INSTITUTO TECNOLGICO DE SAN LUIS POTOS

INGENIERA EN MECATRNICA

TTULO:EXPLORACIN LIGERA

MATERIA: TALLER DE INVESTIGACIN I

INTEGRANTES:SAULO LVAREZ PECINALUIS ENESTO COLN GONZLEZGERARDO DE JESS ELAS DVILA

MAESTRA: PATRICIA MNDEZ ORTIZ

VIERNES 14 DE NOVIEMBRE DEL 2014

Agradecimientos.

El presente trabajo de investigacin fue realizado bajo la supervisin de la profesora Mndez Ortiz Patricia, a quien nos gustara expresar nuestro ms profundo agradecimiento, por hacer posible la realizacin de este estudio a travs de la motivacin y supervisin al igual que un objetivo al realizarlo. Adems, de agradecer su paciencia, tiempo, seguimiento y dedicacin para que este proyecto pueda resultar de manera exitosa. Gracias por su apoyo, por ser parte del desarrollo de nuestro proyecto. A nuestros padres, por obsequiarnos la vida y brindar apoyo en todo lo que como personas y como futuros ingenieros nos hemos propuesto. Por ser el apoyo ms grande durante nuestra educacin a lo largo de nuestras vidas, ya que sin ellos quiz no hubiese sido posible lograr la motivacin y determinacin as como nuestras metas y sueos. A la vida, por brindarnos la oportunidad de vivir, por permitirnos disfrutar cada momento de existencia y guiarnos por el camino que ha sido trazado para nosotros. A nuestros amigos, por ser parte de la vida, de los momentos buenos y malos, por el apoyo y compaa brindados cuando estos fueron necesarios y tambin cuando no.A aquellos compaeros que en solidaridad brindaron su experiencia y conocimiento en temas donde nuestro conocimiento y habilidades no eran suficientes por si solas. A maestros, que compartieron con nosotros sus conocimientos para convertirnos en profesionistas, por su tiempo, dedicacin, por brindar experiencias que en ocasiones eran aun ms valiosas que el conocimiento presente en los textos utilizados y por su empata cuando la situacin lo requera.Resumen

Exploracin ligera est basada en un vehculo areo no tripulado, en done esta idea surge desde tiempos remotos pero se fue desarrollando al paso de los tiempos y al necesidad del ser humano. La utilizacin de materiales tpicos a los no tpicos hace un enfoque atractivo, eficaz y a la vez novedoso en donde podemos utilizar este tipo de tecnologa en muchas situaciones de la vida que requiera la ayuda o el apoyo de este vehculo.Tambin se hacen mencin de algunos datos muy importantes que hace que exploracin ligera sea de total agrado y as pueda ser ms interesante y sea adquirido de manera que sea de gran gusto. Pensando en todo aquella persona que tenga la nocin de tener un vehculo de este tipo, se otorgara una manera fcil de manipular o interactuar de manera fcil esta herramienta que podr producir una experiencia y progreso en el desarrollo del conocimiento. Para el desarrollo de este tipo de proyecto se tendrn en cuenta algunas ciencias donde se deriva el desarrollo, el diseo, la estructuracin, y el desarrollo de un robot, conocimientos bsicos de aviacin. Se utiliz equipos para los mdulos de transmisin y recepcin basados en. Durante la implementacin, se ha abarcado el conexionado, la configuracin, y la programacin de algunos mdulos. Tambin se realiza un estudio del hardware y software necesario para obtener una visualizacin en el PC que permita el control de los parmetros a tiempo real del vehculo y diferentes pruebas que nos aseguren el correcto funcionamiento en la emisin y recepcin de datos.Algunos estudios se desarrollaran para obtener de forma conjunta la comunicacin de los datos de telemetra y la visualizacin de los parmetros del UAV en tiempo real. Adems, se estudiara e implementara cdigo en Arduino para la optimizacin de los mdulos utilizados en dicho propsito.

La implementacin de la mecnica, uno de los principales fenmenos que afectaran al dispositivo sern los esfuerzos donde el drone podra ser sometido a este tipo de fenmeno.En todo sistema electrnico se har uso de muchos sistemas convencionales, en todo lo que es dinmico se tendr en cuenta clculos para el desplazamiento eficaz del vehculo.

I

ndice

1.Antecedentes12.Introduccin23.Planteamiento del problema34.Justificacin45.Limitaciones y delimitaciones55.1 Delimitaciones55.2 Limitaciones56.Objetivos76.1 Objetivos generales76.2 Objetivos especficos77.Hiptesis88.Metodologa99.Marco terico109.1 Parte Mecnica109.2 Parte Informtica139.3 Parte Electrnica189.4 Parte Dinmica2110.Desarrollo de la investigacin2610.1 Parte Mecnica2810.2 Parte Informtica3410.3 Parte Electrnica3910.4 Parte Dinmica4911.Anlisis de costos/beneficio5412.Conclusin5513.Bibliografas5614.Glosario5715.Anexos61Anexo 1. Cronograma61Anexo 2. Tabla de medidas de tornillos comerciales63Anexo 3. Tablas de conversin64Anexo 4. Caractersticas tcnicas del acetal64Anexo 5. Tabla de Modulo de Young en metales comunes65Anexo 6. Tabla de diversos materiales66Anexo 7. Tabla de resistencias67Anexo 7. Tabla de circuitos67

ndice de figuras

Figura 1 - Diagrama de tensin y compresin10Figura 2 - Deformacin y recuperacin de forma.13Figura 3 - Sistemas en bucle abierto16Figura 4 - Sistemas en bucle cerrado16Figura 5 - Teorema de Bernoulli24Figura 6 - Diagrama del proyecto.27Figura 7 - Esquema sencillo del drone28Figura 8 - Vista de las varillas de proteccin29Figura 9 - Dimensiones de las varillas31Figura 10 - Esfuerzo de aplastamiento32Figura 11 - Esfuerzo en tornillos33Figura 12 - Ampliacin de varilla de proteccin34Figura 13 - Protocolo UDP36Figura 14 - Esquema de funcionamiento seguido37Figura 15 - Control PID42Figura 16 - Control PID (salidas)43Figura 17 - Potencimetro para la asignacin del canal.44Figura 18 - Conector del GPS48Figura 19 - LEDs APM.49

1. AntecedentesSe tienen antecedentes de vehculos areos no-tripulados (UAVs) desde la primera guerra mundial con el desarrollo del control remoto por radiofrecuencia. Conforme avanz la tecnologa, los precios y el tamao de los componentes se redujeron bastante, logrando as mayor inters en el tema. La investigacin y desarrollo de los UAVs se ha realizado primordialmente por entidades militares de distintos gobiernos, principalmente el de Estados Unidos de Norteamrica. Uno de los UAVs ms conocidos y de mayor utilidad militar es el RQ-1 Predator, un vehculo de turbo-propulsin utilizado principalmente para misiones de monitoreo y reconocimiento. Fue desarrollado por la compaa General Atomics Aeronautical Systems en 1994 y actualmente son los proveedores de 125 Predators usados por la Fuerza Area Norte Americana. Hoy en da, los Predators son los UAVs ms modernos y capaces y que son de alto rendimiento, de altura media y desde el 2005, tienen tambin la capacidad de llevar una carga de 2 misiles.Actualmente hay compaas independientes y comerciales desarrollando este tipo de tecnologa principalmente para monitoreo areo. La compaa alemana MicroDrone es quien ha desarrollado un UAV similar al que se tiene en mente construir, pero con la diferencia que no posee materiales inteligentes. Cuanta con 4 motores sin escobillas ubicados en las esquinas de un diseo marca tipo X, con hlices de paso invertido y con una cmara en la parte posterior del vehculo. Actualmente el vehculo se comercializa para diferentes tareas tales como: monitoreo areo o deteccin delincuencia, y sobre todo exploracin de reas que no son viables al humano.Otros trabajos de investigacin se realizan en distintas empresas y universidades. Por ejemplo, existe el trabajo que realiza la empresa aeronutica Boeing, especficamente el departamento de investigacin e innovacin avanzada: Phantom Works; en conjunto con el famoso Instituto de Tecnologa en Massachussetts (MIT), donde investigan el control de vuelo de enjambres de este tipo de vehculos para evitar su colisin y para coordinar el plan de vuelo.2. Introduccin

El siguiente proyecto busca plantear una oferta de diversas soluciones manteniendo un enfoque innovador y sencillo a travs de un dispositivo ligero capaz de llegar a lugares de difcil acceso para el hombre, combinando una capacidad de exploracin y anlisis programada de manera inteligente.Este proyecto propone una mayor versatilidad y economa respecto a los dispositivos ya existentes, integrando programacin con una interfaz que permite al usuario relacionarse con el programa de manera sencilla, ampliando as el mercado y su campo de aplicacin.Como ya se mencion, un reto y objetivo de este proyecto es superar los estatutos ya establecidos llevando a la exploracin a campos como la seguridad y la investigacin llevndose a cabo a niveles ms bsicos.Dicho proyecto consistir en la unin de la tecnologa actual, las necesidades del mundo moderno y el conocimiento adquirido como son la condicin ambiental, la situacin de campos y desarrollos sociales y cientficos.En trminos materiales, exploracin ligera presenta un drone innovador integrado con materiales inteligentes, fuentes de energa eco-amigables, programacin digital e inteligente, dispositivos como cmaras y sensores que impulsen la capacidad de anlisis y procesamiento de datos obtenidos generados por la condicin en la que se desarrolle la exploracin.Se tiene contemplado un gran campo de influencia siendo prcticamente nulas las limitaciones que un terreno puede ofrecer a exploracin ligera.

3. Planteamiento del problema

Exploracin ligera nace de la necesidad latente en el estado de un sistema de exploracin verstil como inteligente y tecnolgica que pueden enfocarse en temas como la seguridad, la investigacin social y cientfica y que a la vez sea econmicamente y funcionalmente accesible a la maquinaria de la poblacin.La simplicidad y movilidad del sistema de exploracin ligera permite la investigacin y la bsqueda de manera sencilla. Eso es lo que se busca en este proyecto, facilidad para la poblacin en trminos de investigacin y exploracin.

4. Justificacin

Exploracin ligera ofrece un sistema de exploracin inteligente con diversos campos de aplicacin, un dron conformado por sistemas de exploracin moderno y flexible, con una capacidad de anlisis de datos obtenidos a travs de cmaras, sensores y otros dispositivos que renen informacin durante su exploracin.Este proyecto busca beneficiar a personas cuyos recursos econmicos no son proporcionales a los costos de los drones ya existentes o en el caso contrario donde existen equipos econmicos pero poco eficientes, con un corto periodo de vida y pocos campos de exploracin.Exploracin ligera se propone dominar los campos de investigacin y de seguridad social para as permitir un proyecto de vigilancia ciudadana costeable donde puedan establecerse permetros de seguridad. Por otra parte en el campo de investigacin se busca ofrecer a un mayor campo de poblacin la posibilidad de relacionarse con tecnologa de este nivel para as mejorar su experiencia y adems engrandecer el campo de investigacin al que se tiene acceso.La importancia de un proyecto de esta clase es elevar el nivel de sociedad y tecnolgico del pas donde la interaccin y existencia con sistemas como este es prcticamente nulo para la mayora de la poblacin , en pocas palabras se busca nivelar el nivel de oportunidades en todo el pas mientras a la par se eleva la condicin general del pas respecto a las condiciones de pases ms desarrollados, por lo tanto es el progreso y la innovacin tecnolgica para todos uno de los pilares de exploracin ligera.

5. Limitaciones y delimitaciones

5.1 DelimitacionesEn dichos lugares en los que se podr emplear este proyecto innovador y tecnolgico consideramos y haremos estudios en dichos espacios donde el proyecto tendr a realizar dichas tareas en muchas reas y lugares donde se requieran y donde el ser humano no pueda realizar dicha tarea.Pongamos un ejemplo de una de las tareas que puede realizar este proyecto, digamos que acaba de pasar un huracn en dicha regin de Mxico, en una de las playas ms importantes donde dicho fenmeno se llev casas, arboles, lugares ecolgicos y por consecuencia de que el agua llego a niveles muy considerados el ser humano por s mismo no puede explorar, observar o realizar trabajos de apoyo en zonas con determinados obstculos muy difcil de ver y apreciar. En los bancos, centros comerciales, joyeras, plantas industriales, hoteles, agencias automotrices, etc., en las fuerzas militares donde hagan el uso adecuado de dicho proyecto.5.2 LimitacionesEl comercio y utilizacin de dicho vehculo areo no tripulado, es as como se considera este proyecto, estar visiblemente inspeccionado por algunos normas establecidas por OACI (Organizacin de Aviacin Civil Internacional), donde mencionan que no hace posible el vuelo de drones en los ncleos urbanos o sobre grupos de poblacin (playas, conciertos, manifestaciones, precesiones), por estos casos, se podr conceder autorizaciones puntuales para que esta utilizacin en dichos lugares puedan llevarse a cabo.En Espaa y partes de Europa su reglamentacin prohbe expresamente el sobrevuelo de cualquier aeronave, tripulada o no, sobre ncleos urbanos, con excepcin de los cuerpos y fuerzas de seguridad del estado y el ministerio de defensa. La secretaria general de transportes de dicho continente aseguro que los pilotos debern contar con una informacin especfica para el uso de este vehculo areo, y el objetivo de una nueva ley es establecer los requisitos del empleo de este vehculo sea seguro, en todo lo que implica tanto al vehculo, como al piloto, como la comunicacin entre ambos..En Mxico se ve la necesidad de establecer una legislacin que permita su adecuado manejo y evitar problemas que invaden privacidad o atenten contra la seguridad, coincidieron expertos y empresarios. Rogelio Bustamante, profesor de Ingeniera Meca trnica del Tec de monterrey, sealo que el creciente uso de drones podra interferir en rutas areas y la privacidad de las personas.

6. Objetivos

6.1 Objetivos generalesDar una opcin inteligente al mercado acerca un manejo adecuado de los vehculos areos no tripulados en el mbito de la investigacin, de la seguridad privada y pblica y a otro sinfn de aplicaciones.

6.2 Objetivos especficos Disear de manera inteligente los dispositivos de exploracin ligera. Buscar alternativas de materiales inteligentes y adecuados para el ambiente y el trabajo que se adecuar el dispositivo. Estudiar los movimientos, esfuerzos mecnicos y resistencias de los materiales para un buen manejo de estos. Investigar las mejores alternativas en el diseo elctrico e informtico del Drone.

7. Hiptesis

Exploracin ligera espera solucionar los problemas de inseguridad en el estado de San Luis Potos influyendo tambin en el campo de la educacin promoviendo y desarrollando la interaccin de estudiantes e investigadores con dispositivos inteligentes cambiando as el hecho de que solo investigadores y estudiantes con grandes recursos logran sus objetivos al tener acceso a dispositivos inteligentes.De alcanzarse dicho objetivo las calles del estado de San Luis Potos tendran un ndice menor de delincuencia al tener un dispositivo que detecte e informe cualquier crimen justo en el momento en que se lleva a cabo , lo que llevara a una cobertura general y el uso de recursos a puntos especficos evitando las prdidas de tiempo.En pocas palabras de desarrollarse correctamente el proyecto; el estado seria ms seguro lo que generara progreso en otras campos, la educacin superior aumentara su nivel y calidad asegurando el progreso general de la educacin desarrollando en cadena la necesidad de implementar el proyecto de exploracin ligera en el resto del estado elevando as el nivel general en el pas otorgando a todos la oportunidad de interactuar con dispositivos avanzados produciendo experiencia y progreso en el desarrollo del conocimiento.

8. Metodologa

Usamos una metodologa cientfica, pues, aunque es un producto, necesitamos predecir el comportamiento que este tendr a travs de la hiptesis y a raz de este, realizar una serie de investigaciones de innovacin y bsqueda de la mejora continua en sistemas tan favorables como la aeronutica.

9. Marco terico

El proyecto exploracin ligera se desarrolla a travs de 4 materias principales: Mecnica, Dinmica, Electrnica y Informtica por lo cual es necesario conocer los conceptos principales aportados por estas materias que permiten del desarrollo de un dispositivo inteligente como lo es el drone de exploracin ligera. A continuacin se enuncian estos conceptos divididos en secciones representadas por cada materia mencionada.9.1 Parte MecnicaLa mecnica describe el movimiento de los cuerpos, y su evolucin en el tiempo, bajo la accin de fuerzas, sin embargo en esta ocasin de har uso de la mecnica para el estudio y determinacin de los materiales necesarios y adecuados para la construccin del Drone de exploracin de ligera.Uno de los principales fenmenos que afectaran al dispositivo sern los esfuerzos, esfuerzo es la resistencia que ofrece un rea unitaria (A) del material del que est hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza, F): Esfuerzo = fuerza / rea = F / A.Primeramente se definirn el esfuerzo de tensin y de compresin. El esfuerzo de compresin es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un slido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reduccin de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada direccin. Mientras que el esfuerzo de tensin representa un efecto similar al de compresin con la diferencia de que se desarrolla en direccin opuesta es decir la tensin tratara de alargar las dimensiones de un objeto (figura 1).

Figura 1 - Diagrama de tensin y compresinAmbos calculados a travs de la siguiente formula E= F/A.Otro tipo de esfuerzo necesario principalmente para la determinacin de tornillos y otros componentes necesarios es el esfuerzo cortante. El esfuerzo cortante, de corte, de cizalla o de cortadura es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la seccin transversal calculado a travs de E= F/A con diferencias ya que la fuerza se calcula a travs de distintos componentes y el rea debe calcularse de manera que se obtenga el rea que especficamente recibir las fuerzas y las reacciones.Un trmino ms necesario en el desarrollo de los clculos ser el de torsin, torsin es la solicitacin que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecnico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensin predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.La torsin de calcula a travs de la formula siguiente: S=TL/JG Donde S es torsin, T es el torque (producido por el producto de la fuerza y la distancia), J es el momento polar de inercia y G el modulo de cortante de el material.Adems de esfuerzos mecnicamente se requerir de elementos que generen y transmitan potencia, movimiento y energa estos elementos son conocidos en general como mecanismos, mecanismo es un conjunto de piezas o elementos que ajustados entre s y empleando energa mecnica hacen un trabajo o cumplen una funcin. Y estos sern utilizados principalmente en las turbinas y algunas otras aplicaciones dentro del cuerpo principal del drone.Otro concepto de gran importancia en el campo de la mecnica que permitir a la construccin del drone de exploracin ligera es el de materiales inteligentesLos materiales inteligentes, activos, o tambin denominados multifuncionales son materiales capaces de responder de modo reversible y controlable ante diferentes estmulos fsicos o qumicos externos, modificando alguna de sus propiedades.Por su sensibilidad o actuacin, estos materiales pueden ser utilizados para el diseo y desarrollo de sensores, actuadores y productos multifuncionales, as como poder tambin llegar a configurar estructuras y sistemas inteligentes de aplicaciones mltiples. En este caso las estructuras inteligentes, son por ejemplo aquellas que gracias aLa combinacin de estos materiales es capaz de auto diagnosticarse y modificarse para adaptarse a las condiciones que se les ha marcado como ptimas o correctas.Algunos de estos materiales, son conocidos desde hace muchos aos y otros (la mayora) son de reciente aparicin. Se manifiestan en diferentes naturalezas, inorgnicas, metlicas y orgnicas, y su comportamiento es muy diverso siendo sensibles a una amplia variedad de fenmenos fsicos y qumicos. Actualmente, su importancia surge gracias a las nuevas tecnologas como la microelectrnica y la posibilidad de disear y sintetizar estructuras orgnicas polimricas con propiedades activas predefinidas.

El uso de materiales inteligentes facilita la reparacin y maximiza el potencial de un aparato al ser ejecutado con menores riegos y mayor eficiencia, en el caso de Exploracin ligera se llevara a cabo el uso de nitinol por su capacidad de memoria de forma, elasticidad y su bajo peso.El nitinol es el ejemplo ms conocido de las llamadas aleaciones con memoria de forma. Es Una Aleacin de Nquel y Titanio.La memoria de forma se manifiesta cuando, despus de una deformacin plstica, el material recupera su forma tras un calentamiento suave. El nombre de este material se ha convertido en sinnimo de este tipo de aleaciones, al igual que el tefln lo es del politetrafluoroetileno.

Figura 2 - Deformacin y recuperacin de forma.

Las aleaciones con memoria de forma deben sus propiedades a una transicin de fase entre una estructura de tipo austenita y una de tipo martensita.En resumen de la mecnica Exploracin ligera har uso de l calculo de fuerzas y esfuerzos a los que el drone podra llegar a ser sometido, para apartar de estos datos elegir el tipo de material y las dimensiones fsicas de estos para que logren mantenerse en optimas condiciones anulando los efectos negativos de estos esfuerzos

9.2 Parte InformticaLa informtica se refiere al procesamiento automtico de informacin mediante dispositivos electrnicos y sistemas computacionales. Los sistemas informticos deben contar con la capacidad de cumplir tres tareas bsicas: entrada (captacin de la informacin), procesamiento y salida (transmisin de los resultados).En la parte informtica el proyecto requiere de conceptos que expliquen desde que es un robot hasta la parte en que se dan a conocer y se definen conceptos bsicos requeridos sobre informtica y programacin, en resumen dichos conocimientos son los siguientes:Hardware y software: Hardware hace referencia a la parte fsica de un aparato o dispositivo electrnico es decir aquellos componentes tangibles, mientras que software denomina a la parte intangible es decir bsicamente la programacin del dispositivo.El software se ha diseado para ejecutarse en procesadores y micro controladores de bajo coste, con un diseo de radio muy optimizado para lograr bajos costes con altos volmenes de produccin. Utiliza circuitos digitales siempre que es posible y evita los componentes analgicos. Si bien el hardware es sencillo, el proceso de certificacin de un dispositivo conlleva una validacin completa de los requerimientos del nivel fsico. Esta revisin intensiva tiene mltiples ventajas, ya que todas las radios fabricadas a partir de una misma mscara de semiconductor gozarn de las mismas caractersticas de radiofrecuencia. Por otro lado, un nivel fsico mal controlado podra perjudicar no slo al propio dispositivo, sino al consumo de energa de otros dispositivos en la red. Otro concepto de gran importancia es el concepto de: Lenguaje de programacin, trmino que hace referencia a distintos tipos de cdigo que generan la capacidad de comunicacin entre una persona y un dispositivo, es un lenguaje formal diseado para expresar procesos que pueden ser llevados a cabo por mquinas como las computadoras, adems permiten generan ordenes y procesos en un software que ser insertado en un dispositivo fsico con la finalidad de que cumpla con una aplicacin u objetivo.Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento fsico y lgico de una mquina, para expresar algoritmos con precisin, o como modo de comunicacin humana. Est formado por un conjunto de smbolos y reglas sintcticas y semnticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones.En el caso de exploracin ligera se encuentran las opciones de implementar el uso de C++ o java debido a su accesibilidad, eficacia y particular facilidad de manejo.Derivado de este concepto surge el trmino programacin. La programacin de computadoras es el proceso iterativo de escribir o editar cdigo fuente. Dicha edicin de cdigo fuente implica probar, analizar y perfeccionar, y, a veces, coordinar con otros programadores, en el caso de un programa desarrollado en conjunto. Una persona que practica esta tcnica se la conoce como programador de computadoras, desarrollador de software, o codificador. El proceso, a veces a largo plazo, de programacin de computadoras normalmente se lo conoce como desarrollo de software. El trmino ingeniera de software se est convirtiendo en muy popular, ya que esta actividad es vista como una disciplina de ingeniera.La programacin se lleva a cabo en base algoritmos por lo que es necesario saber que es un algoritmo, un algoritmo es un conjunto prescrito de instrucciones o reglas bien definidas, ordenadas y finitas que permite realizar una actividad mediante pasos sucesivos que no generen dudas a quien deba realizar dicha actividad.2 Dados un estado inicial y una entrada, siguiendo los pasos sucesivos se llega a un estado final y se obtiene una solucin.A la vez Exploracin ligera requerir de diversos programas que permiten y ejecuten su funcionamiento, por lo tanto es necesario definir programa.En informtica programa es una secuencia de instrucciones, escritas para realizar una tarea especfica con una computadora. Este dispositivo requiere programas para funcionar, por lo general ejecutando las instrucciones del programa en un procesador central. El programa tiene un formato ejecutable que la computadora puede utilizar directamente para ejecutar las instrucciones. El mismo programa en su formato de cdigo fuente legible para humanos, del cual se derivan los programas ejecutables (por ejemplo, compilados), le permite a un programador estudiar y desarrollar sus algoritmos.Los dispositivos en general requieren de controladores; el controlador se encarga de almacenar y procesar la informacin de los diferentes componentes del robot industrial. La definicin de un sistema de control es la combinacin de componentes que actan juntos para realizar el control de un proceso. Este control se puede hacer de forma continua, es decir en todo momento o de forma discreta, es decir cada cierto tiempo.Sistemas en bucle abierto: son aquellos en los que la salida no tiene influencia sobre la seal de entrada.

Figura 3 - Sistemas en bucle abierto

Sistemas en bucle cerrado: son aquellos en los que la salida influye sobre la seal de entrada.

Figura 4 - Sistemas en bucle cerrado

Sistemas discretos: son aquellos que realizan el control cada cierto tiempo. En la actualidad se utilizan sistemas digitales para el control, siendo el ordenador el ms utilizado, por su fcil programacin y versatilidad. Comunicaciones USB: El Universal Serial Bus (bus universal en serie) o Conductor Universal en Serie (CUS), abreviado comnmente USB, es un puerto de comunicacin de perifricos a un computador. Fue creado en 1996 con la finalidad de eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadas para poner en los puertos de bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-play permitiendo a esos dispositivos ser conectados o desconectados sin necesidad de reiniciar el sistema.Wifi: WLAN (Wireless Local Area Network, en ingls) es un sistema de comunicacin de datos inalmbrico flexible, muy utilizado como alternativa a las redes LAN cableadas o como extensin de stas. Utiliza tecnologa de radiofrecuencia que permite mayor movilidad a los usuarios al minimizar las conexiones cableadas.Caractersticas:1. Movilidad: permite transmitir informacin en tiempo real en cualquier lugar de la organizacin o empresa a cualquier usuario. Esto supone mayor productividad y posibilidades de servicio. 2. Facilidad de instalacin: al no usar cables, se evitan obras para tirar cable por muros y techos, mejorando as el aspecto y la habitabilidad de los locales, y reduciendo el tiempo de instalacin. Tambin permite el acceso instantneo a usuarios temporales de la red. 3. Flexibilidad: puede llegar donde el cable no puede, superando mayor nmero de obstculos, llegando a atravesar paredes. As, es til en zonas donde el cableado no es posible o es muy costoso: parques naturales, reservas o zonas escarpadas. Bluetooth: Un estndar global que posibilita la transmisin de voz, imgenes y en general datos entre diferentes dispositivos en un radio de corto alcance y lo que le hace ms atractivo, muy bajo coste. Los principales objetivos que este estndar quiere lograr son: 1. Facilitar las comunicaciones entre equipos. 2. Eliminar cables y conectores entre aqullos. 3. Facilitar el intercambio de datos entre los equipos. Bluetooth funciona bajo radio frecuencias pudiendo atravesar diferentes obstculos para llegar a los dispositivos que tenga a su alcance. Opera bajo la franja de frecuencias 2.4 2.48 GHzEn trminos sencillos de la informtica el proyecto exploracin ligera necesita de la programacin, del almacenamiento de datos y de distintas maneras de transferencia de datos para poder desarrollar un drone funcional e innovador.9.3 Parte ElectrnicaPID. Un PID (Proporcional Integral Derivativo) es un mecanismo de control por realimentacin. Un controlador PID corrige el error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener calculndolo y sacando una accin correctora que puede ajustar al proceso acorde.MODULO CONEXIN UPD. Se encarga de las comunicaciones con los programas de las cmaras o el simulador.CONTROLADO RPID_CAMARAS y CONTROLADO EPID_SIMULADOR: Se encargan de generar las seales de control adecuadas segn estemos realizando el control con un helicptero de verdad o con uno virtual. Hay cuatro de cada tipo, uno por cada parmetro del UAV.PIC. Los 'PIC' son una familia de microcontroladores tipo RISC. El PIC usa un juego de instrucciones tipo RISC, cuyo nmero puede variar desde 35 para PICs de gama baja a 70 para los de gama alta. Las instrucciones se clasifican entre las que realizan operaciones entre el acumulador y una constante, entre el acumulador y una posicin de memoria, instrucciones de condicionamiento y de salto/retorno, implementacin de interrupciones y una para pasar a modo de bajo consumo llamada sleep. PUERTO RS-232. Es una interfaz que designa una norma para el intercambio serie de datos binarios entre un DTE (Equipo terminal de datos) y un DCE (Data Communication Equipment, Equipo de Comunicacin de datos), aunque existen otras en las que tambin se utiliza la interfaz RS-232.El RS-232 consiste en un conector tipo DB-25 (de 25 pines), aunque es normal encontrar la versin de 9 pines (DE-9), ms barato e incluso ms extendido para cierto tipo de perifricos.Emisora. Instrumento que sirve para enviar al cuatrimotor las seales de control a distancia. Es lo que comnmente se conoce como control remoto.MOTORES BRUSHLESS. Actualmente este tipo de motores ha desbancado a los motores DC al menos en aeromodelismo, siendo estos muy superiores en dos aspectos fundamentales: relacin potencia- peso y eficiencia. La palabra brushless se traduce como sin escobillas, y como su nombre indica estos motores carecen de escobillas; tambin a diferencia de los anteriores, estos funcionan con corriente alterna, normalmente trifsica, y tienen entre sus componentes potentes imanes de tierras raras como el neodimio. Uno de los parmetros que casi siempre aportan los fabricantes sobre un motor brushless es el Kv, no es ms que las revoluciones por minuto y voltio que da un motor. Se podra hacer un smil con los motores de dos y de cuatro tiempos, es decir para una potencia dada, un alto kv proporcionar muchas ms revoluciones que un bajo kv. BATERIAS DE POLIMERO DE LITIO (LIPO). Son una variacin de las bateras de iones de litio (Li-ion). Sus caractersticas son muy similares, pero permiten una mayor densidad de energa, as como una tasa de descarga bastante superior. Estas bateras tienen un tamao ms reducido respecto a las de otros componentes.MICROCONTROLADOR. Son los dispositivos programables ms importantes de los sistemas digitales, los cuales son la base para el control de procesos en la industria, adquisicin y procesado de datos. Un microcontrolador es un circuito integrado que incluye en su interior las tres unidades funcionales de un computador, CPU, memoria y unidades de E/S.MAGNETOMETRO. Se llama magnetmetro a los dispositivos que sirven para cuantificar en fuerza o direccin de la seal magntica de una muestra. Los hay muy sencillos, como la balanza de Gouy o la balanza de Evans, que miden el cambio en peso aparente que se produce en una muestra al aplicar un campo magntico (por el momento magntico que se induce), y tambin muy sofisticado, como los dotados de SQUID, que son los ms sensibles actualmente.SENSOR DE PRESION BAROMETROS. Un barmetro es un instrumento que mide la presin atmosfrica, siendo esta el peso por unidad de superficie ejercida por la atmsfera. A partir de la presin atmosfrica podemos obtener la altura a la que se encuentra el Drone.BEC. La mayora de los variadores incluyen un BEC o battery eliminator circuit, estos dispositivos reducen el voltaje de la batera y ofrecen una salida a 5 o 6 voltios que alimentara al receptor de radio.SERVOMOTORES. Los servomotores o servos, como se conocen comnmente, son dispositivos actuadores que tienen la capacidad de ubicarse en cualquier posicin dentro de su rango de operacin, y de mantenerse estable en dicha posicin, consiguiendo as por ejemplo el movimiento de las superficies mviles de la aeronave. Estn formados por un motor de corriente continua, una caja reductora y un circuito de control, y su margen de funcionamiento generalmente es de menos de una vuelta completa.MODULO GPS. El funcionamiento del sistema GPS se basa tambin, al igual que los sistemas electrnicos antiguos de navegacin, en el principio matemtico de la triangulacin. Por tanto, para calcular la posicin de un punto ser necesario que el receptor GPS determine con exactitud la distancia que los separa de los satlites.TELEMETRIA. Es una tecnologa que permite la medicin remota de magnitudes fsicas y el posterior envi de la informacin hacia el operador del sistema. Se el llama telemetra al envi de informacin hacia el operador y esto se realiza mediante comunicacin inalmbrica.VIDEO GAFAS. Este tipo de dispositivos cuentan con dos pantallas lcd una para cada ojo, y que al ver a travs de ellas no transmiten la sensacin de estar viendo una pantalla de cine, adems son muy apropiadas para visualizar video en exteriores ya que nos aslan de la luz ambiente y nos dan una sensacin de inmersin en el vuelo grandsima.CAPTURADORA DE VIDEO USB. Este dispositivo captura el video analgico y lo transforma a digital de modo que se pueda procesar en el ordenador de la estacin base.

9.4 Parte DinmicaLa dinmica es la parte de la fsica que describe la evolucin en el tiempo de un sistema fsico en relacin a las causas que provocan los cambios de estado fsico y/o estado de movimiento. La forma en que nos interesa la dinmica es para plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolucin para dicho sistema, para posteriormente, Clculo en dinmica A travs de los conceptos de desplazamiento, velocidad y aceleracin es posible describir los movimientos de un cuerpo u objeto sin considerar cmo han sido producidos, disciplina que se conoce con el nombre de cinemtica. Por el contrario, la dinmica es la parte de la mecnica que se ocupa del estudio del movimiento de los cuerpos sometidos a la accin de las fuerzas. El clculo dinmico se basa en el planteamiento de ecuaciones del movimiento y su integracin. Para problemas extremadamente sencillos se usan las ecuaciones de la mecnica newtoniana directamente auxiliados de las leyes de conservacin. La ecuacin esencial de la dinmica es F=m*a donde F es la resultante de las fuerzas aplicadas, el m la masa y la a la aceleracin.

Leyes de conservacin Las leyes de conservacin pueden formularse en trminos de teoremas que establecen bajo qu condiciones concretas una determinada magnitud "se conserva" (es decir, permanece constante en valor a lo largo del tiempo a medida que el sistema se mueve o cambia con el tiempo). Adems de la ley de conservacin de la energa las otras leyes de conservacin importante toman la forma de teoremas vectoriales. Estos teoremas son: El teorema de la cantidad de movimiento, que para un sistema de partculas puntuales requiere que las fuerzas de las partculas slo dependan de la distancia entre ellas y estn dirigidas segn la lnea que las une. En mecnica de medios continuos y mecnica del slido rgido pueden formularse teoremas vectoriales de conservacin de cantidad de movimiento.El teorema del momento cintico, establece que bajo condiciones similares al anterior teorema vectorial la suma de momentos de fuerza respecto a un eje es igual a la variacin temporal del momento angular.

Conceptos relacionados con la dinmica Inercia: La inercia es la dificultad o resistencia que opone un sistema fsico o un sistema social a posibles cambios. En fsica se dice que un sistema tiene ms inercia cuando resulta ms difcil lograr un cambio en el estado fsico del mismo. Los dos usos ms frecuentes en fsica son la inercia mecnica y la inercia trmica. La primera de ellas aparece en mecnica y es una medida de dificultad para cambiar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. La inercia mecnica depende de la cantidad de masa y del tensor de inercia. La inercia trmica mide la dificultad con la que un cuerpo cambia su temperatura al estar en contacto con otros cuerpos o ser calentado. La inercia trmica depende de la cantidad de masa y de la capacidad calorfica. Las llamadas fuerzas de inercia son fuerzas ficticias o aparentes que un observador en un sistema de referencia no-inercial.... La masa inercial es una medida de la resistencia de una masa al cambio en velocidad en relacin con un sistema de referencia inercial. En fsica clsica la masa inercial de partculas puntuales se define por medio de la siguiente ecuacin, donde la partcula uno se toma como la unidad (m1 =1): donde mi es la masa inercial de la partcula i, y ai1 es la aceleracin inicial de la partcula i, en la direccin de la partcula i hacia la partcula 1, en un volumen ocupado slo por partculas i y 1, donde ambas partculas estn inicialmente en reposo y a una distancia unidad. No hay fuerzas externas pero las partculas ejercen fuerza las unas en las otras.

Teorema de Bernoulli.Daniel Bernoulli comprob experimentalmente que "la presin interna de un fluido (lquido o gas) decrece en la medida que la velocidad del fluido se incrementa", o dicho de otra forma "en un fluido en movimiento, la suma de la presin y la velocidad en un punto cualquiera permanece constante", es decir que p + v = k.Para que se mantenga esta constante k, si una partcula aumenta su velocidad v ser a costa de disminuir su presin p, y a la inversa.

Figura 5 - Teorema de Bernoulli

El teorema de Bernoulli se suele expresar en la forma p+1/2dv = constante, denominndose al factor p presin esttica y al factor 1/2dv presin dinmica.(1)p + 1/2 dv = k; 1/2 dv = pdp=presin en un punto dado. d=densidad del fluido. v=velocidad en dicho punto. pd=presin dinmica. Se puede considerar el teorema de Bernoulli como una derivacin de la ley de conservacin de la energa. El aire esta dotado de presin p, y este aire con una densidad d fluyendo a una velocidad v contiene energa cintica lo mismo que cualquier otro objeto en movimiento (1/2 dv=energa cintica). Segn la ley de la conservacin de la energa, la suma de ambas es una constante: p + (1/2dv) = constante. A la vista de esta ecuacin, para una misma densidad (asumimos que las partculas de aire alrededor del avin tienen igual densidad) si aumenta la velocidad v disminuir la presin p y viceversa.Enfocando este teorema desde otro punto de vista, se puede afirmar que en un fluido en movimiento la suma de la presin esttica pe (la p del prrafo anterior) ms la presin dinmica pd, denominada presin total pt es constante: pt=pe+pd=k; de donde se infiere que si la presin dinmica (velocidad del fluido) se incrementa, la presin esttica disminuye.En resumen, que si las partculas de aire aumentan su velocidad ser a costa de disminuir su presin y a la inversa, o lo que es lo mismo: para cualquier parcela de aire, alta velocidad implica baja presin y baja velocidad supone alta presin.Esto ocurre a velocidades inferiores a la del sonido pues a partir de esta ocurren otros fenmenos que afectan de forma importante a esta relacin.Porqu vuelan los aviones.Un objeto plano, colocado un poco inclinado hacia arriba contra el viento, produce sustentacin; por ejemplo una cometa. Un perfil aerodinmico, es un cuerpo que tiene un diseo determinado para aprovechar al mximo las fuerzas que se originan por la variacin de velocidad y presin cuando este perfil se sita en una corriente de aire. Un ala es un ejemplo de diseo avanzado de perfil aerodinmico.Veamos que sucede cuando un aparato dotado de perfiles aerodinmicos (alas) se mueve en el aire (dotado de presin atmosfrica y velocidad), a una cierta velocidad y con determinada colocacin hacia arriba (ngulo de ataque), de acuerdo con las leyes explicadas.El ala produce un flujo de aire en proporcin a su ngulo de ataque (a mayor ngulo de ataque mayor es el estrechamiento en la parte superior del ala) y a la velocidad con que el ala se mueve respecto a la masa de aire que la rodea; de este flujo de aire, el que discurre por la parte superior del perfil tendr una velocidad mayor (efecto Venturi) que el que discurre por la parte inferior. Esa mayor velocidad implica menor presin (teorema de Bernoulli).Presin vs. VelocidadTenemos pues que la superficie superior del ala soporta menos presin que la superficie inferior. Esta diferencia de presiones produce una fuerza aerodinmica que empuja al ala de la zona de mayor presin (abajo) a la zona de menor presin (arriba), conforme a la Tercera Ley del Movimiento de Newton.Pero adems, la corriente de aire que fluye a mayor velocidad por encima del ala, al confluir con la que fluye por debajo deflacta a esta ltima hacia abajo, producindose una fuerza de reaccin adicional hacia arriba. La suma de estas dos fuerzas es lo que se conoce por fuerza de sustentacin, que es la que mantiene al avin en el aire.10. Desarrollo de la investigacin

Figura 6 - Diagrama del proyecto.

Figura 7 - Esquema sencillo del drone

5cm

9.11 cm

8cm

6 cm8 cm

28 cm

20 cm6.75cm

9.11 cm

21.81mm6.75 cm

Hlices

Varillas de Proteccin

Lateral FrontalFigura 8 - Vista de las varillas de proteccin

10.1 Parte Mecnica

Mecnicamente se requerir del clculo de esfuerzos, presiones generadas por la altura a la que el drone se desempeara, el diagrama bsico del drone, calculo de fuerzas y reacciones, as como la determinacin de materiales, componentes y medidas de los elementos. Calculo de Fuerza El proyecto exploracin ligera alcanzara una altura mxima de de 50 m, altura a la cual se desarrollara en optimas condiciones teniendo un peso mximo de 1 kg. Siendo estos los datos principales en los que se basaran los siguientes clculos de esfuerzos y materiales. Calculo de presin.Presin atmosfrica normal: 1 atm = 760 mmHg=101.3 MpaTemperatura promedio en SLP: 21 grados Centgrados= 294.15 grados KelvinAltura: 50m=164.041994plg

Ph= 100.71313683961576Kpa Calculo de la fuerza ejercida por la presin a la altura de 50 m.Si P= F/A A=rea= 1m2 P= 100.71313683961576KpaF=PA F= (100.7131X103) (1m2) F=100.7131X103 Newton

Calculo de esfuerzos de presin o de tensin ejercido sobre el dispositivo.1. Para rea:A1=B*h= (20x10-3m) (9.11x10-3m) =1.82x10-4m2A2= [(B+b)*h]/2= [(9.11 x10-3m +5 x10-3m)*8 x10-3m]/2 = 5.644 x10-5m2A3=A4=A5=A6= [(B+b)*h]/2== [(8 x10-3m +6.75 x10-3m)*6.75 x10-3m]/2=4.97 x10-5 m2Atotal=A1+A2+A3+A4+A5+A6= (1.82x10-4m2) + (5.644 x10-5m2) + ((4.97 x10-5 m2) (4)) = 4.3724x10-4 m21. Calculo de esfuerzo:E=F/A E= (100.7131X103N)/ (4.3724x10-4 m2)=23033825.8 N/ m2

Calculo de fuerza aproximada por cada desde altura mxima:h=50m Peso=1 Kgg=gravedad=9.81 m/s2F de impacto =m*a*h= (1) (9.81) (50)= 490.5N Calculo de dimensiones de las varillas de proteccinF=490.5N 1. Para longitud:7cmmm L= ?

10 cm

L=((102)+(72))1/2=12.20cm=12.20x10-3mFigura 9 - Dimensiones de las varillas

La longitud debe superar la distancia del cuerpo principal para su proteccin.2. Calculo de Dimetro:Esfuerzo de nitinol =690 MPaEsfuerzo=F/A = 490.5N/A=690X106A=490.5/690X106= 7.1086X10-7m2A=3.1416(D4)/4=7.1086X10-7m2D4=7.1086X10-7m2/3.1416D=0.02181m=21.81mm Deformacin causada por la fuerza de impacto.D=deformacin= FL/AE F=490.5NL=12.20x10-3mA=7.1086X10-7m2E=Modulo de Young de nitinol=83 GPa= 83x109D= [(490.5) (12.20x10-3]/ [(7.1086X10-7) (83x109)]D=5.9841/59001.38=1.0142x10-4

Debido a las propiedades del nitinol principalmente la memoria del material al aumentar levemente la temperatura las barras de proteccin regresaran a su estado original desapareciendo la deformacin

Esfuerzo de aplastamiento entre las varillas y el cuerpo del drone

Figura 10 - Esfuerzo de aplastamiento

E de aplastamiento= F/A = 490.5N/7.1086X10-7m2Donde F es la fuerza sobre la varilla y Al rea de contacto entre entre la varilla y el cuerpo principal del drone.E de aplastamiento= 690009284.5 Pa

Calculo de Esfuerzo cortante sobre los tornillos que integren y unan el cuerpo principalrea de contacto donde se genera esfuerzo de corte

F=490.5 NA= [3.1416 (D)]/2

Figura 11 - Esfuerzo en tornillos

D=0.793mm (tornillo comercial)E cortante=[490.5/[3.1416(0.793x10-3m))/2]= 393772.091PaPara disminuir el esfuerzo sobre cada tornillo se debe aumentar el nmero de tornillos o bien las medidas de los tornillos a usarse las cuales preferentemente deben ser de medidas comerciales.

Calculo de esfuerzo sobre el cuerpo principal:Debido a las varillas de proteccin el cuerpo principal de el drone no requiere alta resistencia a impactos sin embargo por precaucin y las caractersticas que se necesitan al combinar mecnica con electrnica se ha elegido al acetal como material apropiado para la construccin del cuerpo principal ya que es un actual sustituto de metales, resiste el calor y corriente elctrica, es relativamente barato y accesible.Datos sobre acetal:Modulo de elasticidad= 2900x106 PaEsfuerzo mximo (compresin o tensin)= 155x106 Pa Calculo de resistencia al esfuerzo de aplastamiento entre el cuerpo y las varillas de proteccin.F=490.5 NA=7.1086X10-7m2Esfuerzo mximo=155x106 PaSi E de corte= F/A entonces F=EAF= (155x106) (7.1086X10-7m2)=110.1883NPor lo que es necesario incrementar el rea de contacto entre la varilla y el cuerpo para disminuir el aplastamiento.A=F/E A=490.5/155x106=3.1645X10-6mA=3.1416 (D4)/4=3. 1645X10-6mD= 0.4480Aclarando que no es necesario cambiar todo el dimetro de las varillas si no solamente la orilla que hace contacto, de manera similar a lo siguiente:Varilla de Proteccin

Ampliacin de rea en la misma Varilla de Proteccin

Figura 12 - Ampliacin de varilla de proteccin

Calculo de deformacin posible en el cuerpo principalSi F=490.5 N E=2900x106 Pa A=7.1086X10-7m2 L=28x10-3Deformacin =FL/AE = [(490.5) (28x10-3)]/ [(7.1086X10-7) (2900x106)]Deformacin=(13.734)/(2061.494) = 6.662158609x10-3.Los materiales nitinol y acetato cumplen con las condiciones mecnicas de resistencia adems de memoria de forma en caso del nitinol.Adems de soportar las fuerzas y cargas planeadas a las que se planea someter dichos materiales poseen caractersticas favorables para el proyecto Exploracin ligera en condiciones de diferente naturaleza como lo son sus propiedades de conduccin elctrica y trmica.

10.2 Parte Informtica

En nuestro dispositivo Drone del proyecto Exploracin ligera tiene varios pensado tener varios sistemas informticos para cada caso de utilizacin, y ser especializados para el cliente especfico y su labor. Por ejemplo, para vigilancia ser necesario tener un protocolo de ronda a travs de un trazo ya definido, y guardar datos ya sea por medio de la cmara o si se pide mas especializado, algn tipo de cmara infrarroja o de visin nocturna para obtener los datos de entrada y avisar que todo est bien. Si hubiese una seal fuera de la normalidad en cualquiera de las cmaras, se podra dar aviso o alerta de primer grado para que vayan a custodiar esa rea los vigilantes humanos.Si estamos hablando de un sistema de un proyecto de investigacin area, este deber estar ms programada por el que lo vaya a utilizar, en este caso, los exploradores humanos. Si est siendo utilizado para seguridad policiaca, por ejemplo, deber ser programada para captar seales que la polica necesite, y tambin puede ser manejada por el personal de seguridad.De cualquier manera, necesitamos datos de entrada y de salida como una respuesta, tanto al Drone como al programa en el cul analizamos el sistema, y este funcionar con un controlador principal, conectado a un ordenador, al dispositivo de seal, y al Drone con sus cmaras.La siguiente figura muestra el esquema del funcionamiento del controlador conectado a la aplicacin de posicionamiento, controlando el Drone real a travs de la emisora. La aplicacin de posicionamiento enva al controlador un vector de 4 bytes representando el error en cada posicin del Drone. El controlador genera las seales necesarias para llevar al Drone a su punto de equilibrio, y las copia a la emisora por puerto serie RS-232. La emisora enva al Drone las seales mediante radiofrecuencia, y recoge posteriormente el vector de 4 bytes que indica el error respecto al punto de equilibrio.El envo de los bytes se realiza mediante el protocolo UDP (User Datagram Protocol), que es un protocolo de red sin confirmacin.

Copia de 4 seales de control

Obtencin de nuevos datos de entrada

Envo de las 4 seales de controlFigura 13 - Protocolo UDP

Tanto si se recibe la entrada del sistema de posicionamiento real como del simulador, el esquema de funcionamiento seguido es el de la siguiente figura:

Figura 14 - Esquema de funcionamiento seguido

Obtencin de la informacinEl primer paso para controlar el sistema es obtener los datos necesarios para configurar el controlador, y mantener una comunicacin estable con el sistema real o simulado.Al abrir la aplicacin, sta cargara de un archivo XML la configuracin de los parmetros del PID, as como los valores medios de los cuatro canales y el modo en que estos funcionan, normal o invertido. Siempre cargar un archivo de configuracin por defecto, dejando al usuario la posibilidad de cargar otro diferente una vez iniciada la aplicacin.Al iniciar el sistema de control, se establecer una conexin mediante un mdulo UDP integrado en el controlador que realizara la comunicacin entre el controlador y el sistema real o simulado, y que se mantendr durante toda la ejecucin.Clculo de las seales de control de PIDUtilizamos la funcin CheckPID, perteneciente a la clase PID. Acta de la siguiente manera: Clculo del error acumulado totalintegral += error; Clculo de cunto se ha reducido el error entre la posicion anterior y la actualderivative = error - lasterror;lasterror = error; Obtencin de la seal de control mediante los parmetros de configuracin del PID y los valores de error calculados, de la siguiente formaresultado = ((P * error) + (I * integral) + (D * derivative));Existen cuatro objetos de la clase PID diferentes asociados a cada uno de los grados de libertad del helicptero, diferenciados por sus parmetros de configuracin. Se realiza una llamada a la funcin CheckPid por cada uno de los errores recibidos, con lo que se obtienen las cuatro seales de control para corregir la posicin del UAV.Cada objeto de la clase PID est configurado con los valores P, I y D cargados mediante XML al abrir la aplicacin y sern modificables desde la interfaz de configuracin. Adems de estos tres parmetros, el PID contendr dos variables internas que son integral, que guarda el error acumulado por la ejecucin y lasterror, que contiene el ltimo error recibido.Tratamiento de las seales generadasDe las seales obtenidas slo podemos afirmar que estn entre los valores mnimos y mximo de la emisora (normalmente entre 40 y 255), por lo que ser necesario comprobar que sean vlidas.Una vez generadas las seales de control, comparamos stas con las correspondientes seales del ciclo anterior, con el fin de evitar picos muy rpidos que puedan descontrolar el sistema o daar la emisora. Si el error entre una seal del ciclo anterior y una nueva seal es mayor que un rango de seguridad constante, la nueva seal se sustituir por la seal anterior ms el rango de seguridad en direccin hacia l nuevo valor. De esta forma se consigue que la curva de fuerza de la seal no tenga una inclinacin excesiva, haciendo el control ms estable.Tratamiento en casos especialesExisten situaciones especiales en las cuales el control PID ser inhibido por una rutina que generara valores de control predefinidos. Estos casos sern los siguientes:Rutina de despegue: Tiene lugar al iniciar el sistema, las seales de control valdrn el valor medio de la emisora para los desplazamientos horizontales as como para la rotacin. En el caso de la altura, ser una progresin de valores que irn aumentando en una medida igual al rango de seguridad desde el mnimo del canal que controla el movimiento vertical, hasta el valor medio, en que se supone ya est el helicptero en el aire.Ruina de aterrizaje: Ocurre al cerrar el sistema, las seales de control valdrn el valor medio de la emisora para los desplazamientos horizontales as como para la rotacin. En el caso de la altura, se ir reduciendo el valor de la ltima seal de control vlida en una medida igual al rango de seguridad con cada ciclo de reloj hasta llegar al valor mnimo del canal, en el cual se detendr el helicptero.Abortar control: Igual a la rutina de despegue, esta situacin puede ocurrir bien por el usuario, si ve que el sistema no se comporta correctamente y pulsa el botn Abortar, o bien por el mismo controlador, si detecta alguna situacin de error.Envi de la seal de controlUna vez llegados a este punto, ya tenemos las seales de control libres de errores y nos disponemos a envirselas al sistema receptor. En caso de estar trabajando con el simulador, se compondr un array de bytes con las cuatro seales de control, colocadas de la forma establecida en la que el simulador pueda reconocerlas (primero byte X, segundo byte Y, tercero byte Z y cuarto Byte Yaw). El envo se realizara mediante el mdulo de conexin UDP con el mtodo send.Por otro lado, si trabajamos con el sistema real, el envi se realiza a travs de la emisora. Las seales de control sustituyen el valor de sus mandos. La emisora se conecta mediante un PIC al puerto de comunicaciones rs232, y el envo desde el controlador consiste en escribir en este puerto las 4 seales de control en el orden establecido por el PIC para los cuatro canales.Tras la escritura, el controlador lee del puerto el valor de eco, que son los valores que efectivamente se han copiado en la emisora. En el caso de que el eco no coincida en algn canal con el valor escrito, se identificara el error y saltara la rutina de abortar.

10.3 Parte Electrnica

Existe un inters general por el control no tripulado de vehculos, ya que en los ltimos aos se han desarrollado muchos proyectos relacionados con este tema. Algunos incluso se ayudan de un sistema de localizacin, dependiendo de las necesidades del sistema.El tipo de control empleado tambin puede llegar a ser muy distinto. Podemos optar desde un control PID, (Proporcional, Integral, Derivativo), usado mucho en aviacin y basado en la realimentacin de sus parmetros, hasta un control lineal con movimiento constante. En cualquier caso, se suelen complementar con algoritmos de planificacin de trayectorias.La alternativa al control PID es la lgica borrosa o difusa, basada en lo relativo a lo observado. Este tipo de lgica toma dos valores aleatorios, pero contextualizados y referidos entre s. As, por ejemplo, una persona que mida 2 metros es claramente una persona alta, si previamente se ha tomado el valor de persona baja y se ha establecido en 1 metro. Ambos valores estn contextualizados a personas y referidos a una medida mtrica lineal.El control PID es ms utilizado en aviacin, pues es la mejor opcin para controlar sistemas que se mueven en 3 dimensiones. Tener vehculos no tripulados areos puede facilitar labores de bsqueda y rescate en condiciones extremas, acompaando el sistema de algoritmos de bsqueda y reconocimiento.El control PID tendr que ejercer ngulos de navegacin, son una forma de ngulos utilizados para movimientos y posicionamiento de objetos en el espacio. Sirven para saber la posicin de un sistema mvil en un momento dado respecto del espacio con sistema de coordenadas fijo. Se basan en describir la forma de alcanzar la posicin final desde la inicial con tres rotaciones, llamadas yaw, (guiada), pitch, (cabeceo) y roll, (alabeo) ,y el resultado final depender del orden en que se apliquen: primero el yaw, luego el pitch y por ltimo el roll.Aqu se mencionara el detalle de cada angulo:Pitch (Cabeceo): inclinacin del morro del avin, o rotacin respecto al eje ala-ala. Roll (Alabeo): rotacin intrnseca alrededor del eje longitudinal del avin Yaw (Guiada): movimiento del avin respecto del eje imaginario vertical que pasa por el centro de gravedad de la aeronave. Este eje es perpendicular al de cabeceo y al de balanceo, est contenido en un plano que pasa por el morro y la cola del aparato y que normalmente divide a este en dos partes simtricas. El algoritmo que se usara para el control del PID se da en tres parmetros distintos: el proporcional, el integral, y el derivativo. El valor Proporcional determina la reaccin del error actual. El Integral genera una correccin proporcional a la integral del error, asegurndonos que aplicando un esfuerzo de control suficiente, el error de seguimiento se reduce a cero. El Derivativo determina la reaccin del tiempo en el que el error se produce.La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso va un elemento de control como la posicin de una vlvula de control o la energa suministrada a un calentador, por ejemplo. Ajustando estas tres constantes en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer un control diseado para lo que requiera el proceso a realizar.Esta figura muestra las ecuaciones que componen un control PID y la relacin entre ellas:

Figura 15 - Control PID

La siguiente figura representa la estructura del sistema del controlador bajo el punto de vista del control PID, desde la entrada al sistema generada por el software de visin, (Cmaras), hasta la salida enviada a la emisora:

Figura 16 - Control PID (salidas)

Adems utilizaremos PIC y un puerto RS.232 para el intercambio de datos que se har al momento de dar una orden con la emisora. Se usan bateras adecuadas para el funcionamiento de todo el sistema de operacin del drone, microcontroladores para el control de todo proceso el cual se desea llevar a cabo. El Ahora explicaremos algunos puntos de vista sobre lo que se planea hacer para hacer funcionar adecuadamente parte del proyecto.La calibracin de la emisora o radiocontrol conviene calibrar la emisora la primera vez que se conecta al APM y cada vez que se realizan cambios importante en la configuracin. Una vez calibrada podremos guardar los parmetros en un archivo para poder utilizarlos en distintos ordenadores o distintos APM.debemos de asignar a un canal de la emisora un potencimetro, que nos servir para seleccionar el modo de vuelo, por lo que vamos a utilizar un canal como el 8 y vamos a asignarle el potencimetro Hov.Pit. Para ello iremos al men Func. Setting y elegiremos la funcin AUX-CH, en ella iremos al canal 8 y seleccionaremos el potencimetro deseado.

Figura 17 - Potencimetro para la asignacin del canal.

Esto se hace para la emisin de rdenes que se d la emisora al interfaz se buscara un canal adecuada como ya se dijo para tener un orden concreto y las ordenes no se salgan de control.

La calibracin del magnetmetro se tiene tres opciones:

Para la calibracin del magnetmetro tenemos tres opciones:

1. Dejar que el cdigo trate de averiguar todas las compensaciones y la declinacinmagntica mediante la comparacin de las lecturas de la brjula con las lecturas del GPS y la IMU durante el comienzo del vuelo. Pro: No supone esfuerzo para el usuario. Contra: La declinacin magntica en un punto de la Tierra es el ngulo comprendido entre el norte magntico local y el norte verdadero (o norte geogrfico). En otras palabras, es la diferencia entre el norte geogrfico y el indicado por una brjula (el denominado tambin norte magntico). Por convencin, a la declinacin se le considera de valor positivo si el norte magntico se encuentra al este del norte verdadero, y negativa si se ubica al oeste. Se tarda unos minutos en llevar a cabo el proceso y por tanto durante el primer vuelo labrjula ser inexacta.

2. Calibracin manual con el MP. Hay que introducir la declinacin magntica como se indica a continuacin y luego presionar el botn "Live Calibracin" y mover y girar el avin alrededor de 30 segundos, mientras que se registran los datos para calibrar el sensor. Pro: Funciona. Contra: es un poco incmodo, especialmente para las grandes aeronaves. Tambin que no refleja la interferencia magntica que puede ocurrir cuando los motores van en vuelo.

3. Reproducir un registro de vuelo. Esta es una opcin muy reciente, que se muestra Registro de calibracin, donde slo se puede reproducir un registro de vuelo previamente grabada (Tlog) y el cdigo comparar las lecturas del GPS y la IMU con la lectura de la brjula para hacer las correcciones necesarias. Pro: Funciona muy bien. Contra: Ya debe haber volado previamente.

Vamos a elegir la primera opcin ya que nos interesa que durante el calibrado se tenga en cuenta las interferencias electromagnticas producidas por elementos como el motor y ; tras los primeros vuelos nos plantearemos utilizar .

Configuraremos los modos de vuelo, para ello debemos antes realizar las mezclasoportunas en la emisora para que mediante sus selectores Flight Mode y THRO HOLD o GEAR podamos seleccionar 6 modos de vuelo distintos.

Mediante la combinacin de los selectores GEAR o THRO HOLD, (elegiremos el que ms cmodo nos sea), y el selector FLIGHT MODE, debemos conseguir los siguientes anchos de pulso: 1165, 1295, 1425, 1555, 1685 y 1815, que se correspondern los modos de vuelo 1,2,3,4,5 y 6 delAPM. Adems aunque anteriormente hemos elegido el canal 8 del receptor para la seleccin de modos de vuelo, para poder realizar las siguiente mezclas debemos utilizar el canal 5 y adems el canal 6 quedara inutilizado, todo esto debido a restricciones de la emisora. Ante de comenzar con la programacin de las mezclas decir que para el ajuste del ancho de pulso hemos utilizado un programador de servos, aunque tambin podemos hacerlo con el APM conectado al MP, y este ltimo en la ventana de seleccin de modos de vuelo.

Cuando configuremos todo esto tendremos 7 vuelos:

Modo Estabilizacin, mantiene recto el avin pero sin controlar la velocidad, mientras este en este modo, el usuario puede dirigir el aeromodelo a donde quiera y si se sueltan las palancas de la emisora el APM mantendr el avin en posicin horizontal, lo mas estable posible.

Modo Vuelta a casa o Return to Lanch (RTH), el avin vuelve al punto desde el que despego.

Modo Fly by Wire: este modo es parecido al modo estabilizacin pero adems evita que puedas realizar maniobras muy bruscas, es decir aunque llevaras el stick del alabeo hacia un extremo el avin girara suavemente. Este modo se puede configurar de dos modos A y B, en el primero no afectara al motor, mientras que en el segundo si, dependiendo de la velocidad que queramos.

Modo Loiter: al activar este modo el drone comenzara a dar vueltas en crculos, con centro el punto donde se encuentre el avin cuando activemos la funcin. El parmetro radio del circulo podr ser configurado.

Modo Auto: en este modo el drone va a unos puntos (waypoints) preprogramados, se pueden configurar fcilmente con el Mission Planner. No solo se le puede decir que se dirija a un punto determinado, sino que tambin se puede programar para que al llegar a ese punto espere un determinado tiempo dando vueltas y siga con la ruta o que conmute el estado del rel de la placa. Se puede regular la altura y la velocidad a la que queremos que valla el avin en cada uno de los waypoints. Una vez que el avin a realizado la ruta, esperara en el punto donde comienza la ruta dando vueltas.

Modo Crculo, este modo se activara automticamente si se detecta una prdida de seal de radiocontrol y comenzara a realizar crculos alrededor del punto en que se perdi la seal. Si transcurrido un tiempo programado no se recupera la seal, automticamente pasa a modo RTH y vuelve al punto de despegue.

Modo Guiado, este modo solo se puede activar utilizando el APM Planner como estacin de tierra, se pincha en el mapa el punto al que queremos que se dirija el drone, y tras introducirle la altura deseada el avin pondr rumbo a ese punto.

Modo Crculo: este modo se activara automticamente si se detecta una prdida de seal de radiocontrol y comenzara a realizar crculos alrededor del punto en que se perdi la seal. Si transcurrido un tiempo programado no se recupera la seal, automticamente pasa a modo RTH y vuelve al punto de despegue.

Modo Guiado: este modo solo se puede activar utilizando el APM Planner como estacin de tierra, se pincha en el mapa el punto al que queremos que se dirija el drone, y tras introducirle la altura deseada el avin pondr rumbo a ese punto.

Vamos a proceder con la instalacin del APM en el drone, para ello deberemos tener en cuenta los siguientes aspectos:

La parte de la placa en la que se encuentra el conector del GPS, deber estar orientada hacia el morro del avin y los conectores de los servos debern quedar en la parte posterior.

Figura 18 - Conector del GPS

Debemos de montar la placa de forma que quede firme y no se mueva durante el vuelo.

Tambin es muy importante colocar la placa sobre una base que absorba parte de las vibraciones producidas por el motor y el propio vuelo de la aeronave.

El APM debe colocarse lo ms cerca posible del centro de gravedad del avin, hay la vibracin ser menor y adems la respuesta de la IMU ser ms precisa y efectiva.

Ahora en calibraremos en tierra, fijaremos el modo de vuelo en Manual, desde la emisora, ya que es el modo ms seguro de arrancar el sistema. Al iniciar el sistema se producirn una serie de movimientos, un movimiento al comenzar la calibracin, dos movimientos a mitad de proceso y tres movimientos al completar el proceso.

Al alimentar la placa antes de cada vuelo, debemos dejar el avin inmvil en el suelo y tan nivelado como sea posible (en posicin de vuelo, lo que puede requerir levantar ligeramente la cola del avin), hasta que los tres leds de colores (A,B y C) dejen de parpadear (aproximadamente 30 segundos), eso significa que los girscopos se han calibrado y que el avin est listo para volar, a falta de que el GPS haya obtenido seal.

Figura 19 - LEDs APM.

Despus de completar el proceso anterior debemos esperar a que el GPS obtenga seal para poder volar. Si no esperamos la posicin de partida no ser fijada correctamente y la calibracin del altmetro baromtrico ser incorrecta. La obtencin de la seal llevara al menos 2 minutos, mientras los cuales el led azul del GPS parpadeara, y cuando consiga la seal quedara fijo; al 215 Diseo y construccin de un avin no tripulado basado en sistemas y dispositivos COTS ocurrir esto el led rojo del APM dejara de parpadear y quedara fijo tambin, si no ocurriera as debemos pulsar el botn de reset de la placa y al reiniciarse el led rojo deber quedar fijo.

Antes de cada vuelo. Antes de despegar sujetaremos la aeronave y cambiaremos a modo Estabilizado, y moveremos el avin para comprobar que las superficies de control se mueven de la forma correcta para devolver al avin a una posicin estabilizada. As nos aseguraremos de que no tengamos ningn canal invertido y que no se a cambiado accidentalmente ningn microinterruptor de la placa.Tambin sera conveniente mover las superficies de control en modo manual y asegurarnos de que responden correctamente. Ambas operaciones sera conveniente repetirlas antes de cada vuelo ya que as se podr evitar la causa de accidentes nmero uno.

10.4 Parte Dinmica

Como ya vimos en el marco terico, la dinmica es tambin parte fundamental para el diseo de un elemento aeronutico, en este caso, un drone.El peso calculado del dispositivo drone de exploracin ligera es de 1 kg, y este esta diseado con 4 hlices con la misma separacin entre ellas y del centro de gravedad del dispositivo en general, por lo que los esfuerzos de carga son compartidos equitativamente entre cada una de las hlicesCada hlice deber cargar un peso de 250 gramos.El hecho de levantar 250 gramos necesita la fuerza F de F=(0.25 Kg)(9.81m/s2)=2.45 NewtonsLas fuerzas de vuelo tienen que ver con diversos factores: De la Potencia y el par del motor utilizado De la corriente suministrada por el circuito controlador Por el tipo y tamao de hlices usadas Por el ngulo de inclinacin y el diseo de las mismas hlices Por la presin atmosfrica en un lugar determinadoPor la potencia del motor tiene que ver el motor que iremos a utilizar en el prototipo, el cul ser de DC, y el circuito nos dar la potencia necesaria de acuerdo con la programacin dada a este.Respecto al diseo de las hlices es muy complejo, pues es una materia completa en el campo de la aeronutica, pero ya hay bases que nos ayudaran a sustentar nuestras necesidades.El anlisis de vuelo en cuanto a sus hlices lo vimos reflejado en mayor escala al anlisis de un helicptero normal, pues es la misma similitud de desplazamiento en un eje vertical, solo que a mayor potencia y a mayor peso, pero nos pudo servir para calcular las fuerzas de impulsin de cada hlice del Drone.Nota: como el proyecto va en la primera fase y an no tenemos mayores conocimientos acerca de la aeronutica, lo hicimos muy similar a un ejemplo visto de un helicptero, el cul se explica a continuacin:En condiciones de vuelo axial donde el flujo presenta axilsimetra el ngulo de batimiento o conicidad se denomina 0 y no vara con la posicin de la pala. Para determinarlo basta con tomar el equilibrio de momentos en el eje. El momento aerodinmico se equilibrar con el generado por la fuerza centrfuga debido al giro de las palas.

Se considera momento positivo cuando tiende a disminuir el ngulo de batimiento. La fuerza centrfuga se toma como

Donde ( ) es la distribucin de masa por unidad de longitud, que puede variar a lo largo de la pala. El momento que genera esta fuerza es

Para el momento aerodinmico se toma la fuerza aerodinmica calculada:

Y, suponiendo que la articulacin de batimiento est en , para toda la pala se tendr

Se realizar la suposicin de que el ngulo de batimiento es pequeo y entonces el primer trmino puede escribirse como

Donde es el momento de inercia de la pala respecto al eje de batimiento. Finalmente El ngulo de batimiento aumentar con la sustentacin de la pala, y por lo tanto con el peso del helicptero. Por otro lado disminuir con la masa de la pala y en concreto con la masa en la punta de la pala. Se deja como ejercicio comprobar que el rotor de torsin ideal presenta un menor ngulo de batimiento que un rotor equivalente de torsin constante debido a la distribucin de la fuerza aerodinmica.La dinmica del vuelo se basa en otras dos bien diferenciadas: una dinmica independiente de las dems, dedicadas a simular el movimiento en altura, y una dinmica de movimiento y dedicada a simular el movimiento del Drone en su eje frontal, lateral y de rotacin. Esta dinmica controla los ejes debido a la dependencia que tienen entre s, es decir, puesto que el algoritmo utilizado por la dinmica devuelve en todo momento la posicin absoluta del Drone, (sobre los ejes terrestres), el valor devuelto por sta depender en cada momento de la rotacin que tenga en ese momento el Drone. Por ejemplo, si el Drone est orientado sobre el eje X, y se le aplica una fuerza en el eje frontal, ste avanzar sobre el eje X, sin cambiar su posicin en el eje Z. Sin embargo, si el Drone se encuentra orientado sobre el eje Z, y se le aplica la misma fuerza que antes, ahora el Drone slo se mover por el eje Z, y no sobre el X anterior, y esto es slo posible saberlo conociendo en todo momento la rotacin del Drone y calculando la salida a partir de la misma.

a) Dinmica en altura La dinmica se ha implementado respecto a la siguiente funcin: X(t+1)=AX(t)+Bu(t)Y(t)=CX(t)+Du(t)Donde X representa el estado en el que est el sistema, u representa la entrada al mismo, e y representa la salida del sistema. As, conociendo las matrices A, B, C y D que identifican el sistema, podemos simularlo de manera totalmente fiable. A travs del script de Matlab Planta_a_XML.m, se puede pasar cualquier dinmica en continuo en Matlab a un XML con las cuatro matrices que identifican el sistema. De esta forma, cualquier dinmica que se haya probado y estudiado mediante Matlab podr ser usada en el simulador. El simulador accede al XML generado, y, mediante un algoritmo de lectura de XML saca las cuatro matrices y la usa en la dinmica. El algoritmo es muy sencillo, para una entrada u, calcula el nuevo vector de estado X (t+1) mediante clculo de matrices, y, de la misma manera resuelve la salida Y(t) en el instante t. Esta dinmica se actualiza constantemente mediante un timer (temporizador) con perodo de muestreo igual al que est definido en el XML de la dinmica, que el usuario puede elegir cuando llama al script de Matlab. La dinmica posee una funcin de reinicio (o reset), a travs de la cual se inicializan sus valores internos, tales como el vector de estado X, a su estado inicial. Esta funcin es especialmente til al inicializar el sistema, o al llegar el Drone a los lmites del escenario.

b) Dinmica del movimiento frontal, lateral y de rotacinEl funcionamiento de esta dinmica se basa en la teora de que la posicin de un objeto en el instante t+1 es la posicin en el instante t ms la velocidad multiplicada por el tiempo, es decir: p(t+x)=p(t)+v(t)*xPara simular dicha dinmica, el vector de estado del sistema se compone de las posiciones en x y en y, as como del ngulo de rotacin del Drone, y de las velocidades en cada eje, es decir, velocidad de desplazamiento frontal, velocidad de desplazamiento lateral y velocidad de rotacin. El algoritmo que sigue calcula la posicin siguiente del Drone en funcin de la velocidad de los ejes y del ngulo de rotacin. De esta manera, se puede obtener la posicin en el instante t+1 mediante sencillos clculos trigonomtricos en funcin de la rotacin del Drone. Tambin se encarga de actualizar las velocidades de cada eje en funcin de la entrada, sumndole o restndole velocidad en caso de que sea positiva o negativa. En esta dinmica tambin existe una funcin de inicializacin como en la dinmica de la altura, que, igualmente, pondr a cero todas las velocidades del Drone para simular que ste se encuentra en un estado estable de reposo.

11. Anlisis de costos/beneficio

PRESUPUESTOConceptoCostos Punto E

Material$ 20,000

Papelera5,000

Asesora Tcnica30,000

Gastos directos (mano de obra)90,000

Gastos indirectos (luz, telfono, Gasolina,Viticos, etc.)50,000

Arrendamiento10,000

Equipo de cmputo9,600

Simulador10,000

$ 224,600$ 224,600

Gastos administrativos (25%)56,150

Subtotal$ 280,750

Utilidades561,500

TOTAL$ 842,250

En este presupuesto se contempl la cantidad de $842,250.00 pesos para la elaboracin de los prototipos y la comercializacin de ellos (lanzarlos al mercado), obviamente no se contempla los materiales en mayoreo en caso de ser lanzado en serie para su venta. Las utilidades se dieron a partir de doblar el costo del proyecto, para que sea de buena y justa ganancia.

12. Conclusin

El ser humano ha requerido siempre de la ayuda de una herramienta eficaz donde pueda elaborar tareas muy difciles que l no pueda realizar o hacer por su propia cuenta, por eso se dio la idea de desarrollar al paso del tiempo un vehculo automatizado que se pudiera manipular sin ser tripulado, ahora veamos que al transcurrir el tiempo se requieren hacer mejoras para ser ms til este tipo de vehculo robotizado.Para terminar la implementacin de tecnologas nuevas hacen que este proyecto sea muy accesible, eficaz y que todo mundo pueda manejar, manipular este tipo de vehculos no tripulados todo esto se pens ya con todo el avance tecnolgico que se recabo.A travs de nuestra investigacin del lado informtico, mecnico, dinmico y electrnico nos pudimos dar cuenta que las materias multidisciplinarias son muy importantes para el desarrollo de productos que pueden facilitar las tareas humanas. Es necesaria una profundidad extensa en estas reas ya que el movimiento y control de este dispositivo de exploracin ligera es necesario que todo funcione correctamente.Pudimos concluir que seria un proyecto un poco ambicioso para nuestro estado, pero que si podra ser viable porque el estudio dentro de la aeronutica ya a avanzado demasiado y se ha hecho cada vez de ms fcil alcance para todos. Exploracin ligera cumplira las especificaciones de la hiptesis sin salirse de sus marcos establecidos en las delimitaciones.

13. Bibliografas

I. Eco prensa. (7/10/2014). Regularizacin del uso de los drones para aprovechar su potencial econmico. 15/10/2014, de El economista Sitio web: www.eleconomista.comII. Discovery. (07/10/2014). Materiales Inteligentes. 17/10/2014, de Discovery Sitio web: www.tudiscovery.comIII. Notimex. (01/06/2014). Leyes adecuadas para drones en Mxico. 28/10/ 2014, de Grupo Milenio Sitio web: www.Milenio.comIV. Diario ABC. (09/07/2014). Uso de los Drones. 30/10/2014, de Diario ABC Sitio web: www.ABC.esV. Onofre. Julio Snchez. (29/07/2014). Mxico tierra prometida para los Drones. El economista, 21VI. Robert W. FitzGerald. (2006). Mecnica de materiales. Mxico: ALFAOMEGA.VII. Clive Gifford. (2003). Robots. E.U.A: Ediciones SM.VIII. Antoni Barrientos. (2007). Fundamentos de robtica. Espaa: Mc Graw Hill.IX. Diseo de helicpteros y aeronaves diversas.. [ONLINE] Available at: http://fonoaudiologos.wordpress.com/2013/05/27/generador-de-referencias-bibliograficas-en-estilo-apa-y-vancouver/. [Last Accessed 1/09/2014].X. Mateo Riquelme Bernal (2013). Diseo y construccin de un avin no tripulado basado en sistemas y dispositivos COTS. [ONLINE] Available at: repositorio.bib.upct.es/dspace/bitstream/10317/3556/1/pfc5427.pdf. [Last Accessed 28/10/2014].

14. Glosario

Actuador: Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energa hidrulica, neumtica o elctrica en la activacin de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Aleacin: Producto homogneo de propiedades metlicas, resultado de una combinacin, que est constituido por dos o ms elementos, de los cuales al menos uno es un metal. Algoritmo: Conjunto ordenado de operaciones sistemticas que permite hacer un clculo y hallar la solucin de un tipo de problemas. Austenita: tambin conocida como acero gamma () es una forma de ordenamiento especfica de los tomos de hierro y carbono. Esta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los 900C a 1400C. Autodiagnstico: Herramienta que incluyen algunos dispositivos y aplicaciones que permite comprobar el estado general y configuraciones de la propia aplicacin, de otras aplicaciones, del dispositivo involucrado, de otros dispositivos intervinientes, de las conexiones y de ciertas partes del sistema operativo. Automtico: mecanismo que funciona por s solo o que realiza total o parcialmente un proceso sin ayuda humana. Bucle: Conjunto de instrucciones cuya ejecucin se repite hasta que una determinada condicin de salida se vea satisfecha. Calibracin: La calibracin se define como la comparacin de un estndar de medicin, o de un equipo, con un estndar o equipo de mayor exactitud, para detectar y corregir posibles errores. Clula: clula fotoelctrica Dispositivo que reacciona ante variaciones de energa luminosa transformndola en una variacin de energa elctrica. Cinemtica: La cinemtica es la rama de la fsica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, esencialmente, al estudio de la trayectoria en funcin del tiempo Circuito: Un circuito es una red elctrica (interconexin de dos o ms componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Comunicacin: Transmisin de seales mediante un cdigo comn al emisor y al receptor. Concurrencia: Accin de concurrir distintas personas, sucesos o cosas en un mismo lugar o tiempo. Dispositivo: Pieza o conjunto de piezas o elementos preparados para realizar una funcin determinada y que generalmente forman parte de un conjunto ms complejo. Fuerza: Causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo. Gestin: Accin o trmite que, junto con otros, se lleva a cabo para conseguir o resolver una cosa. Interconexin: Conexin entre s de dos o ms elementos. Interfaz: Dispositivo capaz de transformar las seales generadas por un aparato en seales comprensibles por otro. Manipulador: Aparato capaz de hacer cambios o alteraciones en una cosa interesadamente para conseguir un fin determinado. Martensita: Martensita es el nombre que recibe la fase cristalina BCC, en aleaciones ferrosas. Dicha fase se genera a partir de una transformacin de fases sin difusin, a una velocidad que es muy cercana a la velocidad del sonido en el material. Movimiento: el movimiento es un cambio de la posicin de un cuerpo a lo largo del tiempo respecto de un sistema de referencia. Multifuncional: Que desempea varias funciones en un mismo o en diferentes instantes. Operador: Tcnico encargado de manejar y hacer que funcionen ciertos aparatos. Personalizar: Adaptar algo a las caractersticas, al gusto o a las necesidades de una persona. Peso: Durante un viaje, esta fuerza que nos impulsa hacia el centro de la Tierra y que equivale a la masa por gravedad. Plataforma: En informtica, una plataforma es un sistema que sirve como base para hacer funcionar determinados mdulos de hardware o de software con los que es compatible. Dicho sistema est definido por un estndar alrededor del cual se determina una arquitectura de hardware y una plataforma de software Presin: Es la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo por unidad de superficie. Programa: Proyecto o planificacin ordenada de las distintas partes o actividades que componen algo que se va a realizar. Red: Conjunto formado por un nmero determinado de aparatos y los circuitos que los unen e interconexionan. Resistencia: Recibir algo que ejerce fuerza o presin sobre ella, sin moverse, ni sufrir dao o alteracin. Robtica: Tcnica que se utiliza en el diseo y la construccin de robots y aparatos que realizan operaciones o trabajos, generalmente en instalaciones industriales y en sustitucin de la mano de obra humana. Sensor: Dispositivo que capta magnitudes fsicas (variaciones de luz, temperatura, sonido, etc.) u otras alteraciones de su entorno. Seal: Onda electromagntica que permite transmitir informacin a un circuito electrnico. Simulador: Dispositivo o aparato que simula un fenmeno, el funcionamiento real de otro aparato o dispositivo o las condiciones de entorno a las que estn sometidos una mquina, aparato o material. Sistema: Conjunto de reglas, principios o medidas que tienen relacin entre s. Tecnologa: Conjunto de instrumentos, recursos tcnicos o procedimientos empleados en un determinado campo o sector. Verstil: capacidad de algo o alguien de adaptarse con rapidez y facilidad a condiciones cambiantes.

15. AnexosAnexo 1. Cronograma

Anexo 2. Tabla de medidas de tornillos comerciales

Anexo 3. Tablas de conversin

Anexo 4. Caractersticas tcnicas del acetal

Anexo 5. Tabla de Modulo de Young en metales comunes

Anexo 6. Tabla de diversos materiales

Anexo 7. Tabla de resistencias

Anexo 7. Tabla de circuitos