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Fabrication de mon Drone (article a suivre)


Eyolon

Question

Bonjour a tous

Il y a TRÈS longtemps, je m'étais inscrit sur se forum en quêtes de réponses a propos de la fabrication de mon propre Drone. Le projet avait été remis a plus tard car Je n'avais pas commencé l'allocation du budget et je fabriquais mon imprimante 3D

Aujourd'hui je suis content de vous annoncer que le projet a commencé et qu'il est en bonne voie

 

Cet article servira de journal de bords a mon projet, je souhaite partager mon expérience a travers se projet a tous ceux qui veulent créer leurs bébé.  

J'ai décidé de crée l'UC avec un teensy 3.1 et de pousser le vice a le rendre multi fonctionnel (pour d'autre projet de "robot")

I'UC embarquera un GPS, un Gyro/Accelero/boussole (9 deg de mesures), du WIFI, un système radio et une batterie (maximiser l'autonomie du drone)

LISTE DES COMPOSANT UC

Teensy 3.1 https://www.sparkfun.com/products/12646

GP-635T https://www.sparkfun.com/products/11571

RN-XV WiFly https://www.sparkfun.com/products/11047

LSM9DS0 https://www.sparkfun.com/products/11047

nRF24L01+ https://www.sparkfun.com/products/705

LIPO Charger ADD ON https://www.tindie.com/products/onehorse/lipo-battery-charger-add-on-for-teensy-31/

Battery LIPO (Récupération mais plus tard, vise : https://www.sparkfun.com/products/8483 )

 

La caméra sera pas forcément de haute facture (2MP pour la première version mais peu être que plus tard j'en mettrais une mieux)

 

MAJ -> Finalement j'ai commandé une caméra plus performante a 5MP qui autorise 1080p et 720p...

L'idée est de crée un module amovible pour l'utiliser ailleurs également. Posé sur 2 servo, elle va me permettre de faire du 360 degré.

LISTE DES COMPOSANT CAMERA

ARDUCAM 5MP OV5642 REV C http://fr.aliexpress.com/store/product/Arducam-Mini-module-Camera-Shield-w-5-MP-OV5642-for-Arduino-UNO-Mega2560-board/116008_32361378054.html

SERVO POWERHD-1800

 

 

Les deux membres sont sur proto-shield de 2" ronde : https://www.sparkfun.com/products/8810

qui a déja pas mal morflé (plus ou moins de la récup en fait)

 

PLAN REPARTITION SORTIE UC
plan_u10.png

UPDATE DU 25/04/2016

Mon projet a donc aboutis a la première version de base : Le drone est "pilotable" par wifi et décolle du sol.

A cette étape de ce projet je peu déja faire l'affirmation suivante : la fabrication 100% DIY d'un drone est possible. Dans mon cas c'est LENT a l'insu de mon plein gré : les contraintes de la vie quotidienne, projet réalisé sur mon temps libre et qui vient à se faire rare de part mon statu d'étudiant en alternance.

Cependant je suis content de ce que j'ai fait même si j'ai eu le droit a pas mal de cassage de dent sur des problèmes diverses et varié, il étais évident que je m'exposais a des problèmes. 

Si c'étais à re faire je le ferais sans hésiter cependant a ce stade je sais que j'aurais modifié certaines choses :

D'abord la transmission vidéo : j'aurais du commencer par partir sur un ensemble autonome de caméra + transmetteur radio 5.8ghz indépendant. Cela m'aurais donnés des résultat plus vite pour la partie FPV (Je vais d'ailleurs lancer un petit projet en parallèle qui va en nécessiter un, je vais voir a rendre tout ça modulable)

Ensuite le gyroscope : j'utilise une board de sparkfun qui est performante mais j'aurais pus utiliser un module fais exprès pour la teensy (avec la même puce !) et j'aurais pus bénéficié d'un système interruption propre pour rendre les cycles de lecture efficace et synchrone. (Je songe sérieusement a trouver le moyen de dessouder ce que j'ai fait et par la suite intégrer ce module).

Dans les prochains jours je vais entamer l'application de correction(compensation) sur les moteurs par le gyro ainsi que le pilotage par la radio. La manette est finie a 90 % (juste 2 boutons rebelles et un axe de gâchette pas stable)
manque a souder la radio dessus mais avant je veux le faire coté drone pour être sur des connexions des PIN.

Je compte en tout cas a la fin faire un GROS retour d'expérience (surement un article a part) et déformation pro oblige : un "livrable" de tout le projet que je distribuerais a ceux qui souhaite.

 

Edited by Eyolon
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Bonjour a tous ! Pendant que j'attend le heatbed pour mon imprimante 3D et le teensy 3.1 pour l'UC, j'avance pour ma mallette (ma B.O.M comme dirait ceux qui ont connus mechwarrior a l'époque du solo)

 

Pour faire simple : Se sera une mallette capable de transporter le drone, la manette, le terminal écran (l'OSVR se qualifie et ma nexus 7 2012) et l'ensemble de support réception- commande.

 

Pour "informatiser" tout ça mais profiter du support radio & du wifi une seule solution s'impose : le Raspberry pi (le 2 pour être sur de pas manquer de patate)

 

Le raspberry pi ayant des GPIO accessible depuis du Java par exemple, je pourrais faire quelque chose de propre et construit qui supportera WIFI et la Radio.

La manette, elle sera faite a partir d'un teensy 3.2 (tant qu'a faire), possédera un ensemble gyroscope, accéléromètre (et boussole magnétique... utile hein ?). Supportera une connexion Filaire via USB sur un terminal (je me débrouillerais pour qu'il soit reconnus AU MOINS comme un clavier) et aura la possibilité de connecter le module radio dessus (pour pouvoir utiliser le drone sans avoir besoin de valise par exemple. les commandes serait alors échangé par radio et la caméra sur le wifi ou ma tablette serait connecté).

En bref voici la Kit-List de mon ensemble BOM:

 

Mallette a outils 

http://www.castorama.fr/store/Malette-a-outils-50-cm-MAC-ALLISTER-prod17640012.html?navAction=jump&isSearchResult=true

Raspberry pi 2 

POWER BANK RAVPower 

(OSVR A VENIR ?)

NEXUS 7 2012

 

La manette, j'ai pas pus récupérer les morceaux principaux de la carcasse (le revette gomme est partis en live)

du coup je vais racheter une coque finition fibre (que je customiserais surement avec le dremel et puis d'autres outils de torture !)

je pensais aussi rendre le module radio enfichable grâce à des aimants mais j'ai un peu peur que sa brouille ou maltraite mon émetteur-récepteur 2.4 Ghz. A l'étude, donc.

 

kit List : 

 

Coque manette XBOX 360 finition "Fibre"

http://fr.aliexpress.com/item/Hydro-dipped-Carbon-Fiber-front-shell-back-shell-for-Microsoft-Xbox-360-Wireless-Controller-case-for/32215108287.html?ws_ab_test=201526_1,201527_2_71_72_73_74_75,201409_5

Teensy 3.2

Gyroscope AddOn pour Teensy

Gestionaire de Batterie AddOn pour Teensy

Batterie Lithium 

Module Radio 2.4Ghz

(et peu être tant qu'a faire, un module bluetooth ?)

 

 

Nota : BOM veux dire Base Opérationnel Mobile

 

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La ou le film humoristique va jusqu'au bout le Teensy que j'ai commandé est finalement la version 3.2... Dommage.

 

Comme je n'ai pas le choix je vais devoir réfléchir a un autre plan de sortie... j'ai donc récupérer 2 sortie PWM supplémentaire pour pouvoir penser à une autre possibilité. 

 

Cependant j'ai réussi a dessouder l'ancien... je vais surement y arriver.

 

J'ai commander toute la kit list pour la manette en plus d'un HM 10 pour le bluetooth (tant qu'a fabriquer une manette, autant se faire plaisir ! et puis je prépare même un écran tactile pour un contrôle de P********** 4)

 

Le heatbed devrais plus tarder (une question de jours) Reste encore un problème : mes moteurs turnigy avec 3 fils noir. impossible de les dissocier (Pole +,- et commande) j'espère trouver une réponse bientôt a ce sujet :/

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le heatbed est arrivé mais comme après toute nouvelle installation, il faut re calibrer et hier avec le france canada, j'ai pas trop pu le faire. Et pour couronner le tout : ce week end je suis pas la ==

 

pas grave. pour le moment je peu commencer le dev android pour le pilotage de la bête et je compte bien arriver a le démarrer ce week end ! dans l'idée : l'accéléromètre va servir de moyen de pilotage. la première appli sera basique : je récupère les infos possible : battery, gyro, vitesse des moteurs, GPS, position servo de la camera X et Y et j'en vois les commandes. Gérer un dialogue complet est pas simple mais heureusement que la tablette est multithread.

 

un truc me chiffonne sur un problème d'algo pour le pilotage : comment utiliser au mieux le gyroscope par rapport aux instructions de pilotage ? j'espère trouver la réponse bientôt.

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Bonne nouvelle et mauvaise nouvelle :

J'ai finalement installer et calibré mon MK3 hier soir, pas de soucis, il monte plus haut en température et j'ai tester une impréssion 3D en ABS. Problème : sa rétracte encore ! la pièce se gondole et c'est le drame !. Cependant une bonne nouvelle : après nombre de recherche j'ai trouvé que la puissance de mon alim est pas a mettre en cause (500W quand même !) mais sa nature : elle a un "mode éco" et ça s'enclenche quand y a pas assez de demande sur certaines sortie (5V et 3.3V) j'ai trouver des schéma et des idées, je met tout ca en pratique se soir !

Pour les réelles avancées sur le projet : le code avance bon train, j'ai implémenté les fonctions de correctif sur les vitesses des moteurs pour rendre le drone stable et équilibré, ainsi qu'une calibration du gyroscope (que j'espere rendre full auto ensuite)

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Il existe une shiled faire pour retranscrire sur LCD et SD (lisible dans les code source de arducam) mais je crois que c est uniquement pour les version ou y a que le capteur vidéo. Si tu veux stocker quelque chose, oriente toi sur l achat d un arduino mini pro (consome peu et encombre peu) et d un lecteur micro SD ( par exemple :http://m.aliexpress.com/item/1708971984.html?tracelog=storedetail2mobilesitedetail) qui te permettra de faire de la sauvegarde propre. Je sais plus si le mini pro aurais tout les port mais si cette idée te conviendrait je te trouverai la puce adéquat pour que tu fasse ton montage

 

 

EDIT la solution eco serait le teensy LC : multiple SPI et I2C donc pas de soucis pour les deux composant à associer et il est peu cher et peu encombrant. Tu peu même jouer sur sa consommation propre en réduisant sa fréquence. Je te reajouterais au prochain post le lecteur à un prix plus raisonable

 

Pour le reste : j ai enfin réussi une impression à l ABS : j ai réussi à charger l alim proprement. Se soir je me remet au design 3D et je vais tenter d imprimer un proto du corps. Photo à venir !

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Merci pour ta réponse. Après plusieurs recherches j'ai réussi à trouver sa (https://www.sparkfun.com/products/retired/10549). Si j'ai tout bien compris c'est une carte compatible avec les arduino ATmega328 (la UNO, Nano et pro mini), qui peut stoker sur une micro SD en FAT 16 et qui laisse la possibilité de piloter le capteur avec l'arduino. Le problème c'est qu'il peut seulement enregistrer des photos en 320x240.

Dans un premier temps je m’oriente vers un arduino UNO pour les tests et config pour passer après sur un arduino nano pour la taille. J’ai lu sur des forums que l’arduino n’est pas faite pour de la vidéo c’est pour cela qu’il faut absolument utiliser un shiled.

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Salut j'ai vue que tu allai utiliser une caméra arducam 5mp ov5647.  Je  suis parti dans la même direction mais je ne sais pas comment enregistré le flux vidéo. A tu trouvai un shield qui pouvait la stocker sur un SD ou micro SD ? 

Donc me voila devant un pc. Voila ce que je te propose pour ta solution : 

 

Teensy LC -> 13euro

http://www.robotshop.com/eu/fr/platine-developpement-microcontroleur-usb-teensy-lc.html

Micro SD pour Arduino -> 7euro

http://www.robotshop.com/eu/fr/adaptateur-microsd-arduino.html

 

l'idée est donc que le teensy face la lecture de ta cam et enregistre sur la carte micro SD. j'ai vérifié, la board possède tout les port nécessaire pour ton montage. Pour l'alimenter : le Vin sur des port de tes ESC (sur le fil pour récupérer le signal de l'uc, y a de GRANDE chance que l'alim fournis soit du 5V) et un GND sur l'autre fil GND de ton port sur l'ESC. Attention par contre je crois pas que le teensy saura lui même alimenter ta caméra (le lecteur de carte SD j'imagine que oui en revanche) car il ne fournis que 100mA max. il te faudra donc ruser pour tout alimenter. Après pour le déclenchement de tes prise de vidéo : tu va pouvoir prog un petit interrupteur pour lancer la capture (état haut d'une entrée du teensy ou un bouton pour crée cet état) et un led pour temoins visuel sera pas de trop.

 

bien sur je rappel que tout ça est bon que si tu a QUE se modèle : b0068-2.jpg

 

 

Si c'est le modèle avec que le capteur, je sais pas trop quoi faire.

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Merci pour ta réponse. Après plusieurs recherche j'ai réussi à trouver sa (https://www.sparkfun.com/products/retired/10549). Si j'ai tout bien compris c'est une carte compatible avec les arduino ATmega328 (la UNO, Nano et pro mini), qui peut stoker sur une micro SD en FAT 16 et qui laisse la possibilité de piloter le capteur avec l'arduino. Le problème c'est qu'il peut seulement enregistrer des photos en 320x240.

L'avantage de cette carte c'est qu'en effet elle simplifie le boulot mais le mauvais truc c 'est que c'est fait pour des Camera JPEG (chez sparkfun ca veux dire ces capteur CMOS je crois Ca veux dire cette caméra en particulier : https://www.sparkfun.com/products/12804 :/ ) sinon on dirais que cette board a tout ce qu il faut pour marché seule sans arduino a coté mais il te faut un FTDI pour la flasher et la programmer

 

Je te dirais bien que meme avec une mini shield Arducam c'est jouable mais j'y crois moyen. faudrait arriver a récuperrer un SPI et un I2C je sais pas si cette board en est capable 

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Triste nouvelle : au bout de 2h30 d'impression la pièce c'est déformé ! il me manque 15°C pour eviter ca ! =="

Sinon bah du coup j'ai un corps épais de 5, pas le logement batterie et c'est difforme. cela dit ce week end j'ai ptet l'occasion de régler le problème.

Je vais travailler sur les modèles 3D restant a faire : Les "aile" et les "pattes" Malgré le corps déformé que j'ai je vais pouvoir avoir un proto et tester le design. pour fixer les pattes avec le corps je pensais a un truc con = un boulon et une goupille avec tête. Mes pattes auront en partie corps une "fourche" pour être sure que je vais pas avoir de problème de fixation.

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Sa prend forme ! prochaine étape : gravure de la carte mère du drone. Elle va relier la caméra à l'UC, les controler des moteurs, dispatcher l'énergie de la batterie et en prime dans la V2 j'incorporerais un système pour abaisser les tensions des éléments de la batterie et pouvoir du coup surveiller le tout avec l'UC (pouvoir avertir quand la batterie est faible)

Le prototype prend donc fin. La version final sera en plastique enrichis en carbone. c'est légèrement plus lourd mais je vais pouvoir "alléger" encore plus la structure global en supprimant de la matière. Pas de panique, ce proto volera !... j'espère ! xD

dsc_0010.jpg

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Quelques mois après je suis toujours au même point.

 

J'ai pus récemment réussir a faire tourner mes moteur (PWM -> ESC) j'avais des doutes quand a la faisabilité quand a mon choix de 2 batterie différentes (UC / MOTEUR) et connecter la masse des ESC sur le teensy. Finalement J'ai plus aucun doute sur le fait que le drone va voler !... un jour car Noel, Nouvelle ans et obligation d'étudiant oblige. Cependant je rame aussi a cause du fait que la production de la fonction CNC de mon imprimante 3D m'a fait perdre du temps pour rien sur le projet :/ je suis donc partis sur l'idée d'une protoboard a défaut de mieux et je verrais a faire une MOBO finie plus tard. Des meilleurs nouvelles bientôt ! 

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Je butte sur un problème : la calibration des ESC (ou encore throttle calibration) j'avous pas avoir encore check si mon teensy me crache un pwm ou une ppm. j'ai trouvé une vielle doc sur les BLHELI mais je connais pas la version du firmware qui est dedans (je sais juste que c'est un blheli) et ce qui ets stupide c'est que je peu pas faire sans, sur les 4 y en a pas un qui tourne a la même vitesse pour la même fréquence. j'ai bien vérifié, je leurs cause en 480 Hz donc ca c'est bon mais en fonction de ce que j'applique comme signal les démarrage sont différent et des fois je crois que j'entre dans le mode de programmation sans le vouloir =="

 

y a probablement du fait que quand je passe d'un signal a un autre y a pas de phase transitoire, je lui envois 0-> 230 d'un coup sa le désoriente peut être...

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Finalement j'ai reussi a flasher mes ESC avec mon arduino MEGA qui étais sur mon imprimante 3D. PAS UN ESC AVAIS LES MEME REGLAGE ! Du coup j'ai harmoniser tout le monde et hop tout le monde tourne a la meme vitesse pour le meme Signal ! en utilisant la librarie SERVO je vais pouvoir affiner mon réglage (ils démarre a 53 et son a 100% a 140) donc je vais faire un attach spécial !

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un Nouveau problème se dresse devant moi : l'abs est assez résistant mais est un peu élastique et donc risque de se tordre par mon choix de structure. ma version finale sera en ABS + Carbone, il n’empêche que j'ai également un soucis d'équilibrage a cause de la batterie. Je vais plancher sur un design différent du corps (et ptet des pattes pour la version finale)

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