/09/17 4 un $250 $335 $1335 $1000

Barniz en aerosol 04/10/17 1 un $190 $190 $190

Tuerca estampada y arandelas

04/10/17 20 un $17 $17 $17

Vinilo Oracal gris claro 05/10/17 4 mts $280 $1120 $1120

- - - - - - $17.096

Tabla 4- Tabla de Costos


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Conclusiones

Balance Comparativo Al llegar a la fecha se analizó el avance del proyecto, el tiempo y capital invertido en el mismo, determinando así el resultado final. Teniendo en cuenta los alcances y destinatarios pensados para el proyecto, podemos concluir que se ha cumplido prácticamente con el objetivo planteado y con las seis etapas de trabajo que se definieron. Si bien al momento del presente informe, todavía no se pudo realizar el primer vuelo de la aeronave, las diferentes pruebas y ensayos realizados sobre el prototipo durante las etapas de construcción y montaje final, determinaron que el mismo cumple con todas las normas, asegurándose de esta manera que se podrá realizar una prueba de vuelo satisfactoria. Las dimensiones físicas que se lograron para con la construcción del prototipo, hacen que éste sea factible de adaptar en diversos ambientes donde se piense implementar. La utilización de la cámara infrarroja, son una ventaja para este prototipo y dado que esta agiliza los tiempos de búsqueda y rescate, optimizando el tiempo de los baqueanos y minimizando la mortandad de las ovejas, lo que conlleva a una menor pérdida económica para los estancieros.

Recomendaciones: Haciendo una crítica personal de lo realizado durante la construcción y desarrollo del Ventum 14, establecemos una serie de recomendaciones que hablan sobre el mejoramiento de lo ya logrado:

En primer lugar se podría cambiar el material con el que se construyó el recubrimiento por los cambios climáticos de la zona.

Se podrían utilizar servomotores digitales ya que, tienen una respuesta más rápida y exacta. También se podría aumentar el rango de recepción de frecuencia para tener una mayor cobertura. Utilizar un sistema ecológico para recargar las baterías. Tener un sistema de verificación de voltaje para cuidar la vida útil de las mismas. Aumentar el alcance de vuelo del avión, a fin de obtener un mayor tiempo de búsqueda.

Propuestas: Se plantean una serie de propuestas sobre las recomendaciones antes mencionadas, con el fin de lograr mejores resultados y un mejoramiento a futuro de lo que se logró hasta el momento.

Utilizar un recubrimiento de fibra de vidrio debido a que es más liviano, resistente y estética. Usando servomotores digitales porque los mismos anulan el pequeño delay que se produce al enviar los

datos desde el radiocontrol. Usar un voltímetro para controlar la carga de las baterías. Construir una antena de mayor tamaño y potencia para realizar vuelos a mayor distancia. Utilizar un tanque de combustible con mayor capacidad para obtener más horas de vuelo.

Mejoras: A continuación planteamos una serie de mejoras que proponemos para implementar a futuro con el fin de mejorar la calidad y nivel de complejidad del Ventum KFIA-17, es decir, dotarlo de más funciones que logren que el usuario tenga acceso a mayor disponibilidad de información a la hora de realizar la búsqueda y la navegación.

Se pueden implementar paneles solares para utilizarlos como fuentes de energía. Agregarle más sensores al avión para que sea más seguro. Por ejemplo: un sensor en el tanque de

combustible para verificar su carga. Realizar las piezas con una fresa CNC para que sean perfectas. Implementar un paracaídas en el caso de que el avión este pierda la conexión con el radiocontrol. Utilizar un sistema GoHome para que la aeronave retorne al último punto de conexión en caso de

pérdida de señal.


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Glosario:

Palabra Definición

Aerodinámica Ciencia que estudia el movimiento relativo del aire y su interacción con un cuerpo

Alerón Superficie móvil de control que mueve a la aeronave sobre el eje longitudinal X

Deflectar Sinónimo de desplegar (flaps)

Decolaje Despegue de una aeronave

Flap Dispositivo hipersustentador el cual modifica la curvatura del perfil alar, generando mayor sustentación

Full throttle Acelerador del motor al máximo

Fuselaje semi- monocasco Fuselaje constituido por cuadernas, largueros, larguerillos y el recubrimiento

Perfil alar Forma geométrica del ala en vista de corte transversal

Planta motriz Motor de la aeronave

Pushrod Varilla de empuje, componente de un motor

Ralentí Régimen mínimo de revoluciones por minuto a las que funciona un motor

Régimen de ascenso Velocidad en la que una aeronave incrementa o disminuye su altitud por unidad de tiempo

Servomotor Un servomotor es una máquina de corriente continua que tiene un ángulo de rotación definido, que se controla a través de un tren de pulsos, usualmente generado por microcontroladores. Es utilizado por su gran precisión y por su torque.

Servosistema Son sistemas de control realimentado en los que la salida es algún elemento mecánico

Starter Arrancador externo del motor

Sustentación Fuerza desarrollada por un perfil aerodinámico moviéndose en el aire, ejercida de abajo hacia arriba, y cuya dirección es perpendicular al viento relativo

Techo de servicio Máxima altitud de vuelo permitida.

Techo máximo Máxima altitud de vuelo alcanzada.

Testear Someter algo a un control o prueba

Timón de dirección Superficie móvil del estabilizador vertical que controla la guiñada de la aeronave, desplazándolo sobre el eje vertical Z

Timón de profundidad Superficie móvil del estabilizador horizontal que controla el cabeceo de la aeronave, sobre el eje transversal Y

Trim Compensador que varía la incidencia del borde de ataque del estabilizador horizontal

VANT o UAV Vehículo aéreo no tripulado (en inglés: unmanned aerial vehicle)

Viraje Modificación de la orientación del avión en vuelo.

MPU6050

Es un “shield” de la Arduino™ que cumple la función de un acelerómetro y un giroscopio. Está integrado al avión para permitir la detección de inclinaciones peligrosas y asistir el aterrizaje.

GY-65

Es un “shield” de la placa que gracias a una de sus librerías puede calcular la altura mediante la comparación de la presión y la temperatura.

APC220

Es un módulo de radio frecuencia de bajo costo con un alcance máximo de 1200 mts. El alcance de este componente no es el necesario para a tarea a realizar, pero es útil para la etapa de prueba del proyecto.

LCD

Display grafico de 128x64 bits, que puede mostrar imágenes de baja resolución. En este proyecto será utilizado en el módulo del radiocontrol para visualizar varios datos del avión (Inclinación, altitud, temperatura, etc.) durante el vuelo, pudiendo así facilitar su manejo.


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Bibliografía

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Prof. Rodrigo Barros -Apuntes de aeronaves de 2 ° año aeronáutico

Prof. Rodrigo Barros - Apuntes de anteproyecto de 4 ° año aeronáutico

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https://prezi.com/rcfebd4yljce/iluminacion-de-una-aeronave/


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ANEXO I Fotos trabajos efectuados en la aeronave.


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Figura 48- Recubrimiento retirado del extradós Figura 49- Estabilizador vertical

Figura 50- Recubrimiento alar retirado Figura 51 - Ploteado de planos de empenaje

Figura 52- Recubrimiento fuselaje Figura 53- Montaje de motor


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Figura 55- Radiocontrol TURNIGY 9X

Figura 54 - Presentación de alerón en ala

Figura 56- Fabricación de plaqueta Figura 57- Presentación del dispositivo

Figura 58- Chequeo pre-carreteo


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ANEXO II Información


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Posición de la aeronave en sus tres ejes correspondientes

Figura 59- Posición de la aeronave

Función que cumplen los servos:

Alerón Derecho: cambia la posición del alerón para inclinar el avión

Alerón Izquierdo: cambia la posición de alerón para inclinar el avión

Flap Derecho: cambia la posición del flap durante el despegue y aterrizaje.

Flap Izquierdo: cambia la posición del flap durante el despegue y aterrizaje.

Timón de Dirección Derecho: cambia la dirección de la aeronave.

Timón de Dirección Izquierdo: cambia la dirección de la aeronave.

Rueda: cambia la posición de la rueda en la aeronave.

Timón de Profundidad: cambia la altura de la aeronave.

Motor: cambia la potencia del propulsor.

Otro circuito que implantaremos en la aeronave estará conectado a la batería independientemente de los servos, serán las luces led de puntera de ala y luces led de puntera de los estabilizadores verticales, uno en cada punta, esto ayudara al que este a mando del radio control poder visualizar la aeronave en el aire mucho mejor. Ya que al tener un alcance de 4 kilómetros de radio aproximadamente, la aeronave se puede perder de vista, en todo caso las luces ayudaran a poder captar la aeronave mucho más fácil.

Este circuito contará con un cable positivo y un cable negativo el cual estará conectado en serie a la fuente de alimentación (batería), también tendrá un interruptor el cual se activará manualmente por el usuario, estará ubicada dentro de las tapas de inspección.

Tipos de PLA y ABS (impresiones 3D)

El PLA es menos conocido que el ABS, se utiliza comparativamente mucho menos en la industria. Es un producto que de vender como “natural”, pues los componentes básicos son plantas como el maíz. Recientemente, este status ecológico del PLA está siendo muy discutido. Con las nuevas recicladoras que están apareciendo (la más conocida, Filabot) el ABS es mucho más ecológico que el PLA, pues estas recicladoras son cajas donde se pone el ABS sobrante, y a partir de él la recicladora nos hace una bobina nueva. De momento, el PLA no se puede reutilizar.


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ANEXO III Diagramas


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Diagrama de Pert

Figura 60 Diagrama de punto crítico

Tabla 5- Diagrama de punto crítico

Diagrama de Gant

Tabla 6- Estadísticas diagrama de Gant


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Figura 61- Estadística diagrama de Gant


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ANEXO IV Planos


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