Drone Pi : Quadricoptère Multiwii & Raspberry Pi double mode pour smartphone et radiocommande

NOTE : CE TUTORIEL EST EN COURS DE RÉDACTION

Ce guide documente un quadricoptère combinant un contrôleur de vol Multiwii avec un Raspberry Pi 2 B. Sa particularité : la possibilité de piloter l'appareil soit avec une radiocommande classique, soit via une application smartphone.

Le Multiwii gère la distribution de puissance aux moteurs et la stabilité de vol, tandis que le Raspberry Pi reçoit les commandes du téléphone, les transmet au Multiwii, et diffuse les données caméra. Une Pi‑Camera montée à l'avant enregistre vidéo Full‑HD ou photos, sauvegardées sur clé USB.

Le cadre est assemblé à partir de matériaux recyclés, un défi démontrant comment construire un aéronef fonctionnel même avec des composants plus lourds que la normale.

Nous sommes un groupe de jeunes étudiants français ayant créé ce drone pour la première fois. Nous nous sommes basés sur des tutoriels en ligne et Instructables comme fondation, et partageons maintenant notre construction complète avec vous. Bonne lecture !

Étape 1 : Pièces

Pour assembler le quadricoptère, vous aurez besoin des composants suivants :

• Cadre – Construisez ou achetez un cadre en X de 0,45 m avec trois niveaux centraux pour Raspberry Pi, Multiwii, batterie, et ESC.
• 4 moteurs (16 €) – Moteurs brushless Turnigy. Lien
• 4 ESC (10 €) – ESC Hobbyking 30A. Lien
• Batterie (27,5 €) – Turnigy 3S 3300 mAh. Lien
• Moniteur batterie (4 €) – Moniteur 3S Hobbyking. Lien
• Carte de distribution d'énergie (4 €) – Carte distribution quadricoptère Hobbyking. Lien
• Connecteurs 3,5 mm (4,5 €) – Pour connexions ESC‑moteur. Lien
• Connecteurs 4,5 mm (4,33 €) – Pour nouveaux connecteurs carte distribution. Lien
• Hélices (5 €) – 10 × 4,5 SF props pour cadre 40 cm. Lien
• Multiwii (49 €) – Contrôleur de vol CRIUS AIO PRO Multiwii.
• Coussin de montage (2 €) – Pads amortisseurs vibrations pour Multiwii. Lien
• Raspberry Pi 2 B (35 €) – Gère communication sans fil et relais commandes.
• Caméra Pi (19 €) – Caméra frontale pour vidéo Full‑HD et photos.
• Clé Wi‑Fi (9 €) – Permet au Pi de créer un réseau Wi‑Fi privé.
• Clé USB – Pour stocker vidéos enregistrées.
• Radiocommande + récepteur RC – Optionnel ; connecte au Multiwii pour pilotage classique.

Soudez les connecteurs aux fils ESC, fils moteurs, et fils carte distribution avant montage.

Étape 2 : Fonctionnement

Multiwii – Contrôleur de vol open‑source basé sur Arduino. Il traduit les commandes tangage, roulis, lacet, et gaz en largeurs d'impulsion ESC, maintenant l'aéronef stable. Nous utilisons le CRIUS AIO PRO V2, variante populaire avec communauté robuste.

Raspberry Pi – Au démarrage, le Pi crée un hotspot Wi‑Fi privé avec serveur DHCP, fournissant au smartphone une adresse IP. Un script Python personnalisé lance un serveur WebSocket recevant les commandes temps réel depuis l'appli téléphone. Le même script ouvre une connexion série vers le Multiwii, relayant ces commandes. Code source sur GitHub : Multiwii‑Raspberry‑Drone‑Server.

Application – L'appli est construite avec Cordova (HTML, CSS, JavaScript), la rendant multi‑plateforme (Android, iOS, etc.). Elle établit la connexion WebSocket vers le Pi et affiche une interface de contrôle standard. Code ici : QuadcopterControl.

Étape 3 : Le Cadre

Le cadre en X de 0,45 m offre une plateforme stable adaptée au travail caméra plutôt qu'à la course. Trois niveaux de montage permettent de positionner efficacement Raspberry Pi, Multiwii, ESC, et batterie. Nous avons conçu une plateforme supérieure pour le Multiwii (avec le Pi en dessous) et une plateforme inférieure pour la batterie, simplifiant maintenance et échange batterie. Malgré sa construction en pièces recyclées, le poids du cadre reste dans la capacité des moteurs.

Étape 4 : Propulsion

1. Câblez chaque moteur à son ESC, en respectant le code couleur. Inversez la connexion d'un moteur pour changer le sens de rotation de l'hélice si nécessaire (consultez le schéma de câblage). Gardez les hélices démontées jusqu'à ce que le système soit sûr.
2. Connectez les ESC à la carte de distribution d'énergie, en observant la polarité correcte.
3. Une fois le câblage vérifié, montez les composants sur le cadre.
4. Si les vis moteurs sont trop petites pour les hélices, agrandissez‑les (voir nos photos).

Pour plus de détails, référez‑vous au guide de construction complet.