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Comment fabriquer un drone – Leçon 1 : Terminologie
Comment fabriquer un drone – Leçon 2 : Le châssis
Comment fabriquer un drone – Leçon 3 : Choisir les bons moteur/ hélice/ ESC/ batterie
Comment fabriquer un drone – Leçon 4 : Choisissez un contrôleur de vol
Comment fabriquer un drone – Leçon 5 : Assemblage
Comment fabriquer un drone – Leçon 6 : Faites tout travailler ensemble
Comment fabriquer un drone – Leçon 7 : Vol en immersion (FPV) et longue distance
Comment fabriquer un drone – Leçon 8 : Avions

À présent que vous avez choisi ou conçu un châssis UAV, et choisi les moteurs, hélices, ESC et batteries appropriés, vous pouvez commencer à sélectionner un contrôleur de vol. Un contrôleur de vol pour un UAV multi-rotors est un circuit intégré généralement composé d’un microprocesseur, de capteurs et de broches d’entrée/sortie. Une fois déballé, un contrôleur de vol ne connait pas par magie le type ou la configuration de votre drone spécifique, c’est pourquoi vous devez définir certains paramètres dans un logiciel et, une fois cela fait, cette configuration est ensuite transférée sur la carte. Plutôt que de comparer les contrôleurs de vol qui sont actuellement disponibles, l’approche que nous avons adoptée ici répertorie quelles caractéristiques desservent quelles fonctions, ainsi que les aspects à rechercher.

Processeur principal

Les 8051/ AVR/ PIC/ ARM : ces familles de microcontrôleurs constituent la base de la plupart des contrôleurs de vol actuels. Arduino est à base d’AVR (ATmel) et la communauté semble se focaliser sur MultiWii comme code préféré. Microchip est le principal fabricant des puces PIC. Il est difficile d’affirmer que l’un est meilleur que l’autre, et cela tient vraiment à ce que le logiciel peut faire. L’ARM (STM32 par exemple) utilise l’architecture en 16/32 bits, alors que l’AVR et le PIC tendent à utiliser du 8/16 bits (décrit ci-dessous). Comme les ordinateurs monocarte sont de moins en moins chers, attendez-vous à découvrir une nouvelle génération de contrôleurs de vol pouvant tourner sous différents systèmes d’exploitation complets tels que Linux ou Android.

Processeur : ceux-ci sont généralement des multiples de huit (8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits) et constituent une référence à la taille des registres primaires dans un processeur. Les microprocesseurs ne peuvent traiter qu’un certain nombre (maximum) de bits en mémoire à la fois. Plus un microcontrôleur peut gérer de bits, plus le traitement sera précis (et rapide). Par exemple, traiter une variable de 16 bits sur un processeur 8 bits n’est pas judicieux, alors que sur un processeur 32 bits, cela est très rapide. Veuillez noter que le code doit également travailler avec le bon nombre de bits et, qu’au moment de la rédaction de cet article, très peu de programmes utilisent un code optimisé pour du 32 bits.

Microcontrôleur

Microcontrôleur

Fréquence opérationnelle : la fréquence à laquelle travaille le processeur principal. La fréquence est mesurée en « Hertz » (cycles par seconde). On l’appelle plus généralement la « fréquence d’horloge ». Plus la fréquence opérationnelle est élevée, plus la gestion des données est rapide.

Mémoire Flash/Programme : On retrouve essentiellement la mémoire flash là où le code principal est stocké. Si le programme est complexe, il peut nécessiter pas mal d’espace. Évidemment, plus la mémoire est grande, plus elle peut stocker d’informations. La mémoire est également utile pour le stockage de données de vol telles que des coordonnées GPS, des plans de vol, des mouvements automatisés de caméras etc. Le code chargé dans la mémoire flash reste sur la puce, même si son courant est coupé.

Mémoire SRAM : SRAM signifie « Static Random-Access Memory » (mémoire vive statique), il s’agit de l’espace sur la puce qui est utilisé lors des calculs. Les données stockées sur la mémoire RAM sont perdues lorsque le courant est coupé. Plus la mémoire RAM est importante, plus l’information sera « facilement disponible » à tout moment donné pour le calcul.

Mémoire EEPROM : la mémoire EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory ou mémoire morte effaçable électriquement et programmable) sert habituellement à stocker des informations qui ne change pas en vol, tels que les paramètres, contrairement aux données stockées dans la mémoire SRAM qui peuvent se rapporter à des données d’un capteur, etc.

Broches E/S supplémentaires : la plupart des microcontrôleurs ont beaucoup de broches d’entrée/sortie numériques et analogiques et, sur un contrôleur de vol, certaines sont utilisées par les capteurs, d’autres pour la communication, et certaines restent disponibles pour des entrées/sorties d’ordre général. Ces broches supplémentaires peuvent être connectées à des servomoteurs RC, des systèmes de cardan, des alarmes sonores et bien plus encore.

Convertisseur A/N : Si les capteurs utilisés sur la carte émettent une tension analogique (généralement de 0 à 3,3 V ou 0 à 5 V), le convertisseur analogique/numérique doit traduire ces lectures en données numériques. Tout comme pour le processeur, le nombre de bits pouvant être traité par le convertisseur A/N détermine la précision maximale. Il faut ajouter à cela la fréquence à laquelle le microprocesseur peut lire les données (nombre de fois par seconde) pour tenter de garantir qu’aucune information n’est perdue. Il est néanmoins difficile de ne pas perdre de données au cours de cette conversion, donc plus la conversion A/N est importante, plus les lectures sont précises, mais il est important que le processeur puisse gérer la vitesse à laquelle l’information est envoyée.

Alimentation

Il existe souvent deux gammes de tension décrites dans la fiche technique d’un contrôleur de vol, la première étant la gamme de tension en entrée du régulateur de vol lui-même (la plupart fonctionnent à une puissance nominale de 5 V), et la seconde étant la gamme de tension en entrée de la logique du microprocesseur principal (par exemple : 3,3 ou 5 V) Étant donné que le contrôleur de vol est une unité relativement intégrée, vous avez vraiment besoin de faire attention à la gamme de tension en entrée pour le contrôleur de vol lui-même. La plupart des contrôleurs de vol des aéroplanes multi-rotors fonctionne en 5 V puisque telle est la tension fournie par un Circuit d’élimination de batterie (BEC) (reportez-vous à la leçon 3 pour plus d’informations). À nouveau, idéalement vous ne devriez pas alimenter le contrôleur de vol séparément de la batterie principale. La seule exception est pour le cas où vous souhaitez une batterie de secours pour le cas où la batterie principale tire tant de puissance que le BEC ne peut plus fournir assez de courant/tension, provoquant une baisse de tension/réinitialisation. Cependant, plutôt qu’une batterie de secours, on utilise plus souvent des condensateurs.

Alimentation

Alimentation

Capteurs

Sur le plan matériel, un contrôleur de vol est essentiellement un microcontrôleur programmable normal, mais qui dispose de capteurs embarqués. Au strict minimum, un contrôleur de vol comprendra un gyroscope à trois axes, mais ne sera alors pas en mesure de gérer la mise à niveau automatique. Tous les contrôleurs de vol n’intègrent pas tous les capteurs ci-dessous et peuvent n’inclure qu’une combinaison de ceux-ci. Les capteurs

Axes d'un accéléromètre

Axes d’un accéléromètre

Accéléromètre

Comme leur nom l’indique,les accéléromètres mesurent l’accélération linéaire sur les trois axes (appelons-les X, Y et Z). Les unités s’expriment généralement en « gravité » (G) qui représente 9,81 m/s², ou 32 pieds/s². La sortie d’un accéléromètre peut être intégrée deux fois pour envoyer une position, mais en raison de pertes dans l’émission, elle est soumise à une « dérive ». Une caractéristique très importante des accéléromètres à trois axes est qu’ils détectent la gravité et, en tant que tel, peuvent donc savoir dans quelle direction se trouve le « bas ». Cela joue un rôle majeur, puisqu’il permet à un aéronef multi-rotors de rester stable. L’accéléromètre doit être monté sur le contrôleur de vol de façon à ce que les axes linéaires s’alignent avec les axes principaux de l’UAV.

Axes d'un gyroscope

Axes d’un gyroscope

Gyroscope

Un gyroscope mesure le taux de variation angulaire sur jusqu’à trois axes angulaires (appelons-les alpha, bêta et gamma). Les unités sont souvent en degrés par seconde. Veuillez noter qu’un gyroscope ne mesure pas directement les angles absolus, mais vous pouvez répéter pour obtenir l’angle qui, tout comme pour un accéléromètre, est sujet à la dérive. La sortie d’un gyroscope actuel est généralement analogique ou I2C, mais dans la plupart des cas, vous n’avez pas à vous en inquiéter car cela est géré par le code du contrôleur de vol. Le gyroscope doit être monté de sorte que ses axes de rotation s’alignent avec les axes de l’UAV.

Axes d'un IMU 6

Axes d’un IMU 6

Centrale à inertie (IMU)

Une IMU se compose pour l’essentiel d’une petite carte qui contient à la fois un accéléromètre et un gyroscope (normalement ce sont des multi-axes). La plupart contiennent un accéléromètre à trois axes et un gyroscope à trois axes, et d’autres peuvent contenir des capteurs supplémentaires tels qu’un magnétomètre à trois axes, pour un total de 9 axes de mesure.

Boussole

Boussole

Boussole/Magnétomètre

Une boussole magnétique électronique est capable de mesurer le champ magnétique de la terre et de l’utiliser pour déterminer la direction à la boussole d’un drone (par rapport au nord magnétique). Ce capteur est presque toujours présent si le système dispose d’une entrée GPS, et est disponible en version de un à trois axes.

Pression atmosphérique

Pression atmosphérique

Pression/Baromètre

Comme la pression atmosphérique change à mesure que vous vous éloignez du niveau de la mer, un capteur de pression peut être utilisé pour vous donner une lecture assez précise de l’altitude de l’UAV. La plupart des contrôleurs de vol reçoivent à la fois des données d’altitude du capteur de pression et du GPS pour calculer de la façon la plus précise l’altitude par rapport au niveau de la mer. Veuillez noter qu’il est préférable que le baromètre soit recouvert d’un morceau de mousse afin de diminuer les effets du vent sur la puce.

Satellites GPS

Satellites GPS

GPS

Les Systèmes de positionnement mondial (GPS) utilisent les signaux envoyés par un certain nombre de satellites en orbite autour de la Terre afin de déterminer leur emplacement géographique spécifique. Un contrôleur de vol peut disposer soit d’un GPS intégré, soit d’un modèle relié par un câble. L’antenne GPS ne doit pas être confondue avec la puce GPS elle-même, et peut ressembler à une petite boîte noire ou une antenne normale de type « canard ». Afin d’obtenir un verrouillage GPS précis, la puce GPS doit recevoir des données provenant de plusieurs satellites, et plus ils sont nombreux, mieux c’est.

Distance

Distance

Distance

Les capteurs de distance sont de plus en plus utilisés sur les drones puisque les coordonnées GPS et les capteurs de pression seuls ne peuvent pas vous dire à quelle distance de la terre vous vous trouvez (pensez aux collines, montagnes ou bâtiments) ou si vous allez heurter un objet. Un capteur de distance orienté vers le bas peut être basé sur une technologie ultrasonique,laser ou lidar (les infrarouges présentent des problèmes à la lumière du soleil). Très peu de contrôleurs de vol comprennent des capteurs de distance dans le cadre d’un kit standard.

Modes de vol

Voici une liste des modes de vol les plus populaires, mais tous ne sont pas disponibles sur tous les contrôleurs de vol. Un « mode de vol » est la façon dont le contrôleur de vol utilise des entrées de capteurs et RC afin de faire voler et de stabiliser l’avion. Si vous disposez d’un émetteur doté de cinq canaux ou plus, vous pouvez être en mesure de configurer le logiciel pour vous permettre de changer le mode de vol via le 5e canal (interrupteur auxiliaire) durant le vol. Chaque mode est précisé ci-dessous.

Mode Gyroscope Accéléromètre Baromètre Boussole GPS Remarques
ACRO/Gyroscope uniquement -X- Un mode généralement par défaut et son vol plus « acrobatique » (le drone ne peut faire de la mise à niveau automatique)
ANGLE (Stable/Niveau/Accéléromètre) -X- -X- Mode stable ; va essayer de maintenir le niveau du modèle par rapport au sol (mais pas à une position fixe).
HORIZON -X- Combine l’effet stable avec des commandes et des acrobaties RC lentes et avec des commandes RC rapides.
BARO (Maintien de l’altitude) -X- -X- -X- Le baromètre est utilisé afin de conserver une certaine hauteur (fixée) lorsqu’aucune autre commande n’est reçue.
MAG (Tenue du cap) -X- -X- -X- Mode verrouillage de cap (direction à la boussole), pour essayer de maintenir son orientation en lacet.
HEADFREE (CareFree/ orientation indépendante du déplacement) -X- -X- -X- Maintient l’orientation (lacet) du drone et se déplace toujours dans la même direction 2D pour le même mouvement du manche en ROULIS/TANGAGE.
GPS/ Retour à la base -X- -X- -X- -X- Utilise automatiquement une boussole et un GPS pour rentrer à la base, au point de départ GPS.
GPS/ Points de passage -X- -X- -X- -X- Suit automatiquement les points de cheminement GPS pré-configurés de manière autonome.
GPS/ Maintien de position -X- -X- -X- -X- Maintient la position actuelle en utilisant le GPS et le baromètre (si disponible).
Sécurité intégrée -X- L’avion revient au mode ACRO/GYRO uniquement quand aucun des autres modes n’est sélectionné.

Logiciel

Réglages et boucle de contrôle PID

Un correcteur Proportionnel intégral dérivé (PID) vous permet de changer les caractéristiques de vol du drone, y compris la façon dont il réagit à une entrée utilisateur, comment et à quelle vitesse il se stabilise et bien plus encore. Les paramètres PID et la façon dont le logiciel utilise les diverses entrées des capteurs sont incroyablement importants, mais cela n’est pas trop utile si on ne regarde et ne comprend pas le code qui dicte cela, lorsque l’on compare les contrôleurs de vol. Les fabricants qui produisent des kits « prêt à voler » sont en mesure d’affiner les réglages PID et les équations pour leur plate-forme spécifique, ce qui explique pourquoi la plupart des multi-rotors RTF volent très bien dès leur sortie de l’emballage. Les constructeurs de drones personnalisés doivent toutefois utiliser des contrôleurs de vol qui sont conçus pour s’adapter à presque tous les types d’aéronefs multi-rotors, et comme tel il appartient à l’utilisateur final d’ajuster les valeurs jusqu’à ce qu’il soit satisfait des caractéristiques de vol.

Graphique PID

Graphique PID

GUI

Une GUI (Interface graphique utilisateur) est ce qui est utilisé pour éditer visuellement le code (via un ordinateur) qui sera téléchargé sur le contrôleur de vol. Le logiciel fourni avec les contrôleurs de vol continue à s’améliorer ; les premiers contrôleurs de vol du marché utilisaient largement des interfaces à base de texte qui exigeaient que vous compreniez la quasi-totalité du code et modifiez des sections spécifiques en fonction de votre projet. Les GUI les plus récentes des contrôleurs de vol utilisent des interfaces graphiques interactives pour vous aider à configurer les paramètres nécessaires.

GUI Quadrino

GUI Quadrino

Caractéristiques complémentaires

Le logiciel utilisé sur certains contrôleurs de vol peut avoir des fonctionnalités supplémentaires qui ne sont pas disponibles sur les autres. Votre choix d’un contrôleur de vol spécifique peut finalement dépendre des caractéristiques/fonctionnalités supplémentaires offertes. Ces caractéristiques peuvent inclure :

  • Une navigation autonome par points de passage, qui vous permet de régler les point de passage GPS que va suivre le drone de façon autonome
  • La « Mise en orbite », c’est-à-dire se déplacer autour de coordonnées GPS fixées, avec l’avant du drone toujours pointé vers les coordonnées (utile pour le tournage de films)
  • « Suivez-moi » : certains drones ont une option « Suivez-moi » qui peut être basée sur du GPS (par exemple le suivi des coordonnées GPS d’un Smartphone)
  • Imagerie 3D : la plupart des imageries 3D se font après un vol en utilisant des images capturées pendant le vol et des données GPS
  • « Source libre » : le logiciel associé à certains contrôleurs de vol ne peut pas être modifié/personnalisé. Les produits en source libre permettent généralement aux utilisateurs avancés de modifier le code en fonction de leurs besoins spécifiques.

Terrain 3D

Terrain 3D

Communication

Émetteur RC Hitec

Émetteur RC Hitec

Émetteur RC Spektrum

Émetteur RC Spektrum

 

Télécommande d’aéromodélisme (RC)

Une communication par Télécommande d’aéromodélisme (RC) implique généralement un émetteur et un récepteur RC portatif (de loisir). Pour les UAV, vous avez besoin d’un minimum de quatre canaux, et on vous en conseille plus, même s’ils ne sont pas tous utilisés. Ces canaux sont généralement associés à :

  • Tangage (qui se traduit par un mouvement d’avant en arrière)
  • Élévation (se rapprocher ou s’éloigner du sol)
  • Lacet (rotation dans le sens normal ou inverse des aiguilles d’une montre)
  • Roulis (mouvement latéral à gauche et à droite)

Les canaux restant peuvent être utilisés pour ce qui suit

  • Armer/désarmer les moteurs
  • Commandes de cardan (panoramique haut/bas, rotation horaire/anti-horaire, zoom)
  • Changer les modes de vol (mode acrobatique, mode stabilisé, etc.)
  • Activer/déployer une charge utile, un parachute, un avertisseur sonore ou un autre dispositif
  • De nombreuses autres utilisations

La plupart des pilotes de drones préfèrent des commandes portatives, c’est à dire que les systèmes RC sont toujours le premier choix en matière de commande d’un UAV. Le récepteur, par lui-même, relaie simplement les valeurs saisies dans le contrôleur et, comme tel, ne peut pas contrôler un UAV. Le récepteur doit être connecté au contrôleur de vol, qui doit être programmé pour recevoir les signaux RC. Il existe très peu de contrôleurs de vol sur le marché qui n’acceptent pas directement une entrée RC depuis un récepteur, et la plupart alimentent même le récepteur à partir de l’une de leurs broches.

Autres points à prendre en compte lors du choix d’une télécommande :

  • Tous les émetteurs RC ne peuvent pas proposer une plage complète de signaux RC de 500 à 2500 ms ; Certains la limitent artificiellement puisque la plupart des applications RC sont pour des voitures, avions et hélicoptères RC
  • La portée/ portée maximale sans fil (en pieds ou en mètres) d’un système RC n’est presque jamais fournie par les fabricants, car elle implique de nombreux facteurs tels que les obstacles, la température, l’humidité, la puissance de la batterie et bien plus encore.
  • Certains systèmes RC disposent d’un récepteur ayant également un émetteur intégré pour transmettre des données de capteurs (coordonnées GPS par exemple) présentées sur l’écran LCD de l’émetteur RC.

Icone Bluetooth

Bluetooth

Bluetooth

Les produits Bluetooth, et BLE (Bluetooth basse consommation), plus récent, étaient à l’origine destinés à être utilisés pour transférer des données entre des appareils sans la complexité d’appariement ou de correspondance des fréquences. Certains contrôleurs de vol du marché peuvent envoyer et recevoir des données sans fil par l’intermédiaire d’une connexion Bluetooth, ce qui facilite la résolution des problèmes sur le terrain.

Icone WiFi

WiFi

WiFi

Une commande WiFi se fait généralement au moyen d’un routeur, ordinateur (portable, de bureau ou tablette) ou Smartphone WiFi. Le WiFi est en mesure de gérer aussi bien la transmission de données que la transmission d’images, mais il est beaucoup plus difficile à paramétrer et à mettre en service. Pour tous les systèmes WiFi, la portée est limitée par celle de l’émetteur WiFi.

Fréquence radio

Fréquence radio

Fréquence Radio (RF)

Une commande par Fréquence radio (RF) fait ici référence à l’envoi de données sans fil depuis un ordinateur ou un microcontrôleur à un avion utilisant un émetteur/récepteur RF (ou un émetteur/récepteur à deux voies). L’utilisation d’une unité RF normale connectée à un ordinateur permet une communication bidirectionnelle à longue distance avec une « densité » élevée des données (généralement au format série).

Smartphone Nexus

Smartphone

SmartPhone

Bien qu’il ne s’agisse pas là d’un type de communication, la question de la façon de contrôler un drone en utilisant un téléphone intelligent est assez récurrente pour justifier une section distincte. Les téléphones intelligents modernes sont des ordinateurs puissants qui peuvent éventuellement passer aussi des appels téléphoniques. Presque tous les téléphones intelligents intègrent le Bluetooth ainsi que le WiFi, qu’ils soient utilisés pour commande un drone et/ou recevoir des données et/ou de la vidéo.

Infrarouge

Infrarouge

Infrarouge (IR)

La communication infrarouge (comme celle d’une télécommande de télévision) est rarement utilisée pour contrôler des drones car il y a tant d’interférences IR présentent même dans des pièces normales (a fortiori à l’extérieur) que ce n’est pas très fiable. Bien que cela puisse se faire, on ne le propose pas comme option première.

Autres considérations

Les fabricants de contrôleurs de vol essayent généralement de proposer le plus de fonctions possibles, qu’il s’agisse d’un équipement standard ou vendu séparément en option/ modules complémentaires. Voici quelques-unes des nombreuses fonctionnalités supplémentaires auxquelles vous voudrez peut-être jeter un œil lors de votre comparaison des contrôleurs de vol.

Amortisseurs : même de petites vibrations dans le châssis, généralement provoquées par des hélices et/ou des moteurs déséquilibrés, peuvent être captées par l’accéléromètre embarqué qui, à son tour, va envoyer les signaux appropriés au processeur principal, qui prendra alors des mesures correctives. Ces corrections mineures ne sont pas désirables ni souhaitables pour un vol stable et il est préférable que le contrôleur de vol vibre aussi peu que possible. Pour cette raison, des amortisseurs/absorbeurs de vibrations sont souvent utilisés entre le contrôleur de vol et le châssis.

Boîtier : un boîtier protecteur autour du contrôleur de vol peut aider dans un certain nombre de cas. En plus d’être plus esthétique qu’une carte de circuit imprimé nue, un boîtier fournit souvent un certain niveau de protection contre les éléments, ainsi qu’une protection supplémentaire en cas d’accident.

Montage : il existe différentes façon de raccorder un contrôleur de vol à un châssis, et tous les contrôleurs de vol ne disposent pas des mêmes options de montage.

  • Quatre trous en carré espacés de 30,5 ou 45 mm les uns des autres
  • Un fond plat à utiliser avec un adhésif
  • Quatre trous en rectangle (pas de réglage standard)

Communauté : puisque vous créez un drone personnalisé, faire partie d’une communauté en ligne peut aider considérablement, surtout si vous rencontrez des problèmes ou si vous recherchez des conseils. Obtenir des conseils d’une communauté, ou lire les commentaires des utilisateurs sur la qualité et la facilité d’utilisation de contrôleurs de vol spécifiques aide également.

Accessoires : mis à part le contrôleur de vol par lui-même, d’autres produits (accessoires ou options) peuvent être nécessaires afin de profiter pleinement du produit. De tels accessoires peuvent inclure, mais sans s’y limiter : un module GPS et/ou une antenne GPS ; des câbles ; des accessoires de montage ; un écran (LCD/OLED) ;


Exemple

Donc, compte tenu de toutes ces différentes caractéristiques comparatives, quelles informations pouvez-vous être en mesure d’obtenir concernant un contrôleur de vol, et sur ce que pourrait inclure un contrôleur de vol ? Nous avons choisi le contrôleur de vol Quadrino Nano en tant qu’exemple récent.

Processeur principal

L’ATMel ATMega2560 utilisé sur la carte est une des puces ATMel disponibles compatibles Arduino les plus puissantes. Bien qu’il dispose d’un total de 100 broches, dont 16 canaux analogiques/numériques et cinq ports SPI, en raison de sa petite taille et de l’utilisation prévue en tant que contrôleur de vol, seulement quelques-unes d’entre elles sont réparties sur la carte.

  • AVR/ PIC :  AVR
  • PROCESSEUR : 8 bits
  • Fréquence opérationnelle : 16 Mhz
  • Mémoire Flash/Programme : 256 Ko
  • Mémoire SRAM : 8 Ko
  • Mémoire EEPROM : 4 Ko
  • Broches E/S supplémentaires : 3 x I2C ; 1 x UART ; 2 x GPIO 10 broches ; Servomoteur avec 5 sorties ; port OLED
  • Convertisseur A/N : 10 bits

ATMega 2560

ATMega 2560

Capteurs

Le Quadrino Nano intègre la puce IMU MPU9150 qui comprend un gyroscope à 3 axes, un accéléromètre à 3 axes et un magnétomètre à 3 axes. Cela contribue à rendre la carte assez petite sans sacrifier la qualité du capteur. Le baromètre MS5611 fournit des données sur la pression et il est recouvert d’un morceau de mousse. Le GPS Venus 838FLPx est avec antenne GPS externe (comprise)

Capteurs Quadrino Nano

Capteurs Quadrino Nano

Logiciel

Le Quadrino Nano a été spécialement conçu pour utiliser le tout dernier logiciel MultiWii (basé sur Arduino). Plutôt que d’avoir à modifier directement le code Arduino, un logiciel séparé, plus graphique, a été créé.

Logiciel Quadruino

Logiciel Quadruino

Communication

  • Entrée directe depuis un récepteur RC standard.
  • Port récepteur satellite dédié Spektrum
  • Série (SBus et/ou Bluetooth ou liens radio 3DR)

Capteurs Quadrino Nano

Communication Quadrino

Autres considérations

  • Boîtier : un boîtier semi-transparent de protection est inclus en tant qu’équipement standard
  • Montage : il existe deux façons principales de monter le Quadrino Nano sur un drone : des vis et des boulons ou de la mousse adhésive
  • Conception compacte : le contrôleur par lui-même (antenne GPS non connectée) mesure 53 x 53 mm.

Quadrino Nano Lynxmotion

Quadrino Nano Lynxmotion

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77 Réponses à “Comment fabriquer un drone/UAV – Leçon 4 : Contrôleur de vol”

  1. Théo Hecht

    bonsoir, je n’ai pas tout compris dans cette partie… admettons que j’achète le contrôleur de vol au code de produit : RB-Atm-01, il me faut donc acheter une arduino pour le faire fonctionner? Et vous n’auriez pas un forum correct comme vous le décrivez à me donner??
    Bonne soirée, Théo Hecht

  2. Stephane

    Bonjour, Excellent tuto. Il serait utile, au moins pour moi, de préciser l’utilisation des « voies » de la radiocommande avec des exemples pour des configurations types.
    Egalement, un petit comparatif des différents types de radio et modules RF et de leur protocoles avec avantages/inconvénients serait très utile pour le choix de la radiocommande et modules
    Enfin une petite suggestion, sur des sujets plus techniques, un lien vers un autre site qui approfondirait tel ou tel point pourrait s’avérer utiles pour ceux qui le souhaitent : Par exemple, principe de l’IMU et ses algorythmes, les modulations RF, etc etc…
    Encore bravo pour la qualité de ces articles. Etant justement en pleine conception de mon premier drone, c’est une excellente synthèse pour bien démarrer
    Cordialement
    Stéphane

    • Coleman Benson

      @Stephane Merci pour vos commentaires.
      1) […] préciser l’utilisation des « voies » de la radiocommande avec des exemples pour des configurations types. {Prévue dans leçons 5/6}
      2) […] comparatif des différents types de radio et modules RF et de leur protocoles avec avantages/inconvénients {Nous allons faire quelque chose un peu globale car les télécommandes changent de modèles souvent}
      3) […] un lien vers un autre site qui approfondirait tel ou tel point pourrait s’avérer utiles pour ceux qui le souhaitent. {S’il y a des liens externes qui ne vendent pas de produit, nous pouvons les considérer}

  3. eric

    Félicitations pour cette rubrique et un grand merci à tous les contributeurs. J’attends la suite avec impatience, si elle est déjà disponible en anglais, pourriez-vous envoyer un lien dessus. Merci encore!

  4. Quentin j

    Boujour je suis débutant et je voudrais savoir si concrètement on peux construire un drone avec en électronique uniquement :
    1 carte arduino uno
    1 gyroscope
    1 batterie
    4 moteurs
    4 esc
    Des fils
    1 shield wifi
    Arduino ide
    1 page internet pour le contrôle
    Est-ce que je peux construire mon drone uniquement avec ces éléments électronique et informatique ou ai-je besoin d’autre chose?
    Merci

  5. Quentin j

    Je tiens tout d’abord à vous remercier d’avoir répondu aussi rapidement ce qui me prouve que ce forum est très actif
    Je voudrais savoir plusieurs chose comme est-ce que je peux contrôler mon drône mais pas en resaux local: je m’explique, je voudrais embarquer mon téléphone portable dans le drone et le mettre en partage de connexion et contrôler le drone depuis une page web accessible partout et protégé par un mot de passe de cette façon je ne fixe que la porté du réseau 3g comme limite ce qui est énorme pour moi
    Ensuite est -ce que le délai de transmission ne sera pas trop long?
    Je n’ai pas un budget extravagant mais si le délai de transmission est trop long je voudrais un gros drone (75 cm de diamètre ) avec de grosse hélices pour un voyage stable et pas nerveux de tel sorte à qu’il de soit pas sensible au moindre courant d’air. Je connais qq qui peut me fabriquer un super châssis en aluminium gratis alors est-ce que vous pourriez m’éclairer quand au moteur et à la baterie nécessaire.
    J’aimerais également par la suite ajouter une caméra fpv d’où ma question quand sort la dernière leçon?
    Merci beaucoup de votre attention

  6. Jean L

    Merci pour votre rubrique qui est très explicite.
    Cependant j’ai un souci avec mon drone custom hexa.
    A vide 2,5kg il est très stable aucun pb. Dès que je fixe rigidement la charge de 4,5kg il devient incontrôlable.
    Mon contrôleur est un DJI NAZE V2. J’ai augmenté les gains comme c’est conseillé dans ces cas là mais rien y fait : il se met à trembler au niveau des hélices mais la stabilité n’est guère mieux.
    Dans votre rubrique, vous recommandez pour les cas comme le mien de choisir un controleur qui puisse se régler spécifiquement . Quel(s) contrôleurs m’offrirait ces possibilités de réglages que je recherche pour un drone lourd .
    Merci beaucoup pour vos conseils

  7. Buffe

    Bonjour, ce serai pour savoir si j’ai bien tout compris;
    Une télécommande possédant 5 sorties, permet d’y insérer une commande de vol/ou action de bas en bas, etc.. Si on souhaite un mode de vol utilisant un module gps alors il faut prendre un gps. Ainsi que j’appuierai sur un bouton A, la comande A s’effectuera?

    • Coleman Benson

      @Buffe En effet la 5ieme canal peut être utilisée pour changer le mode de vol. Si votre contrôleur de vol a un GPS et un des modes est compatible, et c’est bien mappe au 5ieme canal, ça fonctionnera comme vous décrivez.

  8. thierry

    bonjour je suis nouveau et je veux fabrique un drone es que je peux trouver en Afrique tous ces équipements ? pour une conception hightech

  9. ecco

    ma question est plutôt,sur l’avertissement et la coupure batterie inscrite dans le processeur de certain drone(setting factory) que j’aimerais changer, comment faire ? auriez vous une idée a se sujet…?

    • Eric Nantel

      @ecco,
      Ces paramètres sont lié au contrôleur de vol et change d’un a l’autre alors il faut regarder spécifiquement les instructions du modèle que vous avez. Pour MulitWii les options sont dans le GUI.

  10. abdallah

    bonjour je suis debutant dans ce domaine… est ce que le controleur de vol on doit le programmer

    • Coleman Benson

      @abdallah Pas nécessairement « programmer », mais il y aura un logiciel ou vous changez des paramètres pour l’adapter a votre drone (PID, nombre de moteurs, configuration, paramètres de vol etc), et ensuite télécharger au contrôleur.

  11. Parsa

    Je suis débutant dans le domaine du drone et je voudrais savoir quelle son les matérielles pour la construction du drone? Aussi j’aimerais si vous pouviez envoyer une image ou un site pour me montrer les étapes une à une de la construction.
    Merci

    • Coleman Benson

      @abdallah Nous avons exclus des logiciels particuliers par exprès. Le logiciel va avec le contrôleur de vol que vous allez choisir.

  12. bengi

    bonjour. excellent tuto qui m’a permis de vraiment comprendre toutes les fonctionnalités possibles d’un contrôleur de vol. Pourriez-vous m’indiquer un controleur capable de faire du GPS/point de passage et GPS/point de passage avec matérialisation 3D de la carte? merci

  13. jonas

    j’aimerai savoire les truc nécessaire pour realiser une drone a base d’une carte arduino uno mais a condition avoire une stabilisation parfait (meme s’il n’y pas quelleque chose qu’est parfait dans ce monde)

  14. azerty

    bonjour,je voudrais savoir quelle est la communication qui porte le plus en distance
    merci d avance

  15. pierre

    bonjour, j’aimerai savoir si il est envisageable de ne pas avoir de contrôleur de vole dans le cadre d’un très petit drone (c’est a dire d’un arduino gérerai la partie commande mais qu’il n’y aurait pas de rééquilibrage )

    • Coleman Benson

      @pierre Sans contrôleur de vol, c’est a l’opérateur de contrôler chaque moteur d’un multi-rotor, assez vite pour que ca reste en place dans l’air, ce qui est presque impossible. Si vous choisissez un avion, c’est en effet un control RC facile.

  16. Adrien

    Bonjour j’aimerais fabriqué mon drone mais j’aimerais savoir comment programmer une arduino en Bluetooth j’ai fait quelque test pas tres convaincants merci par avance

    • Coleman Benson

      @Adrien Un module Bluetooth n’est pas nécessairement a « programmer » – vous envoyer des communications sériels à un certain « baud rate ».

  17. renaud

    bon je souhaite construire un drone (4 hélices) , j’ai pour objectif de lui ajouter une caméra pour faire des vidéo aérienne.
    je me suis aidé des nombreux commentaire de se site et de bien d’autre pour choisir mes composant :
    moteur ( hesitation entre deux modèle: 1) Tera 4 x Moteurs Brushless A2212/13T 1000KV pour RC quadcopter multicopter
    2)XT-Xinte MT1806 2400KV CW CCW Mini Multi-rotor moteur + Simonk 12A ESC pour 2-3s FPV KK 260 quadricoptère RC avions quatre axes

    ESC : Tera 4 x 30A Brushless Contrôleur de vitesse électronique ESC pour RC multicopter KK Quad-rotor X-copter

    chassi : Tera Kit de frame H450 pour RC quadcopter multicopter KK, FF, MK, MWC

    distributeur alim : Goolsky XT60 PDB Distributeur Conseil 5V 12V Puissance pour QAV 250 210 180 RC Racing Drone Quadcopter

    teste voltmetre : XT-XINTE 1S-8S Lipo Batterie Tension Faible Test VOLTMETRE testeur tester monitor Buzzer Alarme indicateur

    batterie: (hésitation) :1)GoolRC 2S 7.4V 1500mAh 30C LiPo Batterie de avec Prise T pour RC Voiture Bateau Camion Drone
    2)FLOUREON 11.1V 3000mAh 3S 30C Lipo RC Batterie avec connecteur Deans pour RC Hélicoptère Avion Voiture Camion Bateau RC Hobby

    es-ce suffisant pour construire mon drone , les composant sont t-il compatible entre eux pour mes doutes , quelle composant choisir ?

    et encore un dernier detaille , il me manque le controleur de vol , il y a beaucoup de choix et je ne sais lequel choisir pour l’usage que je souhaite en faire , merci de m’aider

    noté que je suis inexpérimenté dans se domaine donc peut etre certain element sont complétement absurde a ajouter

    • Coleman Benson

      @renaud Comme vous voyez, il y a beaucoup de choix. Malheureusement les produits que vous spécifiez ne sont pas fournis par RobotShop, alors nous ne pouvons pas les supporter. Vérifiez avec ces articles pour savoir s’ils sont compatibles.

  18. stephane

    bonjour j’ai un projet pour mon master et ce serai pour savoir si vous pouvez m’aider merci d’avance. donc j’ai drone Hexacoptères et je cherche a mesurer la qualité de l’air, mais le probleme c’est que mon capteur fonctionne a haute temperature et a temperature ambiante mais pas a basse temperature savez vous de quoi cela peut venir ? .

  19. Campredon

    Bonjour,
    Premièrement, merci pour ce tutoriel bien complet.
    Je voudrais savoir si le contrôleur de vol quadrino nano se comporte comme un microcontrôleur auquel on peut destiner d’autres applications (dans mon cas tracker une balise) ou il ne s’agit que d’un shield qu’on ajouterait à un microcontrôleur quelconque?

  20. asbai amina

    Excellent tuto, je vous remercie infiniment . Je suis débutante en domaine de drone, est ce je puisse réaliser moi même un contrôleur de vol à la base de carte arduino par exemple ?

  21. Erwan

    Bonjour. J’ai en projet la construction d’un « drone » à échelle humaine mais je n’y connais rien en programmation EPROM etc. Peut-on utiliser un système identique à l’Arduino pour contrôler des moteurs, même beaucoup plus gros, voire à propulsion thermique ? Merci

    • Coleman Benson

      @Erwan Le contrôleur de vol pour un gros drones est identique a celui d’un petit, sauf vous aurez a implementer une système de redondance. Si vous pensez utiliser un moteur a gas ou autre, c’est possible aussi, mais vous aurez a faire des modifications dans le code. Nous suggérons fortement de commencer ave un « preuve de concept » plus petit.

  22. Volenbulle

    Bonjour,
    Pour le  »fun » , j’essaye de monter un drone avec comme châssis PRESSA (l’objet est creux) de chez IKEA et je ne sais pas quel contrôleur de vol choisir. J’ai déjà les moteurs et les hélices adaptés.
    Quel contrôleur pouvez vous me conseiller ?

    Cordialement,

  23. techno

    si je comprend bien, je peux configurer mon arduino avec le logiciel multiwii? est ce que multiwii est un logiciel 1.0?

    • Coleman Benson

      @techno Oui et non, un Arduino normale n’a pas les capteurs. Si vous allez ajouter les capteurs après, les pins et la protocole de communication doivent être les memes que dans le code.

  24. julien

    bonjour Coleman je ne sais toujours pas comment choisir mon contrôleur de vol par rapport a mais esc dans les caractéristique des contrôleur de vol, je sais que mais esc font 18a 32bit et 48mah comment s avoir raccorder l un a l autre;
    j attend une réponse la plus simple possible merci.

    • Coleman Benson

      @julien Il n’y a pas de lien entre les ESC et le controleur de vol. Choisissez les ESC pour les moteurs seulement (voltage et courant). Les ESCs se branchent aux ports RC – il faut lire la documentation du contrôleur de vol pour savoir quel moteur se branche sur quel sortie.

  25. Pilotofstars

    Bonjour Mr Benson. Je ne comprends pas bien en quoi la mesure du champ magnétique de la terre par le magnétomètre permet de connaître la direction à la boussole d’un drone (par rapport au nord magnétique). Pourriez-vous m’éclairer sur ce point?

  26. Dart

    Bonjour je cherche un contrôleur de vol qui permet au drone de suivre mon téléphone pour pouvoir filmé sans piloter celui-ci
    Pouvez-vous me conseiller un produit ?
    Merci cordialement

    • Coleman Benson

      @Dart En ce moment nous n’avons pas une solution car ca implique un « app » qui envoie la position GPS par WiFi en tout temps. C’est quand meme une bonne idée et ca ne sera pas trop longtemps avant qu’une compagnie la crée.

  27. Abdelfatah

    Quel est le role de controleur du vol et de gyrometre ? Et merci

  28. Vincent G.

    Bonjour. Très beau tutoriel, étoffé et très compréhensible. J’ai un projet d’intelligence artificiel que je souhaite intégrer à un drone. Je suis totalement novice dans ce domaine. Pour cela, je souhaite installer des capteurs de distances ultrason (9) qui servent d’input à mon intelligence. Je souhaiterais piloter ensuite les moteurs avec les outputs de cette intelligence. Du coup plusieurs questions:
    1) Est-ce que les capteurs de distance ultrason (type HCSR04) peuvent convenir ? (problème de flux d’air, etc)
    2) Est-ce que je peux intégrer mon intelligence dans le contrôleur de vol ou bien dois-je prévoir une carte annexe pour connecter les capteurs et implémenter cette fonctionnalité ?
    3) D’un point de vue alimentation, faut-il prévoir une autre batterie ?

    Merci beaucoup pour votre aide

    • Coleman Benson

      @Vincent G. 1) Il va falloir tester, mais on a vu que les SRF04 et SR04 fonctionnent. 2) Ca depends, mais fort probable que non – planifiez ajouter un ordinateur mono-carte. 3) Non, les moteurs consomment la majorité du courant.

  29. Vincent G.

    Merci @Coleman pour ta réponse. Du coup je m’oriente vers 2 options.
    Soit un FC APM2.6 + Ardupilot que je vais modifier pour avoir les bons drivers sur les entrées sorties A0/A8, j’intègrerais les calculs (légers) dans la carte directement pour controler les rotors;
    Soit j’utilise un Naze32 avec CleanFlight, mais je déporte les capteurs et l’intelligence sur un ArduinoUno qui communiquera avec le Naze32 juste pour controler les commandes.

    Selon vous, quelle serait la meilleure solution ? Car pour la seconde option, je ne sais pas encore quel lien réaliser entre la mono-carte et la Naze32. Je pensais passer par des canaux PPM/PWM mais je ne matrise pas du tout ces aspects, si vous pouviez m’aider dans ma conception ce serait un réel plus pour moi.

    Merci d’avance

    • Coleman Benson

      @Vincent G. Ajouter du code à celui qui contrôle le moteurs / vol doit être fait très prudemment. Utiliser un autre microcontrôleur réduit le risque de beaucoup.

  30. Vincent G.

    D’accord, en déporté donc. Que me conseiller sur le FC ? ArduPilot ou Naze32 ? Je n’ai pas besoin de performances élevées.
    Enfin j’ai cru comprendre que je pouvais passer par le module de réception pour passer les commandes issus de ma mono-carte, pouvez vous m’en dire un peu plus à ce sujet, (PWM, PPM) ?

    • Coleman Benson

      @Vincent G. Téléchargez les logiciels et regardez le fonctionnalités de chaque (beaucoup en gris car vous n’avez pas encore le module, mais au moins voir). Ce n’est pas commun d’avoir le contrôleur de vol qui réponds a deux genres d’entrees (RC PWM et sériel). Vous réussirez plus vite en séparant les deux, incluant les communications sans fils. Pour plus d’aide avec ce projet, on vous invite a créer un nouveau poste sur le Forum RobotShop.

  31. dickser

    Bonjour, je m’adresse à vous puisqu’il est possible de le faire en français, contrairement au forum de Roboshop.
    J’ai fait l’acquisition d’un Quadrino Nano avec lequel tout semble simple dans le but de construire mon propre drône, mais malheureusement, les obstacles se multiplient dès le début. ex : impossible de faire reconnaître le contrôleur de vol sur un PC, équipement non reconnu ! voyants bleu et vert allumés, les deux voyants côte à côte vert et orange également quelques secondes puis clignotent rapidement. Fin de l’opération.
    Faut-t-il télécharger un logiciel spécifique ou effectuer une manipulation particulière pour faire reconnaître l’équipement ? Désolé pour cette question simpliste mais si vous pouviez éclairer ma lanterne afin que je puisse passer au pb suivant… Merci. Cordialement

    • Coleman Benson

      @dickser Vous pouvez poster en Français sur le Forum RobotShop. S.V.P. faites un nouveau poste et notez tous les composantes que vous avez (images aussi si possible) et ou vous etes rendu. Nous serons contents de vous aider.

  32. yaya

    Bonjour,
    J’ai une question svp : Lorsqu’on utilise un gps est il utile d’avoir aussi un magnetometre?
    Cordialement
    Yaya

  33. Zak

    Bonjour,
    J’ai construit un drone avec une télécommande Flysky FS-T6 et un contrôleur de vol open pilot CC3D. Je pense avoir bien connecté l’ensemble mais n’arrive pas à activer les commandes de vol. Je soupçonne qu’un des équipements est hors d’usage.
    Comment puis je vérifier leur état de fonctionnement?

  34. Bella

    Bonjour,
    J’ai une question SVP.
    J’ai une application à faire et je peut savoir est ce que je peux faire une communication « Fréquence Radio (RF) » entre les drones de type UAV et USV, et entre le contrôleur et ces drones?
    Cordialement.

    • Coleman Benson

      @Bella Tout est possible. Si vous voulez un genre de « communication mesh », considérez un module XBee. Celle-ci ne fonctionne pas avec une manette normale – vous pouvez utiliser un ordinateur avec un adaptateur USB – XBee.

  35. Victoria

    Bonsoir, je suis en train de chercher un contrôleur de vol pour aile volante, et j’ai en tête le FY41AP. D’après ce que j’ai compris, il faut d’abord le programmer sur PC (pour la trajectoire de points GPS par ex) et puis la charger ? Comment ça se passe ? Pourrait-on avoir les images transmises en direct sur un smartphone ? Merci !

  36. Victoria

    Merci pour votre réponse. Ce modèle permet de lier un transmetteur vidéo et une caméra, qui servirait uniquement pour le pilotage. Une autre caméra sera fixée juste pour l’observation. Auriez-vous des modèles de contrôleurs de vol à me conseiller pour piloter automatiquement une aile volante ?

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