Institut supérieur des études technologiques de Béja
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Introduction
Un drone est un aéronef télécommandé ou autonome. Il peut transporter diverses matériels (caméras, armes, sonde...) afin de réaliser des missions telles que la surveillance, l'exploration, le combat ou la cartographie.
transports
militaire
audiovisuel
domaine d'utilisation
surveillance
agriculture
santé / Urgence
l’urbanisme et l’aménagement
comment ça vole ?
comment ça vole ?
Le sens de rotation des hélices est très important, sur le schéma , on constate que
les hélices situées sur le même axe tournent dans le même sens. En d’autres termes, M1 et M3
tournent dans le sens horaire et M2 et M4 dans le sens antihoraire. Pourquoi ? Cela annule le
couple induit par l’effort sur chaque moteur pour faire tourner les hélices.
monter/descente
avancer/réculer
avancer
réculer
Le roulis
roulis vers la gauche
roulis vers la droite
Rotation
Rotation vers la gauche
Rotation vers la droite
La grande majorité des drones existants possèdent à peu prêt les mêmes Caractéristiques.
La première chose à comprendre est « De quoi est composé un drone », dans notre cas un
quadricoptère.
Le châssis ou (Frame en anglais). C’est la structure de notre drone, c’est sur lui que nous allons monter le reste des pièces.
C’est eux qui vont permettre à notre quadricoptère de voler. Là encore il existe des centaines de modèles plus ou moins adaptés à l’utilisation que nous allons en faire.
Ce sont des cartes électroniques qui permettent de faire tourner les moteurs plus ou moins vite, à partir du courant délivré par la batterie. La commande vient du « contrôleur de vol ».
Notre batterie de type Lipo (Lithium polymère Ion) c’est la technologie qui permet d'avoir une puissance suffisante pour une faible masse.
Elles doivent être adaptées à la taille de notre châssis mais aussi aux moteurs que nous avons choisis. Les hélices sont présentées avec 2 valeurs : la 1ère exprime la longueur de l’hélice (8", 9", 10", etc. ...) et la 2ème valeur indique le "pas" de l'hélice (4 / 4,5 / 5 / etc. ...)
C’est le cœur de notre drone. C’est lui qui va stabiliser l’engin mais aussi effectuer différentes tâches plus ou moins complexes comme suivre un plan de vol, atterrir automatiquement.
Comme carte de commande on a utilisée la carte arduino uno
Reset bouton
Broches numériques qui peuvent être utilisés comme entrées ou sorties
Connexion USB : pour communiquer avec le PC ou d'autres périphériques
16MHz clock
6 broches d'entrée analogiques
Régulateur 5V
DC power jack : pour l'alimentation de la carte en absence de connexion USB
Broche alimentation: 5V, 3.3V
Microcontrôleur Atmega 328
Le ZigBee est un standard de communication sans fil à bas coût pour échanger des données issues d’équipements sans fil simples et de faible consommation dans le milieu industriel. Avec la convergence de l’informatique, de l’électronique et des télécommunications, il est ainsi possible de mettre en place des réseaux de capteurs sans fil dans un contexte domotique ou de contrôle industriel.
Le châssis que nous avons choisi est le DJI F450 car il est réputé solide. Il est même équipé d’un système de distribution de l’énergie permettant d’alimenter les ESC, Ce modèle dispose de quatre bras, c’est donc un quadricoptère que nous aurons construire.
PID signifie Proportionnel, Intégral, Dérivé, il fait partie d'un logiciel de contrôleur de vol qui lit les données des capteurs et calcule à quelle vitesse les moteurs doivent tourner afin de conserver la vitesse de rotation désirée de l'avion.
P
I
D
Le programme est au cœur du problème de la stabilisation du quadricopter. C’est lui qui va envoyer les ordres, recevoir les informations et réagir en conséquence.
Le XBee est un microcontrôleur sans fil fabriqué par Digi qui utilise un émetteur-récepteur sans fil 2,4 GHz pour communiquer avec un autre module XBee. Ces modules sont capables de communiquer avec plus d’un module XBee, ce qui signifie que vous pouvez créer un réseau de modules de partout, du moment qu’ils sont à portée.
Cette carte a pour rôle de recevoir les commandes de vol depuis la manette et de les transférer à la carte Arduino sous forme d’impulsions
Après avoir effectué les premiers tests, nous nous sommes rendu compte que les deux moteurs ne tournaient pas à la même vitesse pour une même valeur d’entrée. Notre drone ne vole pas stable dans la première fois. Un faux protocole de communication xbee. Court circuit au niveau de moteur (moteur détruire) et au niveau de gyroscope (coupure information). Une hélice non fixé a cause de la vibration elle a volé dans l’air.