No recuerdo muy bien cuando nació en mí el deseo de hacerme con un EFIS asequible para poner una nota de color al panel de instrumentos de mi avión. Entre las opciones figuraba evidentemente el hacérmelo yo mismo, una pretensión que a muchos parecerá exagerada pero que comprenderéis, no lo es tanto.

Pongo por delante que no soy un profesional ni un entusiasta de la electrónica. He aprendido “salseando”, y siempre que puedo me apoyo en cosas ya hechas que adapto a mis necesidades. Hoy en día el acceso a componentes e información es increíble. Para todo, para cualquier aplicación, siempre hay alguien en el mundo que ha hecho algo parecido y se ha preocupado de publicarlo en la web.

En mi caso, lo de jugar con montajes electrónicos viene de lejos. Ya en su día, en los años 90, cuando volaba en ala delta y no tenía un duro, pretendí ajustar y mejorar un vario-altímetro Nauteps que compré barato. Llevaba un sensor de presión, un display LCD de 3,5 digitos y mucha circuitería… una pinta muy casera además.

Después, era la época del minitrike, encontré en la www un montaje que proporcionaba datos de vuelo basado en Basic Stamp, un chip microcontrolador con intérprete de Basic incluido. Un montaje relativamente barato, muy fácil de programar, que funcionaba pero que seguía siendo muy básico y… bueno, para el minitrike no hacen falta instrumentos. Además, el Basic Stamp enseguida se quedó sin memoria para ampliar las prestaciones del montaje y sin potencial de crecimiento y porque debí dedicarme a otras cosas, el proyecto se quedó en un rincón.

El siguiente envite fue años después, cuando ya usaba el Coyote. Me rondaba la idea del EFIS por el toque de color, pero tras la primera parada de motor empezó a interesarme más un avisador de parámetros anormales de motor e incluso de ángulo de ataque próximo a la pérdida. Fue entonces cuando tomé contacto con la familia de controladores Arduino e incluso con la programación de APPs para poder utilizar el teléfono como interfaz.

Con el tiempo y la experiencia del vuelo lo del EFIS se ha resuelto (más adelante contaré cómo) y ha dejado de tener interés; más vale tener la vista fuera para avistar aves u otros tráficos. Sin embargo, el aviso de parámetros anormales de motor y actitudes de vuelo extremas si contribuye a la seguridad y el disfrute, y son bastante asequibles.

Además, el registro de parámetros de vuelo permite calcular las polares del avión, las mejores velocidades de planeo, de trepada, etc. todos ellos datos propios de cada avión de construcción por un aficionado. ¡Vaya, que en nuestro ámbito puede venir muy bien!

Por último, un equipo de datos de vuelo electrónico que enlace el tubo pitot y la sonda de estática mediante señales eléctricas es fácilmente instalable y por tanto portátil. Me he planteado crear un equipo “patrón”, fácilmente instalable en cualquier avión para calibrar la instrumentación de a bordo.

Porqué hacérselo uno mismo

Llega el momento de reflexionar sobre el sentido que tiene complicarse la vida cuando siempre ha habido y habrá aparatos terminados que realizan las funciones que sean. Para el que quiera un EFIS, hoy en día hay aparatos con precios muy asequibles, e incluso alguna aplicación gratuita para Android. La alternativa que planteo es un montaje “abierto”, ampliable, basado en microcontrolador y con componentes estándar cuyas motivaciones son muy parecidas a las de la construcción de un avión.

La primera motivación es el coste monetario: Sale más barato que un producto terminado, pero es a costa de meterle horas. Para quienes tenemos la fiebre de investigar, aprender y trastear lo de meterle horas está asumido.

La segunda motivación que le veo es poder “tunear” el aparato, hacerlo realmente a medida e incluso ampliar sus prestaciones. Una vez preparado para cargar el programa que gobierna el microcontrolador queda a la vista el código y es difícil resistirse a la tentación de traducir etiquetas, menús, incluso cambiar unidades. De ahí a mejorar y ampliar las capacidades del aparato es sólo cuestión de ponerse.

Lo bueno de los montajes basados por microcontrolador es que el software se puede tocar y retocar sin peligro de romper nada, y siempre se puede volver atrás. Por otro lado, el Hardware suele ser muy sencillo, el coste de los componentes casi irrisorio y lo de soldar con estaño y esas prácticas estándar de electrónica, supongo que se aprenden. Yo lo tuve un poco más fácil porque mi padre salseaba con equipos de radio y desde pequeño tuve ocasión de hacer mis pinitos.

La programación de estos chismes, como todo, lleva su aprendizaje pero no es ningún mundo. Cualquiera que haya trasteado con el Spectrum, con macros de office o con VisualBasic lo encontrará fácil. Además, hoy en día hay infinitos cursos y tutoriales para todo en internet. Por si fuera poco, está casi todo inventado y siempre se encuentra un artículo de alguien que ha hecho algo igual o parecido. En muchos casos son profesionales o aficionados realmente especializados en electrónica, que tienen esa vocación divulgadora tan útil para todos.

La versatilidad de microcontrolador

He introducido más arriba alguna de las virtudes de los montajes electrónicos con microcontroladores, y de todas ellas, la principal es la capacidad de evolución. Poder “tunear” el aparato abre un universo de potencial desarrollo, pudiéndose incorporar como quien “copia-pega” las partes que interesen de otros montajes. Por lo general, cada prestación añadida al aparato consiste en un conjunto de sensores+procesamiento+interfaz que se integra en un montaje.

Los sensores permiten proporcionar sentidos al aparato, obteniendo información sobre presión, temperatura, aceleración, magnetismo, posición, riqueza de mezcla,… la lista es infinita.

El procesamiento se refiere al tratamiento de la información (señal) proporcionada por los sensores. Suele haber una parte de circuitería para adaptar voltajes pero cada vez más el sensor lleva un interfaz que proporciona datos. El proceso es también interpretar esos datos crudos del sensor y convertirlos en información de altura, de velocidad, de velocidad vertical, de rumbo… El procesamiento es también generar alarmas, combinar unos sensores con otros para mejorar la información presentada, presentar los datos necesarios en cada momento…

La interfaz se ocupa de interaccionar con el usuario, en su forma más básica mostrando información en una pantalla, en una esfera con agujas en modo clásico, pero también mediante luces y sonidos. La interfaz es también dar instrucciones al aparato mediante un teclado por ejemplo. Otra modalidad de presentación es la de escribir esa información en una tabla que podría ser impresa, pero que siempre es más útil en una memoria USB o una tarjeta SD; Una tabla de lecturas de anemómetro, altitud, tiempo es lo único que hace falta para deducir las performances de un avión.

Con estos mimbres se abre un universo de posibilidades sólo limitado por la imaginación o la necesidad sobrevenida. En mi caso, el capricho de adornar el panel de instrumentos de mi avión con un colorido EFIS se ha esfumado en favor de aplicaciones más útiles y “experimentales”.

Arquitectura

Si la introducción anterior no te ha aburrido, contaré algo acerca de la arquitectura de un aparato de este tipo. Yo distingo entre dos arquitecturas posibles:

• El aparato autónomo que lo hace todo, con su propia pantalla (y botonera). Esta configuración me parece más fiable y, en mi caso, más asequible y fácil de modificar y ampliar.

• El sistema compuesto por una caja de sensores conectada a una Tablet o Smartphone que procesa la información y presenta los datos. Esta configuración tiende a ser más atractiva visualmente, pero al final hay que programar tanto la caja de sensores como la Tablet mediante un programa: doble lío. Además, a todos nos suenan los problemas de las tablets con la luz directa del sol y el calor.

Cada una tiene sus ventajas pero al primar la sencillez y fiabilidad sobre la estética de la presentación, me he decantado por la primera.

Apuntar que estoy tratando de “inventos”, y no de productos comerciales que presentan información en una Tablet mediante una APP utilizando sensores de la propia Tablet o de una caja de sensores específica. Entre estos hay productos realmente interesantes, como la APP A-EFIS con o sin la caja de sensores Thalos. Yo mismo vi como la solución la combinación de la APP DroidPlanner y el controlador Pixhawk como caja de sensores. Iba realmente bien, hasta que dejó de funcionar por alguna actualización del sistema Android. El Droidplanner es de código abierto, pero no tengo conocimientos ni ganas de ponerme al día para retocar esa APP.

El siguiente artículo tratará sobre una instrumentación de vuelo completa basada en el montaje “EFIS 19264” de Experimental Avionics.