Bonjour,
Alors tout d'abord je présente mon projet: j'aimerais créer un drone, un quadricopter plus précisément, de A à Z. Je suis un novice dans l'aeromodelisme, et ce que je recherche avant tout dans cette réalisation c'est comprendre les processus de conception, de pouvoir programmer moi-même les systèmes d'asservissement, de m'occuper de la gestion de données fournies par les différents capteurs. J'ai fait différentes recherches, et au niveau hardware je suis au point, pour les capteurs j'ai accéléromètre 3 axes, gyromètre 3 axes et boussole 3 axes. Quand à la carte contrôleur, j'ai choisir une arduino uno, avec module xbee pour la communication.
Cependant, je suis totalement inculte en matière d'automatique: tout ce qui est équations différentielles, transformée de Laplace, fonction de transfert m'est presque inconnu. Et pour la gestion des capteurs c'est la même chose... J'aimerais donc que vous me guidiez un peu, me disiez quelle connaissances je dois acquérir afin de mener à bien ce projet.
Merci d'avance pour vos réponses, Spirine
La programmation du drone n'est pas unr chose facile, et souvent il vaut mieux se tourner vers un programme déjà écrit (je pense notamment au projet multiwii). Pour en avoir fait un il y a peu de temps, c'est accessible à presque tout le monde moyennant quelques recherches. Mais selon moi, acheter tous les composants séparés (je veux dire par là les différents capteurs non montés) va pas mal te bloquer.
Pour ce qui est de la commande, je ne pense pas non plus que le module xbee soit le plus adapté, maiz c'est juste mon opinion. C'est peut être possible, mais vraiment pas facile ...
À ce que tu as déjà, il faudra aussi que tu ajoutes les variateurs de vitesse, qui eux aussi doivent souvent être reprogrammés (oou déjà adapté à l'usage drone).
Une dernière info : la carte multiwii se programme avec l'ide arduino, et est en fait un arduino avec les capteurs montés dessus. Tu gagneras également en masse !
Si toutefois tu choisis de continuer dans ta démarche (très intéressante aussi), n'hésite pas a partager sur le forum. Ça m'intéresse pas mal !
Oui j'ai déjà regardé, ainsi qu'arducopter, aeroquad et d'autres, ces projets sont très bien faits mais seulement je m'intéresse à la programmation du drone, donc au mieux je m'en inspirerai seulement!
Justement, j'ai trouvé les trois capteurs dans un petit CI de chez sparkfun, et je communiquerai en I²C avec mon Arduino!
Donc selon toi qu'est-ce qui serait le plus adapté ? Et vis-à-vis de quoi penses-tu qu'un module xbee n'est pas adapté ?
Pour ce qui est des ESC, moteurs, batterie, carte de distribution et châssis j'ai déjà fait tous mes choix! Et le mieux c'est que les esc, des turnigy multistar, n'ont pas besoin d'être flashes normalement!
Étant donné qu'une Arduino Uno pèse 25g, et le CI avec les capteurs doit faire tout au plus 5g, on peut négliger ces 30g non?
Aucun problème, j'espère pouvoir aider d'autres personnes dans la même situation que moi, car quand on comme à se pencher sur le sujet on de rend tout de suite compte que c'est très compliqué et technique...
Tu dis avoir fait un drone il y a quelques temps, tu pourrais détailler s'il te plaît ? C'est bien un multiwii? Et quel matériel as tu choisi? À combien cela t'est-il revenu?
Tout d'abord si j'ai bien compris tu n'as jamais fait de modélisme et donc jamais piloter un aéromodèle (avion, hélicoptère ou multirotor), as tu déjà piloter en grandeur ? ou as tu des bases aéronautique ?
Une des notions extrêmement importante avant même la conception de la carte électronique est le pilotage en lui même, un multirotor (oui un multirotor et non un drone car l'on se trouve dans le domaine civil et que le second est mal vu....) tel que tu le conçois n'est pas un jouet et n'as pas cette vocation ainsi ce n'est pas du tout le même pilotage qu'un ar.drone ou d'autre vendu dans les magasins de jouet..... Le pilotage est autrement plus complexe. De plus tu veux développer ta propre carte donc il arrivera un moment où tu devras le piloter pour le tester sans aucune aide au pilotage et là ça peut vite devenir dangereux si tu n'as jamais vu comment ça réagissait...... Autre chose les hélices sont très dangereuses et peuvent facilement t'entailler profondément donc il faut bien respecter des notions de sécurité élémentaire.
Je ne peux que te conseiller de partir dans un premier temps sur une arduino avec les capteurs en adéquation avec multiwii pour pouvoir apprendre à piloter et surtout comprendre le vol en lui même... Même si tu es capable de l'expliquer physiquement tu vas forcement avoir besoin de piloter.... En ce qui concerne la transmission des ordres je ne connais pas la vitesse de transmission des ordres du Xbee mais tu as besoin d'une grande fluidité car même si tu ne t'en aperçoit pas tu as besoin d'une réaction immédiate aux commandes même pour un simple stationnaire !
Maintenant pour la sécurité il ne faut surtout pas voler en agglomération ou à proximité de personnes (surtout pas dans les parcs !!!). De même lors de tes tests au début ne prévoit pas une grande autonomie (si il doit partir tout seul il ira moins loin...) et enfin vole dans un endroit où l'espace ne manque pas ( pas juste 100m²....) et évite l'intérieur ! Et je ne peux que te conseiller de te rapprocher d'un club d'aéromodélisme dans ta région pour apprendre les bases et éviter de casser pour rien au début.
Bonjour Bastien,
Non je n'ai jamais fait de modélisme, sauf piloter un jour un AR. Drone... Et même là je me suis rendu compte de la difficulté de pilotage !
Pour la sécurité j'avoue que je n'avait pas trop approfondi cette question, j'ai surtout pensé à la phase de fabrication du quadricopter et la programmation... Pour le début en tout cas, pour l'équilibrage, je compte faire un banc de tests, qui pourra par exemple verrouiller l'appareil en altitude, etc... Mais c'est vrai qu'il y aura bien un moment où il faudra tester "en vrai"...
Sinon j'avais pensé à investir dans un vrai quadricopter, fiable, est-ce que tu aurais une recommandation, pour un pas trop cher et bien pour débuter ?
Pour les modules xbee on tourne à 250kbit/s, je pense que c'est suffisant, non ?
Au niveau du cadre pour débuter, je vis à la campagne et ai deux hectares pour m'entraîner, je pense que c'est suffisant, et assez sécurisé !
juste comme ça, je viens amener mon petit grain de sel, avec une question qui me vient là comme ça (oui ça arrive )
est-ce que c'est pas plus simple pour un débutant de commencer par un multi-rotor à 3 hélices? la question vaut pour moi, mais je vois que Spirine est un peu dans mon cas, à savoir il veut faire tout de A à Z, pour réaliser lui-même (et donc pas flasher une carte hk), et j'avais pensé (à tort?) que les asservissements sont plus simples avec seulement 3 rotors...
bref je pense que vous avez saisi ma question, à vous les studios!
Inculte en automatique? C'est quasi impossible alors.. . Il faut un très bon asservissement pour qu'il ne se casse pas la gueule et c'est pas facile. Déjà rien que pour avoir des mesures fiables au niveau de la station gyroscopique il te faudra implémenter un algo assez puissant (genre un filtre de kalman) donc à moins d'aimer faire des maths, cette partie toute seule te prendra énormément de temps à réaliser et à déboguer.
Je ne parle même pas de la mécanique (ce n'est pas mon domaine en tout cas).
Je pense que c'est mieux de partir d'une structure déjà faite et toute prête et se lancer dans la programmation en s'inspirant très fortement d'un code déjà réalisé. Une fois un premier drone réaliser (chose assez compliquée déjà) la voie sera un peu plus simple pour faire un drone 50 ou 70% maison...
Oui bonne question, qui me fait un peu douter, et dont la réponse pourrait bien m'intéresser... 😉 en tout cas, que l'asservissement soit plus simple ou non, les châssis sont plus compliqués à trouver, mais on peut toujours les fabriquer, on a une plus grande autonomie, pas besoin d'acheter un trio moteur/esc/hélice, mais en contrepartie il faut investir dans un servo il me semble... Après tout est question de compromis!
@achrafitou:
Ça tombe bien j'adore les maths ! mais après je ne sais pas si ça sera suffisant pour aboutir... J'ai déjà prévu en tout cas de tout d'abord acheter les capteurs, puis de m'occuper du contrôle des moteurs, ensuite mettre les deux en commun avec l'asservissement, et enfin tester en vol. Comme ça, je passerai le temps nécessaire sur chacune des principales parties, essaierai de la maitriser le mieux possible avant de passer à la suivante!
Pour le filtre de kalman je me suis déjà un peu documenté, et effectivement ça a bien l'air d'être compliqué oui!
Pour la mécanique je pense que ce ne sera pas le plus compliqué, peut-être même le plus simple - peut-être que je me trompe totalement... - car je ne manipulerai pas les équations par exemple de la force en poussée des hélices en fonction de leur vitesse de rotation, je pense faire un asservissement PID en m'aidant de la méthode de Ziegler-Nichols, et il me semble qu'aucune modélisation de système n'est requise...
Oui je compte bien m'inspirer de projets déjà existants, comme Arducopter, Ardupilot, Multiwii, et autres!
j'avais pensé (à tort?) que les asservissements sont plus simples avec seulement 3 rotors...
Le problème du tri-rotors, c'est que le contrôle sur chaque axe dépend des 3 hélices. A 4 hélices, on a plein de contrôles indépendants : le pitch se fait en appliquant une différence entre l'avant et l'arrière, le roll c'est une différence entre la droite et la gauche, et le yaw consiste à ralentir 2 hélices diamétralement opposées et accélérer les deux autres (pour maintenir l'altitude), l'astuce résidant dans le fait que toutes les hélices ne tournent pas dans le même sens. A trois hélices, le contrôle en yaw est plus complexe. C'est pas pour rien que 4 modèles d'AR.drone plus tard on est toujours sur du quadri-rotor (et, pour les puristes, Parrot fait effectivement des drones, puisqu'ils peuvent être autonomes en vol. Cela dit, la législation française restreint leurs cas d'usage à l'aéromodélisme amateur dans l'espace aérien Français)
Pour faire de l'aéromodélisme, je te conseille un truc, apprend a piloté un hélico! C'est compliqué pour éviter de le faire se planter mais sinon tu aura pas mal de problème, c’est pas marrent de détruire un truc ou tu y a passé des heure entierre!!!
J'avais pas compris que tu voulais faire un drone de A a Z dans ton post de la partie mathématique^^ franchement si tu veux faire l’asservissement de la vitesse des moteur ont peu t'expliquer,
Mais la fusion de données gyro, accéléromètre, compas avec un filtre de Kalman, c'est pas la peine je peux rien pour toi^^ il faut avoir le système a cote de soit pour faire quelque chose les filtres de Kalman sont enseigner en 4eme années d’école d’ingénieur spécialisée en automatique et en 5eme année, voir pas du tout dans les école plus générale d’électronique informatique. Donc franchement va falloir faire avec une carte tout faite cette partie c'est vraiment hors de portée pour un mec qui n'a pas les bases dans la discipline (c'est pas pour te casser que je dis ca hein, c'est juste pour te montrer que c'est vraiment pas a la porté de tout le monde)
Mais pour l’asservissement des moteurs ça c'est réalisable on peu t'aider, meme pour la commande du drone
Mais réaliser une centrale inertielle pour drone par l’intermédiaire d'un forum c'est mort
Ha je voulais séparer mon problème en plusieurs sujets afin de mieux cibler! Et pour éviter de faire un topic énorme!
J'ai bien vu que l'asservissement était d'un autre niveau que le traitement des capteurs!
Oui je comprends bien que tu ne veux pas me casser, d'ailleurs ça me permet de mieux fixer les difficultés de cette réalisation, ce que je pourrai faire ou non, etc... Donc pour Kalman, c'est mort!
Ha c'est marrant que tu me parles de ce site là Rémi, c'est le premier que j'ai trouvé, la première fois que j'ai réalisé que c'était possible de fabriquer son propre quadricopter !
C'est un peu ce qui m'a influencé, j'avais au départ prévu de prendre les mêmes moteurs, qui ne sont plus trouvables maintenant je crois... Malgré tout, je garde la même configuration, en X, avec des bras de 30cm en aluminium, enfin c'est un peu comme si je gardais le même plan ! Et pour ce qui est des variateurs, moteurs, batteries, le problème de ce site c'est qu'il a deux ans, et depuis les références ont changé, ne sont peut-être plus trouvables, ou alors ne sont plus du tout d'actualité ! Mais je conseille ce site pour voir un peu à quoi ça ressemble de créer un quadricopter !
Edit:
J'ai trouvé un excellent article présentant une alternative plus récente, par la même moins connue, au filtre de Kalman: celui de Madgwicks, basé sur les quaternions. L'article évoque des gains en précision, ainsi qu'un nombre d'opérations moindre. Je l'ai implémenté sur ma uno, et les résultats sont assez satisfaisant: plus de 350Hz!
Oui je me suis tourné vers des turnigy d28-30, il me semble qu'ils sont similaires à peu près, tu connais ?
Justement en parlant de ça, est-ce que tu aurais un exemple de petit quadricopter pas trop cher pour m'entraîner ?
- Edité par Spirine 25 juin 2014 à 18:37:37
Fabrication d'un quadricopter
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oui. non. enfin je regarde et je te dis.