FablabSU

Nous sommes une équipe composée de 5 personnes de L3 Informatique :

• Julien Gourraud (bac STI, DUT informatique)
• William Lavoué (bac SSI spé SI)
• Salmane Kechkar (bac S)
• Yacine Boukhelif(bac S)
• Emeric Goga (bac S, 1ère année en PEIP)

Nous sommes très intéressés par cette compétition, car nous voulons mettre en places nos connaissances diverses en Informatique et Électronique, mais également pour le défi technique. La conception et la réalisation d’un drone sera une expérience valorisante tant sur le plan personnel que professionnel. De plus, elle nous permettra de nous confronter aux différents défis que représente le travail en équipe.

Nous avons réparti le travail de la manière suivante

• William : Conception de la structure / Électronique
• Julien : Électronique / Programmation
• Salmane : Programmation / Modélisation mathématique
• Emeric : Programmation / Mécanique

Nous avons choisi de réaliser un quadricoptère en X, car ce modèle représente un bon com-promis entre le prix de fabrication et la simplicité de conception ainsi que par la richesse de la documentation disponible. La structure (cf ci-dessous) sera réalisée à partir de plaques usinées et de tubes en fibres de carbone et les éléments d’assemblage imprimés en ABS. Nous avons choisi cette solution pour sa robustesse, sa légèreté et sa facilité de réalisation avec les moyens fournis par le PMCLab.

L’électronique et la mécanique du drone Nous avons choisi des hélices de 10 pouces afin d’avoir un drone stable. Pour les faire tourner, nous avons décidés de prendre des moteurs tournant à une vitesse modérée. La position de l'ensemble sur les tubes sera variable.

Nous avons choisi de faire nous-mêmes la partie électronique du drone avec une carte bien connue : l’Arduino Due. Son avantage est sa simplicité d’utilisation, cette dernière sera pro-grammée grâce à son environnement de développement. Elle comporte de nombreuses En-trées/Sortie, ce qui permettra de se connecter au mieux à nos différents composants.

Concernant la commande, nous avons opté pour une communication Radio, car c’est un mode de communication très robuste et simple d’utilisation. L'émetteur radio (qui sera sous la forme d’une manette) comportera 6 canaux, quatre d’entre eux serviront à la manœuvre du drone. Il nous en restera donc 2 pour d’autres applications telles qu’un changement de mode.

Pour l’IMU, nous avons choisi une carte Adafruit qui comporte les 3 composants essentiels : - LSM303DLHC : accéléromètre 3 Axes / magnétomètre 3 Axes - L3GD20 : gyroscope 3 Axes - BMP180 : Baromètre

Les moteurs seront contrôlés à l’aide d’ESCs. Ces derniers sont alimentés par la batterie et con-trôlés par la carte Arduino.

Ci-dessous, le montage électronique de notre drone. L’informatique du drone La programmation se fera sur la carte Arduino grâce à l'environnement de développement Ar-duino.

Quelques lignes de codes :

Déclaration des canaux radio en tant qu’entrées : pinMode(canal1, INPUT);

  	pinMode(canal2,INPUT);
  	pinMode(canal3,INPUT);
  	pinMode(canal4,INPUT);
   	pinMode(canal5,INPUT);

Pour gérer la position du drone nous utiliserons la librairie de l’IMU : #include <Adafruit_10DOF.h> import de la librairie Pour la communication entre l’IMU et la carte Adruino nous utiliserons le bus I2C: #include <Wire.h> import de la librairie

III - Évolution possible du drone Nous souhaitons faire évoluer notre drone s’il nous reste du temps (et de l’argent). Nous ajouterions un GPS et un Raspberry Pi au drone. Le but serait de : 1) Faire voler le drone avec la manette en sauvegardant le chemin pris grâce aux coordonnées GPS 2) Faire voler le drone sur le même passage Le coût de cette amélioration serait d’environ 100€ : Carte GPS : 50 € Antenne GPS : 10 € Raspberry Pi : 40 €

IV - Choix et prix des composants

Hélice (10 pouces) + Moteur (15 A max / 935KV) : 11.96*5 = 60 € http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__43884__MT2213_935KV_MultiStar_Motor_and_Propeller_Combo_10_4_5_CW_CCW.html

ESC(20 A) : 16*4 = 64 € http://hobbyking.com/hobbyking/store/__42549__Afro_HV_20A_MultiRotor_ESC_High_Voltage_3_8s.html

Carte de distribution : 4 € http://hobbyking.com/hobbyking/store/__27035__Hobby_King_Octocopter_Power_Distribution_Board.html

Carte Adruino Due : 36 € http://store.arduino.cc/index.php?main_page=product_info&cPath=11_12&products_id=243

Mannette + Recepteur RC (6 canaux / 2,4Ghz) : 44 $ = 35 € * 20% = 42 € http://www.hobbypartz.com/exrc62tr.html

IMU (10 degrés de liberté) : 29$ = 24 € * 20% = 28.8 € http://www.adafruit.com/product/1604

Batterie (Lipo 5200mAh / 3S / 11.1V) : 22.18€ *2 = 44.36€ http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__62884__MultiStar_High_Capacity_3S_5200mAh_Multi_Rotor_Lipo_Pack.html

Moniteur de batterie (Alarme en cas de batterie faible): 1.59€ http://hobbyking.com/hobbyking/store/__22749__On_Board_Lipoly_Low_Voltage_Alarm_2s_3s.html

Chargeur de batterie : 18.39€ http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__7028__Turnigy_Accucel_6_50W_6A_Balancer_Charger_w_Accessories.html

Ubec (Alimentation de Arduino : 11.1V vers 9V): 4.70 € http://hobbyking.com/hobbyking/store/__52862__X9_PRO_9V_3A_UBEC_2_5S_Lipoly_7_2_21v_.html

Filtrage des vibrations : 2 € http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__40612__Vibration_Damping_Ball_50gram_8_pcs_bag_.html

Plaque de fibre de verre (1,5mm / 1000*500mm) : 34,90 € http://www.masterplatex.de/epages/62236671.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/62236671/Products/%22FR4%20schwarz%22/SubProducts/0%2C5-FR4-schw-M

Tube Carbone (300*16*14mm) : 4*2.81 = 11.24€ http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__13215__Carbon_Fiber_Round_Tube_330x16x14mm.html

Velcro : 2.22€ http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9374__Polyester_Velcro_Peel_n_stick_adhesive_side_V_STRONG_1mtr_.html

Achat de visserie en petite quantité directement chez Bricorama ou LeroyMerlin : 30 € Total : 60 + 64 + 4 + 36 + 42 + 28.8 + 44.36 + 1.59 + 18.39 + 4.70 + 2 + 34.9 + 11.24 + 2.2 + 30 = 384 €

V - Machines-outils Nous aurons besoin d’utiliser la fraiseuse à commandes numérique pour découper 2 plaques de fibre de verre qui serviront de “corps” pour le drone. L’imprimante 3D nous servira pour la fabrication des éléments d’assemblage.

VI - Sites de nos recherches

  Wiki de Game of Drone 2013-2014 
  Adafruit
  Site officiel Arduino
  Instructable
  HobbyKing
  DiyDrones
  

VII - Conclusion

On va gagner!