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Quadricopter avec caméra


21 réponses à ce sujet

#1 George Degrop

George Degrop

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Posté 24 janvier 2011 - 10:54

Évolutions majeurs du projet :
  • On a rajouté deux hélices ce qui en fait un hexacoptère

Petite liste du materiel choisit (pour vous éviter d'aller chercher dans tout les messages ...)



Bonjour,
je suis nouveau sur le forum bien que je l'ai découvert il y a quelques mois ...
Alors en fait je voudrais réaliser un quadricoptere assez puissant pour porter une caméra (ou un appareil photo, c'est plus léger).
Je n'ai pas encore de projet précis mais voici quand même quelques éléments :
Je compte utiliser un plaque arduino (la Uno ne me suffit pas au niveau du nombre d'entrées/sortie analogiques donc je pense prendre la mega)
Je compte me faire les commandes avec un joystick pour régler la camera, un autre pour l'inclinaison de la plaque, un potentiomètre pour les gaz et éventuellement un autre pour l'orientation globale de la plaque.
La plaque doit être capable de se maintenir horizontale. J'ai pensé à la chose suivante : Je vais essayer de trouver un joystick assez solide pour pouvoir supporter le poids du matériel (caméra, ...). Je compte l'accrocher en dessous de ma plaque de base et je suspendrais ensuite la caméra. Ainsi, dès que ma plaque penchera, je récupérerais les tensions du joystick pour connaitre l'angle d'inclinaison et pouvoir rectifier l'horizontale.
je pense reprendre les moteurs, accus et hélices de ce quadricoptere si Maïck est d'accord.

j'ai vu cet émetteur/récepteur qui m'a l'air pas trop mal mais je n'y connais rien.

La programmation ne me pose pas de problèmes et je pense avoir déjà trouvé les formules (bien qu'il me manque des coefficients de réglage)
Des essais d'images 3D suivront d'ici peu

Ah et aussi très important : je n'ai pas de budget illimité :( donc il se peut que ce projet soit abandonné quand je comprendrait ce qu'il me faut vraiment pour la transmission.

Voila à bientôt pour + d'infos

#2 Esprit

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Posté 25 janvier 2011 - 07:47

Bonjour George !



Avant toute chose, je me permets de t'orienter vers la partie "Présentez-vous" du forum. On aime bien faire un peu connaissance avec les gens. ;)



Pour la suite, je suis loin d'être expert en quadricoptère mais ton idée du joystick en dessous pour récupérer l'angle et le sens d'inclinaison est une idée très intéressante. Je ne sais pas ce que ça donnera en rapidité de réponse ni en précision, mais je pense que ça vaut la peine de creuser !

#3 webshinra

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Posté 25 janvier 2011 - 11:24

avec ton joystick tu auras un soucis, la gravité est une accélération, et ton appareil seras en mouvement, tu ne pourras pas savoir par exemple si tu accélère ( en étant donc penché en avant ) ou si tu est immobile et que tu lève le nez ( se qui arrive frequement face au vent. )

#4 George Degrop

George Degrop

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Posté 26 janvier 2011 - 10:18

effectivement le joystick accroché en dessous n'est pas forcément la meilleure solution ... (mais je pense que ça pourait marcher en augmentant les valeurs des angles renvoyés par le joystick)



Je me tourne donc vers un nunchuck de wii branché sur la plaque Arduino. les avantages sont :
  • le système me renvoie directement un angle par rapport à l'horizontale
  • un cout relativement faible par rapport à un "vrai" gyro

Cependant je ne suis pas sûr de moi quand je dis qu'il me renvoie un angle avec l'horizontale, je me demande si ce n'est pas plutôt une accélération et du coups ça ne me servirait pas vraiment.

J'ai trouvé mes infos sur ce site



Il faudrait aussi que je trouve un moyen pour stabiliser l'appareil photo mais c'est secondaire.



Si quelqu'un connait une autre plaque du style arduino avec au moins 7 entrées/sorties analogique qui coute moins de 65 € je pense être preneur :D



A+





#5 Jbot

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Posté 26 janvier 2011 - 10:31

L'arduino en version "grosse" :p

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega

#6 Esprit

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Posté 26 janvier 2011 - 10:46

Bonsoir !



On parle pas mal de Gyroscope sur le post de mon futur robot. Ce n'est pas si cher que ça... Je ne sais pas combien coute une manette de Wii mais j'ai l'impression que ce n'est pas si rentable que ça.

#7 webshinra

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Posté 26 janvier 2011 - 10:50

bha, un wiimotion plus frais de port compris coûte 10€ sur ebay.

#8 Hexa Emails

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Posté 26 janvier 2011 - 10:54

Perso j'ai déja utilisé le nunchuck, et c'est vraiment pas terrible. La WiiMote n'est pas trop mal, la balance board est pas mal si on prend la peine de faire le réglages de zéros. Mais je ne me souviens plus de la précision du motion plus ^^. Mais il contient gyroscope et accéléromètre il me semble.

C'était un projet tutoré, j'ai pas torturé ma propre console de jeux ^^

#9 webshinra

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Posté 26 janvier 2011 - 11:00

a priori, il contient trois gyroscopes deux axes louchement utiliser. après, effectivement pour les accéléromètres a mon avis, il y a beaucoup plus precis que le nutchuk.

#10 George Degrop

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Posté 27 janvier 2011 - 03:25

j'ai trouvé un nunchuk et wiimote pour 13€ ici. ça me parait bizarre, elle est ou l'arnaque ?



à part ça comment on fait pour récupérer l'horizontale sur la wiimote ?

Pour le nunchuk il "suffisait" de couper le câble et de rebrancher les fils sur la plaque arduino (+ d'infos) mais là ...

En plus je ne sais toujours pas si ça me fournit un angle par rapport à l'horizontale ou une vitesse angulaire.



Sinon vous ne savez pas où je peux trouver un centrale à inertie pas chère ? (50 € grand maximum, je préfèrerais en dessous de 30).

En attendant je continue de suivre le projet d'Esprit puisqu'il cherche la même chose que moi (si j'ai bien compris)



Juste une question :

un magnétomètre permet-il de trouver le nord ?

peut-on s'en servir pour trouver l'horizontale ?

est-ce qu'il en existe qui soit rapides ? (sur Wikipédia ils parlent de minutes voir d'heures...)




J'ai trouvé ce capteur d'inclinaison au mercure ... je ne pense pas que le signal soit analogique et à mon avis ce système ne donne pas de bonnes mesures en cas d'accélération



J'ai aussi pensé a autre chose (mais c'est un peu tiré par les cheveux comme raisonnement) : Si ma plaque est inclinée, elle va accélérer. réciproquement, si elle accélère c'est qu'elle est inclinée (ou qu'il y a du vent) un accéléromètre me donne donc une valeur proportionnelle à mon inclinaison (on ne prend pas en compte le vent : je ne sortirait pas mon machin quand il fais moche dehors)



C'est tout pour l'instant, je continue de chercher ...

#11 Esprit

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Posté 27 janvier 2011 - 04:51

Pour la nunchuck et wiimote, je suis un peu surpris du prix aussi, mais ça correspond à ce que disait webshinra. De plus, elle est estampillé Nintendo, c'est qui est assez bon signe.



Par contre, je n'ai aucune idée de ce qu'il y a dedans et par conséquent de comment les utiliser.



Sinon, je peux répondre pour le magnétomètre. D'après ce que j'ai compris, il sert effectivement à s'orienter par rapport au Nord magnétique, ce qui permet donc de connaitre l'orientation du robot dans l'espace et d'optimiser sa localisation. (Un exemple de capteur ici, par exemple)



Pour mesurer l'horizontale, je dirais qu'il faut un gyroscope. Maintenant, il est peut-être faisable de le faire avec un magnétomètre. La question c'est de savoir si les lignes du champ magnétique sont totalement horizontales...

#12 Hexa Emails

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Posté 27 janvier 2011 - 06:08

@Esprit: ce n'est pas de la marque nintendo, le prix est de 50€ environ chez nintendo

moi j'ai acheté un nunchuck noir il y a plusieurs mois pour 6€, si je n'en avais pas j'aurais acheté cela! ça semble etre une bonne affaire. Mais je ne possède pas de Wii donc une manette + 2 nunchuck chez moi ce serait un peu ridicule :)

EDIT: pour la connectique, on peut récupérer les composants je crois. Certains sont interfacés en I2C comme le nunchuck lui même (à confirmer, je dis ça de mémoire, voire sur lets make robots)

#13 Maïck

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Posté 27 janvier 2011 - 06:57

La manière "classique" de savoir son inclinaison:

Si l'accélération est faible on se base sur le calcul de l'angle en admettant que la seul accélération est celle terrestre. Si l'accélération est grande on se base sur l'intégration des vitesse angulaire données par les gyros !

Pour trouver le Nord avec un magnétomètre il faut deux axes ! Pour savoir son inclinaison il faudrait un trois axes et savoir avec exactitude l'angle que fait le champ magnétique et qui change selon la latitude...

En plus avec tout les moteurs, cables de puissance, qui trainent sur le quadri pas sur que ça soit très précis !

#14 George Degrop

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Posté 01 février 2011 - 10:36

Bon alors premièrement, j'ai deux nouvelles à vous annoncer :

la mauvaise c'est que le cout total du projet a été réévalué à 300€

la bonne c'est que mon frère a accepté de partager les frais :)



Il y a eu une modification importante : on va rajouter deux hélices (le "on" c'est mon frère et moi). L'idée est de pouvoir continuer à voler en cas de problème sur un moteur et ne pas laisser tomber la caméra de trop haut.

EDIT : à propos quelqu'un sait comment modifier le titre du post ?



Pour l'horizontale, je pense que je vais coupler un gyroscope avec un accéléromètre (ou joystick) :
  • le gyroscope me donne une vitesse angulaire qui correspond en fait à la dérivée de l'angle en fonction du temps. Je peux donc approximer mon angle si je multiplie la vitesse angulaire par le temps écoulé depuis la dernière mesure et ajouter le tout à l'ancienne inclinaison.
  • Lorsque le joystick (ou accéléromètre) me renvoie la même valeur à droite/à gauche et devant/derrière, c'est que je suis à l'horizontale donc je peux recalibrer mon gyro.



Je ne connais pas encore les intégrales, je vais essayer de me renseigner là dessus.



Pour le nord magnétique je laisse tomber, si je trouve un gyro à trois axes je l'utiliserai pour garder une orientation à peu près fixe.



J'hésite toujours pour l'émetteur/récepteur ... Est-ce que deux émetteurs qui sont sur des fréquences différentes se perturbent si ils sont dans la même zone ? Je vais peut-être récupérer une radio commande "classique" pour contrôler la caméra.



Sinon pour les gyro et accéléromètre, vous avez une idée du prix et des idées de références pas trop chères ?



Merci de l'aide que vous m'apportez, c'est vraiment sympa.

À bientôt

#15 zeqL

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Posté 01 février 2011 - 10:57

Pour les accéléromètres : http://www.sparkfun.com/categories/163
Plusieurs gammes de prix, sachant que les ADXL, de marque Analog Devices sont plus ou moins des références, mais surtout compares la précisions des accéléromètres et leurs limites entre les différentes puces.

Pour les gyros c'est ici : http://www.sparkfun.com/categories/85 je t'invite à regarder les 3 sous-catégories : 1 axe, 2 axes ou 3 axes, selon tes besoins.

Mais il y a aussi des centrales inertielles qui regroupes 3 accéléromètres et 3 gyros : http://www.sparkfun.com/categories/160


Et le meilleur pour la fin : http://www.sparkfun.com/tutorials/167
Un document qui rassemble des commentaires sur les différents accéléromètres, gyro et centrales inertielles, n'hésite pas à lire en entier :)


#16 George Degrop

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Posté 13 février 2011 - 12:12

Bon mine de rien ça avance !

Les moteurs seront finalement des TR2209/28 (8,70€) qui devraient permettre de soulever plus de 3.5kg (l'hexacoptère lui même doit peser dans les 1.5 kg)

Les hélices ne sont pas encore choisies.

les contrôleurs seront des TURNIGY Plush 25amp Speed Controller (9,17€)

Pour les batteries ce sera des Zippy 4Ah 3S (21,16€). On va en acheter deux et on volera sot avec une soit avec les deux en parallèles.

Les batteries seront chargées avec un chargeur 2A (28,14€)(les batteries peuvent supporter un courant de charge de 12A) Je pense me bricoler une alim d'ordi pour alimenter le chargeur en 12V.

Finalement on va peut-être acheter une vraie télécommande

Pour l'instant on a retenu une à 44€ et une à 20€. les deux sont vendues avec récepteur. Par contre les portées ne sont pas précisées et on trouve que celle à 20€ fait un peu trop "jouet pour enfant" mais c'est peut-être juste une impression.

[EDIT] Finalement on s'est mis d'accord pour une Turnigy il y a plus d'infos ici notamment la portée qui est largement supérieure à 300m.



Pour les gyros et accéléromètre je n'ai pas trouvé en dessous de 50€ (gyro 3axes + accel 3axes)

J'ai trouvé des gyros sur HobbyKing à moins de 10€ mais apparemment ils sont fait pour être branchés sur des servos. Je me demandais comment ça marche, qu'est-ce qu'il faut brancher où, parce qu'on peut peut-être le brancher sur la plaque Arduino et ça reviendrait moins cher que d'acheter un gyrro 3 axes.

J'avais aussi une question par rapport aux accéléromètres : est-ce qu'un accéléromètre immobile renvoie la même valeur sur les trois axes ou il renvoie une valeur négative due à la gravité sur l'axe vertical ?



Je vais essayer de me renseigner mais pour l'instant j'ai rien trouvé :(



EDIT :

en fait ces objets sont de vraies merveilles :tare: Si j'ai bien compris, c'est utilisé normalement pour les hélicoptères pour régler la vitesse du rotor de queue. Pour les gyros ayant la norme AVCS, le fonctionnement est le suivant : on branche le gyro derrière le récepteur et on branche le servo derrière le gyro. si on perturbe l'hélico sur l'axe de lacet, il va se remettre tout seul à son orientation d'origine. Mais comme le gyro est branché derrière le récepteur, on peut quand même faire tourner l'hélico avec la télécommande.

Par contre il y a un autre fil à relier au récepteur nommé "gain". je n'ai pas bien compris à quoi il servait.

Donc je pense en prendre au moins un pour mon lacet : je brancherai la plaque Arduino à la place du servo.

Ensuite je voudrais savoir si ces p'tites bêtes fonctionnent si on les met à la verticale.

Dans l'hypothèse où sa marche, voici mon raisonnement :

On fait tourner le gyro de 90° sur l'axe Y.

Il va donc calculer une rotation sur l'axe X au lieu de Z.

Si on ne touche pas aux commandes, il va donc renvoyer une valeur qui correspond à l'angle sur l'axe X par rapport à lla position de départ qui sera l'horizontale.

Il faut donc que je trouve un moyen de faire croire au gyro qu'il est branché sur une commande en position neutre.

(j'utilise ces axes : Z vertical,Y profondeur et X largeur)


Z

|
| /

|/______X[/font]



Il y a donc trois questions :

  • À quoi sert le fil "gain" ?
  • Ces gyros marchent-ils seulement à l'horizontale ?
  • quel est le signal envoyé par une commande en position neutre ? (PWM ou analogique et quelle tension)


#17 Maïck

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Posté 14 février 2011 - 03:41

Ces gyros ont un système de régulation, donc tu peut varier le gain de la contre réaction.

Donc trop de gain va faire apparaître des oscillations et dépassement. (qui peuvent diverger avec ces gyros bon marché)

Pas assez de gain va donner une réponse lente. (dans les hélico RC la queue se décale lors d'une grande montée avant de se mettre à sa position d'origine)

Pas de soucis ils fonctionnent dans tous les sens.

Un servo au neutre normalement c'est 1.5ms à VCC maximum rafraîchi toutes les 20ms. VCC dépend de ton régulateur de tension. (intégré dans ton contrôleur)

#18 George Degrop

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Posté 17 février 2011 - 02:14

j'ai regardé le mode d'emploi et apparemment sur ce gyro, le gain permet d'activer le mode AVCS.

Pour le neutre il va falloir que je banche ça sur la plaque Arduino (ou alors sur une entrée vide du récepteur ?)



Pour les hélice il y a un problème :

d'après ce site les meilleurs hélice sont des 9*4.7 c'est aussi ce qui est préconisé sur le site de Hobbyking. J'ai déjà compris que 9*4.7 signifie que c'est une hélice de 9 pouces de diamètre (22 cm) et dont le pas théorique est de 4.7 pouce (l'hélice avance de 4.7 pouce/tour si il n'y a pas de frottements ...). Le problème c'est qu'apparemment il n'existe pas d'hélice 9*4.7 à pas inverse et il je n'en ai pas vu ayant des caractéristiques semblables.

Je pensait donc opter pour des tripales mais je ne sais pas vraiment ce qu'il faut ... est-ce que je dois garder le même diamètre ou le diviser par 2/3 ? idem pour le pas théorique.

Si il y a moyen de trouver des hélices de diamètre un peu moins grand ça m'arrange mais c'est du détail.

J'ai trouvé des tripales 8*4 mais si c'est pas les bon pas c'est pas la peine que j'achète .

#19 George Degrop

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Posté 16 mai 2011 - 04:22

Bonjour,



Bon après une loooongue absence, je reviens sur le forum.

Mis à part le coût qui à ralenti le projet, j'ai aussi bloqué sur la compatibilité entre Arduino et récepteur : je ne sais pas si la plaque Arduino est capable de recevoir et d'interpréter correctement le signal PWM envoyé par le récepteur sachant qu'elle n'a que des entrées analogiques.

Le problème c'est que si je veux acheter juste le matos pour tester ça me revenait aux alentours de 200€, somme que je préfère ne pas dépenser si mes essais se révélaient infructueux. Je me suis alors dit que sur ce forum il y aurait sûrement une personne qui a déjà fais le test ...

Je vous demande donc :

Une entrée analogique de la plaque Arduino peut-elle interpréter correctement un signal PWM ?

Si non, existe il une solution équivalente ? (mettre un petit condensateur et une résistance pour "lisser" le pwm ? comment ça beurk o_O )


autre chose qui ne me parait pas clair à propos de la plaque Arduino : les sorties PWM sont rafraîchies toutes les 20µs or il me semble que autres composants n'utilisent pas la même fréquence (20ms pour les contrôleurs il me semble)

Est il possible de les utiliser ensemble quand même ? Faut-il refaire un code qui fasse "clignoter" la sortie à 20ms (ça doit être dur à faire non ?)



Et enfin j'ai trouvé des cartes seeduino qui coûtent moins cher et prennent moins de place que les Arduinos ... Quelqu'un a-t-il déjà utilisé une carte de ce type ? est-ce qu'elle marchent biens ?



Bon ben si vous avez des réponses c'est cool sinon c'est pas trop grave je vais continuer à chercher de mon coté

A+

#20 webshinra

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Posté 16 mai 2011 - 06:46

20ms, c'est impossible, puisque l'impusion de commande doit avoir une durée comprise en 1 et 2ms.
sinon, rien a voir avec les entrée analogique, tu peut utilisé n'importe quelle entrée avec la commande http://www.arduino.cc/en/Reference/PulseIn aprés, si tu doit calculer la longueur de plusieurs impulsions en meme temps, il faut que tu utilise les interruptions.



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