Diseño del sistema de control local de vuelo de un vehículo aéreo no tripulado utilizando técnicas AMFE

ESCUELA DE INGENIER´ IA DE TELECOMUNICACI´ ON Y ELECTR´ ONICA TRABAJO FIN DE GRADO DISE ˜ NO DEL SISTEMA DE CONTROL LOCAL DE VUELO DE UN VEH´ ICULO A´ EREO NO TRIPULADO UTILIZANDO T´ ECNICAS AMFE TITULACI ´ ON: Graduado en Ingenier´ıa en Tecnolog´ıas de la Telecomunicaci´on AUTOR: Mario San Miguel Montesdeoca TUTORES: Jose Mar´ıa Cabrera Pe˜na Ricardo Aguasca Colomo FECHA: Junio 2014 ESCUELA DE INGENIER´ IA DE TELECOMUNICACI´ ON Y ELECTR´ ONICA TRABAJO FIN DE GRADO Dise˜ no del sistema de control local de vuelo de un veh ´ ıculo a´ ereo no tripulado utilizando t´ ecnicas AMFE HOJA DE FIRMAS Alumno: Fdo: Mario San Miguel Montesdeoca Tutor: Tutor: Fdo: Jose Mar´ıa Cabrera Pe˜na Fdo: Ricardo Aguasca Colomo Fecha: Junio 2014 ESCUELA DE INGENIER´ IA DE TELECOMUNICACI´ ON Y ELECTR´ ONICA TRABAJO FIN DE GRADO Dise˜ no del sistema de control local de vuelo de un veh ´ ıculo a´ ereo no tripulado utilizando t´ ecnicas AMFE HOJA DE EVALUACI´ ON Calificaci´on: Presidente: Fdo: Vocal: Secretario/a: Fdo: Fdo: Fecha: Junio 2014 ´ INDICE GENERAL I Memoria 1 1. Introducci´on 1 1.1. Introducci´on................................ 1 1.2. Antecedentes ............................... 1 1.3. Objetivos ................................. 2 1.4. Peticionario ................................ 3 1.5. Contenidos de la memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.6. Estadodelarte .............................. 4 1.6.1. Clasificaci´on de los VANT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.6.2. Partes que componen un VANT . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.6.3. Partes que componen un Centro de Control . . . . . . . . . . 7 1.6.4. Marcolegal ............................ 8 2. Marco te´orico 9 2.1. Diagramas de Ishikawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1.1. Historia del An´alisis de Ishikawa . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1.2. Estructura del diagrama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1.3. Realizaci´on del diagrama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2. An´alisis Modal de Fallos y Efectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2.1. Historia de AMFE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2.2. El AMFE de dise˜no . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2.3. Mejora de los dise˜nos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. El Centro de Control Local actual 21 3.1. Esquema del Centro de Control Local . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1.1. Emisi´on de datos de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1.2. Recepci´on y an´alisis de telemetr´ıa . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.3. Recepci´on y visualizaci´on de v´ıdeo . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.4. Sistema de alimentaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.2. Diagrama de funciones del Centro de Control Local . . . . . . . . . . 23 3.2.1. Transmisi´on de datos de control . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.2.2. Recepci´on de las se˜nales de audio y v´ıdeo . . . . . . . . . . . . 24 3.2.3. Grabaci´on y visionado del v´ıdeo . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2.4. Visualizaci´on y almacenaje de datos de telemetr´ıa . . . . . . . 24 3.3. Diagramas de Ishikawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.4. TablaAMFE ............................... 38 i ii ´ INDICE GENERAL 4. El Centro de Control Local modificado 41 4.1. Esquema del Centro de Control Local modificado . . . . . . . . . . . 41 4.2. Diagrama de funciones del Centro de Control Local modificado . . . . 42 4.2.1. Transmisi´on de datos de control . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.2.1.1. Transmisi´on de datos de control del piloto . . . . . . 43 4.2.1.2. Transmisi´on de datos de control mediante waypoints 43 4.2.2. Recepci´on y visualizaci´on de la se˜nal de v´ıdeo . . . . . . . . . 44 4.2.2.1. Visualizaci´on directa de la se˜nal y grabaci´on . . . . . 45 4.2.2.2. Visualizaci´on por parte del navegante y el equipo del CMC .......................... 45 4.2.3. Recepci´on,almacenamiento y visualizaci´on de datos de telemetr´ıa ............................... 47 4.2.4. Comunicaciones de voz y SMS con el CMC . . . . . . . . . . . 49 4.2.5. Comunicaciones de datos v´ıa WiMAX . . . . . . . . . . . . . 49 4.3. Diagramas de Ishikawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.4. TablaAMFE ............................... 88 4.5. Recomendaciones para la estructuraci´on del sistema . . . . . . . . . . 88 4.6. Recomendaciones para la utilizaci´on del sistema . . . . . . . . . . . . 90 5. Conclusiones y mejoras 93 5.1. Conclusiones................................ 93 5.2. Mejoras .................................. 94 II Pliego de condiciones 97 III Presupuesto 103 IV Anexos 115 A. Anexo: Tabla AMFE del CCL actual 117 B. Anexo: Tabla AMFE del CCL modificado 133 C. Anexo: Coste de materiales para el montaje del sistema propuesto179 ´ INDICE DE FIGURAS 1.1. Esquema gen´erico de bloques del sistema completo . . . . . . . . . . 2 1.2. Tipolog´ıa de UAVs seg´un el Parlamento Europeo . . . . . . . . . . . 6 1.3. Clasificaci´on de UAVs seg´un la m´axima carga en el despegue . . . . . 6 2.1. Diagrama de Ishikawa gen´erico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2. Etapas a seguir para la correcta ejecuci´on de un AMFE completo . . 13 2.3. Tabla AMFE gen´erica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.4. Ejemplo de ´arbol de funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.1. Diagrama del CCL actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.2. Diagrama de funciones del CCL (1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.3. Diagrama de funciones del CCL (2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.4. Diagrama de funciones del CCL (3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.5. Diagrama de funciones del CCL (4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.6. Diagrama de Ishikawa (1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.7. Diagrama de Ishikawa (2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.8. Diagrama de Ishikawa (3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.9. Diagrama de Ishikawa (4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.10. Diagrama de Ishikawa (5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.11. Diagrama de Ishikawa (6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.12. Diagrama de Ishikawa (7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.13. Diagrama de Ishikawa (8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.14. Diagrama de Ishikawa (9) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.15. Diagrama de Ishikawa (10) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.16. Diagrama de Ishikawa (11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.17. Diagrama de Ishikawa (12) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.18. Diagrama de Ishikawa (13) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.19. Diagrama de Ishikawa (14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.20. Diagrama de riesgo del CCL actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.1. Diagrama del CCL modificado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.2. Diagrama de Funciones del CCL renovado (1) . . . . . . . . . . . . . 44 4.3. Diagrama de Funciones del CCL renovado (2) . . . . . . . . . . . . . 46 4.4. Diagrama de Funciones del CCL modificado (3) . . . . . . . . . . . . 48 4.5. Diagrama de Funciones del CCL modificado (4) . . . . . . . . . . . . 49 4.6. Diagrama de Funciones del CCL modificado (5) . . . . . . . . . . . . 50 4.7. Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (1) . . . . . . . . . . . . . 53 4.8. Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (2) . . . . . . . . . . . . . 54 4.9. Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (3) . . . . . . . . . . . . . 55 4.10. Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (4) . . . . . . . . . . . . . 56 iii Cap´ıtulo 1 INTRODUCCI´ ON 1.1 Introducci´on Los sistemas de ayuda para la prevenci´on de siniestros, cat´astrofes naturales, accidentes, etc. han sufrido un importante avance con el desarrollo de la nuevas tecnolog´ıas en comunicaci´on y control. En un principio, los Veh´ıculos A´ereos No Tripulados (en adelante, VANT), tambi´en conocidos com´unmente como drones, eran empleados en alerta y control aplicados en vigilancia con tecnolog´ıa militar por ej´ercitos, empresas de seguridad, etc. ´ Estos sistemas originariamente ten´ıan un costo muy elevado, pero con el desarrollo de la tecnolog´ıa, especialmente la electr´onica, se ha podido reducir tama˜no y costes, haciendo accesible su utilizaci´on en aplicaciones de seguridad y protecci´on civil, como labores de lucha contra incendios o vigilancia de oleoductos. En este tipo de situaciones, los equipos de coordinaci´on y seguridad deben tomar decisiones al momento, con informaci´on obtenida en tiempo real. En el supuesto caso de producirse un incendio forestal u otra situaci´on de emergencia, los VANT podr´ıan proporcionar esa informaci´on a trav´es de im´agenes, v´ıdeo u otras medidas realizadas mediante sensores. Esta informaci´on podr´ıa resultar decisiva en la toma de decisiones que pueden implicar la p´erdida de bienes inmuebles o vidas humanas. 1.2 Antecedentes El presente Trabajo Fin de Grado (en adelante, TFG) se desarrolla en el Instituto Universitario de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Num´ericas en Ingenier´ıa (SIANI ), en la divisi´on de Computaci´on Evolutiva y Aplicaciones (CEANI ), dentro de la l´ınea de I+D de Sistemas de Gesti´on de Emergencias PLATEA-4D. Dentro de esta l´ınea de investigaci´on y desarrollo, existe el proyecto de Veh´ıculos A´ereos No Tripulados (VANT 1), los cuales aportan informaci´on a dicho sistema en tiempo real. Estos VANT deben estar dotados de un control fiable para las misiones encomendadas y disponer de un sistema de enlace remoto seguro con el gestor de emergencias. Con este proyecto se pretende realizar el dise˜no de un sistema de control local de 1 2Introducci´on vuelo para VANT lo m´as robusto y funcional posible. Para ello, se emplear´a el An´alisis Modal de Fallos y Efectos (en adelante, AMFE), con el que se evaluar´a el sistema de control que se emplea en la actualidad y, a partir de ese estudio, se realizar´a un redise˜no para mejorar su funcionamiento y prestaciones. 1.3 Objetivos El objetivo principal de este trabajo es la realizaci´on del redise˜no del CCL empleado por el Servicio de Gesti´on de Emergencias del 112, de forma que ´este sea lo m´as robusto y fiable posible. Asimismo, sabiendo que la rapidez y facilidad de montaje del sistema es de vital importancia en muchos casos, se tratar´a de lograr que el dise˜no sea compacto y funcional. De esta forma, podemos esperar que el sistema resultante tendr´a un n´umero bastante reducido de fallos y errores en su funcionamiento y ser´a lo m´as resistente y pr´actico posible. Adem´as, permitir´a controlar y recibir datos del VANT, as´ı como transmitirlos a un Centro de Mando y Control, localizado en una ubicaci´on remota, donde se pueden tomar decisiones sobre la situaci´on en funci´on de los datos recogidos, los cuales a su vez son transmitidos a PLATEA-4D, tal y como se muestra en la figura 3.4. Figura 1.1: Esquema gen´erico de bloques del sistema completo Para lograr este objetivo principal, se fijan los siguientes objetivos: 1. El estudio del montaje del sistema de control a nivel funcional. 2. An´alisis AMFE del sistema. 3. Redise˜no del sistema teniendo en consideraci´on el an´alisis obtenido. 4. Especificaci´on de los equipos necesarios y montaje del sistema. 5. Realizaci´on de un AMFE del nuevo sistema. 6. Ejecuci´on de las modificaciones pertinentes en el sistema. 7. Evaluaci´on de resultados obtenidos sobre un prototipo. Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 3 1.4 Peticionario El Trabajo Fin de Grado presentado en esta memoria ha sido elaborado a petici´on de la Escuela de Ingenier´ıa de Telecomunicaci´on y Electr´onica, para la obtenci´on del t´ıtulo de Graduado en Ingenier´ıa en Tecnolog´ıas de la Telecomunicaci´on. 1.5 Contenidos de la memoria El presente documento est´a organizado como se indica a continuaci´on: Cap´ıtulo 1: Introducci´on. En este cap´ıtulo se detallan los antecedentes del trabajo, se especifica el objetivo principal del trabajo y se realiza un estudio del estado del arte y el marco legal actual de los VANT. Cap´ıtulo 2: Marco te´orico. En este cap´ıtulo se tratar´an conceptos b´asicos sobre los Diagramas de Ishikawa y el An´alisis Modal de Fallos y Efectos (AMFE), herramientas usadas a lo largo del desarrollo del trabajo. Cap´ıtulo 3: El Centro de Control Local actual. En este cap´ıtulo se realiza un estudio detallado del CCL empleado en la actualidad por el Servicio de Emergencias 112 en colaboraci´on con el club RC AYA. Para ello, primero se realiza un an´alisis de la estructura del sistema y las funciones que cumple, para a continuaci´on realizar unos an´alisis de Ishikawa y la tabla AMFE del sistema. Finalmente, se extraen una serie de conclusiones en base a los resultados obtenidos. Cap´ıtulo 4: El Centro de Control Local modificado. En este cap´ıtulo, primero se introducen las modificaciones realizadas al CCL actual en funci´on de los resultados y conclusiones obtenidos en el cap´ıtulo anterior. A continuaci´on, se realiza el an´alisis de las funciones que realiza el sistema, seguido de los diagramas de Ishikawa y el AMFE del sistema. Finalmente, se indican unas recomendaciones para montar el sistema y utilizarlo en vuelos, en base a los an´alisis realizados. Cap´ıtulo 5: Conclusiones y mejoras. En este cap´ıtulo se realizar´a una revisi´on a los objetivos que se pretend´ıan alcanzar y se indicar´an los conseguidos. Adem´as, se comentar´an posibles v´ıas de mejora del trabajo que no se han podido desarrollar, ya sea por falta de tiempo o medios. 4Introducci´on 1.6 Estado del arte La definici´on de un sistema UAV, seg´un el departamento de defensa estadounidense [1], es un veh´ıculo a´ereo, propulsado, que no transporte ning´un operador humano, use las fuerzas aerodin´amicas para elevar el veh´ıculo, pueda volar de forma aut´onoma o ser pilotado remotamente, pueda ser desechable o recuperable, y pueda llevar a bordo una carga ´util letal o no letal. Los veh´ıculos bal´ısticos o semi bal´ısticos, misiles de crucero y proyectiles de artiller´ıa no son considerados veh´ıculos a´ereos no tripulados. En este apartado se realizar´a un estudio del estado del arte de los Veh´ıculos A´ereos No Tripulados. Para ello, se estudiar´an las distintas formas de clasificar los VANT (tambi´en conocidos con la terminolog´ıa inglesa UAV ). 1.6.1 Clasificaci´on de los VANT Actualmente, la diversidad de UAVs oscila desde veh´ıculos extremadamente simples, de bajo coste, peque˜no tama˜no y corto alcance, utilizados para aplicaciones de corta duraci´on, a aviones de varios millones de euros, con inteligencia artificial, capacidad para realizar vuelos de gran duraci´on y largo alcance, y llevando a bordo una cantidad de carga ´util considerable. Los UAVs m´as simples pueden cargar alg´un sensor de poco peso, como sensores t´ermicos o infrarrojos (IR) y c´amaras. Suelen tener un enlace de comunicaciones con una estaci´on base a corta distancia del lugar de operaci´on. Los m´as grandes suelen llevar todo tipo de sensores, entre los que destacan radares de vigilancia superficial y sistemas electr´onicos de inteligencia (ELINT oElectronic Intelligence). Pueden comunicarse con varias estaciones base, o incluso con otros UAVs, formando una red de comunicaciones, que permite la operaci´on a largas distancias. La clasificaci´on de los UAV puede llevarse a cabo por sus prestaciones, las cuales est´an intr´ınsecamente relacionadas con su tama˜no [2]. As´ı, existen varias categor´ıas dependiendo de qui´en realice esta clasificaci´on: los productores, los usuarios o los investigadores. Otra forma de clasificaci´on atiende al modo en que se controla el vuelo, de forma que existen tres m´etodos: pre-programado, controlado remotamente y aut´onomo. Estos m´etodos pueden combinarse en un mismo UAV. Cada uno de los tres m´etodos presenta ciertas ventajas e inconvenientes que se comentan a continuaci´on. El control de vuelo m´as b´asico es el modo pre-programado. Es el m´etodo m´as simple, no presenta muchas dificultades t´ecnicas, ni depende de enlaces de comunicaciones entre la estaci´on base y el UAV, que pueden estar sujetos a problemas de ruido y/o interferencia. De esta forma, se puede operar a grandes distancias, fuera de la l´ınea de visi´on directa entre estaci´on base y radar. Sin embargo, el sistema es inflexible. Una vez que el UAV comienza su vuelo, siguiendo ciertos puntos de Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 5 control, no puede modificarse su ruta programada. Adem´as, si el UAV necesita volar bajo se debe tener informaci´on precisa de la orograf´ıa del terreno. En el caso de sistemas militares, este m´etodo de operaci´on no tiene capacidad de reacci´on ante ataques enemigos. El modo basado en control remoto es el m´as com´un. Por medio de un enlace radio, el operador recibe datos de vuelo del UAV (adquiridos mediante sensores) y env´ıa comandos de vuelta para controlar la aeronave. La principal vulnerabilidad de estos sistemas es el enlace de comunicaciones radio, ya que el alcance de este enlace es el factor que limita la distancia de operaci´on del UAV. Adem´as, el sistema de comunicaciones es vulnerable, con el agravante de revelar la posici´on tanto de la estaci´on base como del propio UAV. Los sistemas m´as avanzados tratan de solventar estos problemas con enlaces radio m´as robustos e incluso con enlaces radio indirectos (v´ıa sat´elite o redes de UAVs). Los sistemas completamente aut´onomos son una opci´on todav´ıa en desarrollo en la actualidad. Este tipo de sistemas llevar´ıan a bordo equipos y sensores que permitieran al UAV tomar decisiones por s´ı mismo, reaccionando ante ataques o haciendo varias pasadas en una posible zona de inter´es. Sin embargo, no hay una definici´on universalmente aceptada sobre la tipolog´ıa de los diferentes UAV. Destacan la tipolog´ıa empleada en el Parlamento Europeo [2] y la usada por las fuerzas armadas estadounidenses, basada en niveles. La clasificaci´on estadounidense resulta m´as compleja, e incluso distintas divisiones usan clasificaciones diferentes. Los tipos de UAV, seg´un el Parlamento Europeo, est´an descritos en la tabla de la figura 1.2. Tambi´en es posible realizar una clasificaci´on m´as simple basada en la capacidad de carga ´util, conocida como peso m´aximo de despegue (MTOW o Maximum Take Off Weight). Seg´un esta clasificaci´on, existen cuatro clases de UAV, tal y como se refleja en la figura 1.3. La carga ´util que puede transportar un UAV se ve mermada por el combustible necesario para vuelos de larga duraci´on. Siempre se debe llegar a un compromiso entre duraci´on del vuelo y carga ´util que puede transportarse. 6Introducci´on Figura 1.2: Tipolog´ıa de UAVs seg´un el Parlamento Europeo Figura 1.3: Clasificaci´on de UAVs seg´un la m´axima carga en el despegue Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 7 1.6.2 Partes que componen un VANT Un sistema UAV se caracteriza por la plataforma a´erea y por su infraestructura en tierra. Las principales partes que componen la plataforma a´erea o UAV son las siguientes [2]: Alas y fuselaje. Motores: la mayor´ıa de los UAV son propulsados por un motor de explosi´on basado en pist´on, que mueve un sistema de h´elices. Para UAVs m´as r´apidos y/o que vuelan a mayor altura, se suelen usar motores turbopropulsados o a reacci´on. En los sistemas micro-UAV y mini-UAV se emplean motores el´ectricos, alimentados por bater´ıas, fuel-cells o c´elulas solares. Sensores: los sensores m´as habituales en los UAV son c´amaras de fotos, c´amaras de v´ıdeo, sensores IR, radares, l´aser, sensores ac´usticos, sensores pasivos de microondas, sensores de ayuda a la navegaci´on (radiobalizas, GPS, transpondedores...),sensores biol´ogicos, radiol´ogicos y qu´ımicos, sensores meteorol´ogicos...[3] Sistema de control: utilizado para volar el UAV. Suele ser un enlace de comunicaciones radio bidireccional y/o un ordenador a bordo, conectado a un sistema inercial y un GPS, capaz de realizar la navegaci´on. Enlace de datos radio: utilizado para recibir las se˜nales de control de los sensores, procedentes de la estaci´on base, y para enviar la informaci´on capturada por esos sensores a la estaci´on base. Sistema de recuperaci´on del UAV: los primeros modelos usaban un paraca´ıdas para aterrizar. Los modelos modernos son capaces de aterrizar como un avi´on normal, con un tren de aterrizaje y un sistema de frenado. 1.6.3 Partes que componen un Centro de Control En cuanto a la infraestructura m´ınima y necesaria en tierra para poder controlar un UAV, se puede destacar [2]: Lanzadera: muchos UAV de tama˜no peque˜no/medio despegan mediante un sistema basado en catapulta o mediante un cohete. En el caso de micro-UAVs pueden incluso lanzarse con la mano. Los sistemas m´as grandes pueden despegar como un avi´on normal, ya que cuentan con un tren de aterrizaje. Sistema de control: Consiste en el sistema utilizado para controlar el vuelo del UAV. Puede incluir una cabina de mando desde donde pilotar el UAV, en el caso de sistemas controlados de forma remota. El sistema de control debe disponer de un enlace radio bidireccional con el UAV. Podr´ıa tener subsistemas adicionales que permitan asumir el mando del vuelo a otros operadores. 8Introducci´on Enlace de datos radio: utilizado para transmitir las se˜nales de control a los sensores del UAV y para recibir la informaci´on capturada (tambi´en conocida como telemetr´ıa) por esos sensores. Infraestructuras de transporte y mantenimiento del UAV. 1.6.4 Marco legal El principal reto de los drones nunca ha sido la tecnolog´ıa, sino el vac´ıo legal que los rodea. De momento, los ´unicos vuelos permitidos en Espa˜na son los de experimentaci´on o demostraci´on. Cuando la Organizaci´on de Aviaci´on Civil Internacional (OACI) equipar´o los drones a las aeronaves tripuladas, ´estos pasaron a la legislaci´on aeron´autica general. La Uni´on Europea adopt´o esta medida y empez´o a trabajar en un marco normativo al que espera dar luz verde en 2016.[4] [5] Tambi´en el Ministerio de Fomento del Gobierno de Espa˜na se encuentra trabajando en un borrador de una nueva legislaci´on que controle el vuelo de drones en el territorio nacional. Aunque todav´ıa se desconocen muchos de los detalles, s´ı se ha anticipado el hecho de que los drones no podr´an sobrevolar n´ucleos urbanos, salvo en casos puntuales y siempre tras haber obtenido una autorizaci´on previa. El decreto clasificar´a las aeronaves por categor´ıa seg´un su peso, determinar´a los requisitos de seguridad, los sistemas de visualizaci´on y los procedimientos operativos a ejecutar en el espacio a´ereo, adem´as de establecer las condiciones que tienen que cumplir los pilotos (ser´a obligatoria la realizaci´on de una serie de cursos certificativos para obtener la licencia de vuelo). Los aparatos solo podr´an volar en espacio a´ereo restringido y nunca podr´an sobrepasar los 150 metros de altura, para que el piloto pueda verlos. La nueva norma tambi´en regular´a los trabajos a´ereos que se podr´an llevar a cabo a trav´es de drones, entre ellos est´an labores de fumigaci´on, reportajes fotogr´aficos, operaciones relacionadas con la agricultura, tareas de apoyo a la extinci´on de incendios, inspecci´on de l´ıneas de alta tensi´on y ferroviarias o vigilancia de las fronteras. [6] Hasta que no se apruebe el Real Decreto (se estima su publicaci´on entre finales del mes mayo y comienzos de junio del presente a˜no 2014 [4]), en Espa˜na se aplica a los drones la Ley de Seguridad A´erea y la Ley de Navegaci´on A´erea, adem´as de todos los reglamentos europeos y anexos de la OACI. Cap´ıtulo 2 MARCO TE´ ORICO En este cap´ıtulo se tratar´an dos herramientas indispensables para la realizaci´on del trabajo. Aunque carecen de excesiva complejidad, es preciso su estudio detallado para comprender las mec´anicas y la forma de tomar decisiones adoptada en este trabajo. Estas dos herramientas a las que nos referimos son los Diagramas de Ishikawa y las tablas AMFE, cuyos cometidos son el descubrimiento de las causas que producen determinados modos de fallo y porqu´e se producen las mismas, y la evaluaci´on de los modos de fallo y sus causas, respectivamente. 2.1 Diagramas de Ishikawa El diagrama de Ishikawa, tambi´en conocido con otros nombres, como diagrama de espina de pez o diagrama de causa-efecto (por citar solo un par), es una herramienta de visualizaci´on que permite categorizar las causas potenciales de un determinado problema para as´ı poder identificar las causas ra´ız. Es una de las diversas herramientas surgidas a lo largo del siglo XX en el ´ambito de la industria y posteriormente desarrollada en el sector servicios, para facilitar el an´alisis de problemas en procesos, productos y servicios. 2.1.1 Historia del An´alisis de Ishikawa Aunque el concepto b´asico de los diagramas de espina de pez surgi´o en la d´ecada de 1920, su uso se populariz´o en la d´ecada de 1960 cuando comenz´o a emplearlo el qu´ımico japon´es Kaoru Ishikawa, pionero en el ´ambito de los procesos de gesti´on de calidad y uno de los padres fundadores de la gesti´on moderna. En la actualidad, se considera una de las siete herramientas b´asicas del control de calidad, y se emplea en multitud de ´ambitos, desde la industria a aspectos de marketing [7] [8]. 9 16 Marco Te´orico Puntuaci´on Probabilidad de fallo Posible escala de fallos 1 Remota: Fallos improbables. 1 en 1500000 2 Baja: Relativamente pocos fallos. 1 en 150000 3 1 en 15000 4 1 en 2000 5 Moderada: Fallos ocasionales. 1 en 400 6 1 en 80 7 Alta: Fallos repetitivos 1 en 20 8 1 en 8 9 Muy alta: Fallo casi inevitable. 1 en 3 10 1 en 2 Tabla 2.2: Tabla de puntuaci´on de la ocurrencia Estos valores son subjetivos y dependen de la experiencia del equipo de trabajo. Conociendo estos valores, es posible obtener la probabilidad de que ocurra la causa del fallo y que ´esta de lugar al modo de fallo, tambi´en conocida como coeficiente de frecuencia. ´ Este se calcula mediante la f´ormula 2.1: P(causa +mododefallo) = P(causa)∗P(mododefallo) (2.1) Entendiendo como P(modo de fallo) a la probabilidad condicionada de que si se produce la causa, ´esta de lugar al modo de fallo. El coeficiente de frecuencia puede reducirse modificando el dise˜no del sistema o mejorando el control del mismo. Controles actuales de dise˜no: en este campo se indican los controles que se emplean para detectar la causa o mecanismo de fallo. Existen dos tipos b´asicos de control de dise˜no: •Prevenci´on: Previene que la causa/mecanismo de fallo o el modo de fallo pueda ocurrir o reduce su ocurrencia. Se indica con una ”P”. •Detecci´on: Detecta la causa/mecanismo de fallo o el modo de fallo y produce la apertura de una acci´on correctiva. Se indica con una ”D”. Detecci´on: Cada tipo de control de dise˜no tiene un grado de fiabilidad a la hora de detectar la causa o mecanismo de fallo. Al igual que ocurre con la Gravedad y la Ocurrencia, este par´ametro se eval´ua del 1 al 10, siguiendo las relaciones de tabla 2.3. La calificaci´on de detecci´on puede reducirse mejorando la actividades de control de dise˜no. A partir de este par´ametro es posible calcular la probabilidad de que un fallo llegue al cliente. Esta probabilidad se calcula multiplicando la probabilidad de que ocurra el fallo con la probabilidad de que no se detecte, tal y como muestran las f´ormulas 2.2 y 2.3 P(fallolleguealcliente) = P(Ocurra)∗P(Nodeteccion) (2.2) Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 17 Puntuaci´on Detecci´on Probabilidad de detecci´on mediante control de dise˜no 1 Casi cierta. Casi seguro que el control de dise˜no detecte una causa/mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 2 Muy alta. Posibilidad muy alta de que el control de dise˜no detecte una causa/mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 3 Alta. Mayor posibilidad de que el control de dise˜no detecte una causa/mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 4 Moderadamente alta. Posibilidad moderadamente alta de que el control de dise˜no detecte una causa/- mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 5 Moderada. Posibilidad moderada de que el control de dise˜no detecte una causa/mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 6 Baja. Posibilidad baja de que el control de dise˜no detecte una causa/mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 7 Muy baja. Posibilidad relativamente bajan de que el control de dise˜no detecte una causa/- mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 8 Remota. Posibilidad relativamente baja de que el control de dise˜no detecte una causa/- mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 9 Muy remota. M´ınimas posibilidades de que el control de dise˜no detecte una causa/mecanismo potencial y su subsecuente modo de fallo. 10 M´axima incertidumbre El control de dise˜no no detectar´a y/o puede detectar un mecanismo/causa potencial ni el subsecuente modo de fallo. No existe un control de dise˜no. Tabla 2.3: Tabla de puntuaci´on de la detecci´on P(fallolleguealcliente) = Probabilidad(causa)xP(mododefallo)xP(NoDeteccion) (2.3) 18 Marco Te´orico N´umero de Probabilidad de Riesgo (NPR): Este valor se obtiene de la multiplicaci´on de las puntuaciones obtenidas en las columnas de Gravedad, Ocurrencia y Detecci´on, tal y como se muestra en la ecuaci´on 2.4. NP R =Gravedad ∗Ocurrencia ∗Deteccion (2.4) Con este valor se priorizan las acciones recomendadas, d´andole prioridad a las que corrigen o reducen modos de fallo con mayor NPR [12] . Sin embargo, es m´as recomendable realizar la priorizaci´on seg´un el mayor valor de gravedad, ocurrencia y detecci´on, en el orden enunciado y haciendo ´enfasis en la prevenci´on antes que en la detecci´on [10]. Un ´ındice de menor importancia, pero que tambi´en puede calcularse y resulta de utilidad es la Criticidad ( 2.5 ), entendi´endose la misma como el producto de las puntuaciones de las columnas de Gravedad y Ocurrencia. Criticidad =Gravedad ∗Ocurrencia (2.5) Acciones recomendadas: en esta columna se indican las acciones que pueden aplicarse para eliminar o prevenir la casa o modo de fallo. Con estas medidas, se pretenden reducir los par´ametros de gravedad y ocurrencia, as´ı como aumentar la posibilidad de detectar la causa o modo de fallo. Debe tenerse en cuenta de que los valores de ocurrencia y detecci´on son f´acilmente remediables, pero no sucede lo mismo con la puntuaci´on de gravedad: si se quiere reducir, es preciso modificar el dise˜no. En el suceso de que no se propongan acciones recomendadas, es preciso indicar expl´ıcitamente “Ninguna” ´o “- - - -”. Responsable: para cada acci´on recomendada, es necesario nombrar un responsable encargado de llevarla a cabo y una fecha l´ımite para realizarla. Resultado de las acciones: en estas ´ultimas columnas, se indican las acciones adoptadas, y la nueva puntuaci´on de gravedad, ocurrencia y detecci´on debido a dichas acciones, con el fin de comprobar la efectividad de las mismas. Hay que tener en cuenta que no todas las acciones recomendadas ser´an llevadas a la pr´actica, pero a´un as´ı pueden utilizarse estas columnas para informar de la conveniencia de adoptar estas acciones. Con los nuevos valores se calcula el NPR y se procede a evaluar los resultados. 2.2.3 Mejora de los dise˜nos Uno de los objetivos fundamentales del AMFE consiste en la detecci´on de situaciones en las cuales se pueda mejorar el dise˜no de cierto sistema de modo que no se produzcan o que suceda el menor n´umero posible de fallos en el mismo. La prioridad principal es reducir la gravedad de un modo de fallo, seguida de una reducci´on de la ocurrencia o las causas del mismo y, por ´ultimo, la mejora de los controles o mecanismos de detecci´on de las causas o modos de fallo. Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 19 La gravedad puede disminuirse, tal y como se coment´o anteriormente, realizando una mejora del dise˜no. Al reducir la gravedad, se pueden evitar los efectos de ciertos modos de fallo, pudiendo eliminarse el modo de fallo por completo. La ocurrencia se puede reducir de dos formas bien diferenciadas: Alterando el dise˜no actual, al igual que para disminuir la gravedad. Mejorando las especificaciones del sistema. La detecci´on se puede aumentar realizando acciones correctoras recomendadas, las cuales deben adoptarse en el siguiente orden: 1. Mejora o cambio del dise˜no del sistema o componente. 2. Mejora o cambio del proceso. 3. Aumentar la detecci´on. Adem´as, tambi´en se puede corregir la detecci´on a˜nadiendo o mejorando los m´etodos de control de dise˜no. Una vez explicado el funcionamiento y la forma de aplicar estas herramientas, se procede a su utilizaci´on en los siguientes cap´ıtulos. Cap´ıtulo 3 EL CENTRO DE CONTROL LOCAL ACTUAL En este cap´ıtulo se realiza un estudio detallado del Centro de Control Local ( en adelante, CCL) empleado en la actualidad por el equipo de vuelo del Servicio de Emergencias 112, compuesto por miembros del club de radiocontrol RC AYA. Este estudio consistir´a en un esquema del sistema, detallando cada una de sus partes, un esquema funcional, los diagramas de Ishikawa de los modos de fallo encontrados, la tabla AMFE realizada sobre el sistema y las recomendaciones propuestas para mejorar el sistema. 3.1 Esquema del Centro de Control Local El sistema de control que se emplea en la actualidad es bastante b´asico, pero permite el control directo mediante un mando de radiocontrol por parte de un piloto, la recepci´on y an´alisis de la telemetr´ıa y la recepci´on y visualizaci´on de v´ıdeo por parte del piloto y el equipo de vuelo. Este sistema se muestra en la figura 3.1. A continuaci´on, se procede a explicar el funcionamiento general de cada una de los aspectos que componen el centro de control. 3.1.1 Emisi´on de datos de control El control del VANT puede realizarse de dos formas distintas, ya sea de forma manual por un piloto certificado con un mando de radiocontrol o mediante la fijaci´on de waypoints sobre la zona de vuelo, si bien se recomienda que siempre haya un piloto presente y que su criterio prime sobre cualquier otro factor [14] . En el caso del Centro de Control objeto de estudio, el VANT se controla exclusivamente de forma manual, por lo que se conecta un mando de radiocontrol a una antena que emite los comandos de control a una frecuencia de 2.4GHz, con un rango m´aximo de 10 kil´ometros, por lo que el piloto debe procurar no sobrepasar ese margen. 21 22 El Centro de Control Local actual Figura 3.1: Diagrama del CCL actual 3.1.2 Recepci´on y an´alisis de telemetr´ıa Por datos de telemetr´ıa se entiende toda medici´on tomada por sensores incorporados a la estructura del VANT y enviada al CCL. En el caso de estudio, la antena del VANT codifica todos los datos de telemetr´ıa como audio y los env´ıa a la frecuencia de 1.2GHz. Estos datos se reciben en la antena de AV, se decodifican, se digitalizan y se env´ıan a un port´atil con el software necesario para la interpretaci´on de los datos (generalmente, se emplean Mission Planner c y DJI NAZA Ground Station c ). 3.1.3 Recepci´on y visualizaci´on de v´ıdeo El v´ıdeo grabado por la c´amara del morro del VANT es de vital importancia para el piloto y el resto del equipo de vuelo, puesto que si no se recibe, se corre el riesgo de no poder controlar correctamente el VANT, lo cual puede conllevar accidentes que perjudiquen vidas humanas o al propio VANT. En el caso de estudio, el v´ıdeo se transmite a la frecuencia de 1.2GHz desde el VANT hacia la antena AV. Una vez recibida la se˜nal de v´ıdeo, ´esta se divide en un splitter de v´ıdeo, del cual se usan dos salidas: Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 23 Por un lado, la se˜nal de v´ıdeo de una de las salidas va directamente a unas gafas de vuelo en FPV (del ingl´es First Person View,Vista en Primera Persona), usadas por el piloto para controlar el VANT como si estuviese en su interior. Por otro lado, la se˜nal de v´ıdeo de la otra toma se conecta a una grabadora multimedia, donde se almacena una copia del v´ıdeo recibido, ya que siempre debe quedar una grabaci´on del vuelo efectuado para su posterior an´alisis. Adem´as, se conecta una de las salidas de la grabadora a un televisor en el que el equipo de vuelo puede visualizar el v´ıdeo capturado. En el caso de que fallen las gafas FPV del piloto o que sea incomodidad su utilizaci´on, ´este debe usar esta pantalla para guiar el VANT. El resto de tomas del splitter quedan libres, pudiendo usarse para otros fines, como puede ser conectar otro monitor o llevar la se˜nal de v´ıdeo a un port´atil, aunque generalmente no se emplean. 3.1.4 Sistema de alimentaci´on La mayor´ıa de equipos mencionados anteriormente necesitan estar alimentados. Para ello, se emplea un sistema compuesto por una bater´ıa de 12 V/360 A y un inversor, de forma que se disponga de corriente alterna para alimentar los dispositivos, los cuales se conectan a una regleta. 3.2 Diagrama de funciones del Centro de Control Local Una vez estudiada la estructura y funcionamiento general del sistema, es preciso extraer el diagrama de funciones, para as´ı obtener las funciones m´as concretas posibles y encontrar los modos de fallo de cada una de ellas. El diagrama de funciones se muestra dividido en las figuras 3.2, 3.3, 3.4 y 3.5 para que se pueda visualizar con claridad y realizar los comentarios pertinentes. 3.2.1 Transmisi´on de datos de control Tal y como se puede visualizar en la figura 3.2,se ha descompuesto el proceso de transmisi´on de datos de control hasta donde alcanzaban los conocimientos sobre el sistema. La transmisi´on de los datos de control no es compleja, por lo que se podr´an extraer los modos de fallo con relativa facilidad. 24 El Centro de Control Local actual Figura 3.2: Diagrama de funciones del CCL (1) 3.2.2 Recepci´on de las se˜nales de audio y v´ıdeo La segunda funci´on principal que debe tener el CCL es la habilidad de recibir la se˜nal de v´ıdeo de la c´amara situada en el morro del VANT y la telemetr´ıa de los sensores del VANT, la cual recordemos que se codifica como audio para enviarla junto con el v´ıdeo ya mencionado. As´ı, ya quedan definidas dos funciones dentro de la principal, las cuales son la recepci´on de v´ıdeo y la recepci´on de audio en la base de la antena. A continuaci´on, las se˜nales siguen los caminos planteados en el apartado 3.1.3. Cabe destacar que no se tiene en cuenta la propagaci´on de las se˜nales entre el VANT y la antena, puesto que se est´a realizando el an´alisis exclusivamente del CCL, y el VANT se considera externo al mismo. 3.2.3 Grabaci´on y visionado del v´ıdeo Una vez recibida la se˜nal de v´ıdeo, ´esta debe ser visualizada por el piloto y el resto del equipo de vuelo y grabada para su posterior revisi´on. Por ello, en esta funci´on, se realiza la divisi´on entre visionado directo del piloto y grabaci´on y visionado por parte del equipo de vuelo, tal y como se muestra en la figura 3.4. Luego se realiza una simple descomposici´on de cada uno de los procesos. 3.2.4 Visualizaci´on y almacenaje de datos de telemetr´ıa En esta ´ultima parte del diagrama de funciones del CCL, se recoge la ´ultima gran funci´on: la visualizaci´on y almacenaje de la telemetr´ıa. Al igual que el resto de funciones, se descompone con facilidad. La mencionada descomposici´on se puede visualizar en la figura 3.5. Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 25 Figura 3.3: Diagrama de funciones del CCL (2) Figura 3.4: Diagrama de funciones del CCL (3) 3.3 Diagramas de Ishikawa Una vez obtenido el Diagrama de Funciones, es preciso definir los modos de fallo que pueden darse en el sistema y las causas que los originan. En el caso de estudio, los modos de fallo detectados se listan a continuaci´on: El mando de RC no genera se˜nal de control. Los cables no transmiten la se˜nal del mando. La antena de TX no emite la se˜nal de control correctamente. 32 El Centro de Control Local actual Figura 3.11: Diagrama de Ishikawa (6) Figura 3.12: Diagrama de Ishikawa (7) Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 33 Figura 3.13: Diagrama de Ishikawa (8) 34 El Centro de Control Local actual Figura 3.14: Diagrama de Ishikawa (9) Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 35 Figura 3.15: Diagrama de Ishikawa (10) Figura 3.16: Diagrama de Ishikawa (11) 36 El Centro de Control Local actual Figura 3.17: Diagrama de Ishikawa (12) Figura 3.18: Diagrama de Ishikawa (13) Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 37 Figura 3.19: Diagrama de Ishikawa (14) 38 El Centro de Control Local actual 3.4 Tabla AMFE Una vez elaborados los diagramas de Ishikawa, se procede a rellenar la tabla AMFE, teniendo en cuenta las consideraciones indicadas en el cap´ıtulo anterior (Marco te´orico). Como criterio a la hora de reducir los NPR, se opta por decrementar el NPR de todos aquellos modos de fallo cuyo NPR sea mayor o igual a la moda estad´ıstica (el valor que aparece con una mayor frecuencia en una distribuci´on de datos). En este caso, la moda es de 40, por lo que se le dar´a prioridad a todos aquellos modos de fallo con NPR mayor a 40, quedando a elecci´on del responsable si reducir o no aquellos con valores iguales o inferiores. La tabla AMFE resultante se puede encontrar en la Parte IV. Ap´endice A. Si se aplicasen al sistema actual las medidas propuestas, el NPR de la mayor´ıa de los modos de fallo se ver´ıa reducido a valores iguales o inferiores a 40, exceptuando contadas excepciones. Con los valores obtenidos, podemos marcar sobre el diagrama del sistema los puntos de mayor riesgo, tal y como se aprecia en la figura 3.20. Figura 3.20: Diagrama de riesgo del CCL actual En vista de los resultados obtenidos en la tabla, se deduce que para la mejora del Centro de Control Local es precisa la ejecuci´on de las siguientes acciones: Reducir el n´umero de conexiones manuales que debe realizar el equipo de vuelo. Esta medida conllevar´ıa una mayor velocidad de montaje y puesta en marcha del sistema y una disminuci´on de los fallos humanos cometidos al realizar el conexionado. Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 39 Compactar los dispositivos en maletines. De esta forma, se consigue acortar la longitud de los cables necesarios para unir los dispositivos y resulta m´as sencillo el montaje del sistema, al agruparse los dispositivos en m´odulos de f´acil ensamblado. Adem´as, al encontrarse los aparatos empotrados en los maletines, ´estos reciben un menor n´umero de golpes accidentales. Es recomendable el uso de canalizaciones protectoras y refrigeradas para los cables. Dados los factores clim´aticos de la ubicaci´on en la que nos encontramos (humedad, calima, altas temperaturas) y las situaciones en las que se usar´a el sistema (incendios y otros desastres naturales), es fundamental proteger los cables, para que el sistema pueda funcionar de forma ´optima en cualquier situaci´on. Es preciso realizar un control de calidad peri´odico de los cables y conectores para asegurar su correcto funcionamiento cuando sea necesario. Adem´as, si es posible, tambi´en se debe realizar otra inspecci´on antes de transportar el sistema a la zona de vuelo, para evitar fallos durante el vuelo. Indicar en el exterior de los maletines la vida ´util de los componentes y la fecha de su primera utilizaci´on. De esta forma, es sencillo predecir la fecha aproximada en la que ser´a necesario sustituir los componentes. Informar al equipo de vuelo responsable de las medidas de mantenimiento y almacenaje necesarias para que el sistema funcione de forma ´optima y realizar un control de las mismas. Mejorar el sistema de alimentaci´on, duplicando donde sea posible. En caso de que se produzca cualquier problema en el sistema de alimentaci´on, ´este debe arreglarse de forma rauda, o de lo contrario el CCL no podr´a realizar ninguna de sus funciones. Por ello, es preciso que todo el sistema de alimentaci´on (bater´ıa, inversor, regleta) est´e duplicado. Utilizar cables apantallados en la medida de lo posible, para evitar cualquier problema derivado de las interferencias en el mismo. Buscar otras frecuencias en las que operar, ya que existen problemas de interferencias entre la se˜nal GPS (necesaria para el sistema de orientaci´on autom´atica de la antena de v´ıdeo) y la se˜nal de v´ıdeo. Todos estos aspectos se tendr´an en cuenta a la hora de mejorar el CCL, tal y como se podr´a comprobar en el siguiente cap´ıtulo. Cap´ıtulo 4 EL CENTRO DE CONTROL LOCAL MODIFICADO En este cap´ıtulo se parte de las conclusiones extra´ıdas del estudio realizado en el cap´ıtulo anterior, con el objetivo de hacer el Centro de Control Local lo m´as robusto y fiable posible. Por ello, en este cap´ıtulo se presentar´a el diagrama del sistema modificado, su diagrama de funciones, los diagramas de Ishikawa y una nueva tabla AMFE, para demostrar que el nuevo sistema que se plantea es m´as fiable y completo que el empleado en la actualidad. 4.1 Esquema del Centro de Control Local modificado El nuevo sistema tiene todas las funcionalidades de su predecesor, as´ı como otras nuevas. De forma general, se pueden resumir en los siguientes puntos: El pilotaje del VANT o UAV se puede realizar de forma manual, mediante el mando de RC del piloto, o mediante el establecimiento de waypoints en el ordenador del navegante, pudiendo alternarse entre estos dos modos incluso a mitad del vuelo, simplemente cambiando la posici´on de un dial del mando. As´ı, se puede cambiar con facilidad entre los dos modos de vuelo, lo cual es bastante ´util si se da el caso de que falle alguno de los dos. Adem´as, aunque no es recomendable por motivos de seguridad y debido a la latencia, se deja la posibilidad de que el VANT/UAV sea controlado remotamente desde el Centro de Mando y Control. Tanto la antena primaria (la que transmite los comandos directos del mando del piloto) como la secundaria (la cual emite la se˜nal de control v´ıa waypoints y recibe la telemetr´ıa del VANT/UAV) operan a la frecuencia de 2.4GHz, y tienen un alcance de 2 kil´ometros. Otra posibilidad para el sistema ser´ıa que los datos de telemetr´ıa se transmitieran en la banda ISM (Industrial, Scientific and Medical), lo cual podr´ıa aumentar el alcance hasta los 50 kil´ometros. La se˜nal de v´ıdeo ahora es visualizada por el piloto (en las gafas FPV y en un monitor secundario) y el navegante (en su port´atil). Adem´as, se almacena una copia del v´ıdeo recibido en la grabadora multimedia y se env´ıa el v´ıdeo al CMC 41 48 El Centro de Control Local modificado Figura 4.4: Diagrama de Funciones del CCL modificado (3) Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 49 4.2.4 Comunicaciones de voz y SMS con el CMC Esta funci´on es relativamente simple, ya que solo consiste en la emisi´on de mensajes de voz y de texto en la terminal de comunicaciones, su codificaci´on y su transmisi´on por los cables hasta la antena, desde donde se emiten hacia el CMC. El proceso de recepci´on es el mismo pero a la inversa. El diagrama de la funci´on se encuentra en la figura 4.5. Figura 4.5: Diagrama de Funciones del CCL modificado (4) 4.2.5 Comunicaciones de datos v´ıa WiMAX Las comunicaciones con el CMC se realizan a trav´es de la estaci´on base WiMAX ARBA MOB-BS-500, una estaci´on m´ovil capaz de proporcionar 35 Mbps netos en 50 El Centro de Control Local modificado canales de 10 MHz, a una frecuencia a elegir ((5.4 GHz, 5.8 GHz ´o 3.5 GHz). Para soportar la comunicaci´on entre el CCL y el CMC en zonas de gran relieve, se a˜naden al sistema dos estaciones repetidoras en zonas intermedias entre los dos centros. El diagrama se muestra en la figura 4.6. Figura 4.6: Diagrama de Funciones del CCL modificado (5) 4.3 Diagramas de Ishikawa Una vez obtenido el Diagrama de Funciones, es preciso definir los modos de fallo que pueden darse en el sistema y las causas que los originan. En el caso del sistema modificado, los modos de fallo detectados se listan a continuaci´on: Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 51 El mando no genera se˜nal de control. Los cables no transmiten la se˜nal del mando. La antena de TX no transmite la se˜nal de control correctamente. No se puede trazar una ruta mediante waypoints en el Mission Planner/SW similar. Port´atil no alimentado. Los cables no transmiten la se˜nal de control hacia/desde el switch. El switch no funciona correctamente/no funciona. Los cables no transmiten la se˜nal de control hacia/desde el switch. El conversor USB/Ethernet no realiza la conversi´on/ la realiza err´oneamente. El cable USB transmite err´oneamente/no transmite la se˜nal desde el conversor hacia el TX. La antena secundaria no transmite la se˜nal de control correctamente. La antena AV no recibe la se˜nal de v´ıdeo del VANT/UAV. La se˜nal de v´ıdeo no se transmite por el cable hacia el splitter. No hay se˜nal en las salidas del splitter, o la hay, pero muy atenuada. Las gafas FPV del piloto no reciben se˜nal de v´ıdeo. Las gafas FPV del piloto reciben muy poca se˜nal de v´ıdeo. La se˜nal de v´ıdeo del splitter no llega a la grabadora. La grabadora multimedia no almacena la se˜nal de v´ıdeo recibida. No se muestra la imagen de v´ıdeo en la pantalla. La se˜nal de v´ıdeo no se transmite por el cable hacia el digitalizador. La se˜nal de v´ıdeo no se digitaliza. La se˜nal de v´ıdeo digitalizada no se transmite por el cable hacia el conversor USB/Ethernet. Los cables no transmiten la se˜nal desde el switch hasta el PC del navegante. El software del PC del navegante no es capaz de decodificar/reproducir el v´ıdeo. No se reciben datos de telemetr´ıa en la antena secundaria. No se transmite desde la base de la antena secundaria hasta el hub USB. 52 El Centro de Control Local modificado El hub USB no se encuentra operativo. No llega se˜nal desde el hub USB hasta el conversor USB/Ethernet. No llegan datos de telemetr´ıa por el cable USB a los port´atiles del navegante. No se genera/recibe el mensaje en el terminal de comunicaciones. Los mensajes de voz/SMS no se propagan por los cables. El transmisor/receptor TETRA no env´ıa/recibe el mensaje. No se transmiten paquetes de datos entre el switch y la estaci´on base WiMAX. La estaci´on base no transmite la se˜nal hacia el CMC. La estaci´on base no recibe se˜nal del CMC. Al igual que en el caso del CCL que se emplea en la actualidad, se realiza un diagrama de Ishikawa para cada uno de los modos de fallo. Para ello, tendremos en cuenta lo tratado en el cap´ıtulo Marco te´orico, obteniendo los diagramas mostrados en las figuras 4.7, 4.8, 4.9, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14, 4.15, 4.17, 4.18, 4.19, 4.20, 4.21, 4.22, 4.23, 4.24, 4.26, 4.27, 4.28, 4.29, 4.30, 4.31, 4.32, 4.33, 4.34, 4.35, 4.36, 4.37, 4.38, 4.39, 4.40, 4.41. Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 53 Figura 4.7: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (1) 54 El Centro de Control Local modificado Figura 4.8: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (2) l e i • .. e • , " ; • e • .. • :g ~ • .. ; j l ,l: o e ~ E e E e • ·l i ! ·e " .st • • •• E ~ .. e e g a • ; , .. z ., a • i o i e r ~ • i • t o " .. E -; a ~ .. • e ~ y s e • • .. " ¡¡ e • • 1 • • • • • ~ ~ g ; i ~ .'.l e .. l . ; o e ., t ;¡¡ e ~ .'.l ,2 o .., e • .. • • -" E " , .:, ,s • ;¡¡ o .., 1 e " • .g J s j • • i 1 e ~ 1 ~ s, o "' Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 55 Figura 4.9: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (3) r-1 I = .. 1 !] ~ ,1~ • g ! ~. < • 8 • • ~ .. • ·! 2 ;¡ t o • ~ • :: (> i 1 ·¡ 1 ~ .• Z' • • o .. 1 = it 1 . 1 " . ~ s ;: • ' ? , . ;, /! ' ] i " • . ~ ' ¡ :2 ~ :g .. -1 ·! • , . • E ~ i . , . . • ' .• E 'E ' e 1 1 l 1 1 l 56 El Centro de Control Local modificado Figura 4.10: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (4) ~ No se ha recibi do formac ión ,,,.._ Problemas de compat ibilidad ~ Pro blemas co n los drivers No ....... .. ....-wwwu ... .. sw No se ha rea lizado la precarga del ma pa de la zona ~ No se p ue de d es c arg ar el m apa ( no hay conex i ón .. In ;.;. t ;.;: e ;.;. rn ;.;. e ;.; t.l ______ ~ ¡¡; _,.... __ .... . ...... ..,, .. .. . .. ...... ~ .... ~Instalación incorrecta ~ SW no actual izado Hardware de entrada de da to s (tecla do ~- . y raton) no operat ivos Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 57 Figura 4.11: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (5) 64 El Centro de Control Local modificado Figura 4.18: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (12) ·1 ti :, o li o e ¡ e o ~ " e '8 > .. ·,:: o a. e e " ·s o .. ~ ~º Q, o o o a " ' e o .!! :¡¡ ~ e . ., o o t: t " , o u o D ~ " .s: -~ ·.:; o t: o ~ ~ ~ ·¡¡;= E o ~~ a. ~ " e - o .. " .. o 2 o , e o ;;; ~ ~ ~ 1: ~ .. i ·e .. e e o -~ E Ji :¡¡ .. " .. E ti ¡;; 11 il •• lt ~ ., .. !l J 'O .!)! " " ,e " 'O 'O g ~ e e " o e t: .. 'ü .. e e u o o " ·e e u > D .. ::; E o o , " 1: .s: 2 " 2 ;;; ·e ;;; ~ -~ '3 ~ e e ~ o 'O 'ü ;¡ u :: " .. " ~ a. o \!) i1 l 1 Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 65 Figura 4.19: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (13) 66 El Centro de Control Local modificado Figura 4.20: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (14) Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 67 Figura 4.21: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (15) 68 El Centro de Control Local modificado Figura 4.22: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (16) Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 69 Figura 4.23: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (17) 70 El Centro de Control Local modificado Figura 4.24: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (18) Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 71 Figura 4.25: Diagrama de Ishikawa del CCL renovado (19) Falta de cl aridad en el es quema de montaje Fallo humano Vencimi ento de la vida út il de la pantalla La pantalla no funciona correctamente debido a las cond iciones ambientales (polvo, humedad. tempe r atura) Oesconfiguración accidental Pantalla no conectada a alimentación Fallo en el sistema de alimentaci ón 72 El Centro de Control Local modificado Figura 4.26: Diagrama de Ishikawa del CCL renovado (20) • .. :;· ª • :s ~ o i B ~ e e ~ ~ •• e .E i o ~ .!1 :º e r. l ~ ~ 1 • 1 " • ~ .,, •• s o o e !!' " • ! :¡; • • !a ~ o ,>'. o " ·~ " l! :¡; ., ª ..., • e ~ ~ " • é ,8 V 11 • 3 " ~ !l ;;; ~ e • ~ • 8 c. :¡¡ e f ~ • u e ~ '?: " i5 ,; .i: ·g ~ .,, • • c. u "' . s ;¡ - ~ .i: • .D • ~ €. • ;¡; • V .ll • !l í :¡ • • " -~ ·g ~ • , ! • ! i • .a e o e ~ -= ¡:: ¡ c. ;g Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 73 Figura 4.27: Diagrama de Ishikawa del CCL renovado (21) 80 El Centro de Control Local modificado Figura 4.34: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (28) ........... ~ Agotamiento de la vida útil del hub ...... • '<t--- Golpe/caída accidental .....__ Botones/circuitería interna dañados ,,..._ Fallos en el s istema de alimentación ,,.._ Fallo humano (conexión al sist de alimentavión no realizada) Hlltal c1 MI ~Fallo humano Falta de claridad en el esquema de montaje Golpes/tirones accidentale s ~ Sobreuso a Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 81 Figura 4.35: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (29) e a ala ...... ......... .... (11119 ..... Golpes/Tirones accidentales Sobreuso Interferencias en el cable ...... ....... .. .... Cable no funciona correctamente debido a las condiciones ambientales (humedad, polvo, termperatura ... ) Cable desgastado debido a sobreuso Mal almacenaje/carencia de mantenimiento Cab le demasiado largo Falta de claridad en el esquema de montaje Fallo humano --- 82 El Centro de Control Local modificado Figura 4.36: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (30) e a ... ....... 1111111 t ... .... C'llla. ..... Golpes/Tirones accidentales Sobreuso Interferencias en el cable ...... ....... .. .... Cable no funciona correctamente debido a las condiciones ambientales (humedad, polvo, termperatura ... ) Cable desgastado debido a sobreuso Mal almacenaje/carencia de mantenimiento ........... 1 ............... ........... . Cab le demasiado l argo Falta de claridad en el esquema de montaje .... ... Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 83 Figura 4.37: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (31) 84 El Centro de Control Local modificado Figura 4.38: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (32) Golpes/Tirones accid enta les Sobreuso Interferencias en el cable Cables no fun ci on an c or rectamen te d ebi do a las condicion es ambien tales (humedad, polvo, termperatura ... ) Ca bles d esgastados deb i do a sobreuso Ma l almacenaje/carencia de mantenimiento Lc ables demasiado lar gos Fa l ta de cl ar i dad en el esquema de montaje Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 85 Figura 4.39: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (33) 86 El Centro de Control Local modificado Figura 4.40: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (34) Golpes/Tirones accid enta l es S obreuso Interferencias en el cable Cable no funciona correctamente debido a las condiciones ambientales (hume d ad, po lvo, t erm p eratura ... ) Cable d es g as tado d eb i do a so bre u so Mal almacenaje/carencia de mantenimiento Cables demas i ado largos Falta de claridad en el esquema de monta je Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 87 Figura 4.41: Diagrama de Ishikawa del CCL modificado (35) 88 El Centro de Control Local modificado A partir de los diagramas de Ishikawa obtenidos, se procede a la elaboraci´on de la tabla AMFE del sistema. 4.4 Tabla AMFE Teniendo en cuenta los criterios tratados en el Marco te´orico y tomando en consideraci´on las calificaciones dadas en la tabla AMFE del CCL actual, se procede a la elaboraci´on de la tabla AMFE del CCL modificado. Esta tabla es un poco m´as compleja que la anterior, ya que el sistema cumple un mayor n´umero de funciones y, por lo tanto, es preciso evaluar una cantidad mayor de modos de fallo. La tabla obtenida se muestra en la Parte IV. Ap´endice B. Como se puede observar, los modos de fallo tienen n´umeros de probabilidad de riesgo menores a los obtenidos en la tabla anterior. Esto es en gran parte debido a que se han conseguido reducir las calificaciones de Ocurrencia y Detecci´on con las medidas correctoras propuestas tras la elaboraci´on de la primera tabla. Medidas como la reducci´on de conexiones manuales necesarias, la compactaci´on de dispositivos y conexiones en maletines y la colocaci´on de pegatinas indicativas del conexionado y la vida ´util de los componentes, reducen en gran medida el NPR de cada modo y causa de fallo. En la tabla anterior, la moda estad´ıstica del NPR era de 40; en este caso, es de 32, con un n´umero muy reducido de causas con NPR superior, y s´olo en un caso superior a 40. Ese resultado es el de que se produzca el agotamiento de la bater´ıa del mando durante el vuelo, evento que tiene mucha ocurrencia, pero con f´acil soluci´on: simplemente es necesario que se pase a controlar el VANT/UAV mediante waypoints hasta que se reemplace la bater´ıa, lo cual se puede realizar en menos de un minuto, siempre y cuando haya bater´ıas de repuesto disponibles (recomendaci´on indicada en el propio AMFE). Con los valores obtenidos, podemos marcar sobre el diagrama del sistema los puntos de riesgo, tal y como se aprecia en la figura 4.42. 4.5 Recomendaciones para la estructuraci´on del sistema A la hora de realizar el dise˜no y montaje del CCL propuesto, se recomienda tomar las siguientes medidas: Compactar las distintas partes del sistema en maletines de la forma que se detalla a continuaci´on: Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 89 Figura 4.42: Diagrama de riesgo del CCL modificado •Malet´ın 1: Incluye splitter de v´ıdeo, grabadora multimedia, gafas FPV, pantalla secundaria, digitalizador de v´ıdeo, un adaptador USB 3.0-Gigabit Ethernet y todas las conexiones necesarias entre estos dispositivos, lo m´as compactadas que sea posible. Tener en cuenta el bypass de v´ıdeo que se propone en las especificaciones. Como conectores externos, deber´ıa tener al menos los conectores para la antena, un conector de alimentaci´on, y una clavija Gigabit Ethernet. •Malet´ın 2: Incluye hub USB, un adaptador USB 3.0-Gigabit Ethernet, un switch Gigabit Ethernet y todas las conexiones necesarias entre estos dispositivos, lo m´as compactadas que sea posible. Como conectores externos, deber´ıa tener al menos los conectores para la antena secundaria, un conector de alimentaci´on, un conector USB y cuatro conectores Gigabit Ethernet. •Malet´ın 3: Incluye los dos equipos NAZADJI Ground Station, los dos port´atiles, el mando de RC del piloto y todas las conexiones necesarias 96 Conclusiones y mejoras http://www.gregoryhwatson.eu/images/6-QP Watson - April2004 - Legacy of Ishikawa.pdf Consultado Marzo/Abril 2014. [9] Kaoru Ishikawa: What He thought and Achieved, A Basis for Further Research. Kondo, Yoshio. Julio 1994. asq.org/qic/display-item/?item=12058 Consultado Marzo/Abril 2014. [10] M´etodos Cualitativos y Cuantitativos en Fiabilidad I. Tema 1: M´etodos cualitativos en Fiabilidad. Sanz Juan, J.M. Parte del temario de la Maestr´ıa Universitaria en Ingenier´ıa de Confiabilidad y Riesgo (VII edici´on). ULPGC Septiembre 2013. Consultado Marzo/Abril 2014. [11] History of the FMEA. Smith,M. Abril 2013. http://elsmar.com/FMEA/sld011.htm Consultado Marzo/Abril 2014. [12] An´alisis del Modo y Efecto de Falla(PFMEA). Reyes Aguilar,P. Febrero 2007. www.icicm.com/files/PFMEA.doc Consultado Marzo/Abril 2014. [13] Failure Mode and Effects Analysis (FMEA). Bower,J. Enero 2010. http://www.slideshare.net/bowerj/fmea-introductionppt Consultado Marzo/Abril 2014. [14] Los sistemas no tripulados. Fern´andez Merino, F. Ministerio de Defensa. Centro Superior de Estudios de la Defensa Nacional. Marzo 2012. dialnet.unirioja.es/descarga/libro/550513.pdf Consultado Abril 2014. [15] Mission Planner Overview. http://planner.ardupilot.com/wiki/mission-planner-overview/. Consultado Abril 2014. Parte II Pliego de condiciones 97 PLIEGO DE ESPECIFICACIONES T´ ECNICAS Los recursos empleados para el desarrollo del presente Trabajo Fin de Grado son: Ordenador personal En ´el hemos llevado a cabo el dise˜no del Centro de Control Local modificado, realizado los An´alisis Modales de Fallos y Efectos (AMFEs) tanto del CCL empleado en la actualidad como del modificado, la “digitalizaci´on” de los diagramas de funciones y los diagramas de Ishikawa hechos a mano y la redacci´on y maquetaci´on del documento. Las caracter´ısticas t´ecnicas del equipo son las siguientes: •Procesador Intel Core i7-3520M a 2,9GHz (4 n´ucleos) •8GB de memoria RAM •Disco Duro de 750GB •Sistemas Operativos: Windows 7 Ultimate 64 bits,Mac OS X Mavericks. Microsoft Office Word 2013 Aplicaci´on de la suite ofim´atica Microsoft Office utilizada para la redacci´on de los informes de seguimiento del presente TFG, as´ı como para la “digitalizaci´on” de los diagramas de funciones elaborados. Microsoft Office Excel 2013 Aplicaci´on de la suite ofim´atica Microsoft Office utilizada para la elaboraci´on de las tablas AMFE. Microsoft Office Power Point 2013 Aplicaci´on de la suite ofim´atica Microsoft Office utilizada para la elaboraci´on de la presentaci´on del presente trabajo. Smart Draw CI Aplicaci´on de dise˜no de diagramas de distinto tipo, empleada para la “digitalizaci´on” de los diagramas de Ishikawa elaborados. Inkspace v0.48.4 Aplicaci´on de dise˜no gr´afico vectorial utilizada para la creaci´on de gr´aficas de esta memoria. Dia Aplicaci´on de dise˜no empleada para la elaboraci´on de los diagramas de los CCL actual y modificado, as´ı como de los diagramas de riesgo. WinEdt Editor y procesador de textos L A T EXpara la redacci´on de la memoria del TFG. 99 100 Pliego de condiciones Los recursos necesarios para el montaje del CCL modificado que se propone como sistema final del presente TFG son los siguientes: Mando de RC TX FUTABA T9CP 2.4GHz para el control directo del VANT/UAV por parte del piloto. Dos antenas de 2,4GHz Interline Panel 17 para env´ıo y recepci´on de telemetr´ıa. Un equipo PC Ground Station de DJI-NAZA para visualizaci´on de datos y v´ıdeo y control remoto del navegante. Dos port´atiles Acer Travelmate P253 para manejar el software de PC Ground Station,Mission Planner, VLC Media Player y m´as programas similares. Se ha elegido este modelo de port´atil por sus prestaciones (las cuales se adec´uan a los requisitos del fabricante de la Ground Station) y debido a que la marca tiene servicio t´ecnico en las Islas Canarias, detalle muy importante por si fueran necesarias reparaciones inmediatas. Dos Adaptadores USB 3.0-Gigabit Ethernet DUB-1312 de D-Link para realizar conversiones r´apidas entre est´andares y transmitir archivos (datos de telemetr´ıa y v´ıdeo) con fluidez. Un switch de red con 8 puertos Gigabit modelo Linksys SE2800-EU o similar para establecer la red de transferencia de archivos, y que los flujos de datos sean lo m´as fluidos posibles. Un hub USB 3.0 1-4 marca Inatek o similar para la difusi´on de los datos recibidos en la antena de telemetr´ıa. Una antena de panel de 5.8 GHz (19dBi) de Laird Technologies o similar para recibir la se˜nal de v´ıdeo. Un conversor de v´ıdeo digital Sabrent USB-AVCPT A/V-to-USB 2.0 o similar para convertir la se˜nal de v´ıdeo anal´ogica a digital. Un splitter de v´ıdeo modelo Air Space CD104 o similar para distribuir la se˜nal de v´ıdeo recibida. Gafas FPV modelo EVG920V o similar para la visualizaci´on en FPV por parte del piloto. Una grabadora de v´ıdeo Best Buy Easy Player Media Recording WiFi o similar para almacenar una copia del v´ıdeo recibido y retransmitirlo a la pantalla secundaria del piloto. Una pantalla de v´ıdeo gen´erica para uso del piloto como monitor secundario. Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 101 Dos bater´ıas de 12V/360A gen´ericas para alimentar los sistemas. Una ser´a la bater´ıa principal y la otra la de reserva. Dos inversores CC/CA 1000W 12/220V de la marca NORU o similar para convertir la corriente continua de las bater´ıas en corriente alterna que alimente los dispositivos. Al igual que con las bater´ıas, uno ser´a el primario y el otro ser´a el de reserva. Una regleta gen´erica para conectar las tomas de alimentaci´on de los distintos maletines. Un equipo de comunicaciones TETRA Motorola MTP850 para la emisi´on y recepci´on de mensajes de voz y SMS hacia/desde el CMC. Una estaci´on base WiMAX ARBA MOB-BS-500 para la emisi´on de recepci´on de datos hacia/desde el Centro de Mando y Control. Cables de alimentaci´on. Cables USB 3.0 y 2.0. Cables RCA. Cables Gigabit Ethernet. Cinco maletines resistentes y estancos modelo Nanuk 945 o similar. El software Mission Planner. El software propio de DJI-NAZA. El software de reproducci´on y streaming de v´ıdeo VLC o smiliar. Se puede encontrar un presupuesto estimado del coste de todos estos componentes en la Parte IV: Anexo C. Este presupuesto no se incluye al presupuesto del trabajo ya que no se ha podido realizar el montaje del sistema propuesto por falta de medios. Una vez realizado el montaje del sistema, se debe cumplir con la Ley de Seguridad A´erea y la Ley de Navegaci´on A´erea, as´ı como seguir las normativas y recomendaciones de la Real Federaci´on Aeron´autica Espa˜nola. Tambi´en ser´a preciso seguir el proceso de elaboraci´on de la nueva normativa que est´a redactando el Ministerio de Fomento en la actualidad. Parte III Presupuesto 103 PRESUPUESTO Introducci´on En este cap´ıtulo se estimar´an los gastos generados por el Trabajo Fin de Grado presentado en esta memoria. Este presupuesto se ha obtenido seg´un las indicaciones del COITT (Colegio Oficial de Ingenieros T´ecnicos de Telecomunicaci´on) y la Asociaci´on Espa˜nola de Ingenieros de Telecomunicaci´on. Asimismo, el presupuesto presentado se divide en las siguientes partes: Tarifa de honorarios por tiempo empleado. Amortizaci´on de los medios empleados. Coste de acceso a Internet. Redacci´on de la documentaci´on. Derechos de visado. Gastos de tramitaci´on e env´ıo. Tarifa de honorarios por tiempo empleado Este concepto contabiliza los gastos correspondientes a la mano de obra, seg´un el salario correspondiente a la hora de trabajo de un ingeniero, en base a la siguiente relaci´on propuesta por el COITT en la “Propuesta de Baremos Orientativos para el C´alculo de Honorarios”1. Seg´un estos datos: H= (14,48 ×Hn) + (20,27 ×He) Siendo: H: Honorarios. Hn: Honorarios en jornada laboral normal. 1Direcci´on web: http://www.coitt.es 105 112 Presupuesto Gastos de tramitaci´on y env´ıo Los gastos de tramitaci´on y env´ıo seg´un la tarifa asciende a SEIS EUROS por cada documento visado de forma telem´atica. Presupuesto antes de impuestos Sumando todos los conceptos calculados hasta el momento, se obtiene el presupuesto, sin incluir los impuestos, que se muestra en la tabla 7. Concepto Coste Presupuesto base 4.908,16  Derechos de visado 17,18  Gastos de tramitaci´on y env´ıo 6,00  Total 4.931,14  Tabla 7: Presupuesto total sin impuestos El presupuesto calculado, antes de incluir los impuestos, asciende a CUATRO MIL NOVECIENTOS TREINTA Y UN EUROS CON CATORCE C´ ENTIMOS DE EURO. Presupuesto incluyendo impuestos Al presupuesto calculado anteriormente hay que incluirle un 7 % de IGIC obteniendo el coste del presupuesto final (tabla 8). Concepto Coste Total (sin IGIC) 4.931,14 IGIC (7 %) 345,18 Total 5.276,32 Tabla 8: Presupuesto total Por tanto, el presupuesto total, incluyendo impuestos, asciende a la cantidad de CINCO MIL DOSCIENTOS SETENTA Y SEIS EUROS Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 113 CON TREINTA Y DOS C´ ENTIMOS DE EURO. Las Palmas de Gran Canaria, a 6 de Junio de 2014 Fdo: El/la autor/a Parte IV Anexos 115 Ap´endice A ANEXO: TABLA AMFE DEL CCL ACTUAL Las im´agenes que se muestran a continuaci´on son capturas de la tabla AMFE realizada para el Centro de Control Local que emplea el Servicio de Emergencias 112 en la actualidad. La tabla ha sido realizada en Excel, guardada bajo el nombre Tabla AMFE CCL Actualv2.0, y se puede encontrar en el CD entregado junto con la memoria del proyecto. 117 118 Anexos Figura A.1: Tabla AMFE del CCL actual (1) AM'E DE Ol st~ N úmero dot A M,- E: 0001 Mode lo: centro de contr ol LOC il Ktui l Pá :, 1 de 1 Eq ui po: fecha de in ic io: 07/ 04 /2 014. f«t\a de fi na li z ac ió n: 16 /04/2 014 Sistema : Otntro dt Contro l Loca l para VANT Atspons1blt : M1 ñ0 Si n Mi g: ut l Mont tJdtocl Efecto f: u nc: ión Modo de fa ll o pote nc ia l de G, das tallo Pé rcida de c on trol del 10 YC VM<T Ptrcida dt control dtl 10 YC VAHT PÍr<idi dt control d el 10 YC 1.1: Mando ce nera la El mando de AC V AHT señal de co nt rol de no genera señal vuel ode J V ANT de control ••• <ida dt control del 10 YC VAHT Pércida de control del 10 YC VM<T Pércida de control dtl 10 ve VM<T ca u sa oc co ntrol Ac otamiento de la >Ma útil P rev en ci ón: El fabrica nte 3 i nd ica la vida út il de J del man do disposit ivo tn ti manUI I Pr evención: El ma ndo se Mando averiado debido a mantiene en un re ci piente 3 go l'pe/ ca icla accide ntal hermét ico resistente a gol pe-s Mi ndo ivt ri ido dtbido i Detec ci ón: Pr ueba de l os daños en Jo s ' bot on es prev ia al vutlo botones/cir cu iter ía Preve nc ión: El fa bri Ci nt e Agotam ien to de la Vid a útil i ncf ica el n úme ro de veces ' de la batería que se puede r e<a r ga r la batería llitt r ía ma l Detec ci ón: El pi: lo to colocidii/conectada 2 detecta que eJ ma ndo no ste ndende falta de mant en imiento de Prtven ci ón: El f 1bri c1ntt la ba-te r ía ( ac umulamien to 5 i nó1Ca las t éc ni as di dt s: uc itdl d, l)trddas . .. ) ma nt e ni mie nto de la batería Resultado Oet N ... Acciones recomtndadu Responsab le. f:t<'t\a Acc iones adoptadas "' oc Det N PR COJo ca r un .a pegatina con la Mirio Si n t. t¡ue l. Co l oca r un a pega tina con la ' 21 0 f ec ha del p ml er uso y la f ec ha del primer uso y la 10 3 2 ao 16/04/2014 vi dl úw dtl compone nt e vida út il dtl compont. ntt Me jorar la témica de Mejo ra r la t éc n ic a de al ma cenaje, así como tratar Mario san t.f... "Ue l. al móKe naje, así como trat ar • 120 10 2 4 80 de empotrar el ma nd o en 16/04/ 2014 ,d e e mp otrar el mando en alg ún ti po d-t ma letín al gún tipo de maletín com pr obición dtl ma nd o El equipo de vuelo. comprobici ón dtl mindo 2 60 pre vi a a la sal ida al cam po pre via a la sa!i cta al a m po 10 ' 1 30 16/CW201A de vue lo de vuelo COioc ar 111a pec:a tin ii con la fecha del pri me r uso y el Ma rio san t. f. "Ue l. Co locar un a ptgatina con la ' 490 ftcha del primer uso y ti 10 ' 2 140 n úm er o má :ómo de 16/04/2014 nú mt ro m íxi mo dt recar cu rtc-.a ftaS 1 20 -- ···· ··· -- - ··· -10 2 1 20 ' 350 Realiur un a l tau ra del fl equipo de vuelo. Ru l iz ar un a lt ct wa dtl 10 ' ' 90 cta tas t'i ee t de la bil ter Íii 16 /04/201A datasheet de la baterÍi Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 119 Figura A.2: Tabla AMFE del CCL actual (2) cabl es no funci onan D etecc ión: El eq uip Gde Pér Gida de correctamente debido a l as usar cana liza et ones usar ca na liz ac i one s c on tr ol del 10 ve co ncf ic io ne s ambiental es 2 vue lo se per ca ta de ~e la • 80 prote ct or as y refriger ada s Mar io s an l'A.o"'Ue l. prot ect ora s y refrigera das 10 1 • 40 V ANT ( hu me d ad , polvo , señal no lle ga bien al pa ra los cab les 16 / 04/ ! 014 pa ra los cabl es tempera tu ra> V ANT Pér Gida de Det ec ción: El eq uip Gde R ea li za r una i nspecc ión Real iz ar un a i nspec ción c on tr ol del 10 ve cables des g as tados debido ' vue lo se per ca ta de ~e la • 120 pr evia a los c ab les pr ev ia la El equipo de v ue lo. previa a l os cables pr evia la 10 2 2 40 a s ob r euso señal no lle ga bien al 16 / 04/ ! 014 V ANT V ANT sa lida al vuelo sa l ida al vue lo Pér Gida de ca bl es d añados debido a Det ec ción: El eq uip Gde un ma l vuelo o bse rva que los Mejorar las té cnicas de Mar io s an l'A.o"'Ue l. Me jorar l as t écn ica s de c on tr ol del 10 ve ' ' 90 10 2 2 40 V ANT al ma ce na je/care nc ja de cables no se enc uentran al mace na je 16 / 04/ ! 014 al ma cenaje m an ten ffl iento en buen es tado Det ec ci on: E1 equ 1p Goe 1 . .2:: Los cabl es L os cables no Pér Gida de co nect ores d añados debido vuelo o bse rva que los R ed uc ir la long it ud de los Mar io s an l\f.o "Ue l. Red uc ir la l on git ud de los tr ansmiten la seña l de tr ansmiten la c on tr ol del 10 ve a gol pes /t iro ne s 6 co nectores no st ' 160 ca bles y el número de 16 / 04/ ! 014 ca bles y el número de ca bles 10 2 2 40 co ntrol seña l del ma nd o V ANT ac cidentales enc uen tr an en bu?n cab l es expue stos al aire e xpue stos al aire estado Pér Gida de O t' ll:!'l. 1. i u11 . CI ~u i ¡N\k R ea li za r una i nspecc ión Real iz ar un a i nspec ción co nectores desgas t ados vue lo se per ca ta de ~e la El equipo de v ue lo. c on tr ol del 10 ve de bido a sobr euso • señal no lle ga bien al • 160 previa a l os con ect ores 16 / 04/ ! 014 pre via a los conecto res 10 ' 2 60 V ANT pr ev ia la sa lida al vue lo pr evia la sal ida al vue lo V ANT Pér Gida de Los cab l es so n de gran Pr ev e nc tÓ n: El eq ui po de c on tr ol del 10 ve e xt e ns iÓ n, lo cu al conlle va 1 vue lo det ecta que el :able 1 10 - - -··· --- -- · -- 10 1 1 10 V ANT ate nuaciones es de mas i ado la r¡ o Pér Gida de Det ec ción: El eq uip Gde Red uc ir el nu me ro de R ed uc ir el nu mero de c on tr ol del 10 ve cables ma l c onectados • vuelo se perca ta de lf allo 7 "º cone xi ones que deben Mar io s an l\f.o "Ue l. co ne:óo n es que debe n 10 1 7 70 V ANT debido a fallo hu mano al r evisa r el siste ma h ace rse manua l me nte 16 / 04/ ! 014 hac e rs e m anu almente ( comp act ar el sist ema ) (compactar el si st ema> Pér Gida de Det ec ción: El eq uip Gde c on tr ol del 10 ve Interfe re ncia s en el c ab le • vue lo se per ca ta de ~e la • 160 us ar cab l es ap antall ados Mar io s an l'A.o"'Ue l. usar cabl es apa ntallados 10 1 • 40 V ANT señal no lle ga bien al (bli ndados ) 16 / 04/ ! 014 (bli nd ados > V ANT 120 Anexos Figura A.3: Tabla AMFE del CCL actual (3) Pér Gida de Pre\'e nc ión: El equi po de Estudiar el datasheet de la Estud ia r el da tast.e.K de la 10 ve &anda de fr ecuen cia de TX vuelo conoce y ajusta el 40 antena recep to ra del V ANT Ma rio san M.o,"'Ue l. antena receptora dt l V ANT 10 20 con tr ol del errónea (mal escogida> 2 sistema a la fre cuencia 2 para \'er las fr ec.s con 16 / 04/ 2 014 para ver l as frec.s con mejor 1 2 V ANT adecuada me ior tr ansmisión tr ansmisión Pér Gida de Detecci ón : El equip ode con tr ol del 10 ve An tena ma l ca li brada 1 vuelo observa que la señal 2 20 -- -··· ·· --- - · -- 10 1 2 20 V ANT no se em it e correctamente Pér Gida de Pre venci ón: La s antenas con tr ol del 10 ve Ant ena es tr ope ada debido ' se almacenan y ' 90 Mejorar la técnica de Ma rio san M.o,"'Ue l. Mejorar la técn ic a de 10 1 ' .. V ANT a golpe/ca,da accidental transportan c on almacenaje 16 / 04/2014 al ma cenaje pr ecaución Pér Gida de Ant ena es tr ope ada debido Pr ev enci ón : El fa bricante Rea li za r una lectura del El e qu ipo de vuelo. Re al iz ar un a lecttra de l con tr ol del 10 ve a que se ha rea liza do un ' i nd ica medidas de 7 210 10 2 2 40 V ANT ma l ma ntenimiento ma ntenimiento datasheet de la antena 16 / 04/2014 datas t.H t de la an tena Pér Gida de oeteccion: El fab ricante Ant ena es tr ope ada debido real iza t es t a la s an tenas con tr ol del 10 ve a fal los de fáb ri ca 1 para ga ran ti za r su 2 20 -- -··· ·· --- - · -- 10 1 2 20 V ANT 1.5: La antena em it e la La antena de TX correcto f un cionamiento se ñal de control hac ia no emite la se ñal Pér Gida de Pr ev enci ón : El fa bricante COio car oo a pegatina c on la C:O l oc.a r una pegati na con la elV /JHT corre ct amente con tr ol del 10 ve Vida út il de la antena 1 i nd ica la vi da út il 7 70 fecha del p rim er uso y la Ma rio san t.f.o"Ue l. fecha del primer uso y la 10 1 2 20 V ANT agotada aproximada de la antena vida útil del componente 16 / 04/2014 vi da úti l del componente D et ecci on : El equip ode Pér Gida de vuelo observa que la con tr ol del 10 ve Ant ena ma l orientada ' antena sig ue en to do 1 .. -- -··· - --- - · -- 10 ' 1 .. V ANT momento el moviniento delVA NT Pér Gida de Preven ció n: El piloto Valorar la posibilidad de va lorar la posibil icad de con tr ol del 10 ve V ANT fuera del rango de la 4 pr ocura no alej ar el V ANT 2 80 incorporar oo a vi sa do r que Ma rio san M.o,"'Ue l. incor po rar un a \ltSa dor q ue 10 ' 1 .. V ANT antena del OC L má :s a l1 á de l rango incique cuando se alcanza 16 / 04/2014 indique cuando se ¡Jcan za de la an tena una d is tan cia de segu ri dad un a distancia de se ,u rida d Pre\'e nc iÓ n: El equi po de Pér Gida de interfere nc ias con otras vuelo conoce y a;usta el Buscar una fr ecuencia de Ma rio san t.f.o"Ue l. B usc ar u na frec uenc ia de con tr ol del 10 ve 6 sistema a la fre cuencia ' 160 poco uso y que per rita po co uso y que p er mita 10 ' 2 60 V ANT eAVS io nes/bandas de free adecuada donde no se tr ansm iti r co rrectamente 16 / 04/2014 transrritir correctai,ente pr od uc en interfere ncia s Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 121 Figura A.4: Tabla AMFE del CCL actual (4) Elequi pod e vue lo no Det e cc ió n: Pr ue ba de Red uc ir el nú me ro de R ed uc ir el nú mero de vis ua l iz a 10 vs Ante na mal conectada po r 6 vis i on ad o de la i ma gen 2 120 cone xi ones que deben Mar io s an M.g ue l. co ne:óones que debe n 10 1 2 20 ví de o ni el equ ipo de vue lo h ace rse manua l me nte 16 / 04/ 2 014 hac e rse m anu almente re ci be pre via al vue lo { co mp act ar el sist ema ) (compactar el si ste ma> telemetría Elequi pod e vue lo no Det e cc ió n: Pr ue ba de R ea li za r una i ns pecc ión Real iz ar un a i nspec ción vis ua l iz a C:Onecto res de la an te na El equipo de v ue lo. ví de o ni 10 vs da ñ ado s ' vis i on ad o de la i ma gen 2 60 previa a l os con ect or es 16 / 04/ 2 014 pre via a los conecto res 10 ' 2 60 re ci be pre via al vue lo pr ev ia la sa lida al vue lo pr ev ia la sa l ida al vue lo telemetría El si ste ma de El si ste ma de El eq ui pod e Ant ena ma l di rec cionada di recc i onam iento di re ccio namiento vue lo no debi do a fall os en el Detecc ión: se o bs erva q ue au tomático se orien ta po r automáti co se ori en ta por vis ua l iz a Mar io s an M.g ue l. ví de o ni 10 vs sis te ma de 8 la antena no s igue el 1 80 GPS,el cu al in ter fi ere con la 16 / 04/2014 GPS ,el cua l inteñ ie: re con la 10 ' 1 .. di r ec cionarrioento movimiento de l VA NT an t ena A/V . Buscar an te na A/V . B usca r re ci be au tomático alternativ as pa ra evitar las a lt ernat iv as pa ra evitar l as telemetría interfe re nc ia s intertere nc ias Elequi pod e vue lo no Ant ena ma l di rec cionada Det ec ción: El equ ip ode vis ua l iz a vue lo se perca ta de que ví de o ni 10 vs debi do a que no se pue de 2 no se p uede Gi re cc ionar la 1 20 - - -··· ·· -- - - · -- 10 2 1 20 orien ta r de f orma m anu al re ci be ant ena telemetría 2.1: R ecepc ión de la Elequi pod e se ña l de vi deo y de La antena A/V no vue lo no Detecc ión: se observa a aucfio (teleme tría Ant ena ma l di rec cionada reci be se ñal vis ua l iz a c od ificada) en la ví de o ni 10 vs po r el encarg ado de su 4 simple vi sta q ue la 1 40 - - -··· - -- -- · -- 10 4 1 40 antena re ci be ori en tac ió n or ientación es i nc orrecta telemetría 128 Anexos Figura A.11: Tabla AMFE del CCL actual (11) N ose Prev en óó n: El pwc!en Digitalizad or averiado dig it aliz ado r se alm ace na Mejorar la té cn ica de Mar io s an t. tg ue l. Me jorar la técn ica de V!S ua l iza r • vs de bi do a gol pe /caída 4 y transporta co n cuidado 4 128 al mace naje 16/ 04/ 20 14 al ma cenaje • 1 3 24 da t os de acc id ental y en su co rr esp on die nte te le metría ca ja N ose pwc!en A( o ta mient ode la V1da Ú ti l Pr ev ención: El fa bri cante CO io car ooa pegatina con la Mar io s an M.gue l. C:O locar una pegatina co n la V!S ua lizar • vs 2 i nd ica la vida út il de l 7 112 fecha de l p rim er uso y la f ech a del primer uso y la • 2 2 32 da t os de de l digi ta l iz ado r disposit iv o en el ma n ua l vi da úti del componente 16/ 04/20 14 vi da úti l del compone nt e 2.1 .2 .2: El d.gitalizad or El digitali zado r te .le rnetría dig it a li za la señal no tra nsfo r ma la N ose reci bida de la ant ena señal pwc!en Dtyta fü a do r no alimenta do D et ec ci ón : El eq uip ode V!S ua !izar • vs debido a q ue no se ha • vuelo se perca ta de l fallo 1 40 -- ··· - --- - · -- • • 1 40 da t os de conectado al sistema de al mo ntar y cheq ue ar el te .le rnetría ali me nta ció n ~ t ema N ose D et ec ci ón : El eq uip ode compa ctar el siste ma de co mpactar el ~ tema de pwc!en Dtytafüa do r no ali me nta do V!S ua !izar • vs de bi do a fa ll os en el 3 vuelo se percata de qu e 2 48 al im ent ac tÓ n, duplican do a Mario san t. tg uel. alimen ix ión, d upl ic an do a • 1 2 16 datos de sistema de alimen ix ión algo fa ll a en el siste ma de se r posible. Ha ce r1 o 16/ 04/20 14 se r posible. Hace r1 o te le metría alimen ix ión pl ug& play pl ug &pl ay Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 129 Figura A.12: Tabla AMFE del CCL actual (12) No se alm acena Detecci ón : El equ ip ode Grabctdora mal conectada vuelo se percata de l fallo ""' al spl:itter d ebid o a fallos en gra bación • vs ' al mon tar y cheq ue ar el 1 24 -- ··· ·· --- - · -- • ' 1 ,. 3.1.1: L os ca bl es cables/co necto r es tra nsmiten la seña l de La señ al de vídeo de l vuelo de l ~ te ma del sp frtter no VANT la s.a l :id a del splitter Ueg a a la No se hasta la gr aba do ra grabadora alm acena Grabctdora mal c on ectada Detecci ón : El equ ip ode R educ ir el nú me ro de R ed uc ir el nú mero de mul timedia ""' • vs al spl itt er debi do a un error 6 vuelo real iza u na r evisiÓn 2 96 co ne xi on es que de be n Mar io sa n t.f.o "Ue l. cone:óon es que debe n • 2 2 '2 gra bación en el co ne xi ado de los de los co ne:óonado s h aa rse manua l me nte 16 / 04/ 2 014 hac e rs e manualmente de l vuelo de l cables pr evios al vue lo { co mp acta r el siste ma ) ( compact ar el sistema> VANT No se Mtjora r la té cn ica de Me jorar la t écnica de alm acena P re-y enci ón : La grabadora ""' Grabado ra ave ri ada de bi do se al. ma ce na y transpo rta al ma cena je, as í como tratar Mar io sa n t. f.o "Ue l. alm ace naje, así c orno tra tar gra bación • vs a golp e/c aida accidental 4 co n cuidado y en su 4 128 de errpotrar la gr abadora y 16/ 04/ 2014 de empotrar la grabadora y • 1 4 '2 su mcndo en algún tipo de su ma ndo en algún tipo de del vuelo del co rrespon den te caja maletín maleta\ VANT No se almacena Prevenci ón : El fa bricante CO io ca r oo a pegatina c on la C:O l oc.a r una pegatina co n la ""' • vs A(otamient ode la V1da Útil 2 indica la vida útil de l 7 U2 fecN del p rim er uso y la Ma rio sa n M.o, "'Ue l. fecha del primer uso y la • 2 2 '2 gr abación de la grabadora disposit iv o en el ma n ua l vi da útil del componen te 16/ 04/ 2014 vi da úti l del componente 3.1.2: La gra bctdo ra La grabadora no del vuelo del VANT multi me cia almacena al. ma cena la el vídeo señal de video No se almacena Grabadora no ali me ntada Detecci ón : El eauip ode ""' • vs debido a q ue no se ha • vuelo se percata de l fa ll o 1 40 • • 1 40 gr abación co nectado al siste ma de al mon ta r y cheq ue ar el -- ··· ·· --- -· -- del vuelo del ali me ntación sis te ma VANT No se almacena Grabadora no ali me ntada Detecci ón : El equip ode com !)a ctar el siste ma de co mpactar el sis te ma de ""' de bido a fa ll os en el vuelo se percata de que al im entaetón, du plican do a Ma rio sa n t. f.o "Ue l. alimentación, d upl icando a gr abación • vs ' algo fa ll a en el siste ma de 2 .. ser posible. Hace rlo 16/ 04/ 2014 ser posi bl e. Hace r1 o • 1 2 16 sis te ma de alimentación del vuelo del alimentación pl ug& play plug &pl ay VANT El eq ui pod e vuelo no Detecci ón : El equip ode Red uc ir el nú me ro de Red uc ir el nú me ro de V!S ua l:iz .a el Panta ll a mal conectada video • vs debi do a fa ll o humano al • vuelo se percata de que 1 40 co ne xi ones que de ben Ma rio sa n t. f.o "Ue l. co ne:óon es que deben • 2 1 16 real iza r el cone xio nado no se V!S ua fü .a video en la h aa rse manual me n te 16/ 04/ 2014 hace rs e manualmente almac en a do panta ll a { co mpactar el siste ma ) (compactar el sistema> La señal enla 3.1.3: La grabadora transm it ida gr aba do ra re tr ansmite la señal de vi deo almacenada desde la hacia la pa ntalla de TV graba do ra no El eq ui pod e Mega a la pan ta ll a vuelo no Detecci ón : El equip ode V!S ua fü .a el Pan ta ll a ma l conectada vuelo se percata de que Rea li za r una i ns pección El e qu ipo de vuelo. Real iz ar una inspección vi deo • vs debido a fa ll os en los cables ' no se V!S ua l:iz .a video en la 1 24 prev ia a l os cabl es pr ev ia la 16/ 04/ 2014 previa a los ca bl es pr evia la • 2 1 16 almac en a do panta ll a salida al vue lo sal ida al vuelo enla gr aba do ra 130 Anexos Figura A.13: Tabla AMFE del CCL actual (13) Elequipode vuelo no Pre\'ención: La pantalla se Mejorar la té cnica de Me j ora r la téc n ica de vtS 11a l :iza el v. i deo • vs Pantalla averi ada debido a 4 alm ace na y tr anspon:a 4 128 al.me cena je, as í como tr atar Mar io s an M.o,"'Ue l. alm ace naje, as í co rno tratar • 1 4 32 almac en ado go l pe/ ca Íd a acc i de ntal con cuidado y en su de emp ot rar la pa ntalla en 16 / 04/ 2 014 de empotrar la pa ntalla en enla co rr esp on den te caja algún ti po de maletín al gú n ti po de male tí n gra ba dora Elequipode vuel o no vtS 11a l :iza el vencimiento de la vida útil Prevención: El fa bri cant e CO io ca r ooa pega ti na con la Mar io s an M.o, "'Ue l. C:O l oca r una pega ti na con la v. i deo • vs de la pantalla 2 i nd i ca la vida útil del 7 112 fec ha de l primer u so y la 16 / 04/ 2 014 f echa de l primer uso y la • 2 2 32 almac en ado d ispos it ivo en el ma n ua l vida útil del com po nente vida útil del compone nte enla gra ba dora Elequipode vuelo no La pa ntalla no fmc i ona D etecc ión: El eq uip ode vtS 11a l :iza el correctamente debido a l as v. i deo • vs co ncf ic io ne s ambiental es 2 vuelo se per cata de que la 2 32 -- ··· - --- - · -- • 2 2 32 almac en ado ( hu me d ad , polvo, imagen de ví de o enla tempera tu ra> 'MU aínada no es buena gra ba dora Elequipode vuelo no P an ta lJ a no ali me ntada D etecc ión: El eq uip ode vtS 11a l :iza el v. i deo • vs debido a q ue no se ha • vuelo se percata del fallo 1 40 -- ··· ·· --- - · -- • • 1 40 almac en ado conectado al si ste ma de al montar y cheq ue ar el enla al imentación sis te ma gra ba dora Elequipode vuelo no D etecc ión: El eq uip ode COmpa ctar el siste ma de co m pacta r el sis te ma de vtS 11a l :iza el Pantalla no ali mentada 3.1.4: La seña l recibi da No se mu estra la v. i deo • vs de bido a fallos en el ' vue lo se perca ta de que ' 72 alimenta etó n, dupli can do a Mar io s an M.o, "'Ue l. alimen tac ión, d upl ican do a • 1 ' 24 de la gr abadora se i mag en de VÍd eo almac en ado si ste ma de alimen tac iÓ n al go falla en el si ste ma de se r posible. Hace rl o 16 / 04/ 2 014 se r pos ible. H ac e r1 o V'ISua llla en la pa ntalla en la pa ntalla del alimen tac ión pl ug& play pl ug &pl ay enla deTV n a\' egan te gra ba dora Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 131 Figura A.14: Tabla AMFE del CCL actual (14) Elequipode 3.1.4: La seña l r ec ibi da No se mu estra la de la gr abadora se i mag en de vid eo Wual iza en la pa ntalla en la pa ntalla de l de TV n a\' egan te vue lo no D etecc ión: El eq uip ode COmpa ctar el siste ma de co m pacta r el sis te ma de V!S ua fü a el Pantalla no ali mentada vi deo • vs de bido a fan os en el 3 vue lo se pe rca ta de que 3 72 al im enta etó n, dupli ca ndo a Mar io sa n t. tg ue l. alimen ix ión, d upl ican do a • 1 3 2A al mac enado si ste ma de a li rnen tac iÓ n al go falla en el si ste ma de se r posible. Hace rl o 16 /04/ 2 014 se r pos ible. H ac e r1 o alimen ix ión pl ug& play pl ug &pl ay enla gr aba dora Elequipode vue lo no V!S ua fü a el Mo n it or ma l confcurado Pr ev ención: El fa bri cant e vi deo • vs de fá bri ca 2 testea l os m oo it ores 2 32 -- ··· · -- - - · -- • 2 2 32 al mac enado enla gr aba dora El$q ui po de vue lo no Moni to r acc idffl ta l me nte D etecc ión: El eq uip ode V!S ua fü a el vi deo • vs descofcurado po r al gú n 2 vue lo se per cata de que la 1 16 -- ··· · -- - - · -- • 2 1 16 al mac enado m ie: rrb ro de l eq uipo de pa ntalla está enla vuelo desc oofi.o 1 •• tn da gr aba dora Elequipode D etecc ión: El eq uip ode vue lo no V!S ua fü a el Ma l co ne:óo n ado entre la vue lo se per cata de que la R educ ir el nú me ro de Red uc ir el nú mero de vi deo • vs gr aba dora y la pa n ta lla 6 i mag en de ví de o 1 4S cone xi ones que de be n Mar io sa n M.g ue l. co ne:óo n es que debe n • 2 1 16 v isua l fa ada no es ha ce rse manua l me nte 16 /04/ 2 014 hac e rse m anua lmente al mac enado debido a fallo hu ma no buena / no hay i mag en de (compactar el siste ma ) (compactar el si ste ma> enla gr aba dora '""° Elequipode D etecc ión: El eq uip ode vue lo no Ma l co ne:óo n ado entre la V!S ua fü a el gr aba dora y la pa n ta lla vue lo se per cata de que la Rea li za r una i ns pecci ón R ea l iz ar un a i nspec ción vi deo • vs debi do a mal 3 i mag en de ví de o 2 4S prev ia a los cab l es pr ev ia la El equpo de v ue lo. previa a l os ca bles pr evia la • 2 1 16 al mac enado f unc io na miento de los v isua l fa ada no es sa l id a al vue lo 16 /04/ 2 014 sa l ida al vue lo buena / no hay i mag en de enla c ab l es '""° gr aba dora - ~ 132 Anexos Figura A.15: Tabla AMFE del CCL actual (15) " " N N N N N " " N N .. .. .. .. .. .. .. Ap´endice B ANEXO: TABLA AMFE DEL CCL MODIFICADO Las im´agenes que se muestran a continuaci´on son capturas de la tabla AMFE realizada para el Centro de Control Modificado que se propone como alternativa al empleado por el Servicio de emergencias 112 en la actualidad. La tabla ha sido realizada en Excel, guardada bajo el nombre Tabla AMFE CCL Modificadov2.0, y se puede encontrar en el CD entregado junto con la memoria del proyecto. 133 134 Anexos Figura B.1: Tabla AMFE del CCL modificado (1) AM FE DE OIS E °A O Núm ero de AMFE: 000 2 W;oc! elo: Ce: ntt0 Ce Co n1 ro l l oe ~ Re ncw ¡¡ do Pi; . 1 d c1 E qu ipo: Ma ri o San Mi g,.,e l, Rica rd o A; u~ u h dl a de inicio: OS/05/ l014 • h ch ¡¡ Ce 6n;;] i:a ción: 13 /05 / 2014 Si:tcm ¡¡ : Ce .n ~ ro de Conirot Loc: al p; cr ¡¡ VANT y UAV Re :: pon :: able: Mvi o S;;cn t ,ti; 11 d Montec:de oa Función Modo de feno Efe ct o pot c, n.ciel de f, Jl o Gr I Cl.es c, 1.e , O< Cont rol P re vención: Se c°'°<:a un a -. 1 1 1 . . -1 I"'"'· ·- ··'"····· Perch da de co ntrol O YS A.;ct;m, en to de I ¡¡ vida util 2 • . , • 1 pnmer u~ y la v, da ut d de l V AN T del ma nd o ,1 .. 1 ..... ~ .. Nt .. ....... 1 recipiente qu e lo co nt iene Pe rd i da de co ntrol O YS M ;nd o :;,,,~ ri ado deb id o a 2 , , 1 1 1 1 1 P,~ , nóón, El m, ndo ~ 1 • tu n~r u en un malt t1n de l V AN T ;o l pt/ u i th lltcide .n ~al herm ét ico • • Detección: :; e ru li :a una • . M ;nd o :;,,,~ nado deb id o a •• Pe rd i da de co ntrol 10 YS daño:; e .n lo; 3 co ~roWo o~ del m; .n do de l V AN T b oto ne :;/ circuite rí a prev,a ¡¡ la :;;l id a acJ ca mpo 1.1.1: El m ¡¡ ndo cener.i I Ce vuelo ., El ma ndo de RC no la :;e nacJ de c on · rol dd ·• · ce ne cr ¡¡ :eñal Ce co nt ro l I Prc \' en c,on: Se oe>! oc: a en V AN T/UAV . • , o da b; tc cr Í ¡¡ una p, , ; dn a P érd i da de co ntrol A.;ct;m, en to de I ¡¡ vida util con la fe dl a dd pr imer de l V AN T 10 YS d, la bate rí a durante el S u :: o y el núme ro máximo vuelo de recar, ; :; . $: em pr e hay bate rí ~ Ce repue:to P érd i da de co ntrol ! 1 1 8;tc .ri ; m; I 1 1 Det ec ción: El piloto • "T 10 YS / 2 detcc::a q 11 c el m ;;c,,C o no de l v ...,. coloa ch c on ect;;c!a . :: e enc ie nde P reve nción: el eq ui po de ' 1 1 1 f ilti de m ¡¡ ntenimiento de 1 1 vuelo reú :.a un ¡¡ l ecnira P u<l icl• ck _ ..,vof • . AN T 10 YS I; ba tc cr 1; ( llc umu l;m,e nt o 3 de l Ca t~ h tt '. de l de l V d, :ucied ll d, pérdid ~ - 1 h bric:a nt c y xtii a en co ,i ~ cuencfa Re $>U1t , do Oet I NPR Acciones rcco mend ,diH Rttpon~ble. í cche jA.coones , doptitd u I Gr l Ocl Oetl NPRI 40 10 1 2 1 2 1 40 40 -- ··· -· - ··· - ··· - -- ··· - ·· 10 2 2 40 'º -- ··· -· - ··· - ··· - -- ··· - ·· 10 ' 1 'º CV ;ndo :: e ; ,o te la b;te tÍ a del ma ndo , q ue l m.pl cme nt ; cr d 50 I a vt omh ic "icffie .n ~e :: , El eq uipo d, w eJo ca mbio di rect o ; C "icmb ie ¡¡ mo do de w elo U/ 05 / 201~ v ;:.e lo airtomi tic o , .n l 10 1 3 1 1 1 30 por wa 'f't'J) oi ,i ~ h~ t :a q ue c ~o de h ilar la 1 :;e ree mp l;.:e la b;:e rí a b -;. :e rí a de l m; n.d o 1 1 1 1 20 1 -- ··· -· - ··· - ··· - -- ··· - ·· l1 ol2l1l20 'º 10 1 3 'º Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 135 Figura B.2: Tabla AMFE del CCL modificado (2) ~ • ~ ~ 1 ·i i i e > • ;; " ·e . e " o ~ g ~ g ª " ' ~ ·2 z e • ~ o o ~ .2 '2 ~ { ~ ~ · ;. • ' ;;, l • e E • ~ 5 ~ 8 ~ 8 • ~ ;; ~ " ~ ; 1 ~ • .. o ~ '" 1 ' " ~ ~ ' e ' • • ,o ~ . ~ t ~ .. e ¡; ¡ 8 " 'ü 's 'ü ~ t ~ ' e ' • i 'O • ' > i 8 ~ • > .,,, .!' ~ e • .!' N 8 o ~ ~ g o ~ • 1 ' ' i • g • ~ . l i! o ~ "' .:l ~ • Je ~ ~ ~ ~ l ~ l ~ 8 ~ 8 ~ ~ > ~ > . ~ i . ~ i ~ ~ o ' ;¡ 1~ i! ~ ' e • .e .§ e g s • ~ ~ ;¡ :a ·: :: " 2 ~ ~ .. ! .. .. ~ 2 'ª " • e ~i ~ s ~ ~ g JI i • " . ~ ....¡ .~ .,¡ ~ 136 Anexos Figura B.3: Tabla AMFE del CCL modificado (3) l"rev, no ón: t i :;1::: em :a :; e Pérd id a de co t" . tro l 10 YS & cncl :a de fTecue.nel :a de TX 1 eno..et".tr :a :a ju:u do p ;r.i ' 20 10 1 ' 20 dd V ANT e rró nu ( ma1 e~ d :a ) func bn :a r a la &« lo m i: · --- · --- ---- )ptirn¡ po::ible Prev, nci ón: El :;i::: em :a :; e Pérd id a de co t" . tro l 10 YS Antena m :a l u 'J i bnc! a 1 te~ ; irrtcn :i = :c ' 20 · --- · --- ---- 10 1 ' 20 dd V ANT p-cvi :a men te a :; u u':ii::ación en vu~ Pre~ nción : La: :a menz Pérd id a de co t" . tro l Antena e :trope;;d ; de bjdo :e :a lm ace nan y 10 YS 1 1i,; ,i :;port :a n con ' ,o · --- · --- ---- 10 1 ' 30 dd V ANT :a , ._, , a:w :acc i de nta1 l)J'ttaiciÓ,i en ~p icrrte:; h ~:; y ~ i:;te t".t e: Antena e :trope;;d ; de bjdo P~ -e nci ó rc Se oonocen Pérd id a de co t" . tro l 10 YS :a q.., c :;e h; rc á:: :a do un ' l :a :; t «l'l iu : de ' "' · --- · --- ---- 10 ' ' "' dd V ANT mal mant en imie nt o INfl tenimie nto prop.,e:;t;:; y~ e j«u ~:;n 1.1.S: La ant en a De tección: fJ f:a bri u nte prim; ri; eni te 1; ~ ñ:ac'I de c on :rd hxi a d Pén:!id :a de co n tro l 10 YS Antena e :trope;;d ; de bjdo 1 rc.:a li ::i te::: :a l :a: ;¡n ten :a :; ' 20 · --- · --- ---- 10 1 ' 20 V ANT La witcn :a no emitt l :a Cd VANI :a t-¡¡ !~ e: e ri tmo p~; ;;;r ..nt,:;¡,- :; u 1.2.10: U :a t".t e na ~ ~ :a l OOITttQ ITlert t corr ecto funcion;;miem o :::ecu ndari :a e mit e l :a ~ ~ a1 de co n trol h :a oi :a P ~ció n: Se ool oc::a un ; cl V AHT Pén:!id :a de co n tro l 10 YS V icl :a IÍ:i l de l :a :a n: en a 1 pc c: rin a c OJ'l la k<h :a de l ' 20 10 1 ' 20 dd V ANT ;,;« ;;d :a pri rrer u:o y l :a v idi V" .il · --- · --- ---- c'<d oomponcM e Dc e. «c ión: El cc¡ uipo de Pén:!id :a de co n tro l v ud o ob :;erv :a qu e la dd V ANT 10 YS Ant ena mal oricn:;;d; ' ;¡n llefl :a ~ e en tod o 1 20 · --- · --- ---- 10 ' 1 20 momento el m Ol.' mi cn to de l V AHT Pte\enció n: El :;citvr. ~ i nd ici c 1.~ e! V ANT :e Pén:!id :a de co n tro l V AN'T fu er a de l r.i,. ,:o de la xua :a l :a d i: t :a ncia 10 YS ' mj )lim; . A.de~ . d 1 ,o · --- · --- ---- 10 ' 1 30 dd V ANT ; J"lt en :a ~ e p!'O(Ur-:a no :a lcj;;,- el V AN'T de l OCl m i: :al! Í de l r ai c: o de la witcn :a P~ -e nci ó rc Se l)J'ep ar :a el Pérd id a de co t" . tro l 10 Y< ln tc.rferenciz oono- .r ..:; • :;i :;tem :a p :ar.i funoion :a r en 1 ., · --- · --- ---- ,n • 1 "' dd V ANT emi:;jone:;/bancl :a : de &« un r .<'l ;.o de f recucno l :a co n ,oc:;¡:; int erfe re nci a:; Dise˜no del sistema de control local de vuelo de un VANT utilizando t´ecnicas AMFE 137 Figura B.4: Tabla AMFE del CCL modificado (4) ;,¡ !l ~ ;,¡ :,: ~ ~ ~ ~ N ~ ~ • ~ ~ N N ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! 1 1 ! :,¡ !l ~ :,¡ :,: ~ ~ ~ ~ N ~ ~ 5 {: .!.! ~ /'! 8 .!J, ¡:§ !;'ii_a.S e .. ~ i ~¡j '":' .. . ~ t ! .i ~ ! a .:: c;r ~ .. e l - ~ • g • ! • ; j i ~tªªI;, ~ .l~"S o. .gz2 :;. º ;J · i, i l.¡~ ¡;O' ~ ! .. ~ if f K f il! 1 .u ; e,n ]?f ti¡{ J( 1) 11 )i MI ~ ! ! g ·· ii& 8t e .. e o. :. ~ § . !.! .. ,.1~ .. ;¡¡ .. ,,i~ c ,; 'º t 1 K i e ,. .g .. ,& ~ i , §~ · ~' 1 §8.t ,~e ~t .. .o • 11 <; ' ' o, • 0 11 2 i . 'i • ~ 2 ·! • e ' li' 11 ., ' 8at · ·· · ~-i i 2 '~ .!l ~ l ~ ~ · is ~a.§s 1 ·· i a ri s ~ ª ".,:. 1 E., o: § ,, ~ ~ i .. ., 1 l 8 i ~ .. ., 1 • ~ ~ N N ~ . e o j g ~ o . . . •• < • e g i 'ii l .. a ·e~ ~ ' fi • i 'ti ~ ·e i - ~ ~ ¡ i • ~ .. 5 ~ ~ . . ~ i ~ [&]~ . ~ ~ e ~ ... ~ &_ c :,is~ 'O 11 .. 1: ·-f .2 -;; .. 'ii '! 1;"-.;i s u ~ j s 8 l .. ~ 1: >, -: ~ . ~ ~ R ! .¡ ~ ; a a • • e . ; itll ·- E g .. .. t: •• .; ; ~; i t2 f .. ~ ~ a_ .!! ·o ~ t o. ti~ ~ t!' 11 111 • [ ., I " g ~ ~ J ·- • .. 8 ~ t tl "il :( ... o g • ~ 1 ~ ~ o. .. i z il ;¡¡ > ;¡¡ > ! 8 .. !" !" !" !" !" !" ~ ~ ~ ~ ~ ~ )i 'ii .. o )i 'ii .. o )i 'ii .. o )i 'ii .. o )i 'ii .. o )i 'ii .. o iE' ií •-S -iE' ií •-S -iE' ií •-S -iE' ií•-S -iE' ií•-S -iE' ií•-S - l .. ~ ~ ' f ~ .. ~~ ,l l .. ~ ~ ' f ~ .. ~~ ,l l .. ~~ ,f ~ .. ~ ~ ' l l~ · ~~~E l~· ~.::~e l~ · ~~~E l~ · ~.::~e l~ · ~~~E l~ · ~.::~e • g i i g • g i i g • g i i g • g i i g • g i i g • g i i g l ~ l ~ l ~ l ~ l ~ l ~ § e o .. ij i i ¡; . !.! 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