[PDF] Rapport du projet drone Arduino

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Here is our report on the arduino drone project, which is the outcome of our group work. Our aim was the building of a drone, from its conception to its final realization. We shall mention, in a chronological order, the different steps we took, in order to reach the result presented in our final project defense. Groupe de travail : CAILLAT Florian, BOURGUET Marie, MAGRO Julien

Rapport du projet drone Arduino

nous avons suivis pour arriver au résultat présenté lors de la soutenance finale

Table des matières

................................................................................................ 1 Table des matières ...................................................................... 2 I : Conception du drone .............................................................. 2 A : Les matériaux utilisés ........................................................ 3 III : Electronique embarquée ....................................................... 4 IV : Le logiciel utilisé .................................................................... 8 V : Les problèmes rencontrés...................................................... 9 Conclusion ................................................................................... 9

I : Conception du drone

échappé à cette règle. Pour commencer, nous sommes partis sur un drone quadricoptère

(drone avec 4 hélices) pour la réalisation du châssis. Pour avoir une idée plus précise du travail

à réaliser nous avons décidé de faire un model 3D du drone sur le logiciel OpenSCAD dont le

résultat est présenté ci-dessous.

Model 3D du drone réalisé avec

openSCAD Ce model 3D nous a permis de choisir les dimensions du châssis pour créer un drone bien proportionné notamment pour la longueur des bras et le coté du carré qui forme la plaque

électroniques.

A : Les matériaux utilisés

garantir une structure légère et solide capable de résister à un atterrissage difficile. Nous

allons présenter les différents matériaux qui structurent notre drone. La plaque centrale : Elle permet de tenir la structure du drone, nous avons donc choisi du

plexiglass pour sa rigidité. Avec du recul ce matériau est peut-être un peu lourd, le

contreplaqué (bois) aurait été plus adapté. Les bras : Ils sont en aluminium pour la légèreté et la solidité du matériau. est aussi facilement découpable pour construire la forme souhaitée. logiciel libreCAD, pour fixer nos moteurs à la structure. Ils ont été découpés au laser dans du bois pour avoir une meilleure précision. Schéma de la pièce sur LibreCAD Pièce découpée au laser avoir construit chacune des pièces présentées ci-dessus. Première Etape : Après avoir découpé le plexiglass et Seconde Etape : Nous avons ensuite fixé les moteurs grâce aux portes moteurs vissés aux bras Troisième Etape : Pour finir nous avons fixé tout le matériel

III : Electronique embarquée

A : Motorisation et alimentation

Après les matériaux nous avons choisi le matériel électronique : Les Moteurs : 4 moteurs brushless 920 kv de model : F14711/12.1 Les ESC : les ESC sont des circuits électroniques indispensables pour contrôler la vitesse des moteurs (1 ecs/moteur) La plaque de distribution : La plaque de distribution permet de distribuer le courant à tous les ESC qui sont branchés dessus .Elle est reliée directement à la batterie. Serflex Tuyaux de PVC La batterie : Nous avons utilisé une lipo 3S 12V de capacité 2200mAh. Les batteries lipo sont avantageuses pour leur puissance et leur légèreté. (+) et le noir sur le (ʹ) Etape 2 : Brancher les moteurs aux trois sorties ESC en respectant le code couleur (rouge, noir, jaune ou bleu) batterie ou une mise en marche des moteurs involontaire)

Une fois ces trois étapes terminées, il faut relier les ESC au contrôleur pour pouvoir modifier

la vitesse de rotation des moteurs. Les ESC possèdent trois entrées 5volts dont une doit être

permet de coder la vitesse de rotation des moteurs : -Pour un temps haut de 1000ms les moteurs seront éteints. -Pour un temps haut de 2000ms les moteurs seront en vitesse max.

Schéma de câblage

B : Le contrôleur de vol

Premier contrôleur :

plupart des capteurs utilisés. Notre premier contrôleur de vol était une carte arduino nano

étudiée en cours. Nous avons utilisé un gyroscope pour déterminer les angles de lacet roulis

et tangage pour pouvoir stabiliser notre drone. Le schéma suivant montre les différents

Schéma de deux signaux PWM

Les signaux PWM de 50Hz sont très

utilisés en modélisme pour le contrôle de tout type de moteur. En arduino, la librairie Servo.h permet de générer ces signaux.

Schéma des différents mouvements

Moteurs arrêtés

Vitesse maximale

Malheureusement ce contrôleur avait de gros problèmes pour générer des signaux de bonne

qualité pour les ESC, ce qui conduisait à des variations de vitesse involontaire sur les moteurs.

De plus, nous avons contrôlé le drone avec un module Bluetooth connecté à un téléphone.

incontrôlable.

Deuxième contrôleur :

Nous avons décidé de changer de contrôleurs de vol pour une carte arduCopter connectée

à un module radio R10D.

Cette carte arduino possède huit Outputs qui correspondent à chacune des sorties qui

peuvent être connectées aux différent moteurs (cette carte peut donc être branchée à huit

moteurs). Elle possède également huit inputs, branchés au module radio, décrites par le schéma suivant : R10D

Arducopter

Photo du contrôleur de vol et du

module radio

Schéma des inputs de la carte

Arducopter

Elle possède un gyroscope et un magnétomètre intégrés pour déterminer la aussi les angles

de lacet tangage et roulis. La position de la carte sur notre drone est importante car la flèche déterminés par le sens de la flèche et les schémas suivants : Nous avons décidé de réaliser notre drone dans la configuration QUAD X en respectant la la même branche tournent dans le même sens et les autres dans un sens opposé pour la stabilisation du drone.

IV : Le logiciel utilisé

commence par demander la configuration que nous voulons utiliser comme montré dans la

partie précédente. Ensuite il faut calibrer le gyroscope en manipulant le drone dans

différentes positions indiquées par le logiciel. Ensuite il faut calibrer la radio commande, celle-ci envoie à la carte un signal PWM sur chaque input du control de vol (les mêmes signaux présentés dans la partie motorisation et alimentation).

Schémas des configurations des

drones arducopter Le logiciel propose aussi différents modes de vol pour le drone et une partie réglage pour la différents types de systèmes et dans le cas du drone elle permet de garder une position stable ou permet de revenir à une position stable après un déséquilibre du drone.

V : Les problèmes rencontrés

Dans cette partie nous allons revenir rapidement sur les problèmes rencontrés lors de la réalisation du projet. Nous avons eu également des problèmes liés à la connexion Bluetooth trop lente pour le contrôle du drone mais aussi à cause des pertes de connexions. connaissances poussées du système et un modèle mathématique de celui-ci pour pouvoir appliquer la régulation PID. Le modèle mathématique permet de calculer les coefficients du

PID qui sont propres à chaque système.

Calibration de la radio commande

avec mission planner

Conclusion

Le projet Drone est surement le projet le plus intéressant et le plus complet que nous avons

eu à réaliser. Bien que tous les objectifs ne soit pas remplis nous avons acquis des

connaissances dans différents domaines, ce qui va certainement nous servir dans la suite de après nous.quotesdbs_dbs7.pdfusesText_13

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