Le Drone Pi

REMARQUE :CETTE INSTRUCTION EST EN COURS D'ÉCRITURE

Ce projet est un quadricoptère alimenté par une Multiwii et contrôlé avec un Raspberry Pi 2 B. Ce quadricoptère a une particularité car il utilise 2 manettes différentes et il peut être pilote avec 2 appareils différents :une télécommande ou un smartphone.

Le contrôleur Multiwii s'occupe des 4 moteurs et distribue l'énergie pour les alimenter tandis que le Raspberry Pi récupère les informations qui viennent du smartphone et les retransmet à la Multiwii. Vous pouvez également prendre des photos et des vidéos Full HD !!! Une caméra Pi est placée sur le devant du Drone Pi. Il peut enregistrer ou simplement prendre une photo sur une clé USB.

Le châssis de ce quadricoptère est constitué de différents éléments recyclés et c'était un autre défi :créer un quadricoptère avec des éléments parfois lourds… Mais nous l'avons fait !

Nous sommes de jeunes étudiants français et c'était notre première création. Nous aidions au cours de ce projet avec un site Internet dont les Instructables et maintenant nous voulons partager avec vous notre Drone Pi. Profitez-en !

Étape 1 : Pièces

Pour construire notre quadcopter, vous aurez besoin des pièces suivantes :

• Un cadre – Vous pouvez l'acheter sur Internet ou vous pouvez le faire comme nous. Ce n'est pas difficile de créer votre cadre, vous avez juste à faire un X d'environ 0,45m de diamètre (pour un quadricoptère stable) et vous mettez différents niveaux au centre pour mettre votre Raspberry, Multiwii, batterie, ESC, etc…

• 4 moteurs (16€) – Pour un quadricoptère, vous avez besoin de 4 moteurs, mais si vous voulez fabriquer un octocoptère, vous aurez également besoin de 8 moteurs. Nous utilisons des moteurs sans balais Turnigy . (nous reviendrons sur les moteurs à l'étape 2) http://goo.gl/G9oE1c

• 4 ESC (10€) – Le régulateur de vitesse électronique est utilisé pour fournir la puissance au moteur avec les informations de la Multiwii. Nous utilisons Hobbyking 30A ESC . http://goo.gl/2txm0b

• Batterie (27,5€) – Bien sûr, si vous voulez voler, vous devez fournir vos moteurs, vous avez donc besoin d'une batterie. Nous utilisons un Turnigy 3S 3300mAh . http://goo.gl/4GHr01

• Moniteur de batterie (4€) – Il sonne lorsque votre batterie est en panne. Nous utilisons un moniteur de batterie Hobbyking 3S .

• Tableau de distribution électrique (4€) - Cette carte est utilisée pour connecter vos ESC à la batterie. . http://goo.gl/0WCvB3

• Connecteurs 3,5 mm (4,5€) – Pour souder l'esc et les moteurs. http://goo.gl/byW6rg
• Connecteurs 4,5 mm (4,33€) – Retirer l'ancien connecteur du tableau de distribution et souder ce nouveau. http://goo.gl/KSahYJ

• Hélices (5€) – Un quadricoptère avec quelques moteurs mais sans hélices ce n'est pas un quadricoptère alors choisissez vos accessoires en fonction de votre cadre. Pour notre cadre de 40cm vous avez besoin d'étaiements avec longueur=10 et pas=4,5. Nous utilisons des accessoires 10×4,5 SF . http://goo.gl/4taM8k

• Multiwii (49€) – Ce contrôleur est utilisé pour commander les moteurs et partager la puissance. Nous utilisons un CRIUS AIO PRO Multiwii .

• Tampon de montage (2€) – Parce que les moteurs créent beaucoup de vibrations, vous devez acheter un support de montage pour les réduire sous la multiwii. http://goo.gl/aiflj

• Framboise pi 2 B (35€) – Il pourrait aussi fonctionner avec un autre modèle de Raspberry pi mais nous venons de tester avec ce Raspi et il est plus puissant que la version précédente.

• Caméra Pi (19€) – Pour capturer une vidéo et prendre une photo. Il ne peut être exécuté qu'avec un Raspberry pi

• Clé Wifi (9€) – Il se connecte au Raspi et crée un réseau wifi pour relayer les informations de l'application smartphone vers le Raspi.

• Clé USB – Pour enregistrer la vidéo

• Télécommande + récepteur rc - Si vous souhaitez contrôler votre drone avec cela. Vous allez connecter le récepteur rc à la Multiwii.

Vous devez souder les connecteurs au fil ESC, au fil des moteurs et au fil du tableau de distribution.

Étape 2 :Comment ça marche ?

La multiwii

Multiwii est un projet français open source basé sur un arduino. Le projet est open source, nous pouvons donc trouver de nombreux types de multiwii. Nous utilisons une version similaire de CRIUS AIO PRO V2. Il s'agit d'un contrôleur de vol :Son rôle est d'envoyer des signaux de vitesse à l'esc pour maintenir le quadricoptère en l'air. Nous utilisons le projet mutlwii parce que c'est un projet connu utilisé par de nombreux utilisateurs avec une grande communauté mais surtout parce que des programmes comme celui-ci sont trop compliqués pour nous.

La Framboise

Dans notre projet, la framboise a joué le rôle principal. D'abord au démarrage on crée un réseau wifi privé avec un serveur DHCP (pour donner l'adresse IP), ce réseau wifi n'a pas d'accès internet et ceci uniquement pour communiquer avec le smartphone. Deuxièmement, il stat un programme python (créé par nous) qui démarre un websocket. Un websocket est une connexion permanente entre le serveur (raspberry) et le client (l'application smartphone), il servira à recevoir la commande de l'application. Ensuite, le même programme se connecte à la multiwii via USB. Il servira à envoyer les informations des commandes qui viennent du smartphone vers la multiwii (voir schéma pour comprendre). Les sources sont disponibles sur github (https://github.com/reglisse44/Multiwii-raspberry-drone-server)

L'Application

L'application se fait en html/css/javascript avec cordova. Cordova est une technologie qui permet de créer une application avec une technologie web compatible avec android, ios et plus… L'utilisateur pense que c'est une application Android standard mais en fait c'est une vue web :), c'est facile de développer des applications comme celle-ci pour le web développeurs… Les sources sont disponibles dans github (https://github.com/reglisse44/quadcopterControl)

Étape 3 :Le cadre

Pour faire un bon cadre, vous devez utiliser les éléments les plus légers possibles. Pour notre Drone Pi, nous avons dû le construire avec des éléments de recyclage donc notre cadre est un peu lourd mais de toute façon cela n'a pas d'importance pour nos moteurs.

Le diamètre du cadre est de 0,45m car nous voulions un « quadricoptère stable » pour la caméra et non un « quadricoptère de course ». Au centre du X il y a 3 niveaux (peut-être 4 dans le futur) pour mettre les manettes, les ESC et notre batterie (vous avez toutes les citations dans les images en haut de la page).

Nous avons créé une plate-forme pour la multiwii sur le dessus du quadcopter (photo 2) et une autre pour la batterie (photo 7 et 8) sur le dessous du quadcopter. Pour la plate-forme Multiwii, nous avons voulu mettre la framboise sous la multiwii car il y a des connexions entre elles. Pour la plate-forme de la batterie, nous avons voulu prendre ou enlever la batterie pour la charger. Toutes les images sont à l'étape suivante…

Enfin, nous avons mis 4 pieds au quadcopter pour pouvoir le poser mais ils ne sont ni jolis ni mauvais.

Étape 4 :Propulsion

Pour la propulsion vous avez besoin de vos 4 moteurs, de vos 4 ESC (pour adapter la tension aux moteurs), de votre batterie et enfin de votre Multiwii.

1. Connectez vos moteurs à vos contrôleurs. Vous pouvez inverser le fil pour inverser la rotation de vos hélices (voir schéma pour connaître le sens de rotation). .
2. Connectez l'ESC au tableau de distribution (respectez la couleur).
3. Si tout va bien, vous pouvez installer les composants sur le cadre
4. La vis que nous avions avec le moteur était trop grosse pour les hélices, nous avons donc dû les agrandir (voir photos)

Pour plus de détails :Le Drone Pi