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Consiguiendo más tiempo de vuelo

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Consiguiendo más tiempo de vuelo

 

Los cuadracópteros no son las aeronaves más eficientes si se las compara con los aviones de planos fijos, y por ello tienden a tener tiempos de vuelo relativamente cortos. En este post explicaremos los muchos factores que afectan al tiempo de vuelo y que debes hacer para mantener el aparato en el aire por más tiempo.

Hombre con gafas FPVEs importante hacer una diferenciación entre lo que es tiempo de vuelo y lo que vendría a ser tiempo en el aire. El tiempo en el aire sería el tiempo que el dron es capaz de flotar estático. Este tiempo será aproximadamente constante para un dron concreto, con una batería determinada, y con unas condiciones ambientales similares. El tiempo de vuelo, por el contrario, variará completamente en función del tipo de vuelo que hagas, la velocidad a la que vaya el dron y las condiciones de viento.

Como maximizar el tiempo de vuelo

 

 

1.- Calentar la batería

Como ya decíamos en nuestro post, las baterías LiPo tienen su comportamiento óptimo a temperaturas cercanas a los 35ºC. Si el tiempo es frío, la batería parecerá que tiene menos pegada, el voltaje caerá más rápido y por ello el tiempo de vuelo será menor.

Dron y bateríasLa solución de chabola es meterse las baterías en el bolsillo. Solución 100% efectiva e imprescindible si vamos a volar este invierno en un paraje nevado.

2.- Cambia tu modo de volar

Para incrementar tu tiempo de vuelo sin alterar el hardware de tu aparato en absoluto, resulta evidente que lo que debes cambiar es tu forma de volar.

Cada movimiento que haces tocando los mandos de radiocontrol, cambian la velocidad rotacional de los motores, y esto produce que se genere más calor, se emplee más energía, y por tanto, se haga más gasto de la batería.

Si quieres disfrutar de más tiempo en el aire, lo mejor es volar suavemente evitando los giros innecesarios y también perder energía realizando ascensos para luego volver a bajar. Mantener un ritmo de acelerador constante también ayuda.

En esencia, la batería durará más cuanto más cercano estás a simplemente flotar en el aire.

3.- El peso

Cada gramo que ahorras añade segundos extra a tu tiempo de vuelo.

En un dron pesado, los motores tienen que trabajar más duro, y por ello la batería no dura tanto. Reduciendo el peso en general del dron se consigue no sólo que la batería dure más tiempo, sino que el dron acelere más rápido y tenga mejor respuesta a los controles.

Aquí hay algunas ideas de cómo reducir el peso del dron al máximo

  • Evita longitudes de cable innecesariamente largas, sobretodo en la batería, los motores y los ESCs
  • Evita usar conectores. prefiere siempre las uniones soldadas
  • Evita cargar con la cámara HD (GoPro, RunCam, etc.) cuando no estés grabando.
  • Elige componentes ligeros (chasis, motores, etc) cuando montes tu aparato
  • Evita cargar el dron con hardware innecesario que en realidad no vayas a usar (GPS, sonar, etc.)

4.- Eligiendo la batería

Capacidad y Peso

Podrías pensar erróneamente que una batería más grande te va a proporcionar más tiempo de vuelo. Las baterías más grandes son también más pesadas y obligan al dron a consumir más energía para mantenerse en el aire, y por ello, también se gastan más rápido. Es decir, en lo relativo al tiempo de vuelo, un compromiso entre el tamaño y el peso de la batería es obligado.

Se puede decir que incrementando el tamaño de la batería se incrementa el tiempo de vuelo, y esto ocurre hasta llegar a un punto en el que la batería es simplemente demasiado pesada y el cuadracóptero empieza a perder tiempo de vuelo.

El peso adicional de una batería grande también afectará a las características de vuelo del dron, y esto es algo que también debes tener en cuenta en función del tipo de vuelo que vayas a hacer.

Por ejemplo, un mini quad de 5″ probablemente podría cargar con facilidad hasta una batería 4S de 3000 mAh, pero la experiencia ha probado que la batería óptima para un dron de este tipo es una 4S de 1300 a 1600 mAh, porque los pilotos siempre prefieren una respuesta ágil y veloz.

Si quieres experimentar y comparar el rendimiento de distintas baterías, simplemente haz flotar el dron en un vuelo estático y cronometra el tiempo en el aire. Ello te dará una idea del tiempo de vuelo que puedes esperar de cada batería.

C-Rating

El C- Rating de las baterías LiPo no sólo afecta a la máxima intensidad que se puede extraer de la batería con seguridad, sino que también afecta al tiempo de vuelo.

Idealmente, cuando has consumido aproximadamente el 80% de la capacidad de a batería, el voltaje debería haber caído a aproximadamente 3.5 V por celda y sería el momento de aterrizar para evitar sobre-descargar la batería. Sin embargo, lo que ocurre en realidad es que en las baterías con menor C-Rating, el voltaje se desploma más rápido. Puede que sólo hayas consumido el 60% y que el voltaje ya sea 3.5V. Tras aterrizar, la batería se recupera hasta un nivel mayor, como por ejemplo 3,8 V. Es decir, que las baterías con pobre capacidad de descarga efectivamente limitarán tu tiempo de vuelo.

Además de ello, las baterías con bajo C-Rating tienden a calentarse más debido a su resistencia interna, y por ello se gasta también  más energía en el calor que se disipa.

Condición y mantenimiento de las baterías

Se podría escribir más de un post hablando exclusivamente de este tema, pero para ponerlo en corto diremos que las baterías envejecen, y que al hacerlo disminuye tanto su capacidad de carga como la intensidad que puede extraerse de ellas. Para mantener tus baterías en condiciones óptimas, recuerda que es importante evitar sobrecargarlas y sobre-descargarlas.

Para saber más de baterías puedes mirar nuestro post sobre baterías LiPo

5.- Motores y hélices.

Es muy importante elegir lamcombinación óptima de motores y hélices en función de tus necesidades, como la potencia y la eficiencia.

La eficiencia del tandem motor/ helice puede ser calculada dividiendo el empuje por la potencia, y se suele expresar en gramos por vatio [g / W].

Cuanto mayor es la relacion g/W, mayor empuje es generado para una determinada potencia, es decir, hélices y motores funcionan con mayor eficiencia, y por ello el tiempo de vuelo es mayor.

Tenemos guías publicada para la selección de motores y hélices en estos enlaces.

En general, se puede decir que menos palas en las hélices conllevan mayor eficiencia debido a que se crean menos vórtices en el flujo del aire que consumen energía.

Tener unas hélices bien equilibradas también es beneficioso para el tiempo de vuelo. Las hélices sin un balance correcto producen vibraciones que provocan el consumo de energía al luchar los motores para vencer éstas.

banco para el equilibrado de hélices

En general se puede decir que los motores con bajo KV que funcionan con mayores voltajes son más eficientes. Los motores de bajo KV que mueven grandes palas son los que proporcionan la mayor eficiencia, y por este motivo equipan a muchos drones grandes, como plataformas fotográficas, que suelen tener tiempos de vuelo más prolongados.

 

6.- Ajustes PID

Las vibraciones hacen que los motores deban cambiar su velocidad para contrarrestarlas, y como ya se ha mencionado antes, ello se traduce en una generación de calor y en un consumo de energía. Un dron bien con el vuelo bien afinado, suave y estable, es más eficiente y tendrá mayor tiempo de vuelo, que uno que lo lo está.

Tenemos una guía para el ajuste de los PIDs de un quad.

7.- Viento

Volar contra el viento requiere aplicar más acelerador para mantener la misma velocidad, por lo que el consumo de batería es mayor. El viento también puede provocar la inestabilidad en un cuadracóptero, y los motores tendrán que trabajar más duro para mantener el aparato en el aire. Todo ello se resume en que volar en un día ventoso agotará antes tus baterías que si lo haces en un día calmado.

Dron con perifériicos

8.- Componentes Adicionales

Debería preocuparme por los componentes que cargo en el quad? La respuesta es sí y no.

Añadir periféricos como LEDs, cámaras FPV, etc. es finalmente añadir peso al aparato y por ello reducir su tiempo de vuelo. En cuanto a su consumo eléctrico, normalmente no sobrepasa el 1% del total por lo que no es algo por lo que deberías preocuparte.

Si realmente quieres aumentar el tiempo de vuelo, quita todo lo que no sea absolutamente imprescindible. Ya sabes, menos es más!!

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