Le Drone Pi

REMARQUE: CETTE INSTRUCTIVE EST EN ÉCRIT

Ce projet est un quadcopter propulsé par un Multiwii et contrôlé avec un Raspberry Pi 2 B. Ce quadcopter a une particularité car il utilise 2 contrôleurs différents et il pourrait être pilote avec 2 appareils différents: une télécommande ou un smartphone.

Le contrôleur Multiwii s'occupe des 4 moteurs et distribue l'alimentation pour les alimenter tandis que le Raspberry Pi collecte les informations provenant du smartphone et les transmet au Multiwii. Vous pouvez également prendre des photos et des vidéos Full HD aussi !!! Une caméra Pi est placée au premier plan du Drone Pi. Il peut enregistrer ou simplement prendre une photo sur une clé USB.

Le châssis de ce quadcopter est constitué de différents éléments recyclés et c'était un autre défi: créer un quadcopter avec des éléments parfois lourds ... Mais nous l'avons fait!

Nous sommes de jeunes étudiants français et c'était notre première création. Nous aidions pendant ce projet avec un site Internet dont les Instructables et maintenant nous voulons partager avec vous notre Drone Pi . Prendre plaisir !

Étape 1: Pièces

Pour construire notre quadcopter, vous aurez besoin des pièces suivantes:

• Un cadre - Vous pouvez l'acheter sur Internet ou le faire comme nous. Ce n'est pas difficile de créer votre cadre, il vous suffit de faire un X d'environ 0, 45m de diamètre (pour un quadcopter stable) et vous mettez différents niveaux au centre pour mettre votre Raspberry, Multiwii, batterie, ESCs, etc. .

• 4 moteurs (16 €) - Pour un quadcopter, vous avez besoin de 4 moteurs mais si vous voulez fabriquer un octocoptère, vous aurez également besoin de 8 moteurs. Nous utilisons des moteurs sans balais Turnigy. (nous reviendrons sur les moteurs à l'étape 2) //goo.gl/G9oE1c

• 4 ESC (10 €) - Le variateur électronique de vitesse utilise pour délivrer la puissance au moteur avec les informations du Multiwii. Nous utilisons Hobbyking 30A ESC. //goo.gl/2txm0b

• Batterie (27, 5 €) - Bien sûr si vous voulez voler vous devez alimenter vos moteurs donc vous avez besoin d'une batterie. Nous utilisons un Turnigy 3S 3300mAh. //goo.gl/4GHr01

• Moniteur de batterie (4 €) - Il sonne lorsque votre batterie est déchargée. Nous utilisons un moniteur de batterie Hobbyking 3S.

• Tableau de distribution électrique (4 €) - Cette carte est utilisée pour connecter vos ESC à la batterie.Nous utilisons une carte de distribution d'alimentation Hobbyking quadcopter pour quadcopter. //goo.gl/0WCvB3

• Connecteurs 3, 5 mm (4, 5 €) - Pour souder l'esc et les moteurs. //goo.gl/byW6rg
• Connecteurs 4, 5 mm (4, 33 €) - Pour retirer l'ancien connecteur du tableau de distribution et souder ce nouveau. //goo.gl/KSahYJ

• Hélices (5 €) - Un quadcopter avec quelques moteurs mais sans hélice ce n'est pas un quadcopter alors choisissez vos accessoires en fonction de votre cadre. Pour notre cadre de 40 cm, vous avez besoin d'accessoires de longueur = 10 et de pas = 4, 5. Nous utilisons des accessoires 10x4, 5 SF. //goo.gl/4taM8k

• Multiwii (49 €) - Ce contrôleur utilise pour commander les moteurs et partager la puissance. Nous utilisons un CRIUS AIO PRO Multiwii.

• Patin de montage (2 €) - Parce que les moteurs créent beaucoup de vibrations, vous devez acheter un patin de montage pour les réduire sous le multiwii. //goo.gl/aifflj

• Raspberry pi 2 B (35 €) - Il pourrait également fonctionner avec un autre modèle de Raspberry pi mais nous venons de le tester avec ce Raspi et il est plus puissant que la version précédente.

• Appareil photo Pi (19 €) - Pour capturer des vidéos et prendre des photos. Il ne peut être exécuté qu'avec un Raspberry pi

• Clé Wifi (9 €) - Elle se connecte au Raspi et crée un réseau wifi pour relayer les informations de l'application smartphone vers le Raspi.

• Clé USB - Pour enregistrer la vidéo

• Télécommande + récepteur rc - Si vous souhaitez contrôler votre drone avec cela. Vous allez connecter le récepteur rc au Multiwii.

Vous devez souder les connecteurs au fil ESC, au fil des moteurs et au fil du tableau de distribution.

Étape 2: Comment ça marche?

Le multiwii

Multiwii est un projet français open source basé sur un arduino. Le projet est open source afin que nous puissions trouver de nombreux types de multiwii. Nous utilisons une version similaire de CRIUS AIO PRO V2. Il s'agit d'un contrôleur de vol: son rôle est d'envoyer des signaux de vitesse à l'esc pour maintenir le quadcopter en l'air. Nous utilisons le projet mutlwii parce que c'est un projet connu utilisé par de nombreux utilisateurs avec une grande communauté mais surtout parce que des programmes comme celui-ci sont trop compliqués pour nous.

La framboise

Dans notre projet, la framboise a joué le rôle principal. Tout d'abord au démarrage il crée un réseau wifi privé avec un serveur DHCP (pour donner l'adresse IP), ce réseau wifi n'a pas d'accès internet et cela uniquement pour communiquer avec le smartphone. Deuxièmement, il crée un programme python (créé par nos soins) qui démarre un websocket. Une websocket est une connexion permanente entre le serveur (framboise) et le client (l'application smartphone), elle servira à recevoir la commande de l'application. Ensuite, le même programme se connecte au multiwii via USB. Il servira à envoyer des commandes d'informations provenant du smartphone vers le multiwii (voir schéma pour comprendre). Les sources sont disponibles sur github (//github.com/reglisse44/Multiwii-raspberry-drone-server)

L'application

L'application se fait en html / css / javascript avec cordova. Cordova est une technologie qui permet de créer une application avec une technologie web compatible avec android, ios et plus ... L'utilisateur pense que c'est une application android standard mais en fait c'est une vue web :), il est facile de développer des applications comme celle-ci pour les développeurs Web ... Les sources sont disponibles dans github (//github.com/reglisse44/quadcopterControl)

Étape 3: Le cadre

Pour faire un bon cadre, vous devez utiliser les éléments les plus légers possible. Pour notre Drone Pi, nous avons dû le construire avec des éléments de recyclage afin que notre cadre soit un peu lourd mais de toute façon cela n'a pas d'importance pour nos moteurs.

Le diamètre du cadre est de 0, 45m car nous voulions un "quadcopter stable" pour la caméra et non un "quadcopter racing". Au centre du X, il y a 3 niveaux (peut-être 4 dans le futur) pour mettre les contrôleurs, les ESC et notre batterie (vous avez toutes les citations dans les images en haut de la page).

Nous avons créé une plate-forme pour le multiwii sur le dessus du quadcopter (photo 2) et une autre pour la batterie (photos 7 et 8) sous le quadcopter. Pour la plate-forme Multiwii, nous voulions mettre la framboise sous le multiwii car il y a des connexions entre eux. Pour la plate-forme de la batterie, nous voulions prendre ou retirer la batterie pour la charger. Toutes les images sont à l'étape suivante ...

Enfin, nous avons mis 4 pieds au quadcopter pour pouvoir l'atterrir mais ils ne sont pas jolis et mauvais.

Étape 4: Propulsion

Pour la propulsion il vous faut vos 4 moteurs, vos 4 ESC (pour adapter la tension aux moteurs), votre batterie et enfin votre Multiwii.

1. Connectez vos moteurs à vos ESC. Vous pouvez inverser le fil pour inverser la rotation de vos hélices (voir schéma pour connaître le sens de rotation) .Pour commencer, ne mettez pas vos accessoires sur les moteurs pour ne pas avoir d'accident, les accessoires sont fragiles et ils pourraient se casser .
2. Connectez l'ESC au tableau de distribution (respectez la couleur).
3. Si tout va bien, vous pouvez installer les composants sur le cadre
4. La vis que nous avions avec le moteur était trop grande pour les hélices donc nous devions les agrandir (voir photos)

Étape 5: contrôleur de vol et framboise

Nous allons maintenant installer le multiwii et le raspberry pi. Pour installer les deux composants au même endroit nous construisons un support qui est venu sur le dessus de la framboise pour placer le multiwii (voir photo).

1. Installez la framboise avec son support
2. Mettez le multwii sur le support avec un coussin anti-vibration
3. Connecter les ESC à la multiwii avec les broches dédiées

Ensuite, nous compilerons le firmware multiwii dans la carte. Pour commencer à connecter la carte multiwii à votre ordinateur via USB

Pour configurer le multiwii:

1. Téléchargez le firmware multiwii depuis //code.google.com/p/multiwii/
2. Téléchargez le logiciel Arduino sur //www.arduino.cc/en/Main/Software
3. Ouvrir le projet arduino "Multiwii.ino"
4. Changer la carte Arduino dans "Outils"> "Carte"> "Arduino Mega 2560 ou Mega ADK"
5. Sélectionnez le port dans "Outils"> "Port série"> Et sélectionnez le port multiwii.
6. Ensuite, ouvrez le fichier "config.h"
7. Recherchez au début du fichier la ligne: "// # define QUADX" et décommentez-la (supprimez le "//")
8. Recherchez à nouveau la ligne "// # define CRIUS_AIO_PRO" et décommentez-la.
9. Tout est prêt, enregistrez le fichier et exécutez la compilation
10. Ensuite, vous devrez calibrer tous les capteurs avec MultiwiiConf, je vous laisse rechercher un didacticiel sur Internet.

En ce moment, nous ne connectons pas le Multiwii au Raspi, donc si vous voulez regarder vos moteurs en action avant de configurer votre framboise pi, mettez-les sur votre cadre, vous aurez besoin d'une télécommande avec un récepteur rc et connectez le rc récepteur au Multiwii. Nous ne vous expliquerons pas comment faire, mais Google est votre ami;) et ce n'est pas difficile à faire. ( NE PAS utiliser de moteur avec leurs hélices )

Étape 6: Raspberry Pi

Installation de Debian:

Installez raspbian avec noobs en suivant ce tutoriel: www.raspberrypi.org/help/noobs-setup/

Lancez raspi-config et activez pi-camera

Configuration IP

 sudo nano / etc / network / interfaces 

supprimez toute la configuration wlan0 et éditez-la comme suit:

 allow-hotplug wlan0 iface wlan0 adresse statique inet 192.168.10.1 masque de réseau 255.255.255.0 passerelle 192.168.10.1 

Installation de Hostapd:

Avant de commencer, effectuez toutes les mises à jour:

 sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade 

Installez hostapd:

 sudo apt-get install hostapd 

Et testez avec une configuration minimale

 sudo hostapd hostapd.conf 

Si vous pouvez voir votre réseau depuis votre smartphone, cela fonctionne MAIS N'ESSAYEZ PAS DE VOUS CONNECTER (il échouera avec une erreur ip car nous n'avons pas de serveur DHCP)

Installation du serveur DHCP:

Maintenant, nous devons installer un serveur DHCP pour donner une adresse IP aux clients wifi.

 sudo apt-get install serveur isc-dhcp 

Exécutez cette commande pour modifier le fichier:

 sudo nano /etc/dhcp/dhcpd.conf 

Trouvez les lignes qui disent

 option nom-de-domaine "example.org"; option serveurs de noms de domaine ns1.example.org, ns2.example.org; 

et ajoutez "#" devant eux pour les commenter

Installer usbmount

Nous avons besoin d'un support USB pour monter la clé USB. Il s'agit de sauvegarder la vidéo sur la clé USB.

 sudo apt-get install usbmount 

Maintenant, toutes les clés USB doivent être montées sur le dossier "/ media /"

Installez le programme quadcopter Python:

Premières dépendances d'installation:

 sudo apt-get install python-pip build-essential python-dev sudo pip install tornado 

et cloner le projet git

 git clone //github.com/reglisse44/Multiwii-raspberry-drone-server.git multiwiiControll 

Vous pouvez tester le programme en lançant comme ceci:

Testez ceci !!:

Avertissement: Pour le moment, si vous voulez démarrer le programme python, vous avez besoin de:

• La caméra pi connectée et activée dans raspi-config
• La carte multiwii connectée à un port USB framboise sous le nom "ttyUSB0" (vous pouvez vérifier avec la commande "dmesg | grep tty", si votre multiwii est connectée avec un autre nom changez-le au début du fichier "main.py ")

Avant de commencer, redémarrez votre pi pour appliquer toute l'installation précédente.

Suivez ensuite ces commandes:

 sudo hostapd -B /etc/hostapd/hostapd.conf sudo ifconfig wlan0 192.168.10.1 sudo service isc-dhcp-server restart sudo python multiwiiControll / main.py 

Explication:

1. "-B" consiste à lancer hostapd en arrière-plan
2. Après avoir démarré hostapd, l'ip change (je ne sais pas pourquoi). Nous devons donc le régler manuellement
3. Redémarrez le serveur DHCP pour l'initier avec le nouveau réseau wlan0
4. Et lancez le script python

Automatise ceci au démarrage:

Pour lancer toutes ces commandes au démarrage, nous utilisons cronjob et un script sh.

 sudo crontab -e 

Cette commande ouvre l'éditeur nano. Écrivez ceci à la fin du fichier:

 @reboot /home/pi/multiwiiControll/autostart.sh @reboot sudo python /home/pi/multiwiiControll/main.py & 

Quittez et redémarrez, si tout va bien, tout doit être démarré au démarrage!

Étape 7: c'est la fin !!!

Si vous avez des questions, vous pouvez poster un commentaire et merci de lire nos instructables :)