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Multi rotor : définition

Le Multi-Rotor

Pourquoi un multi-rotor, et non pas un drone?

Un drone ou UAV (Unmanned Aerial Vehicle) est un aéronef sans pilote humain et totalement autonome.

Il n’est donc pas piloté à distance mais peut recevoir des ordres en vol. Ses missions peuvent être variées, pour des usages civils ou militaires.

 

Quelques termes sur le fonctionnement d’un Multi Rotor:

Les Hélices
Les hélices sont présentées avec 2 valeurs souvent en pouces (1 pouce = 2,54 cm) :

la 1ère exprime la taille de l’hélices (8″, 9″, 10″, etc. …)

la 2ème valeur indique le « pas » de l’hélice (4 / 4,5 / 5 / etc. …)
Cette information va conditionner la traction nécessaire pour faire décoller et voler le multi.

La taille :
Une Grande Hélice a beaucoup de portance donc un vol stable, mais a besoin de puissance pour faire 1 tour.
Une Petite Hélice a peu de portance donc un vol moins stable, mais a besoin de moins de puissance pour faire 1 tour.
On va de ce fait, varier la taille de l’hélice en fonction de la portance nécessaire dont on a besoin.

Le Pas :

Le pas d’une hélice ce compare au filetage d’une vis, c’est-à-dire la distance THEORIQUEMENT parcourue en un tour.

Un Grand pas aura une plus grande traction à faible vitesse, mais une vitesse maxi limitée.
Un petit pas aura une petite traction à faible vitesse mais une vitesse maxi élevée.

On va donc faire varier la taille du pas en fonction de la vitesse que l’on veut atteindre
Pour un quadri on a souvent du 4,5, on peut descendre à 3,5 ou augmenter à 6.
un petit rappel sur les hélices (plus bateau, mais la théorie est la même) : http://p.loussouarn.free.fr/technic/helice/helice.pdf

Un grand diamètre associé à un faible pas favorise la traction alors qu’un petit diamètre avec un pas élevé favorisera la vitesse.

En gros, pour un même moteur, dans une fourchette donnée, plus le diamètre est grand, plus le pas est petit.

Les moteurs

La valeur retenue est le KV qui correspond au nombre de tours que peut faire le moteur en 1 minute et pour 1 volt.
Un moteur de 900 kv peut donc effectuer 900 tours en 1 minute pour 1 volt, sachant que 1 élément de lipo (1S) donne 3,7 volts, on a donc une vitesse de rotation / minute (RPM ou tour/mn) :
Accu 2S = 7,4 volts ==> 900 x 7,4 = 6 600 tours/minute
Accu 3S = 11,1 volts ==> 900 x 11,1 = 10 000 tours/minute
Accus 4S = 14,8 volts ==> 900 x 14,8 = 13 000 tours/minute
==> Plus le lipo a d’éléments, plus le moteur a la possibilité de tourner vite

On peut aussi raisonner dans l’autre sens, en partant du nombre de tours pour définir les KV (et donc le lipo nécessaire)

Il faut :
8 000 tours max pour du vol « stable » (prise de vue)
10 000 tours max pour du vol « normal » (polyvalent)
12 000 tours max pour du vol « nerveux » (accro, vitesse)

Donc si on veut voler avec une lipo 3S :
==> 8 000 tours / 11,1 volts = 720 KV
==> 10 000 tours / 11,1 volts = 900 KV
==> 12 000 tours / 11,1 volts = 1100 KV
——————————————————–
Maintenant , il va falloir associer les hélices et moteurs en fonction du type de vol recherché.

2 exemples pour de comprendre:
1) faire du vol ACCRO
2) faire du vol PRISE DE VUES

1) Vol ACCRO
Pour ce type de vol, il faut un moteur capable d’atteindre au moins 12 000 tours minutes, donc on va choisir un moteur d’au minimum 1100 KV (avec une lipo 3S)

Choix des hélices: on a besoin que le Quadri soit facile à bouger, qu’il n’y ait pas trop de portance (sinon il va être trop stable et donc difficile de faire des figures), il faut donc retenir des petites hélices (8″) avec un pas « standard » de « 5 » (donc on a du 8*5)

2) Vol PRISE DE VUES
L’objectif est d’avoir une configuration stable, on embarque du matériel (donc la traction est importante pour soulever le quadri) et l’on a vu qu’il ne faut pas trop de RPM.

Choix des hélices: on a besoin d’avoir de la portance car il y a du poids à faire voler et il faut que le quadri soit assez stable, donc on va retenir une grande hélice (10″ ou 11″) avec un petit pas (4 ou 4,5)

Choix des moteurs : on a moins besoin de puissance donc un moteur de 750 KV est suffisant.

Document issu de différent forum et réflexion .

 

Carte de contrôle (IMU)

Beaucoup de modèles existent, cela va de 20€ (modèle KK) à 900€ (Zero UAV) pour la plus évoluée.

Les miennes AQ50D environ 120€ chez FPV4EVER.com, Free Flight FF 30€ (origine chine) et dernièrement RABBIT 70€ (origine chine) et ce que je qualifie de Rolls: La YS-X6 de ZeroUav..

Une carte de contrôle est le cerveau du multi rotor. Elle permet de mixer les 4 voies de la télécommande, de façon à ce que le multi soit en mesure d’effectuer l’action voulu par l’opérateur.

Sauf exception (les tri-rotors), un multi rotor a un nombre paire de moteur 4, 6, 8 …

Exemple sens de rotation 4 ou 8 Moteurs

Les hélices tournes dans le même sens par couple opposé.

Pour les fonctions:

Monter / descendre : tous les moteurs tournes au même régime, on augmente la vitesse ça monte, et inversement.

Marche avant / arrière (Tangage / Nick): rotation des moteurs avant moins rapide que l’arrière, ou inversement.

Droite / Gauche (Roulis / Roll) : rotation des moteurs droite plus rapide que gauche, ou inversement.

Lacet (Yaw) : Les moteurs tournants dans le même sens tournent plus vite que ceux tournants dans l’autre sens.

 

Mais aussi éventuellement gestion de l’altitude (module ultrason et Baromètre) ou géopositionnement ( capteur GPS).

La télécommande (RC)

En faite toute télécommande de 4 voies minimum fonctionne avec un multi rotor.

Qu’elle soit programmable ou non, puisque c’est la carte de contrôle qui gère tous.

La fréquence importe peu, que ce soit en FM ou 2,4Ghz.

La portée d’une télécommande est de plus de 500m, ce qui rend déjà un multi rotor bien petit pour l’œil.

Le mode des manches de la télécommandes:

 

Le FPV (First Person View) vole en vidéo embarqué.

En France autorisé, si le modèle volant reste à vue, et avec un système de double commande.

Choisir sa fréquence vidéo :

Votre émetteur vidéo est basé sur une fréquence part laquelle il communique avec votre récepteur au sol.

En France, vous n’avez le droit qu’à deux types de fréquences : le 2.4 ghz et le 5.8 ghz. C’est déjà ça. Mais vous devez également respecter une puissance d’émission.

  • En général le 2.4 ghz est limité à 10 mW, ce qui vous donne une distance de moins de 100 mètres… Mais vous pourrez aussi trouver des appareils sur cette bande permettant de passer à 100 mW si ils sont compris entre 2.4 et 2.454 GHz.
  • Pour le 5.8 ghz vous êtes limité à 25 mW maximum, ce qui vous donne à peu près 200 mètres.

Il existe d’autres fréquences mais elles sont interdites en France comme les fréquences 1.2 ghz, 1.3 ghz, et 900 mhz utilisées par divers réseaux (militaires, téléphonie, …).

Vous trouverez néanmoins ces produits disponibles en vente en toute légalité sur le sol français mais ils ne seront en théorie pas utilisables pour cette pratique. En effet des licences seront a demander/payer pour pratiquer hors fréquence légale.

 

Une petite aparté sur les fréquences : plus on descend dans les fréquences, plus le signal passe les obstacle tel que les arbres…

 

Des questions? n’hésitez pas à me contacter afin de pouvoir étoffer ce sujet.

@ Suivre

Qrob V3, le quadri rotor toujours en évolution.

Toujours en évolution?

Oui !

Pourquoi? pour pouvoir continuer le projet FPV avec.

Donc changement des moteurs, donc de Variateur (flashé Simonk spécial galette),  changmement de recepteur (Du futaba pour pouvoir profiter du Fail save)

passage a des helices Graupner E-prop 11×5

Essai d’accus de plus grosse capacité: A-Spec 4500.

Pour l’autonomie? enfin je depasse la 10 minutes.

Des photos:

emeteur moteur dualsky carbone antenne Pinwhell et emeteur antenne Pinwhell Recepteur Futaba quadi laverre.com moteur dualsky face avant

Firmwares carte RABBIT Flight Controller

Version de la notice en Français:

–>Version Française V10a<– (Utilisation du firmware 1.220).

Rabbit ne développe plus de firmware pour la version 1 de cette carte.

Malgré mes sollicitations pour tester la version 2 et leurs faire une notice en Français, Pas de réponse, dommage… je teste dorénavant une carte multiWII (Je verrais si je fais une doc Frenchie ).

Je laisse ici les versions des firmwares en téléchargement:

Version 1.230: Lfhm_FW_V1.230.zip

Version 1.220: :Lfhm_Tools_V1.220.zip

Version 1.219: :Lfhm_Tools_V1.219.zip

Version 1.218: :Lfhm_Tools_V1.218.zip

Version 1.212: :Lfhm_Tools_1.212.zip

Version 1.211:Lfhm_Tools_1.211.zip

Mise à jour du Firmware 1.210 (.bin) qui modifie le sens d’utilisation du compas: lfmc_fw_20120510_v1210_for_compass_test.zip

Suite à une erreur du GUI mise à jour en version 1.210e:
Love_Flight_pctools_for_Rabbit_V1.210e(English).zip

 

Lfhm_Tools_v1.210.zip

Love_Flight_PC_Tools_&_Fw_for_Rabbit_V1209.zip .
Rabbit_Config_V1.208.zip Version GUI modifié par KKUSA afin de rendre le plus lisible.

Lfhm_Tools_v1.208.zip meilleur atterrissage, et maintient d’altitude.

Si la carte est mal auto-testé, le gyro est désactiver (phase plus longue qu’avant). Respectez la procédure:

1. connectez le multi-rotor
2. Laisser-le stable et assurer qu’il ne bouge pas
3. Déplacer le manche de votre émetteur pour commencer la phase d’auto-teste (d’abord un BIP)
4. Attendre patiemment que l’auto-teste soit finit. (un autre BIP)

 

Lfhm_Tools_v1.207.zip  (Peu d’amélioration visible, pas de régression sur cette release)

Lfhm_Tools_1.206.zip  (Testée : ok, semble avoir amélioré la gestion GPS)

Lfhm_Tools_1.205.zip

Lfhm_Tools anglais V1.203.zip (ok pour moi pas de soucis notables, vole pas trop mal)

Lfhm_Tools_anglais + chinois v1.202.zip (utilisé pour flasher la carte, avec la version Anglaise procédure hard-reset)

Lfhm_Tools_English v1.200.zip

Lfhm_tools_Eng_v1.001.zip
Les Drivers: USB_32_and_64_bit_driver.zip

 

Procédure de Hard Reset:

Pour faire un reset de la carte et la re-flasher il faut dans l’ordre:

  1. Sur le port GPS faire un pont entre la pin du RX et Masse (ground).
  2. Raccorder le port USB
  3. Brancher la batterie
  4. Démarrer le GUI Chinois et surtout mettre le fichier .Bin dans le même répertoire. Le Gui Chinois ne fonctionne que pour la version 1.202.
  5. A l’aide du GUI faire le flashage en 12.02
  6. Une fois le flashage réussi , les Leds se mettent a clignoter.
  7. Fermer le GUI
  8. Débrancher la batterie
  9. Débrancher le port USB
  10. Reflasher le tous dans la version qui vous convient.

 

GUI alternatif par KKUSA Jack’ed Rabbit FC Config: Sur le site RCGroup.

 

Fan sur FaceBook: Rabbit sur FB

Carte de contrôle YS-X6 de Zéro UAV

La concurrente sérieuse du système Wookong de DJI Innovations.

Le site de Zerouav: www.zerouav.net

Le YS-X6, c’est quoi?

Un contrôleur de vole de grande qualité, mais encore…

La possibilité de contrôler 8 ESC, une nacelle 2 axes, utiliser le système S-Bus (Futaba), ou le codage habituelle des télécommandes.

La télémétrie, ou le contrôle du multicopter depuis un équipement Wifi (PC, téléphone mobile androïd ou Apple ).

Le poid: 220g

MC = 61x92mm
IMU = 40x45mm
Wifi = 4x65mm
GPS/Compass = 55x12mm

– Alerte de basse tension.
– Décollage / Atterrissage Automatique.
– Trois modes vol. (Normal, Altittude, GPS).
– Verrouillage de cible pour le suivi (follow me), et  vol en cercle.
– Auto-navigation par Way-points

Quelques évolutions

Voici quelques évolutions, du Carbone, du Carbone, et encore du Carbone.

Sur les hélices, et en support Moteurs:

Carnone

Je viens de monter une nacelle pour la GoPro, avec train atterrissage :

Au passage afin de me facilité certain paramétrage comme l’étalonnage des niveaux et Boussole, je vien de faire et d’installer une protection au dessus de la Rabbit:

Je suis passer au passage au 2.4Ghz à voir si la portée de cette fréquence sera aussi bonne que le 41Mhz.

A suivre…

Evolution du Qrob v2

Le test de la carte RABBIT est vraiment concluant.

Le Qrob garde donc cette carte.

Comme expliqué dans un précedent article, je suis en attente d’un module GPS.

Quadri Qrob équipé Rabbit FC

Il est également équipé depuis peu d’une protection: une demi sphère transparente monter au dessus de électronique.

La bulle:

 

 

+ La carte avec un morceau de  mousse sur le baro pour limité la perturbation des hélices:

+ Le module GPS qui reste à configurer et à comprendre son fonctionnement:

@ suivre

Evolution du Qrob

Le mauvais temps ne permet pas de voler, les horaires de bureau non plus.

Mais le qrob avance, non pas à coup d’antibiotique, mais à coup de greffe.

Je viens de lui greffer un œil et le pouvoir de télépathie (comprendre une camera, et un module de transmission radio).

La camera
La camera KX 171 PRO, merci à fpv4ever.com pour le prix tres intéressant qu'il m'a fait.
L’émetteur , le dos de la camera

 

La camera, le module d’émission, et l'orientation de la camera en vertical / horizontal, peut être bientôt commandé par un module sur la tête du pilote...

Qrob Modif

Je me suis aperçu de beaucoup de vibration.

Dans un morceau de chambre à air de camion, j’ai découpé des plaques.

Elles sont mise entre le carré d’alu et la plaque support moteur.

J’ai également mis a l’avant du Qrob un tube de carbone (tube de flèche) et un balle de pingpong, afin de différencier l’avant de l’arrière.

Résultat: Le vole de dimanche fut plus stable, malgré toujours ce soucis de maintient d’altitude.

 

 

 

QroB avance

Les moteurs et ESC viennent d’arriver (Quatre A2212/13T 1000kv, et quatre ESC 30A)

Voici ce que cela donne monté sur le drone:

Model: 2212-13
Dimension  moteur: Ф28*26mm
Taille de l’arbre: Ф3,175*37mm
Poids: 50g
KV(rpm/v): 1000
Puissance Max: 150W
Batterie: 2-3Li-Po
Resistance interne(M Ω): 0,127

Le vole en théorie: http://www.ecalc.ch/xcoptercalc_e.htm?ecalc

 

Projet Drone: «QROB » (Quadi Rotor Observateur B…)

Quelques amis m’ont incités  à mettre un point un drone, afin d’allier le modélisme a l’exploration.

L’idée été dans ma tête depuis pas mal de temps sur un hélico, mais peu évident à faire voler pour des néophytes.

La télécommande sera ma T12Fg, et afin de garantir une certaine fiabilité à l’ensemble, le mode Pcm G3 sera utilisé.

La première étape fut de choisir une carte de contrôle d’assiette

 

 

 

 

 

Finalement  la carte AQ50D, importé en France par FPV4EVER.com.

Le châssis, simple mais pliable, il sera repris si d’autre souhaite se lancer dans l’aventure

 

 

 

 

 

 

La motorisation …

Le premier choix d’hélices est: des 10 pouce pas de 4,5 pouces, l’avenir me dira si ce choix est bon.

 

 

 

La camera style KX 171 de toute petite taille, afin de ne pas prendre trop de poids sur le drone.

La transmission air/sol, se fait via un module identique a du 2,4Ghz, avec une source électrique différant de la propulsion, afin de sécuriser les moteurs.

 

L’affichage vidéo au sol, devrais aller vers un PC, et un paire de lunette Fat-Shark.