mardi 6 décembre 2022

Electro2Geek

Quadricoptère – Evolution

Par la suite, il sera possible d’ajouter un détecteur à ultrasons (Sonar) télémétré pour aider à la navigation à basse altitude (moins de 10m), un capteur de débit optique (basé sur un capteur de souris optique) pour aider à la position, toujours à basse altitude  et permettant de maintenir un vol stationnaire très précis. On pourra aussi ajouter une alarme de batterie, des capteurs de gaz, des leds, une raspberry Pi, un parachute (j’y tiens beaucoup), … .

Comme  mon quadricoptère hébergera une GoPro Hero 2, nous installerons un « Stabilised Camera Gimbal ». Ce montage permet de stabiliser la caméra par un système de roulis / inclinaison cardan.On peut appeler cela un stabilisateur gyroscopique asservi, qui compensera les mouvements du quadricoptère au moyen de 2 moteurs contrôlés par la carte de pilotage.

J’espère aussi ajouter un flux vidéo sans fil, le FPV (First Person View), ou pilotage en immersion. C’est un système de transmission vidéo sans fil. Pour le modéliste lambda, la législation française est simple : évolution dans un rayon de 100m, sans dépasser les 50m d’altitude. Encore une fois, comme pour la télémétrie, nous sommes pas mal limités.

De paire avec la FPV, l’OSD (On Screen Display). Ce système permettra de superposer des informations à votre vidéo. Cela permet de voir rapidement certaines informations utiles comme le niveau de la batterie, la distance du point d’origine, l’horizon artificiel, l’altitude, etc. .

Quadricoptère – Matériel

A ce jour, mes choix se portent sur les éléments ci-dessous :

La partie la plus importante du drone est le contrôleur de vol. C’est le cerveau, le pilote. Il maintient le quadricoptère stable lors du pilotage en mode manuel, peut voler de waypoints à waypoints lorsqu’il est en mode autonome. J’avais le choix entre un MultiWii, un ArduPilot, Crius all in one, un vrai DJI… .
J’ai donc choisi un modèle opensource, le ArduFlyer V2.5.2 (clone parfait du ArduPilot Mega). Le kit « 433Mhz ArduFlyer V2.5.2 UAV GPS Flight Control System » que je prends chez RCTimer est livré avec un Apm2.5.2, un GPS CN06 V2.0 et un kit de télémétrie RCTimer Radio Telemetry Kit 433Mhz (norme européenne).

Ajouter de la télémétrie sans fil va augmenter les capacités du drone. Je compte utiliser une station de contrôle au sol pour surveiller votre vol, ou télécharger de nouvelles commandes de la mission lors d’un vol. Il suffit juste d’un petit ordinateur portable (ça tombe plutôt bien, j’ai ça en stock qui ne sert pas). A noter toutefois, que le kit est en 433 Mhz, ce qui donne une portée de 1,5km. Le 900Mhz, interdit en France, offre quant à lui une portée plus élevée… à voir donc.

Concernant le cadre multi-rotor, c’est lui va porter tout le matériel (dispositif FPV, GoPRO, sondes, parachute,…). Là aussi, il existe un nombre impressionnant de cadre.

Je suis donc partie sur le SK30A & SM450 V2 Black/Red Quadrotor de RCTimer, encore une fois.  Le kit est composé d’un châssis (copie duDJI F450), lui même composé de 4 bras en nylon, de 2 platines (haute et basse) et de toute la visserie nécessaire. L’autre partie du kit comprend tous les accessoires nécessaires au vol, c’est à dire 4 moteurs (RCTimer 2830-1000KV brushless), 4 hélices en carbone renforcé(10×4.5) et 4 contrôleurs ESC (SimonK ESC 30A). Pour info, le « 450 » correspond à l’envergure du quadricoptère, soit 450 mm.

Donc, les moteurs font tourner les hélices pour produire une poussée définie. Les ESC sont utilisés pour commander les moteurs et sont classés en fonction des amplis : l’ampérage de votre ESC devra correspondre à celui du moteur utilisé.

Une télécommande 4 voies n’étant pas suffisante et limitant l’évolution de mon drone, mon choix s’est porté sur la télécommande 9 voies Turnigy 9x, chez HobbyKing cette fois.

Il ne reste donc plus que la batterie et son chargeur. Là aussi, c’est un aspect très important du drone car il fournit la puissance au contrôleur de vol et aux moteurs.

Les batteries lithium-polymère (LiPo) sont les plus fréquentes et constituent un très bon ratio poids/puissance.
La batterie dépend des moteurs / ESC utilisés. Une lipo 3 cellules (11.1V) d’au moins 2200mah est un minimum. Moi je préfère opter pour une batterie ZIPPY Compact 3700mAh 3S 25C Lipo Pack.

Quant au chargeur, il faudra un chargeur spécifique permettant de s’assurer que chaque cellule a une tension correcte. Il existe une variété de chargeurs sur le marché, mais pour le moment, je laisse cette partie à mon ami Rafik.

Quadricoptère – Projet

Mes premiers projets Raspberry sont terminés. Le premier pour me familiariser avec les différents types de sondes. Le second pour mettre en place un système d’ouverture de porte sécurisé (MySQL + NFC + Keypad + Stepper + …).

Mon prochain projet concerne un UAV (Unmanned Aerial Vehicle), ou drone.

Dans un premier temps, il s’agira de bien de faire voler ce drone, de le guider, de lui fournir des plans de vol (GPS), et de récolter un certain nombre de données via des capteurs (altitude, niveau de gaz polluants, température, humidité, images, vidéos, …).

Dans un second temps, ce drone devra être « lâché » depuis un ballon.  Ce ballon embarquera donc une nacelle de moins de 2,5 kg, contenant drone, batteries, capteurs afin de mieux comprendre notre atmosphère, et ce,  jusqu’à 30-40 km d’altitude. Généralement, à cette altitude, les ballons explosent ou se dégonflent.