Construyendo un Multicóptero con Arduino. Parte 3: Conectando todo y ¡probando!

Ya tenemos casi todo listo para poder probar nuestro cuadricóptero, «sólo» nos quedaría conectar el receptor, los variadores al Arduino, la batería…. y listo!

Para completar el montaje necesitaremos una tarrina de CD, bridas de plástico, conectores de pines macho / hembra, cables, una pequeña placa de matriz de puntos, espuma y porexpan o similar. Como comenté en el primer post no conectaré por ahora el Nunchuck, para no incluir más puntos potenciales de fallo. Recordemos que el cuadricóptero debe volar perfectamente sólo con el WMP (giróscopo); el Nunchuck (acelerómetro) sólo es necesario si queremos activar el «modo estable», es decir, que el cuadricóptero sea capaz de mantenerse más o menos en vuelo sin intervención humana. Si todo va bien, lo conectamos como mejora cuando hayamos probado bien el montaje.

Veremos si esto termina volando o no….. ¡Manos a la obra!

Conexión del receptor

Lo primero que haremos será conectar el receptor al Arduino y verificar con el GUI que todo funciona correctamente. Para la conexión del receptor, soldaremos los cables necesarios a los pines del Arduino y lo conectaremos mediante pines hembra al receptor. Para esta conexiones podemos utilizar los cables de conexión que encontramos dentro de un PC antiguo; todos los cables que se utilizan para conectar altavoz, display, botones, etc son perfectos para realizar estas conexiones. Utilizaremos el conector que tienen soldado en un extremo (quitándole el recubrimiento de plástico) y recubriéndolo con tubo termoretráctil; el otro extremo del cable lo soldaremos directamente al Arduino. Si entrelazamos entre sí los cables obtendremos un montaje mucho más simple, sin tanto lío de cables.

La conexión del receptor al Arduino debe realizarse según el siguiente esquema:

De los cables que salen del BEC de los variadores, sólo es necesario utilizar la alimentación de uno de ellos para alimentar al Arduino y al receptor; dado que el consumo de estos es pequeño no nos hará falta mucha más corriente. Cuando probemos con el GUI es interesante que estemos alimentando el Arduino / receptor externamente (mediante el BEC de uno de los variadores por ejemplo) ya que durante mis pruebas (sin alimentación externa) no conseguí que funcionara el receptor, seguramente porque el consumo del mismo es mayor que lo que el puerto USB puede proporcionar.

Antes de probar, será necesario configurar la emisora para que cada uno de los mandos esté asociado a los canales del receptor a los que hemos conectado el Arduino.

Conectado el receptor y configurada a emisora, arrancamos el GUI (sin conectar los variadores ni motores) y comprobamos que al mover los mandos de la misma se mueven las barras de GUI referentes a Gas, Yaw, Pitch y Roll.

La «unidad de control»

Una vez todo soldado, es hora de sujetar toda la electrónica junta al chasis en lo que podríamos llamar «la unidad de control». Utilizaremos una tarrina de CD para este propósito. Mediante bridas de plástico vamos uniendo los componentes a la base de plástico. Hay que tener en cuenta que el WMP es sensible a las vibraciones, de tal manera que es bueno que quede firmemente sujeto pero aislado en cierta manera de las vibraciones. Yo lo he sujeto también con una brida de plástico pero envolviéndolo previamente en espuma; parece que funciona bien.

Por último, quedaría conectar los variadores al Arduino. En vez de soldar los cables directamente, utilizaremos una pequeña placa de baquelita en la que soldaremos cuadro conectores de 3 pines, dónde irán conectados los variadores. De uno de los conectores, sacaremos la alimentación para todo el sistema. De esta manera queda totalmente independiente la unidad de control del cuadricóptero, de tal manera que si tenemos que desmontarla no hace falta desoldar nada. En la imagen anterior aparece el conexionado a realizar entre los cables de control de los variadores (normalmente el cable blanco) y el Arduino.

Así queda el cerebro de nuestro cuadricóptero:

Ahora sujetaremos la base de la tarrina de CD al chasis, también con bridas de plástico, pasando por el agujero central de la tarrina de CD los cables de los variadores. Hay que prestar especial atención en que el WMP esté en la dirección correcta, tal y como se muestra en la imagen anterior de conexionado (donde pone «Front Orientation»). Si no sujetamos la unidad de control correctamente, el WMP no sabrá evaluar bien la posición del cuadricóptero y no será capaz de volar. El resultado todo conectado es el siguiente:

La verdad es que la tarrina de CD da un resultado bastante aparente ¿verdad?

Probando todo el sistema

Conectamos ahora todos los variadores a la plaquita de conexión de la unidad de control, pero no pondremos las hélices todavía, para poder hacer las pruebas sin peligro. Conectamos el Arduino al ordenador y la batería al cable de alimentación. La betería la uniremos al chasis con bridas de velcro, justo debajo de la tarrina de CD. Arrancamos ahora el GUI. Para arrancar los motores debemos de poner el gas al mínimo y el mando de Yaw totalmente a la derecha (para parar los motores, el Yaw a la izquierda). Con los motores en marcha deberemos de comprobar que el giro lo realizan en el sentido correcto, según lo indicado en el esquema de conexión anterior. Para cambiar el sentido de giro de algún motor simplemente intercambiamos la conexión de 2 cables cualesquiera del variador/motor que gira en el sentido erróneo.

Los motores deben de girar contínuamente con el gas al mínimo (una vez arrancados poniendo el Yaw a la derecha). En caso de que no lo hagan hay que aumentar el parámetro MINTHROTTLE del programa cargado en el Arduino. Para mi caso, con variadores Turnigy Plush, el valor predefinido de 1300 funciona correctamente. Por otro lado, los valores de los mandos (Yaw, Pitch, Roll y Gas) en el GUI cuando llevamos los sticks de la emisora a tope deben ir de 1000 a 2000. En caso de que no sea así habrá que ajustar el recorrido de los mandos en la emisora mediante el ajuste de dual-rates o los puntos de la curva de potencia de los canales. Cuando hayamos probado todo el sistema, familiarizado con el arranque / parada y ajustado los recorridos de los mandos, es hora de poner las hélices. Hay que tener en cuenta de utilizar las hélices correctas en función del sentido de giro de los motores (habrá que utilizar dos hélices derechas y dos izquierdas).

Con las hélices conectadas, haremos la última prueba antes de lanzarlo al aire… Sujetad bien el cuadricóptero con una mano en el aire y arrancad los motores. Subid un poco de gas y moved con la mano el cuadricóptero; si todo está bien conectado empezará a hacer automáticamente las correcciones oportunas para «evitar» el movimiento. De esta manera si lo inclinamos hacia la derecha (Roll a derecha) los motores de este lado aumentarán su potencia para intentar corregir la desviación del cuadricóptero. Realizad todas las pruebas oportunas en todos los sentidos y después probad a mover los mandos para comprobar que el cuadricóptero tiende a ir a donde nosotros queremos (todo esto sujetándolo con la mano). Hay que ser especialmente suave a la hora de mover el cuadricóptero o los mandos; si somos demasiado bruscos los motores se pueden revolucionar demasiado para corregir la posición y se nos puede escapar de las manos… creedme que estos 4 motores tienen suficiente fuerza para darnos un buen susto.

A volar!

Cuando estemos totalmente seguros de que está todo conectado correctamente (revisadlo varias veces pues es fácil conectar un cable mal) es hora de lanzarse a probarlo. Sólo nos falta ponerle «tren de aterrizaje» a nuestra aeronave. Yo he utilizado porexpan de un embalaje, y la verdad es que queda bastante bien; pesa muy poco, es fácil darle forma y resiste bien los golpes. Aquí está mi cuadricóptero listo para el vuelo:

Puff, ¡qué nervios! Llevo en esto del aeromodelismo «algunos» años, pero me siguen sudando las manos como el primer día cuando pruebo un modelo nuevo… Cargamos baterías, conectamos todo, dejamos el cuadricóptero en el suelo, gas a mínimo y Yaw a la derecha a tope… y a volar! Aquí os dejo un video del resultado:

Uaaaaaauuuuuuu. Creo que el trabajo ha merecido la pena ¿no? La verdad es que el vuelo (recordad, sin Nunchuck) es bastente estable; no tanto como volar un coaxial pero mucho más fácil que un helicóptero convencional. La potencia de los motores es más que suficiente para poderle añadir incluso una cámara o cualquier otro «artilugio». No he hecho demasiadas pruebas como para ver cuánto dura exactamente la batería pero no creo que más de 5-7 minutos; seguramente le ponga otra batería en paralelo.

Bueno, aquí acaba este pequeño tutorial. Las mejoras que vaya haciendo al cuadricóptero las iré publicando para que las veáis.

¿Y tú? ¿te has construído ya tu cuadricóptero? ¡Deja un comentario y comparte tus experiencias con todos!

20 comentarios sobre “Construyendo un Multicóptero con Arduino. Parte 3: Conectando todo y ¡probando!”

  1. Buenas!!!! estoy muy agradecido a esta web ya estaba buscando algo asi desde hacia dias!
    Y tu quadricopter, por el video parece bastante estable! que raro en tan poco tiempo no?? jajaja

    A ver… mira tengo unas preguntas para ti:

    1- En el video usas el Nunchuck?

    2- La potencia de los motores que tal?

    3- Y sus helices, dan buen rendimiento?

    4- Que autonomia tiene? con que bateria?

    5- Tienes experiencia en control de helicopteros RC?

    6- De gastos de envio que te cobraron? cuanto tardaron?

    7- Crees que puede levantar algo de peso?

    Me gustaria montarme uno, por eso tantas preguntas!

    Si llego a montarlo te comentare resultados y/o mejoras! esper que tu tambien!

    Muchas gracias y espero tu respuesta!

    1. ¡Hola Gaspi! ¿Tienes un montón de dudas eh? Intentaré resolverte algunas, jejeje
      1. No uso el Nunchuck. Aunque al principio lo conecté para probar el Arduino (por eso aparece en las fotos iniciales) el heli está volando sin él. Me fallaba a veces y quería «eliminar» errores. En breve lo conectaré a ver que tal.
      2. Los motores tienen potencia de sobra, en el video no paso de la mitad de gas. Durante las pruebas probé a darle gas a tope (bueno casi) y un poco más y se me escapa de las manos.
      3. Las helices han resultado bastante bien (tenía mis dudas). Pesan poco y están bien equilibradas, con lo que no vibran nada.
      4. Todavía no lo he volado mucho para ver la autonomía (sólo el vuelo del video y otro más) y tampoco apuro las baterías. Pero uso unas de 2200mAh y por la descarga que tienen cuando termino, supongo que durarán uno 7 minutos. En cualquier caso, supongo que le pondré 2 en paralelo, no hay problema por el peso.
      5. Si, vuelo helicópteros normales (de 6 canales y 1 rotor). Si no has volado nunca helicópteros quizás te resulte complicado volar el cuadricóptero, aunque sea muy estable.
      6. El material RC lo compré en HobbyKing. Depende del método de envío que uses y lo que compres vale más o menos. Creo que fueron unos 15 Euros para todo el material. Suelen tardar unos 10 días o algo menos
      7. No tendrá ningún problema en levantar peso. Tengo que hacer la prueba, ya que me gustaría ponerle una cámara. Pero con otra batería no creo que tenga problema en levantar peso. Ten en cuenta que cada motor, con la hélice que lleva, podrá tener un empuje de unos 550 gramos, que hacen más de 2 kilos con los 4 motores a tope.

      Bueno, espero haberte ayudado. ¡Ya me contarás como avanzas en el montaje si al final te animas! No es tán difícil en serio, y es un lujo cuando terminas de montarlo y ves que vuela.
      Saludos

  2. Hola Ugo felicitaciones está super tu quad, me encontré con este link de pura suerte y despues de leerlo te cuento que me animo a hacerlo ya que tu info esta muy clara. Yo tambien me dedico a la robotica e informatica y me llama mucho la atencion estos proyectos. Por ahora estoy realizando los pedidos de las partes necesarias para montar el quad y te ire comentando apenas comience a armarlo. Ya tengo el control, receptor de 7 canales, arduino y las partes de aluminio, tambien la caja de CDs. Si me gustaria preguntarte por la bateria que usas (2200mAh) pero algun tamaño en especial?, cuantas celdas?…..saludos

    1. ¡Hola Civicexa!
      gracias por las felicitaciones. La verdad es que es más o menos fácil montarlo. Lo único que me está dando problemas es conectar ahora el Nunchuck. Llevo unos días y no lo consigo hacer funcionar, seguramente porque es clónico o me lo habré quemado. Voy a comprar uno original y pruebo. Respecto a las baterías son unas Turnigy (de las de Hobbyking) de 2200mAh de 3 celdas. Son pequeñitas y pesan poco (en la página de Hobbyking las puedes ver). Seguramente acabré poniendole 2 en paralelo para tener más autonomía, ya que con unas apenas da 7 minutos.
      Saludos

  3. Ugo una pregunta, que referencia tiene los adaptadores que se ven en la foto del Quadropter terminado con los que se fijan las hélices a los motores, se ven de color dorado, eso no viene con la helice?.

  4. Hola. La referencia no la se, son adaptadores de hélices estándar para ejes de 3 milimetros. Los puedes encontrar por internet en himodel o hobbyking (bueno, en casi cualquier tienda). En principio compré salvahélices, pero como le compré tripalas, los salvahélices no funcionan demasiado bien, así que los cambié por estos. Sujetan bien la hélice y no vibran nada.

    Chao

  5. Hola Ugo: Encontré tu página hace algo mas de un mes y ayer terminé de poner a punto mi centollo volador. He de decirte que me he quedado impresionado de lo bien que vuela. Te estoy muy agradecido por el tiempo que le has dedicado a esta página y por supuesto al creador del proyecto multiwii. Te puedo contar que aquí en Granada nos juntamos cinco colegas a los que nos atrae todo lo relacionado con el RC y tenemos cierta experiencia con helicópteros, pues los cinco nos hemos picado con los multicopter aunque en diferentes versiones. La verdad es que hasta que lo he visto volando ha sido un poco calvario. El principal problema que tenía, que casi me hace abandonar es que después de armar los motores y darle un poco de gas, se quedaba descontrolado sin poder hacer nada desde la emisora o se paraban todos los motores; El fallo que tuve fue que trencé los cuatro cables que llevan la señal del receptor a la placa sin acompañarlos con ninguna masa que hiciera de pantalla, con lo cual parece que el canal del gas se interfería con algún otro y de ahí el descontrol, menos mal que mi amigo Jose es un fiera de la electrónica y me hizo dar con el problema. El segundo problema que tuve, pero menos grave es que no se me ocurría como calibrar en los variadores el recorrido del gas que les manda la placa y estos empezaban a pitar, pero ya se me ocurrió una forma de hacerlo y problema resuelto. También tengo que decir que gracias a estos problemas he aprendido muchísimo sobre arduino y el proyecto multiwii, empapándome en todos los foros posibles.

    Todavía no lo he probado con el nunchuck, solo le he dejado preparado el canal de la emisora con un interruptor para activarlo, pero si consigo hacerlo funcionar en modo estable ya te contaré por si te sirve de ayuda.

    Bueno, pues lo dicho, muchas gracias y un saludo.

    1. Hola Angel,
      me alegra que te funcione el multicóptero. La verdad es que da muchos dolores de cabeza pero cuando lo ves volar, se te olvida todo. Yo todavía no he hecho funcionar el Nunchuck. Me he comprado 2 (el ultimo original) por si el problema era de los clónicos pero nada. Al principio de conectarlo me funcionaba los 2 o 3 primero segundos perfectamente (en el GUI) y después se quedaba colgado. Ahora ya ni me reconoce el WMP. Lo voy a desconectar a ver si no me he cargado el WMP y voy a probar a destrenzar los cables, porque los tengo trenzados; a ver si el problema va a ser el mismo que el tuyo.

      Cuentame por favor si consigues que te funcione el Nunchuck. Gracias. Chao!

  6. Que grande che!!!!!! Lo mejor que encontre en la web… muy bien esplicado!!! Te tengo una pregunta… para adaptarlo a un heli 450 tendre que hacer muchos cambios??? Gracias

  7. Buenas noches Ugo , lo primero gracias por tu buena información y tu trabajo
    Ya tengo uno montado todo parece funcionar, pero , como no un pero.
    No entran todos los motores con poco gas necesita mucho gas uno de ellos
    Le pongo en otra salida y funciona bien , por lo tanto he descartado el motor y regulador , he instalado distintos sw y me pasa con todos .
    Te suena de algo el problema.
    Muchas gracias por todo

  8. Hola Ramon, ami me paso algo parecido.
    Mira si el eje del motor roza con el chasis de aluminio.
    Para que todos los motores giren una vez iniciado el copter tienes que ajustar el siguiente valor en el código del multiwii dependiendo del variador que utilices.

    /* Set the minimum throttle command sent to the ESC (Electronic Speed Controller)
    This is the minimum value that allow motors to run at a idle speed */
    #define MINTHROTTLE 1300 // for Turnigy Plush ESCs 10A
    //#define MINTHROTTLE 1120 // for Super Simple ESCs 10A
    //#define MINTHROTTLE 1220
    //#define MINTHROTTLE 1150

    Como veras yo uso los variadores Turnigy Plush

  9. Saludos UGO: por favor me puedes indicar en donde encuentro el codigo para cargarle al arduino. Gracias y mil felicitaciones, está más que bien.

  10. Buenas
    Estoy montando un cuadricoptero y he visto en otras paginas del proyecto multiwii que no usan el canal de mode, tan solo el gas y los tres ejes, ¿es necesario?
    Gracias

    1. Hola! Realmente como comentas, el canal de mode no es del todo necesario. Pero si es muy recomendable. Sólo con el gas y los 3 ejes podrás volar el cuadricoptero pero es interesante que tenga 1 o 2 canales más con un interruptor para poder modificar en vuelo determinados parámetros. Por ejemplo, el «modo estable» o la «estabilización de altura» tendrás que activarlo mediante un canal auxiliar, porque volar siempre con estas funcionalidad activas/desactivadas no es óptimo. Lo suyo es poder modificarlas en vuelo y así ver el comportamiento.

      Cualquier cosa me comentas. Saludos!

      1. gracias por la aclaracion
        tengo toda la parte electronica montada con un arduino uno y esc basic 25A, la comunicacion de la emisora es buena (se ve en la gui al mover los mandos) pero los motores no se arman ni arrancan, he probado a subir el MINTHROTTLE como dices en tu entrada pero no hay manera, ¿alguna sugerencia?
        gracias de nuevo

        1. Hola Ramón. ¿Los ESC se arman verdad? (emiten los pitidos típicos cuando se les enchufa corriente) Por otro lado revisa con el GUI, que los valores de cada uno de los canales de control van de 1000 a 2000. Si no se mueven en ese rango los motores no llegan a moverse. Para variar esos valores tendrás que jugar con la funcionalidad de EndPoint de tu emisora.

          A ver que tal. Chao!

          1. gracias,
            lo de los valores de los mandos ya lo habia leido en otro blog y los puse en ese rango.
            la verdad es que lo de los esc me tiene un poco … , probe ir conectandolos uno a uno directamente a la antena de recepcion y ahi si que hacen los pitidos de las celdas y arrancan y tal, pero al conectarlos a traves del arduino no hacen los mismos pitidos

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