Introduction :

Un ADAV ou VTOL est un « Aéronef à décollage et Atterrissage Vertical » c’est donc moitié un hélicoptère et moitié un avion.
Il peut décolle et atterire à la vertical comme un hélicoptère, faire du stationnaire, etc, puis une fois translaté il ce transforme en avion avec donc tous ces avantages (et inconveniants ….).
En faisait quelque recherche sur le net je n’est pas trouvé beaucoup de projets similaires.
Le but est d’en fabriqué un de A à Z en modèle réduit biensure !!!
Je vais donc poster ici mon avancement, ce que j’utilise , pourquoi, etc …
Donc je me lance ….

Description technique V1 :

  • Moteur SPEED 300 6V moto-reducté 5:1
  • Hélices contrarotatives
  • 8 servomoteurs E_SKY ek2-0500 8g (récupéré sur un helico qui a mal fini ca vie)
  • FoxBoard – Pc embarqué 100Mhz avec un Kernel Linux 2.6.19
  • 1 PIC16F876A pour la gestion des 8 servomoteurs via bus I²C
  • 1 accéléromètre 3 axes (MMA7260QR2)
  • 3 gyroscopes (MLX90609)
  • 1 boussole (HMC6352)
  • 1 GPS (EM-406)
  • 1 capteur de pression (altimètre) (MPXV5004G6U)

Août 2008 :

Naissance du projet.
J’ai fais beaucoup de recherche et test du coté de l’électronique en partant sur la base d’un PIC16F876A je me suis vite rendu compte que la puissance de calcul nécessaire pour la stabilisation et le pilote automatique étais très loin d’êtres suffisante. Je vais donc d’utiliser un « PC embarqué ». J’ai choisit la FoxBoard basé sur un Kernel Linux 2.6.19 qui est très largement suffisante et pour un prix abordable 140 € environ.

J’ai fais les 2 bascules moteurs en epoxy monter le tout sur un tube en alu et le système de mobilité fixé sur le tube avec de l’epoxy. La partie électronique (encore à base de PIC) sur une platine d’essaie.

Premier test :
Le signal PWM pour les moteurs semble correct.
La stabilisation c’est pas top le PIC n’est pas assez puissant pour gérer tous les calculs en plus de la liaison série et du bus I²C je n’est donc pas intégrer le filtre de Kalman, j’ai utilisé des filtres pour avoir un signal moins bruité des accéléromètres.
Pour le moment je vais me pencher sur d’autres choses et reviendrai sur la stabilisation quand j’aurai reçu la FoxBoard.

Fuselage / Ailes :
J’ai commencé à faire quelques dessin à main lever sur papier avant d’y faire en CAO. Je pense faire un structure en balsa pour avoir un fuselage suffisamment solide et la coque en dépron. Pour les ailes 100% balsa avec des traverses en carbone pour consolidé un peut. Le but est de ne pas dépasser les 950g de poids total électroniques comprises (dure dure …). Normalement avec les hélices et moteurs utilisés je devrai pouvoir soulever 1200g (600g/moteurs) enfin je ne m’avance pas sur ces chiffres je verrai pendant les testes.

Bascules moteurs :
Les bascules moteurs seront dans un premier temps en verre epoxy (récupe de circuits imprimés loupés) puis je les feraient en carbone une fois le système fonctionnel.
Voici un petit aperçu les cotations ne sont pas correctes :

Décembre 2008 :

Je revient avec quelques changements :

Niveau propulsion. J’ai opté pour 2 turbine Brushless qui on une poussés de 950g chacune.
Niveau gestion servomoteur. J’ai commandé un module de gestion de 20 servomoteurs via I2C.

J’ai aussi effectué quelque modification niveau électronique. je vais utilisé qu’un seul PIC 16F877A pour la conversion A/N des différents capteurs (accélro, Gyro, etc ..) et les premiers calculs, interfacé en I2C avec la foxboard.

J’ai eu quelque souci pour la construction de l’ail avec les bascules moteurs (découpe un peut n’importe comment). Donc il faut que je refasse tout cela correctement. Pour le moment je préfère avancer sur l’électronique qui est la partie la plus complexe dans le projet.

Pour le moment c’est tout le projet avance assez lentement en ce moment !!

Février 2010:

Ca fais un petit moment que je n’avais pas donné des news du projet!
Et non il n’est pas tombé à l’eau mais je n’avais plus beaucoup de temps pour travailler dessus.

Il y a eu pas mal de changement sur l’électronique n’étant pas arrivé à installer RTAI (Real Time Application Interface) sur la foxboard, je pouvai difficilement executer des taches à intervalle régulière (Filtre numerique, etc).
J’ai donc revu complètement l’élèctronique :

  • PIC32MX575F515L
  • Gyroscope 1 Axe (LY530ALH)
  • Gyroscope 2 Axes (LPR530AL)
  • Accéléromètre 3 axes (ADXL335)
  • Compas (HMC5843)
  • Capteur température (TMP02 ou MLX90614)
  • 2x Capteur de pression (altimètre) (MPXV5004G6U)
  • GPS (EM-406)
  • 2x XBee PRO 60mW (1500m de porté)
  • Camera CMOS 640×480
  • Gestion des servomoteurs et des contrôleurs brushless pour les turbines par I2C via un module SD20
  • 4x Télémètre ultrason

Le PIC32 est suffisamment puissant pour effectuer les calculs grâce au module DSP (filtre numérique, stabilisation, PID, naviguation, orthodromie, conservation de cap, etc …) .
Je me suis donc remis sur la platine d’essaie pour faire le prototypage, j’utilise donc des modules pre-souder de chez sparkfun pour tous les capteurs puis un starter kit PIC32 de chez micochip. Une fois que l’élèctronique sera ok, je ferai réaliser la carte par un prestataire car cette fois j’ai opter pour du full CMS. Je n’est pas le matériel nécessaire pour graver des pistes si petites surtout pour le PIC32 qui à un boitier TQFP de 12×12. Par contre je ferai les soudures des composants moi même.

Donc pour le moment c’est simulation, prototypage sur la platine d’essaie et coding du PIC.
En même temps je continue la réalisation de la structure en CAO sur solidworks et je développe un programme en 3D pour simuler les effets physique et le comportement du drone.
Tout cela pour dire qu’il y encore pas mal de boulot avant d’avoir quelque chose qui vol (enfin en tout cas qui décolle).

Modélisation du prototype de l’aile pour les testes sur balançoires :

@Bientôt pour de nouvelle aventure !!


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