Índice. Introducción Capítulo I Historia y conceptos básicos Capítulo II Conceptos básicos Índice 7

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1 Índice 7 Índice Introducción A quién va dirigido este libro...13 Capítulo I Historia y conceptos básicos Definición de dron...15 El primer dron Dron o misil de crucero? Las V Reactores y cohetes, el cielo ya no es el límite Cohetes de combustible líquido y sólido La carrera espacial, un despegue para los drones Drones punteros en la industria...28 Capítulo II Conceptos básicos Ejes de rotación Tecnologías implicadas...36 La robótica El radio-control Grados de autonomía de una aeronave Multicópteros El problema del giro de guiñada Tipos de n-cópteros...39 Bicópteros Tricópteros Cuadricópteros y superiores Modo de vuelo en + y modo en X... 42

2 8 Hacking con Drones: Love is in the air 7. Orientación de las hélices El problema de la estabilización...43 El caso del Segway o el robot balancín Componentes fundamentales de un multicóptero...45 Capítulo III Sensores Giroscopios...48 Efecto giroscópico Giroscopios MEMS Lectura del sensor, conversores ADC Calibrado Estimación inicial de la posición de la aeronave Deriva y temperatura Sobremuestreo Giroscopios en dispositivos de consumo Acelerómetros...54 Acelerómetros MEMS El Eje Z no es la guiñada Inclinómetro, siempre que sea inmóvil Suavizado de la señal Calibrado Acelerómetros en dispositivos de consumo Magnetómetros...60 El efecto Hall y la brújula electrónica Calibración: modo especial de lectura Calibración: distorsiones Hard-Iron Calibración: distorsiones Soft-Iron Declinación e inclinación magnética Compensación por inclinación Ubicación del magnetómetro Conclusiones del magnetómetro Sensores infrarrojos y de ultrasonidos...75 Infrarrojos Ultrasonidos Conclusiones Barómetros Sensores de flujo de aire...79

3 Índice 9 7. Geoposicionamiento global. GPS, GLONASS, GALILEO...80 Latitud/longitud Modo ECEF Otros sensores Resumen de roles Más allá del ADC, buses de comunicaciones en sensores...85 Modulación por ancho de pulso o PWM Bus I 2 C / TWI Interfaz Serie RS Conclusiones Capítulo IV Electrónica y algoritmos de control Concepto de tiempo real en los sistemas operativos...93 Tiempo Real Hard Soft Real Time y los Sistemas Operativos Preemption y Time Slice Espacios de Kernel y Usuario Aplicaciones prácticas Microcontroladores...97 Ejemplo de un generador PWM en un PIC16F Ejemplo de un controlador de periféricos con Arduino Integración de sistemas Soft y Hard RT Rendimiento y coma flotante Tiempo Delta Rendimiento y el Efecto printf Estimación de los ángulos de giro Primeras aproximaciones Efecto bloqueo de cardán Marcos de referencia Matriz de Cosenos Directores Introducción al Filtro de Kalman Funcionamiento general Estado inicial y estimación del siguiente estado Medición de estado Actualización de estado Recopilación de ecuaciones Kalman Extendido...138

4 10 Hacking con Drones: Love is in the air 8. Conclusiones al filtro de Kalman Otros filtros, el filtro de partículas Controlador Proporcional Integral Derivativo Factor Proporcional Factor Integral Factor derivativo Controlador completo Sintonización de un controlador P.I.D Anidando controladores Control automático en la industria Otras consideraciones acerca de los algoritmos Capítulo V Planta de potencia El par motor y la potencia Hélices Por tipo de material Por sentido de giro Por geometría Por número de palas Por su disposición en el fuselaje Por RPMs máximas Balance de una hélice Otras consideraciones Motores Valores técnicos de interés Motores sin núcleo o coreless Motores sin escobillas o brushless Servomotores de control Variadores de velocidad o ESC Distribuidores de potencia Capítulo VI Baterías Pilas Pilas recargables, o baterías Celdas Ciclos de carga

5 Índice Polímero de iones de litio Voltaje y celdas Capacidad Velocidad de descarga Resistencia interna Pautas de carga y cargadores Seguridad Diagnóstico Conectores Batería de Litio ferrofosfato Alternativas a las baterías Sistemas de gasolina Sistemas híbridos Capítulo VII Telemetría y dirección Emisoras de radio-control Palancas de giros y gas Ajustes fijos o trim Configuración de curvas y otros parámetros Señales de radio empleadas WiFi como control y telemetría Implicaciones sobre la seguridad WiFi en drones El UAV Atropos en la seguridad WiFi en drones Interfaces de telemetría Puesta en marcha Directrices de vuelo generales Simuladores Capítulo VIII Un vistazo al panorama actual Ámbito legal Marco regulatorio Dron o aeromodelo? Actividades recreativas Actividades profesionales Temario de los cursos oficiales Protección de datos

6 12 Hacking con Drones: Love is in the air 2. Perspectivas profesionales Nuevo sector, nuevo espacio para la cancamusa Drones terrestres y el coche autónomo No hagas con un dron, lo que puedas hacer igual de bien con un palo Drones y la salud Carreras de drones Drones acuáticos El mundo maker y drones terrestres Capítulo IX Epílogo Índice alfabético...261