Influenza del Sole sui Droni

Il Sole, fonte di vita e di luce, oltre a rendere piacevoli le nostre giornate, in alcune particolari occasioni può creare qualche problema quando stiamo pilotando un drone "domestico", ovvero un mezzo aereo a pilotaggio remoto dotato di autopilota. Ecco gli inconvenienti più rilevanti a cui si potrebbe essere soggetti:

RAGGI DI LUCE CHE COLPISCONO L'ELETTRONICA

Alcuni sensori su cui fanno affidamento le schede di controllo, come il barometro utilizzato per controllare l'altezza, sono sensibili alle emissioni visibili, ultraviolette e infrarosse dei raggi solari. Quando colpiti, possono falsare le misure e ingannare l'autopilota con conseguenze sul comportamento di volo del drone.

Molto conosciuto è lo stratagemma adottato in passato sul NAZA M V1, che consisteva nel coprire una parte dell'involucro con del nastro adesivo per schermare il sensore barometrico interno, situato in corrispondenza di una zona del contenitore di colore bianco che faceva filtrare la luce. Anche giroscopi e accelerometri possono essere sensibili alla luce, il grado di influenza dipende dalla tecnologia costruttiva e dall'intensità luminosa da cui sono colpiti.

TEMPERATURA NELLE GIORNATE ASSOLATE

Giroscopi e accelorometri attuali sono basati sulla tecnologia costruttiva MEMS che li rende meno sensibili alle variazioni di temperatura, tuttavia quando la differenza tra la temperatura presente al momento dell'accensione - periodo prima del decollo in cui viene fatta la calibrazione - e quella presente durante il volo è importante, i giroscopi sono sottoposti all'effetto della deriva termica e generano dati falsati che possono compromettere l'assetto del drone.

Quanto detto vale in particolar modo nei casi in cui l'elettronica è alloggiata sotto coperture ermetiche, magari anche di colore nero / scuro, e con voli lunghi più di 10 minuti sotto al sole estivo. Una soluzione è atterrare e ricalibrare / spegnere riaccendere, in questo modo si azzerano le derive ricalibrando i sensori alla temperatura corrente.

I sistemi autopilota più evoluti hanno la possibilità di calibrare i sensori alle variazioni di temperatura. Si procede scaldando la flight control / imu con una fonte di calore, come un asciugacapelli, mentre il firmware registra e memorizza le derive dei sensori. E' il caso delle elettroniche commerciali di alto livello, calibrate in fabbrica , e di alcuni progetti open source come Taulabs, in cui l'utente può calibrare " a casa "

ATTIVITA' - TEMPESTE SOLARI

Il Sole è caratterizzato da continue eruzioni ed esplosioni sulla sua superficie che proiettano nello spazio, e quindi anche verso la Terra,  particelle alla velocità di 2000 Km / sec. L'effetto più conosciuto sono le aurore boreali.

Normalmente il campo magnetico terrestre ci protegge dalle tempeste solari,  ma quando sono particolarmente intense riescono a supere la barriera di protezione e possono provocare disturbi.

Le tempeste solari affliggono anche i satelliti GPS geostazionari nello spazio. Come conseguenza, il ricevitore GPS del drone può ricevere un segnale degradato, o non riceverlo affatto, da una parte dei satelliti su cui fa riferimento.  In questo caso il drone non riuscirà a mantenere la posizione ( position hold ) o potrebbe volare in un punto diverso quando si attiva la funzione del ritorno a casa automatico ( RTH ) o compiere errori durante le altre funzioni di navigazione autonoma basate sul GPS.

 

Il team Mikrokopter ha eseguito un test durante una forte attività solare.  Un drone multirotore è stato posizionato fermo a terra e sono stati registrati i dati telemetrici. Come si può vedere nella figura sottostante, si sono registrati errori di posizione fino ad oltre 64 metri dal punto reale in cui si trovava il drone e con una velocità di spostamento fino a 10 metri al secondo.

Photo credit: mikrokopter.de

COME MONITORARE L'ATTIVITA' SOLARE
Il metodo più conosciuto per verificare il grado di attività solare in real time, è quello di raggiungere il sito http://www.n3kl.org/sun/noaa.html
Un altro metodo particolarmente comodo è quello di installare sullo smartphone o tablet l'app dedicata gratuita Solar Activity per sistemi Android .

Quando siamo in presenza di un K con un valore di 6 o superiore l'esperienza consiglia di non volare o quantomeno di evitare gli ausili di volo semi-automatico ed automatico. Quando K è in un range che va da 4 a 6 sarebbe bene porre particolare attenzione durante i voli basati su funzioni GPS.

Lettura in tempo reale del K attuale