Conclusiones

Se ha logrado la construcción de un robot autónomo volador con 3 grados de libertad controlados, apropiado para vuelos en interiores. Se priorizó la utilización de componentes de bajo costo, aunque la mayoría de estos no se consiguen en nuestro país.

El robot construido cuenta con una estructura robusta y con una carcaza de protección, la cual previene de roturas de las hélices y accidentes que puedan dañar al usuario.

La carga útil del prototipo es de aproximadamente 1kg, la cual nos permite agregar en un futuro una unidad de procesamiento con mayores capacidades y cámaras para lograr a través de algoritmos de procesamiento de imágenes una estabilización en los 6 grados de libertad y una mejora en la respuesta global del sistema.

Una de las ventajas del prototipo realizado es su arquitectura abierta, la cual en este caso abarca el uso de herramientas informáticas libres y gratuitas para su desarrollo, la disponibilidad de los planos mecánicos y circuitos eléctricos a través de la página del CIII y también de la documentación asociada al proyecto.

También se ha realizado un estudio exhaustivo del modelo dinámico del QA3, el cual puede permitir en un futuro el diseño de algún otro controlador ya sea lineal o no lineal, el cual puede tener en cuenta algunas de las variables despreciadas en el controlador actual.

Se ha logrado la construcción de una Unidad de Medición Inercial ( IMU ) de reducido tamaño, la cual integra 3 sensores ( acelerómetro, giróscopo y magnétometro ) de bajo costo; esta IMU no solo se puede utilizar para este robot, sino que puede ser usada para desarrollos futuros del propio centro de investigación o como punto de partida de otras tesis o trabajos.

El desarrollo de este proyecto también ha generado la presentación y aprobación de un artículo en el Simposio Argentino de Sistemas Embebidos, cumpliendo también con uno de los objetivos personales de los integrantes del grupo de trabajo y también con los objetivos del CIII.

Otra de las ventajas que queremos destacar del diseño es la utilización de software libre en todas las etapas del desarrollo.

Análisis de Costos

Se pudo lograr la construcción de un dispositivo de bajo costo y altas prestaciones en comparación con otros disponibles comercialmente. Aunque la principal ventaja del prototipo diseñado es su arquitectura abierta, la cual le permite a cualquier persona obtener los planos mecánicos y electrónicos, el código del firmware del microcontrolador y el de la PC sin costo alguno. También realizar cambios sobre los mismos para poder adaptar el prototipo al uso particular. Esta arquitectura también es la que mejor se adapta al ámbito de la investigación, debido a que en este entorno se necesita tener control sobre todos los parámetros del sistema en el cual se hacen pruebas y para esto es necesario que los circuitos estén disponibles, que también el firmware este disponible y que las herramientas informáticas necesarias para desarrollarlo no tengas altos costos.

A continuación se hace un detalle del costo del prototipo.

Costo detallado del Prototipo

Desarrollos a Futuro

Como el prototipo diseñado surge para ser usado en tareas de investigación, se planea continuar con el desarrollo del mismo agregando nuevas funcionalidades.

Se planea agregar un sistema de cámaras para poder obtener una referencia absoluta de posición y luego con estos datos obtener un control sobre los 6 grados de libertad, lo cual nos permitiría obtener un dispositivo realmente autónomo. El tratamiento de las imágenes obtenidas a través de la cámara necesita un alto requerimiento computacional por lo tanto se agregará una SBC (single board computer) desarrollada en el CIII para poder realizar este tratamiento matemático.

También se completará la IMU con un magnetómetro para obtener una referencia absoluta para el ángulo de yaw y la construcción de un altímetro para obtener una referencia de posición en el eje z.

Otra de las mejoras que se debe realizar en el prototipo es la construcción de una estructura más liviana, con el mismo material o con otros materiales usados en aeromodelismo como puede ser fibra de carbono.