Volar un dron con un solo motor y una sola hélice es posible en teoría, pero en la práctica controlarlo resulta casi imposible; por eso los helicópteros necesitan un segundo rotor para el equilibrio y la dirección. Las soluciones de un solo rotor, además, suelen ser aparatosas por culpa de las hélices gigantes. Joshua Bird quería desarrollar un dron muy pequeño de una sola hélice.
La clave de la solución fue un buje de hélice articulado que, a revoluciones muy altas, permite controlar el pitch y el roll modificando el ángulo de las palas. Como los ESC estándar, que no miden directamente la velocidad del motor y dependen de la EMF inversa, se quedaron cortos, hizo falta un código de control a medida y largas pruebas. El problema de que el dron perdiera su posición y se estrellara se superó con una baliza infrarroja colocada en la habitación y un sensor a bordo del dron.
Los archivos del proyecto se comparten en GitHub. El siguiente paso es añadir un escáner para que el dron pueda volar también en exteriores tomando como referencia las características de su entorno.
Por qué es importante
Este proyecto cuestiona, aunque sea a escala de aficionado, la suposición asentada de que el equilibrio y la dirección de un dron solo pueden conseguirse con un segundo rotor. Controlar una única hélice mediante altas revoluciones y un ángulo de pala variable es un problema de ingeniería que los controladores de motor estándar no pueden resolver y que obliga a repensar también la parte del software; por eso la solución sirve de ejemplo tanto para quienes se interesan por el hardware como por el algoritmo de control. Que los archivos se hayan publicado en GitHub significa que quienes quieran experimentar con el mismo problema no tendrán que empezar las pruebas desde cero. Sin embargo, el dron todavía depende de la baliza infrarroja de la habitación para conocer su posición; mientras no desaparezca esa dependencia de los espacios cerrados, el valor práctico del diseño seguirá siendo limitado. Si la incorporación prevista del escáner permitirá o no el vuelo en exteriores será la próxima prueba de fuego del proyecto.