CHIQUIDRONE

Realizado por Sofía Iglesias y Matías R. Jaitzman

Estudiantes de 5to Año, especialización Mecatrónica, Escuela ORT - 2020.

Este proyecto consta de la investigación, el desarrollo y el diseño de una placa funcional de un mini drone. Se realizó como proyecto final dentro del marco de la materia HRC.

Como base de partida, tomamos el esquemático que encontramos en este enlace.

A partir de este proyecto decidimos no utilizar un ESP866, ya que era demasiado grande, y en cambio pusimos el ESP01, para poder comunicarnos con la placa por medio del wifi. En vez de utilizar el módulo del integrado STM32F103C8T6, decidimos ubicar los componentes directamente en el PCB para aprovechar al máximo el espacio. Para ello, tomamos de referencia el siguiente esquemático:

Para las conexiones del córtex utilizamos como recurso la siguiente imagen, que detalla el pinout del integrado:  

A continuación, incluiremos una breve lista de los componentes utilizados en el proyecto. Para más detalles sobre los componentes, visitar la solapa Components & Releases.

Integrados

Cristales 

Resistencias

Capacitores

Leds

Tira de pines

Diodos
     
Motores

Voltaje (V): DC 3-5V
Corriente: 1.5A
Velocidad: 50000 rpm
Diámetro del motor: 8.5mm
Longitud del motor: 20mm
Diámetro del eje de salida: 1 mm (tenemos 1 mm hélice)
Longitud del eje de salida: 5mm
Peso: 30g
Vida: 15.000 horas

     - Para más información: visitar este sitio.

Batería:

Tensión: 7.4 V
Peso: 87g (1 unid batería)
Capacidad: 1500 Mah
Dimensión: 69x34x19mm
Velocidad de descarga: 25C
Configuración: 2s

     - Para más información: visitar este sitio.

Regulador de tensión

Utilizamos un regulador de tensión MCP16301HT-E/CH para obtener a la salida 3.3v, que es la tensión que utilizan tanto los motores como el microcontrolador principal. Para realizar el esquemático de este regulador nos basamos en el siguiente esquema, realizado por Matías D. Silveiro: 

Especificaciones de diseño del PCB y placement de componentes

Nuestra idea principal era lograr que el PCB tuviera el menor tamaño posible, es por eso que elegimos componentes pequeños, que puedan ser soldados mediante la técnica de montaje superficial (SMT), distribuyéndolos en un cuadrado interior de 5cm x 5cm, quedando un PCB de 10cm de lado como diseño final.

Como queríamos que los motores se pudiesen montar directamente en la placa y que la placa en sí sea el soporte mecánico del drone, decidimos diseñarla con forma de “X”, como puede verse en la imágen a continuación, con agujeros en las cuatro puntas para que entren los motores.

En cuanto al placement de los componentes, en un principio, posicionamos los que corresponden a la fuente de tensión en la parte inferior izquierda de la placa. Luego, como el micrcontrolador tiene que estar lo más alejado posible de la fuente, y al mismo tiempo, lo más centrada en la placa (porque tiene muchas conexiones), decidimos colocarla en la parte central derecha da la placa. Junto al micro colocamos (lo mas cerca posible) los cristales que, según el datasheet, debían encontrarse proximos a la misma para funcionar debidamente. En tercer lugar, colocamos el módulo de radiofrecuencia en el borde derecho y el módulo de Wi-Fi en el borde superior, lo más alejados entre sí uno del otro y lo más pegados al borde posible, ya que ambos emiten mucha radiacion que puede afectar en el funcionamiento de otros componentes. Además, como ambos módulos dejan mucho espacio debajo, aprovechamos para colocar capacitores en las zonas donde no hay niveles muy altos de radiación .En cuarto lugar, intentamos que el botón y todas las tiras de pines pudieran utilizarse con comodidad y facilidad, por lo que los posicionamos cerca de los bordes de la placa, donde no habia componentes de gran altura. Por útimo, colocamos los pines para la conexion de los motores lo más cerca posible de donde colocaríamos los mismos (es decir en los cuatro agujeros en las esquinas) para, de esta manera, no tener que usar mucha longitud de cable para conectarlos.