Plataforma de control y operación para prototipo de dos grados de libertad basado en helicóptero de la Universidad El Bosque

Abstract

El presente proyecto de grado desarrolló una plataforma de control y operación para el prototipo didáctico de dos grados de libertad basado en un helicóptero de la Universidad el Bosque. Por medio del microcontrolador ESP32 el sistema local ejecutó tareas concurrentes bajo FreeRTOS: lectura de dos sensores MPU6050 a 100 Hz, algoritmo PID a 10 Hz y generación de señales PWM para un motor brushless y uno DC. Para la etapa de potencia, se seleccionó un driver TB6612FNG alimentado por una fuente de 12 V/5 A, mejorando la eficiencia energética y la precisión de control. Se definió un protocolo de comunicación serial USB a 115 200 bps que permite configurar parámetros PID, establecer setpoints de ángulo de elevación y giro, iniciar/detener el sistema y consultar datos en tiempo real. Durante las pruebas, el tiempo de asentamiento osciló entre 20 y 30 s. El diseño modular y de código abierto facilita la replicabilidad y el mantenimiento, permitiendo la sustitución de sensores y drivers sin rediseñar la PCB. El prototipo fue encapsulado en una carcasa impresa en 3D con conectores DB15, USB-C y C14, cumpliendo criterios de usabilidad y seguridad. En conjunto, se obtuvo un sistema confiable, económico y de fácil uso, adecuado para la enseñanza de control y como base para investigaciones futuras.