Como construir um drone

Calculando o envelope de voo

Agora que você já escolheu todos os componentes que vão compor o seu multicóptero, chegou a hora de saber se o projeto é tecnicamente viável e também saber quais serão as capacidades da aeronave quando ela estiver pronta para voar.

Peso da aeronave

O primeiro passo é somar o peso de todos os componentes, para saber quanto pesará a aeronave ao final.
No nosso exemplo, com o F450, temos o seguinte:

  • Chassi: 282g
  • Motores: 55g (x4 = 220g)
  • Hélices: 5g (x4 = 20g)
  • ESCs: 25g (x4 = 100g)
  • UBEC: 10g
  • Bateria: 227g
  • Rádio RX: 15g
  • Flight Controller: 8g
  • Buzzer: 2g
  • Fios, Soldas, Cintas, Velcros: 20g
  • GPS + Mastro: 25g
  • Câmera GoPro: 100g

Peso total: 1029g

Agora que sabemos o peso, precisamos saber se os motores serão capazes de carregar esse peso.

Relação peso/empuxo (TWR)

A relação de peso/empuxo (Thrust-to-Weight Ratio em inglês, ou simplesmente TWR) é o número que compara a capacidade dos motores produzir empuxo em relação ao peso da aeronave.

De acordo com a tabela de desempenho do motor que escolhemos, com a hélice 10×4,5, cada motor tem 860g de empuxo máximo, como são 4 motores, o empuxo total é de 3440g.

Portanto, a relação de peso/empuxo da aeronave é de 3,34. Pois 3.440 (empuxo total) dividido por 1.029 (peso do aeromodelo) dá 3,34.

Qualquer número maior do que 2 significa que a aeronave vai voar com tranquilidade, então temos boa margem aqui. Para fazer o voo pairado (voo estacionário, sem subir, descer ou movimentos laterais), você precisa de TWR = 1. Para saber a potência necessária para produzir TWR = 1, basta dividir 100 pelo TWR máximo. 100/3,34 = 29,91, portanto para pairar, os motores vão funcionar apenas a 30% da sua capacidade. Isso é ótimo.

Consumo máximo de corrente (Amperes/hora)

Você precisará estimar o consumo máximo da sua aeronave pois esta medida vai determinar a capacidade de descarga que a bateria precisará ter para alimentar o seu multicóptero.
Para isso, basta somar a corrente que cada parte da aeronave consome. No nosso caso temos o seguinte:

  • Motores: 13.4Ah cada (x4 = 53.6Ah total)
  • Rádio RX: 0.1Ah
  • FC: 0.2Ah
  • Buzzer: 0.01Ah
  • GPS: 0.1Ah

Corrente máxima total: 54,01Ah

Como queremos uma bateria de 2600mAh (que é igual a 2,6Ah), então temos que dividir a corrente total pela corrente da bateria.

54,01 / 2,6 = 20,77

Significa que sua bateria precisa ter a taxa de descarga de pelo menos 21C. Idealmente é bom ter uma margem de segurança, então escolha uma de pelo menos 25C.

Estimando o tempo de voo

Agora que sabemos a relação peso/empuxo (TWR) e o consumo máximo do multicóptero, podemos estimar o tempo de voo que ele terá com a bateria que escolhemos.

Sabemos que para um voo pairado precisamos apenas de 29,91% da potência do motor, podemos estimar que para um uso normal usaremos 40% da capacidade.

Desta forma, 40% de 54,01Ah é 21,6Ah. Com este consumo médio, podemos saber quantos minutos a bateria de 2,6Ah vai durar.

2,6 / 21,6 = 0,12 horas.
0,12 * 60 = 7,2 minutos

Portanto, com este peso, capacidade e bateria, a aeronave vai voar por cerca de 7,2 minutos.

Autor: Daniel Ribeiro

Daniel Ribeiro é um Nerd apaixonado por motos e velocidade. Escreve o Motos Blog, o maior blog sobre Motos do Brasil. Mas como todo Nerd, gosta de acumular conhecimentos profundos sobre todas as áreas que puder. Com isso, acaba tendo interesse em outras áreas, como Aviação, Eletrônica, Mercado Financeiro, entre outros. Então, usa o Outros.net para postar tudo aquilo que não cabe no Motos Blog.

6 pensamentos em “Como construir um drone”

  1. Excelente . Esse artigo para pessoas que não tem nenhum conhecimento foi esclarecedor , me ajudou a entender quais caminhos devo seguir para chegar no meu primeiro drone. Muito obrigado!

  2. Salve, amigo! Muito obrigado por este trabalho bastante elucidativo e de boa didatica! Te pergunto: se vc fosse montar um racer 250 e, eventualmente instalar um gimbal e um modulo GPS, qual FC, firmware e fork vc escolheria supondo um orcamento sem limites. Abs! Adoro motos, tenho uma 2T e outra 4T.

    1. 250 com Gimbal? Acho que não vai ficar muito bom amigo. Vai ficar pesado.
      Eu vejo que você está tentando montar um “Mavic”… Drone pequeno com estabilização de imagem. Neste caso, recomendaria um frame de 280, que te permite usar hélices de 6 com folga.
      Quanto a pergunta: Controladora SP Racing F3 Deluxe (boa e barata) com firmware iNavFlight.

  3. Sou iniciante nessa área de drones, meu conhecimento e muito vago por enquanto, ainda quero expandir ainda mais, porém preciso de um norte para onde deve começar, oque voce me recomenda?
    Obs: estou pensando em montar um drone racing ou compra um kit pronto.

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