Si, si, il y a une application pour ça, je vous assure! La preuve en vidéo!

Un petit fake très bien fait!

Pour les amateurs de smartphone et de drone, sachez que celui de Parrot peut être contrôlé directement depuis une manette de jeux ce qui rend son maniement très pratique!

Ci-dessous une photo de la carte Copter Control CC3D livré dans un petit boitier mettant en valeur ce petit bijou de technologie et en fond un article paru dans l’excellent magazine Planète Robot présentant le GeeKopter, un quadricoptère que j’ai assemblé et animé par une CC3D.

Présention de la Revolution d’OpenPilot

La Revolution est une carte complète avec 10DoF basé sur le STM32F4, un micro contrôleur 32 bits fonctionnant à 168Mhz accompagné de 1 Mo de stockage flash et 192 kilo-octets de mémoire vive. Le tout prend en charge les instructions en virgule flottante qui permettent de calculer très rapidement (Kalman et filtres complémentaires).

Le carte embarque les composants suivants:

• Gyromètre 3 axes
• 3 Axes Accéléromètre
• 3 Axes Magnétometre
• Capteur de pression barométrique

Gyro /Accéléromètre

La revolution est doté du MPU-6000, le premier capteur au monde qui combine sur une même puce un gyroscope, un accéléromètre sur 3 axes.  Ce dernier équipe déjà les CC3D sur laquelle il a déjà fait ses preuves lors de long vol.

Capteur de pression /Altimètre

Pour son projet, l’équipe d’OpenPilot a opté pour le capteur de pression MS5611 de Measurement Specialties. Ce dernier n’a pas été choisi par hasard puisqu’il dispose d’une très bonne résolution ce qui le destine pour un usage idéal dans un UAV en tant qu’altimètre.

Le capteur est si sensible qu’il peut détecter un décalage vertical de seulement 10 cm.

La Révolution utilise la version  la plus récente de ce capteur (MS5611-01BA03)  qui est beaucoup moins sensible aux interférences que les anciennes version.

Magnétomètre

Que vous soyez en vol stationnaire (Hold Position) pendant que vous prenez des photographies aériennes, ou que vous soyez aux commandes d’un drone à voilure fixe suivant sur une trajectoire planifiée à l’avance, il est extrêmement important d’avoir des informations précises sur la position de votre appareil. Le HMC5883L Honeywell est un module servant de boussole numérique de trois axes  fournissant une mises à jour rapides lors des changements d’orientation avec une tolérance de précision de 1 ° à 2 °.

SWD Port

Le port SWD (Serial Wire Debug port) permet d’utiliser des cartes bon marché pour le développement de nouveaux firmwares.

Micro USB

Contrairement à la CC3D, la Révolution n’utilisera plus un port Mini USB mais un Micro USB qui à l’avantage d’être robuste et beaucoup moins encombrant.

Le port USB permet de brancher différentes choses:

• OpenPilot HID: permet à la carte d’être reconnu comme un périphérique  (par défaut pour se connecter à l’interface CGS, utilise les pilotes de système PC)
• CDC port série virtuel (télémétrie, débogage, mode pont vers le port série pour relayer les données du port série physique vers le port virtuel pour la configuration du module GPS / Bluetooth, etc)
• 8-canaux HID joystick (transmet les données de toutes la radio RC vers les Entrées des simulateurs de vol sur PC)

PWM

Comme la CC3D, la Revo dispose d’un port pour brancher 6 sorties PWM. Si vous avez besoin de plus de sortie, il faut utiliser le port Flexi-IO qui peut supporter jusqu’à 6 voix PWm supplémentaire.

Le port PWM peut également être configuré pour communiquer avec un des capteurs analogiques externes. ( anémomètres ou un gouverneur pour les hélicoptères.)

Flexi port

A venir

Port Principal

A venir

Sonar

A venir

Radio commande & Télémétrie

La Revolution pourra être piloté depuis une télécommande radio basé sur Android. Ci dessous un prototype qui combine des modems PipX et une Nexus 7 sur laquelle tourne l’appli AndroidGCS. Le premier PipX est branché en USB et récupère en entrée le signal PPM des sticks. Ce dernier tourne avec un firmware modifié qui renvoie les valeurs du signal PPM à la tablette qui les retransmet ensuite à un autre PipX

Plus d’informations sur ce topic

Démo de la télécommande RC sous Android

AndroidGCS Transmitter – Navigation Control Demo from James Cotton on Vimeo.

Android Tablet Transmitter – First Flight from James Cotton on Vimeo.

Vous connaissez sans doute Kickstarter célèbre pour avoir permis le financement  de projet comme la futur console Ouya grâce aux dons des internautes. Aujourd’hui, j’ai découvert un projet amusant puisqu’il combine un quadricoptère transformable en engin roulant.

On regrettera que les roues de l’engin ne puissent pas (encore?) remonter à la verticale pour encercler les hélices de manière à les protéger des chocs en cas de crash.

A noté que Warthox, un amateur éclairé à déjà combiné un voiture et un quadrcioptère bien plus véloce comme vous pourrez le voir dans les vidéos ci-dessous.

Vidéo Test de ce véhicule RC piloté par GPS

Reportage TF1 (JT du 3 juin 2012) sur les quadricoptères.

Dans la forêt des Landes, les pompiers chargés de lutter contre les incendies ont optés pour l’usage d’un quadricoptère pour surveiller les départs d’incendie.

Le drone des sapeurs-pompiers du 13 par sdis13TV

Cette CGS est multiplaforme (windows/linux/mac) et open source (voir le projet sur  code.google.com), elle offre les fonctionnalités suivantes:

- traçage et journalisation en temps réelle des données de vol provenant des instruments de télémétrie.
Visualisation des paramètres de l’autopilote et des sorties servo
Sauvergarde des logs de vol
Analyse des logs de télémétrie dans un logiciel dédié.

Réglage des paramètres en vol
Changement du gain et tuning des PID sans recompilation APM
Chanement des Waupoin en vol
Vu 2D et 3D
Support des écrans de petites résolution pour une utilisation sur Netbook

Avec mwi-gc, vous pouvez rendre cette CGS compatible avec n’importe quelle FC à base de Multiwii. Mwi-GC se charge de lire les  binaires Mwii  depuis le port série (bluetooth , ftdi ,XBee)  et de renvoyer des messages Mavlink.

Vous pouvez télécharger QGroundControl ici

Le GeeKopter est animé par la carte contrôleur  Naze32 (ou AFroFlight32, cf doc ici et Wiki ici).

Pour information, j’ai passé commande de la FC Naze 32 sur  le site Abusemark cela m’a couté 56,48 €  fdpi et la carte est arrivée en seulement 6 jours du Japon! Je vous  recommande donc ce site  pour son sérieux et sa rapidité d’expédition!

Avant de vous lancer dans les soudures et le câblage, vous pouvez tester la carte naze32 et ses capteurs (inclus: Accéléromètre, Baromètre, Magnétomètre) en suivant les étapes suivante:

- Installation du driver USB/Série
- Mise à jour du firmware
- Qualibration des capteurs
- Configuration de la carte en ligne de commande
- Utilisation des interfaces graphique (MultiWiiGUIconf et MW-Gui)

Une fois la carte contrôleur configurée, vous pouvez la monter sur votre frame.
J’ai fait le choix d’un châssis dont les bras avant son pliable pour faciliter le transport.
Les bras sont des barres d’alu carré ce qui présente d’être relativement léger et résistant au crash. (et si un bras est vraiment trop abîmé après une chute un tour chez Castorama suffira pour trouver de quoi en fabriquer un nouveau! )

Les éléments achetés en kit et à monter

Mise en place du contrôleur de vol

Vue de la frame assemblage terminé:

Les écrous papillons permettent de replier les bras pour le transport ou deux choisir deux positionnement différent une fois déployé.

Reste à placer tout l’électronique de propulsion! Suite au prochain épisode!

Moteurs: SunnySky 2212
Dimension : 28X24mm
Rating : 980kv
Batterie  Li-Poly 3S et 4S
Shaft : 8.0mm
Poid : 56gr (with Prop Adapter)
Consommation : 15-25A  intensité Max : 30A
Recommandation hélice :  10×4.5  en  3S (11.1V)    ou  8X4.5  en 4S (14.7V) :

Les batteries se connectent par le biais de connecteur de type HXT 4mm

D’autres détails sur le forum de Planète Robot et à travers les topics suivant sur le forum de GeekMag.fr:

- Choix des composants
- Assemblage et tests des composants
- Choisir sa Frame

Pour aller plus loin:

-Quadricoptere: fonctionnement, configuration et pilotage RC
- Lexique du modélisme
- Comparatif des comparateurs de vol
- Transformer votre quadricoptère en drone UAV à l’aide de GPS et sonar

La FC est en quelque sorte la carte “mère”, elle embarque l’électronique et le processeur nécessaire au contrôle des entrées (commande radio), et les sorties qui vont contrôler la partie puissance: variateur des moteurs brushless ou encore les servomoteurs. La flying card fait également office de centrale inertielle grâce à ses capteurs embarqués. Généralement par défaut on trouve sur la carte des accéléromètres et  gyroscopes  qui permettent  de calculer en temps réel les angles d’attitude (roulis, tangage, cap), le vecteur vitesse, ainsi que la position 3D instantanée à partir des mesures de ses capteurs. Cet ensemble permet de maintenir ou rétablir l’assiette du multicoptère, ce qui apporte une grande assistance au pilotage. En ajoutant des capteurs tel que: GPS, télémètre , sonar, baromètre, boussole, il devient possible de faire un drone évoluant de manière autonome.

Vous trouverez ci-dessous la liste des principales FC présente sur le marché. Certaine sont dite Plug & Fly, vous branchez et c’est prêt à voler sans effectuer de configuration compliqué. D’autres sont évolutives et permettent d’améliorer votre machine en faisant des ajouts hardware (capteurs) et des upgrades de firmware. D’autres sont réservés aux bricoleurs savant magner le fer à souder et ayant du temps et des compétences pour configurer la partie software.

Une solution clef en main peut atteindre plusieurs milliers d’euros tandis qu’un Do It Yourself (DiY) vous en coutera seulement quelques dizaines.

Open Pilot – Copter Control 3D (CC3D) Commercialisé à partir de fin octobre 2012 à 101€)

DJI Innovations

Wookong M

DJI NAZA (220€) et 370€ pour la version avec GPS et fonction RTH

Mikrokopter MK: NaviCtrl 2.0 (200€)

Rabbit Flight Controller

AfroFlight32 / Naze 32 (55€): tous les détails sur cette page

Free Flight FF

Zero UAV – YS-X6

Hoverflytech – HoverflyPRO (450$), on retrouve des quadricoptères équipés de cette carte sur robotshop.com tout monté à 8500$

Ardupilot Mega

Flyduino MEGA Flight Controller

Hobby King : HK KK

MultiWii

Il s’agit d’un projet Open Source dont le français Alex in Paris est à l’origine.
Si le nom de cette carte sonne comme celui de la console de Nintendo ce n’est pas un hasard.
En effet à l’origine c’était les capteurs contenu dans les manettes Wii Motion Plus et Wii Nunchuk qui était démontés pour être associé à une plateforme Arduino.
Aujourd’hui d’autres capteurs sont gérés comme le GPS. Plus d’infos sur le Site Officiel ou le Wiki FR.

FY-90Q

Bumblebee

APM 2.0

GAUI GU 344

Next Generation Multicopter – NG UAVP

Drotek IMU 10DOF – ITG3200 + BMA180 + HMC5883 + BMP085

QUADRINO – Ready-to-Fly Flight Controller – Arduino Compatible with 10-DOF IM

FlyWii32 qui fait tourner MWC-ng, un fork du projet MultiWii

thequadshot: Lisa/M v2.0 et Aspirin IMU V2.1 9DOM

The Paparazzi Project:  est un projet gratuit et open source (software + hardware) pour créer un système d’auto pilote

Vous souhaiter construire votre multicoptère (Quadri, Octo…), vous avez passé du temps sur les forums pour chercher conseil mais les réponses qui vous sont faite semble écrite en chinois tant le vocabulaire utilisé vous semble complexe?

Pas de soucis, vous trouverez ci dessous un lexique comprenant les définitions des principaux composant électronique ou matériel  servant à assembler votre drone.

Ce glossaire vous renverra également vers des liens avec des  explications plus détaillé sur certains éléments.

Flying Card (FC) ou contrôleur de vol:  c’est la carte « mère » qui à l’aide de ses capteurs office de centrale inertielle . Elle contrôle les entrées (commande radio/GPS) et les sorties puissance (vers moteurs) et cerveaux, plus d’expliquations sur cette page.  Le Flight Controller s’appuie sur un algorithme de calcul de vol (correcteur PID) qui délivre un signal de commande à partir de la différence entre la consigne et la mesure.

Le régulateur PID agit de 3 manières :

• action Proportionnelle : l’erreur est multipliée par un gain G
• action Intégrale : l’erreur est intégrée et divisée par un gain Ti
• action Dérivée : l’erreur est dérivée et multipliée par un gain Td

Moteurs BrushLess (BL) -> Moteur électrique sans balais

La batteries à base de Lithium:
Li-Ion -> des ions Li+ dans un électrolyte liquide (ce qui nécessite une enveloppe solide)
Li-Po -> polymère solide dans une enveloppe souple
LiCo: Co pour cobalt

Life (Lifepo4,  A123,  Lfp):  Le poids est plus important que les batteries présentés ci-dessus mais présente plusieurs avantages:
- durée de vie proche des 1000 cycles de charge
- taux de décharge constant entre 30C et 60C
- charge à 4C et plus (à condition de trouver un chargeur capable de sotir 20A ) => temps de charge réduit

Exemple LiFePo4: 4200 mAh / 13.2V 512g

Par ordre de rendement (en watts / kilo), on pourrait établir le classement suivant:
- le lithium cobalt (tension unitaire 3.7V )
- le lithium cobalt manganèse (tension unitaire 3.7V)
- le lithium manganèse (tension unitaire 3.6V)
- le lithium-fer-phospahte (qui peut être du Nanophosphate pour les A123 – tension unitaire 3.2V/3.3V)

Ah : ampère heure (symbole : Ah)
mAh: milli ampère pendant une heure

1 Ah = 1 000 mAh = 3 600 C

C: Coulomb est l’unité de charge électrique dans le système international (SI). Elle est utilisé pour exprimmer la capacité d’un accumulateur électrique (batterie)

Une batterie de capacité 2 Ah, pourrait délivrer 2 ampères pendant une heure, ou bien 1 ampères pendant deux heures, 500mA pendant 4 H ou encore 250 mA pendant 8 H ou 125 mA pendant 16 H

3s = 11,1 volts
4s = 14,4 vols

La  puissance s’exprime en watts (W), elle s’obtient en faisant la multiplication de la tension (U) par l’intensité (I):

P=UxI

Donc à puissance égale, plus le voltage (V) est important plus l’intensité est basse ce qui veut dire qu’à puissance égale, on consomme moins en 4s qu’en 3s.
Plus le nombre de mAh est élevé plus l’autonomie de la batterie est élevé mais en contre partie elle sera plus lourde et plus encombrante. Par conséquent plus le multicoptère consomme pour la transporter.

Il faut donc trouver le bon compromis entre 3s et 4s ce qui déterminera le choix du moteur (dont la tension de fonctionnement doit correspondre), la taille de la batterie et les hélices .

3S1P -> trois cellules LiPo en série. (3S1P / 3 Cell / 11.1v)
3S2P -> 2 groupes montés en parallèles de trois cellules Lipo en série.

Vous trouverez sur cette page un simulateur pour créer vos propre pack de batterie, en mettant en série ou parallèle les cellules.

BMS (Battery management system):  c’est un systeme pour équilibrer les accus lors de la charge d’une batterie mais également de détecter un élément dans l’ensemble du pack qui se decharge plus vite que les autres.

Pile à hydrogène: peut être une futur voix qui sera exploité dans le monde du modélisme dans quelques années

Frame: c’est le châssis qui supporte les différents composants, il peut comporter plus ou moins de bras, être pliable ou non.

Radio Commande (RC): une télécommande radio permet de piloter à distance grâce à deux éléments principaux
Emetteur TX – Transmitter
Récepteur RX – Receiver

Distribution de puissance: c’est un dispositif qui permet d’envoyer le courant fort de la batterie vers les éléments de puissances (moteurs et ESC)

Level: mode de pilotage stabilisé qui font appel aux capteurs du multirotors.
CareFree / Headfree: il s’agit d’un mode ou le cap est prise en compte par le multicoptère grâce à sa boussole embarqué, ce qui permet de faciliter le pilotage car il n’y a plus à se soucier du problème d’inversion de commande quand l’appareil revient face à la personne qui est aux commandes.

ComingHome
Position Hold

AWG: American Wire Gauge: une unité de mesure utilisée aux États-Unis entre autres, permettant de mesurer le diamètre d’un câble électrique.  Généralement on utilise du cable de la même section que celui de la batterie pour faire la distribution de puissance vers les variateurs et moteurs du multicoptère. (pour faire le calcul exact, se reporter à ce tableau)

PPM (Pulse Position Modulation)
CPPM Chaotic pulse position modulation : pour la radio, c’est un mode qui permet de passer le signal de plusieurs canaux dans un seul câble. Très utile pour les multirotors, ça libère des prises d’entrées qui peuvent ensuite être reconfigurées en sorties. (wiki openpilot : de 6 sorties: passage à 10/12 )
PWM: Pulse Width Modulation (Modulation de largeur d’impulsions (MLI)
PCM Pulse Code Modulation
ESC: Electronic Speed Controllers: c’est un variateur qui régule la puissance d’un moteur brushless suivant la consigne venant de la radio
RapidESCs sous Firmware Simonk: c’est un micrologiciel développé par Simon Kirby (dispo cette adresse https://github.com/sim-/tgy) qui permet de flasher les ECS et leur offrir des caractéristiques spécifique au quadricoptères. Compatibles avec les échanges > 400 hz

JR:  format de module radio encastrable dans les télécommandes

BEC = Battery Eliminator Circuit -> fourni le 5V pour le récepteur et les servos au lieu d’avoir une batterie séparée. C’est est un régulateur de tension qui te permet d’éliminer la batterie de réception. Ce qui permet de gagner en poids. Ca peut être un élément séparé ou intégré à l’ESC

UBEC / SBEC

FPV (first person view) -> vol en immersion

PID: boucle de régulation proportionnelle intégrale dérivée, régulation en boucle fermée

RSSI (Received Signal Strength Indication): c’est un outil de télémétrie qui permet de mesurer l’intensité du signal entre la télécommande et le drone, ce qui évite de se retrouver hors de porté de la radio.

TOS  signifie Taux d’Ondes Stationnaires

I2C  (Inter Integrated Circuit): c’est un bus qui permet de faire communiquer différents éléments. Généralement il est utilisé pour rajouter des capateurs (ex: sonar)à celui du Flight Controller.

Plug & Fly: terme utilisé pour qualifier le matériel qu’il suffit de brancher et ne nécessite pas de configuration ou qualibration compliqué pour offrir une stabilité et une qualité de vol satisfaisante.

PTZ: Pan /Tilt / Zoom
Pan= Rotation de la caméra autour de l’axe Z
Tilt= Rotation de la caméra autour de l’axe X,
Zoom: mouvement de la lentille motorisée le long de l’axe Y,
RTH: Return To Home -> ramène automatiquement le drone à sa position de départ
Fail-Safe:  En cas de perte de signal radio (batterie radio trop faible, modèle trop éloigné, interférences etc…) , le drone vient se repositionner automatiquement à son point de décollage.
ADC: Analog to Digital Converter
CW Clockwise: Sens de rotation horraire
CCW Counter-Clockwise: sens de rotation anti horaire

GWS, APC: marques/modèle d’hélice qui peuvent avoir deux ou trois pales

hover: vol stationnaire

PK: type de connecteurs électrique (voir ce tableau pour voir les puissances supportées)
XT60 : connecteur avec détrompeur

IMU Inertial Measurement Unit

Les acronymes désigant les objets volants de type Drone:
UAV: Unmanned Aerial Vehicle
QRO: Quad Rotor Observer

Il faut donc trouver le bon compromis entre 3s et 4s (ca depend du moteur), la taille de la batterie, les hélices qui vont bien !

- Gyromètre MEMS 3 axes (2000 degrées/secondes)

- Acceleromètre MEMS  3 axes (auto-level)

- Magnetomètre 3 axes

- Altimètre

Vous trouverez ci-dessous une présentation détaillée de ce flight controller ainsi qu’une traduction en français de la documentation officielle: naze32_rev1.pdf

- Présentation des caractéristiques de la Naze 32

- Installation du driver USB/Série

- Mise à jour du firmware

- Qualibration des capteurs

- Configuration de la carte en ligne de commande

- Utilisation des interfaces graphique (MultiWiiGUIconf et MW-Gui)

- Branchement et câblage : Récepteur PPM, module BT

- Historique des MAJ du baseflight

- Liens utile et forum

- Firmware alternatif

Naze32, présentation du flightcontroler: ses caractéristique et possibilités

La carte supporte différentes géométries de frame: Quad/Hexa/Tri/Bi/Y4/Y6/octo grâce à une gestion flexible des sorties moteurs.

La Naz32 offre une gestion native de nacelle stabilisé sur deux axes (tilt / roll camera gimbal)

De nombreuses paramètres sont gérés:

- Monitoring des tensions et alarmes sur niveau bas du voltage.

- Support jusqu’à 8 canaux RC en entrée.  (gestion des récepteurs standard et  CPPM)

Il est possible de rajouter des modules optionels:

- GPS (Nmea)

- Sonar

- Module Bluetooth

Cette carte est idéal pour concevoir de petits multi rotors volant en intérieur mais elle est aussi parfaitement adapté au multi de taille moyenne évoluant en extérieur.

La carte peut être réglé et configuré directement via son port USB intégré Onboard.

La Naze 32 est basé sur une architecture MultiWii et peut donc être configuré via les logiciels habituelement utilisé sur ce type de config via le firmware baseflight.

Il est également possible d’utiliser le firmware de la FreeFlight sur la Naze32 (adapaté pour les fonctions de voltige 3D: loop et auto stabilisation programmée)

Cette carte dispose de deux mode de vol:

- Stabilisé (Level): le multi revient à plat lorsque les manches sont à zéro

- Headfree: permet de contrôler le multi sans tenir compte de son cap (orientation )

Ces deux modes fonctionnent grâce aux capteurs embarqués: les gyromètres détectent des variations de vitesse angulaire sur 3 axes (roll/pitch/yaw) quand aux accéléromètres, ils captent les variations de vitesse linéaire ce qui permet à la centrale inertielle de déterminer la position du multirotor. Le magnétomètre joue le rôle de boussole permettant de connaitre la direction tandis que l’altimètre via son capteur de pression permet de déterminer l’altitude.

Le créateur de la carte alias Timecop est parti du hardware freeflight pour concevoir sa naze 32, ces deux cartes sont donc équivalente d’un point de vue technique.

D’un point de vue software, la Naze32 se rapproche également de la Rabbit de part le fait que le code MultiWii  à été porté sur l’architecture stm32.

Contrairement aux dev Rabbit qui garde leur code fermé, Timecop fait évoluer son projet Mwii adapté pour le stm32 en opensource.

En l’état actuel, la naze est Plug & Fly sur la configuration type suivante: QuadX avec une envirgure de moteur à moteur de 450 équipé avec des hélices 8″ ou 10″ , esc flashés Simonk et avec un récepteur  RX de type PPM sommé (de marque Frsky ou Spektrum.) Bien entendu la carte fonctionne parfaitement avec d’autres type de configurations mais cela nécessite de faire des réglages via la CLI. (plus d’infos dans la section branchement / configuration)

Vous pourrez configurer le tout via une interface graphique (mwiiconfdev ou wingui) qui permet d’étalonner les capteurs et régler les PID.

La carte est livré out of box avec les pins à souder comme sur la photo ci-dessous

Installation du driver USB to UART

Ce driver permet de faire la liaison entre l’USB de l’ordinateur et le port série de la carte via UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) Cliquez sur ce lien > onglet Tools > pour télécharger le driver CP210x VCP Win XP S2K3 Vista 7 (compatible Windows 8 )

Pensez à redémarrer le PC pour que le driver soit pris en compte.

Mise à jour du firmware de la carte

1. Télécharger Flash Loader Demonstrator et la dernière version du firmware baseflight  depuis l’adresse

http://code.google.com/p/afrodevices/downloads/list

2. Brancher l’USB ou l’alimentation électrique

3. Ouvrez la console CLI (via le port série à  115200 , 8n1.), tapez  ‘R’ (en majuscule). Les trois LED doivent s’allumer.

4.  Lancez Flash Loader, choisissez le port USB / COM correspondant à votre carte. Une fois dans l’assistant cliquez sur suivant sans changer les paramètres jusqu’à arriver sur l’étape ‘Erase/Download/Upload’.

5. Cochez ‘Download  to Device’ puis sélectionnez le firmware baseflight (fichier hex). Si besoin cocher Global Erase pour effacer tous les paramètres précédent. (certains nouveaux firmware écrase directement la configuration. Il est coneillé de sauvergarder les PID et autres avant de lancer le flash de la carte. Cliquez sur suivant, une barre de status indique l’avancement envoie du fichier, vérif, écriture…

6. Une fois terminé, débrancher/rebrancher l’USB.

Si vous échouez lors du flashage de la carte ou l’envoie de la commande R pour entrer en mode bootloader ou le Flas Loader ne détecte pas votre carte utilisez la méthode alternative:

1. Faire un pont temporairement sur les contacts bootloader (5) à l’arrière de la carte.

2. Brancher l’ USB ou l’alimentation électrique.

3. Reprenez les étapes de  4 à 6.

Si avec les deux méthodes précédentes cela n’a pas fonctionné, il vous reste encore la possibilité d’utiliser le script suivant:

http://code.google.com/p/afrodevices/source/browse/trunk/baseflight/support/flash.bat

Configuration de la carte et étalonnage des capteurs

La carte fonctionne avec un firmware qui est un portage de MultiWii (Open Source), vous pouvez donc utilisez tous les logiciels gérant cette plateforme.

- MultiWiiGUIconf (nécessite que Java soit installé) pour le réglage des PID, vous pouvez utiliser ce référentiel de configuration.

- MW-Gui: il s’agit d’une interface graphique compatible avec tous les multicoptère MultiWii. Une fois installé, vous aurez accès à une Ground Control Station (GCS) complète qui affichera toutes les informations relative à la carte, ses capteurs, la partie radio commande RX et la gestion des moteurs.

Ci dessous un vidéo tutorial expliquant l’interface de MultiWiiGUI Conf et le qualibrage des capteurs

Il existe d’autres GUI et GCS utilisable comme QGround Control (viaMawi-GC) ou encore des applications mobile tel que Naze32 / mwii BT Configurator.

Traduction de la documentation naze32_rev1.pdf en Français (FR)

Le Mini FunFly Fligh Controller Naze32 peut être configuré par Interface de ligne de commande (CLI Command-line interface)

Télécharger un terminal qui va permettre de vous connecter au port console série RS232 de la carte, exemple Putty ou Hercules

Connecter votre carte en USB dans Putty sélectionnez:

interface série, entrer le port Com utilisé régler la vitesse à 115200 baud (8 parité / 1 bit stop)

pour entrer en CLI, taper #

Le message suivant va s’afficher,

Entering CLI Mode, type ‘exit’ to return, or ‘help’ (Vous entrer en mode ligne de commande, taper ‘exit’ pour revenir ou help (aide).

La ligne de commande est interractive, et la plus part des commandes passées affiche un retour d’état.

Commandes disponible:

help affiche la liste des commandes avec une description de chaune d’elles

defaults ré-initialise les paramètres par défaut et reboot

feature active/désactive ou liste les fonctionnalités (tel que l’entrée CPPM input, GPS, etc)

map configure les cannaux RC pour les récepteurs CPPM et classique

mixer régler ou afficher la configuration du multi rotor (exemple: Quad / Hexa/ etc)

set liste des nombreux réglages disponible

status affiche la liste des états système (voltage, temps d’allumage, capterus activés, etc)

version affiche la version du firmware et la date / heure de la build

save/exit sauvegarde des paramètres et redémarrage

ATTENTION: tout changement: des réglages ne ligne de commandes en particulier ceux relatif aux sorties moteurs (valeur throttle…) sont acceptées en temps réel. Il peut en résulter un démarrrage des moteurs sans avertissement. Toujours déconnecter les accessoires (hélices/moteurs) ou alimenter simplement la carte en USB (retirer les batteries.)

Quelques exemples:

Pour activer le récepteur CPPM receiver, activer les fonctions PPM:

# feature ppm

# save

Pour désactiver la surveillance de la tension (voltage) de la batterie, désactiver la fonction VBAT:

# feature -vbat

# save

Pour activer la stabilisation de la nacelle et changer la configuration du mixer en Quad-Plus:

# mixer quadp

# feature servo_tilt

# save

Pour configurer le récepteur CPPM pour changer l’ordre des canaux EATR et intervertir AUX1/2:

# map EATR2134

#save

Les réglages sont appliqués en temsp réel Settings are applied real-time, cependant ils ne sont pas mémorisés tant que la commande save n’a pas été envoyé.

Branchement de la carte

[1] ESC / Servo

6 moteurs ou 4 moteurrs et jusqu’à 2 servos peuvent être connectés ici. Les broches au centre véhiculent le signal.

Les suivantes pour le 5V, et enfin la terre/neutre (Ground/GND).

ATTENTION: Un branchement incorrect ou inversé de ces connecteurs peut détruire instantanément le matériel.

[2] Entrée Radio Commande (RC) / Sortie Servo (CPPM / PWM) / connecteur GPS

Avec le connecteur vue de face, les broches sont utilisées comme suit:

La broche sans marquage (en haut à gauche) est la terre, la pin marqué d’un point correspond au 5V.

Le reste correspond au signal RC pour le CPPM (Voix 1) ou les cannaux 1 à 8.

Des câbles mâle / mâle standard peuvent être utiliser pour connecter un récepteur CPPM.

Les connecteurs individuel sont utilisés sur les broches ‘signal’ pour chaque voix PWM supplémentaire.

Dans le mdoe d’entrée CPPM, les voix 3 et 4 peuvent être utilisées pour la connexion du GPS (3.3V -> (3:TX, 4:RX)

et les voix 5 à 8 peuvent être utilisés pour les sorties moteurs.

[3] Buzzer 5V Buzzer, connectez le ici, le marquage + et – est indiqué et doit être respecté

[4] Contrôle de la tension de la batterie

Cette option permet de brancher les pôles + et – de la batterie pour effectuer le monitoring du voltage.

Le nombre de cellule de la batterie est automatiquement détecté et l’avertissement du seuil de tension peut être configuré.

Pourles LiPo, la surveillance est supporté jusqu’à 6S.

Le buzzer s’activera quand la tension chutera au niveau du seuil défini dans les réglages pour chaque cellule.

[8] Port série: Télémetrie / Bluetooth / XBee

Les connecteurs RX et TX du convertisseur USB / Série sont disponible ici. Il peut être utilisé pour connecter des modules Bluetooth / XBee / etc pour modifier les réglages sans connecter l’USB. Ne peut être utilisé simultanément avec la prise USB.

[5] pastille du Bootloaders

Dans le cas ou la mise à jour automatique du firmware échoue, faire un pont entre les deux pastilles puis connectez l’USB.

L’utilitaire de MAJ du microgiciel Firmware peut être utilisé pour reflasher la carte.

[6] Connecteur Cortex pour déboguer

10 pin 0.05” le connecteur pour le debug est connecté au port ‘SWD’ du STM32.

La broche 1 est en bas à gauche.

[7] Connecteur I2C

SDA et SCL depuis le capteur du bus I2C sont connectés ici. A Utiliser pour le debugging.

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MAJ Firmware baseflight:

- 3 mai 2012:  le baseflight 20120503 est dispo: correction d’un bug qui empêchait le démarrage des moteurs quand un récepteur spektrum était branché en entrée.

- 1 Mai 2012:  Afro32 CLI version 2.0:  correction autolevel (reduction influence acc , filtre acc) dans le CLI set acc_lpf_factor=100, then adjust level PIDs to for example P=7, I=0.01, D=20

Available commands:

defaults reset to defaults and reboot

exit

feature list or -val or val

help

map mapping of rc channel order

mixer mixer name or list

save save and reboot

set name=value or blank for list

status show system status

version

- 30 mars 2012: corrections de bugs, compatibilité avec MultiWii 2.0, moteur/servo pwm période configurable par CLI, support GPS / spektrum satellite.

- 19 mars 2012: améliorations CLI (Beaucoup plus de paramètres configurables en ligne de commandes. Voir ‘help’, ‘set’, ‘mixer’, ‘feature’ pour voir les détails. PWM est paramétré par défaut, activer CPPM avec ‘feature ppm’.

Les quadricoptères sont des engins fascinant  et il est relativement facile de s’en construire de très performant.

Tout ce dont vous avez besoin, ce sont quelques pièces (moteurs brushless + variateurs / contrôleur de vitesse ESC, batteries Li-Po, châssis, la partie radio TX/RX) et enfin une carte contrôleur dont l’électronique va gérer la vitesses des moteurs. Il en existe différentes type sur le marché:

- HobbyKing Quadcopter Control Board
- OpenPilot / Copter Control (Open Source)
- ArduPilot / Flyduino / ArduCopter (Open Source)
- Arduino Pro + MultiWii ou FCWII
-UAVP: (Universal Aerial Video Plateform) (Open Source)
- MK Flight-Ctrl
- kk Multicopter
- AQ50D / Free Flight FF

Avant de vous lancer dans la réalisation de votre projet, il est intéressent de connaitre le principe de fonctionnement d’un quadricoptère mais aussi d’avoir quelques notions rudimentaires d’aéronautique.

Vous trouverez à la suite 4 chapitres pour vous aider à bien débuter dans le monde du modélisme RC et des multicoptères.:

- vocabulaire: quelques mots à connaitre Tanguage, Roulis, Lacet
- configurer votre Radio Commande (RC Mode 1 vs Mode 2)
- Configurer votre quad: attitude mode et rate mode.
- un multi rotors : comment ça marche?

Lexique du modélisme adapté au monde des multicoptères (quad, hexa…):

Vous trouverez ci-dessous un petit glossaire avec des définitions des mots fréquemment employés pour désigner les  principaux composants utilisés dans l’aéromodélisme.

Tangage (Pitch): permet d’avancer ou reculer en inclinant respectivement vers l’avant ou l’arrière le quad autour d’un axe imaginaire traversant le quad dans un plan horizontal et perpendiculaire à l’axe de vol (gauche droite)

Roulis  (Roll): permet d’effectuer un virage vers la droite ou la gauche en effectuant une rotation au tour de l’axe de roulis traversant le quad dans son axe de vol.

Lacet (Yaw) :  permet d’orienter horizontalement l’appareil qui pivote sur lui même suivant son axe de lacet dans un sens ou dans l’autre en faisant appel au dispositif Anti-couple.

Throttle : c’est la manette des gaz, elle permet de monter ou descendre en faisant travailler tous les moteurs ensemble.

Choisir le mode de configuration de votre Radio Commande:

Sur la plus part des TX, il est possible de choisir la répartition des commandes (YAW, Roll, Pitch) sur les sticks de droite et de gauche. Il existe en tout 4 modes, les plus utilisés sont le 1 et le2.
Pour le pilotage de quadricoptère, le mode 2 est le plus adapté car toute l’assiette est contrôlée par un même manche (ce qui se rapproche le plus d’un vrai hélico )

Schéma décrivant les 4 modes de RC pour hélico et multicoptère.

Quelle différence entre le rate mode et attitude mode?

Rate mode: dans cette configuration  seul les gyroscopes entrent en jeux dans la stabilisation du quad. Concrètement, si le manche de la machine est lâchée, cette dernière continue à évoluer selon l’inclinaison qu’elle avait au moment du lâché du manche. C’est le comportement le plus proche de l’hélico à pas collectif (model réduit ou réel). Sur un quad, il n’y a pas de pas collectif et c’est la commande de gaz qui fait office de. (cf explication du fonctionnement plus bas.)

Attitude mode: ici la stabilisation est géré à la fois par les gyroscopes et les accéléromètres . En lâchant le manche, le quad se stabilise horizontalement et ne dérive pas (à condition bien que l’appareil et la télécommande soit bien étalonnée). Ce mode reproduit le comportement type d’un hélicoptère model réduit à bi rotor coaxiale. Ici, la commande des gaz permet de monter et descendre.

Un multirotors : comment ça marche?

En tournant, les hélices de votre quadricoptère créent une force de sustentation qui lui permet de décoller puis de volé.
Mais sur un aéronef à multi rotors, en l’absence de gouvernes aérodynamiques comme les ailerons ou dérive/profondeur d’un avion, vous vous demandez sans doute comment l’engin arrive à pivoter sur ses 3 axes X, Y et Z (tangage, roulis et lacet) ?

En fait, c’est relativement simple, il suffit de faire varier la vitesses des hélices de manière synchronisé ou non celons les mouvements et l’orientation de l’engin souhaité.

En effet, sur un quadricoptère nous avons deux groupes d’hélices travaillant comme suit:

- 2 hélices fixées sur des bras opposées tournent dans le sens horaire et les 2 autres dans le sens antihoraire. Cela permet d’annuler le couple induit par l’effort de chaque moteur pour faire tourner ses hélices.

En poussant à fond tous les moteurs à fond de manière synchro. Le quadri monte.

Il suffit de donner un inclinaison du quadri vers l’avant pour le faire avancer… Pour ce faire un couple de moteur va tourner plus vite que l’autre duo.

et même principe pour entamer une translation latérale.  (inclinaison sur la droite ou la gauche pour aller dans la direction correspondante).

Pour le lacet, la technique ce complique pour arriver à faire pivoter le quadri sur son axe vertical Z et maintenir son assiette à l’horizontal.

Prenons l’exemple d’un un hélico, le couple induit par le moteur qui fait tourner le rotor principal est annulé par la petite hélice verticale sur la queue de l’hélico. C’est ce qu’on appel  … l’anti-couple, c’est grâce à cela que l’hélico ne part pas comme une toupie. Il suffit de diminuer la force de l’anti couple pour faire tourner l’hélico sur lui même.

Pour faire pivoter le quadricoptère sur son axe de lacet (yaw), c’est le même principe, en faisant tourner légèrement plus vite les 2 moteurs tournant dans le même sens (flèches 1 et 3 ci dessous) et un poil moins vite les 2 autres (flèches 2 et 4). Pour plus de détails techniques, vous pouvez vous référer à cette page.

L’un des plus intéressante est de transformer votre appareil radio commandé en vrai petit drone capable d’évoluer de manière autonome. Pour cela il existe deux possibilités:

- Suivi automatique
- Vol prédéterminé en fonction de la postions GPS de POI

Le suivi automatique marche selon un principe très simple, le sujet à suivre s’équipe d’un module FollowMe qui prend la forme d’un GPS capable d’émettre sa position, puis le drone capte le signal de cette balise mouvante qu’il n’a plus qu’à suivre.  (un peut à la façon du système de balise Argos)

Concrètement, cela permet de réaliser des prises de vue mémorable! Imaginez vous en wakeboard entrain d’évoluer sur l’eau, votre drone vous suivant tel un chien en laisse,  son objectif braqué sur vous immortalisant le moindre de vos tricks!

Envie de voir ce que cela peut donner, jeter un oeil à la vidéo ci-dessous!

MikroKopter – FollowMe on the Wakeboard

Une autre fonctionnalité intéressante est le vol autonome d’un quadricoptere  en fonction de positions pré-déterminées. Il est ainsi possible de programmer un Aérodyne pour qu’il se déplace seul en direction de POI (Point of interrest) dont vous aurez déterminé la position GPS à l’avance. Votre petit aéronef sera ensuite capable d’aller ce placer seul à la position et l’altitude voulu mais aussi et surtout pointer l’objectif de votre appareil dans la bonne direction mais aussi avec la bonne inclinaison (grâce à une nacelle motorisé sur tous les axes pitch / roll/ yaw)

Plus de détails dans la vidéo ci-dessous

Si vous souhaites vous lancez dans l’aventure de la conception de votre propre drone, vous pouvez  vous tourner vers les cartes KK (Kaptein KUK), Arducopter (projet Open Source basé su Arduino) ou encore l’électronique CopterControl  / Revolution découlant du projet OpenPilot présenté ici. Il ne s’agit pas de solution clef en main mais cela permet pour un budget très serré de réaliser des quad ou hexa copter très performant et évolutif!

Il y a quelques temps, j’ai déjà évoqué sur GeekMag les quadricopters, ses fameux mini hélicoptères radiocommandés mu par des moteurs brushless et dotés de quatres rotors assurant un vol ultra stable (ct cet article sur les prises de vues aérienne).

Il existe déjà sur le marché de nombreux modèles dont le tarif varie de quelques centaines d’euros à plusieurs milliers. Il existe par exemple le Parrot ar drone et ses fonctions de réalité augmenté via l’iPhone (compter 300€) ou encore le FlyingLift capable d’embarquer un camescope (prévoir un budget de 10.000€)

Si vous trouviez ses appareils intéressent, vous allez être vraiment impressionné par le Quadrator mise au point par l’université de Penn et le GRASP Lab (General Robotics, Automation, Sensing & Perception). Cette machine fonctionne à l’aide du système système d’exploitation open-source ROS dédié à la robotique (initialement mise au point pour le robot PR2).

Le Quadrator est un drone qui peut:

- évoluer dans des conditions difficile en se faufilant par exemple à travers une fenêtre peut large
- effectuer de la vidéo surveillance
- soulever des charges lourdes en unissant les ressources d’un essaim de drones synchronisés

Vidéo de démonstration après le saut!

Le Quadrator un appareil autonome vif voir totalement agressif

Quelques maoeuvres encore plus impressionante!

Soulèvement de charge de manière co-opérative

En mode drone de vidéo surveillance

Source Daniel Mellinger via RobotImpact.com

Vous avez toujours rêvé de disposer de votre drone personnel capable de filmer ou photographier depuis les airs et bien c’est aujourd’hui possible avec le Mikrokopter Quadrocopter de NicoletoMK. Il s’agit d’un hélicoptère radiocommandé doté de quatre rotor lui assurant une stabilité exemplaire en vol. Le Quadrokopter est capable d’emporter une charge de 500g en vol et dispose d’un rack pouvant accueillir un APN ou un caméscope. La qualité des prises de vues est assurée grâce a gyroscope et deux cerveaux moteur qui permettent de maintenir l’objectif à l’horizontal  quelque soit l’assiette de l’appareil. Le quadocopter peut être piloté manuellement mais dispose également d’un programme de vol automatique. Ce modèle RC mesure environ 60 cm pour 1,8Kg en charge et il est en fabriqué en fibre de carbone. De plus les bar de LED sont du plus bel effet sur le dessous de ce mini drone espion parfait pour espionner les voisines.

(plus d’informations sur les helicam sur le forum)

Le NicoletoMK a de quoi faire rêver tous les fans de RC, PicooZ et autre Parrot AR.Drone.

Une démonstration en allemand de ce superbe engin!

Via Slashgear.com

Pour les amateurs de véhicules radio commandés, il existe également le RCV Kit (détails ici) qui permet comprend une caméra monté sur 2 axes qui retransmet les images du véhciule vers les lunettes LCD du pilote. Le système est doté d’un gyroscope détectant les mouvements de tête et faisant reproduire le l’orientation à la cam embarqué.

Vous trouverez ci-dessous quelques vidéo d’exemple de cette cam embarqué.

J’invite les amateurs de modélisme et de bidouillage D.I.Y à découvrir le projet A.T.P (Aéro-TéléPrésence ) qui montre comment mettre au point un avion sans pilote RC assisté par ordinateur à l’aide d’un GPS.