Disseny i construcció d'un sistema volador no tripulat (UAV)

Abstract

Aquest Projecte Final de Grau s'ha realitzat conjuntament entre dues persones degut a la seva envergadura, i s'ha dividit en dues memòries complementàries. El projecte consisteix en el disseny, construcció i programació d'un prototip de quadricòpter de vol autònom, o UAV (Unmanned Aerial Vehicle). El treball realitzat comprén des de les fases d'estudi d'alternatives inicials fins a les proves de vol experimentals del prototip. Un dels objectius del projecte ha estat implementar una Raspberry Pi com a sistema de navegació autònoma del quadricòpter. La Raspberry Pi és un ordenador de placa reduïda de baix cost de la mida d'una targeta de crèdit, desenvolupada en el Regne Unit per la Fundació Raspberry Pi a principis del 2012. Va ser llançada amb la finalitat d'ensenyar a programar als nens de qualsevol part del món. En els seus dos anys de vida, la Raspberry Pi s'ha convertit en un referent en el desenvolupament d'aplicacions experimentals gràcies al seu gran potencial. La seva integració en un aparell volador obre tot un món de possibilitats d'expansió, per aquest motiu s'ha volgut implementar en el projecte. L'altre objectiu ha estat desenvolupar un vehicle que millori els defectes dels sistemes UAV actuals. Per això s'ha desenvolupat un sistema de seguretat que soluciona un dels principals problemes d'aquests aparells: el perill que suposa que caiguin accidentalment des de grans altures. S'ha dotat al vehicle d'un paracaigudes d'emergència que permet la seva recuperació i garanteix la seguretat d'ús sobre àrees poblades. A més, s'ha aconseguit un pes reduït que, juntament amb el baix cost de fabricació, fan que la plataforma desenvolupada tingui molt de potencial. En aquest document s'explica amb més profunditat tots els aspectes relacionats amb la programació de la Raspberry Pi. En primer lloc s'ha realitzat un estudi de les diferents alternatives de vehicles per al projecte, junt amb les tendències actuals dels quadricòpters i el funcionament dels seus components. També s'ha fet un estudi per a elegir els millors components, al més baix cost, per a fabricar el quadricòpter. A continuació es defineix, es configura i es programa la Raspberry Pi. Per acabar, s'ha comprovat experimentalment el bon funcionament del prototip construït.