Choix techniques

Construction du nouveau cadre

Le cadre est constitué de tubes en fibre de carbone, ce qui permet d'allier légèreté et robustesse. La plaque centrale et les supports des moteurs sont en merisier, ce qui permet de fixer facilement toute l'électronique embarquée. Des patins en polystyrène fixés au bout des bras permettent d'amortir les rebonds au posé, et offrant une garde au sol importante pour protéger les composants fixés sous le drone.

Les moteurs ne sont pas fixés au bout des bras, ce qui permet de protéger les hélices puisque les patins toucheraient un éventuel obstacle avant les hélices mais leur distance par rapport au centre du drone est réglable, ce qui peut servir à modifier la dynamique de vol.

RX62 ou M32

La famille de microcontrôleur RX62 produite par Renesas a été choisie par l’équipe pour remplacer le microcontrôleur utilisé par les équipes précédentes, le M32.

L’objectif de ce microcontrôleur est double : il doit à la fois assurer la communication avec l’ArduPilot, donc vers les capteurs et actionneurs, mais aussi vers un terminal Android ou un ordinateur, pour être contrôlé par ce biais et envoyer les informations nécessaires au simulateur.

Cet objectif double nécessitait donc une puissance suffisante, puisque la nature même du projet nous forçait à avoir des temps de traitements très brefs. C’est donc ce premier souci de rapidité qui nous a fait pencher vers le RX, puisqu’il dispose d’une horloge cadencée à 100MHz, contre 32MHz pour le M32.

En outre, concernant le développement logiciel, le compilateur fourni permet d’utiliser du C++, et Renesas fournit un ensemble de bibliothèques appelées RPDL (Renesas Peripheral Driver Library) permettant d’utiliser de manière simplifiée les différents périphériques, comme les ports série ou les broches d’entrées sorties.

Enfin, le fait que le RX remplace le M32 dans les cours d’informatique embarquée implique que les prochaines équipes ne connaitront pas le M32, il est donc logique de se baser sur le RX, qui en plus dispose d’une configuration technologique bien plus récente que le M32.

ArduPilot Mega 2.5

Nos recherches préliminaires sur les nouveaux composants nous ont amené vers l'ArduPilot. Cette carte de prototypage rapide est basée sur un Arduino Mega 2560. Dans sa dernière révision (2.5), l'ArduPilot se compose d'une seule carte (plusieurs shields auparavant) intégrant les composants nécessaires au vol d'un avion ou d'un hélicoptère comme une centrale inertielle 6 axes (3 gyroscopes, 3 accéléromètres), une boussole 3 axes, d'un baromètre et d'une puce GPS.

Cet ensemble, étant rassemblé sur une seule et même carte, permet d'optimiser la place nécessaire sur le drone et diminuer les câblages. Par la qualité de ces composants et sa compactibilité, les nombreuses entrées/sorties et sa facile prise en main, le choix de l'ArduPilot semble incontestable.

La carte réalisée l’année précédente n’ayant jamais fonctionné, nous n’avons donc pas eu de regret à l’abandonner pour travailler avec le nouveau microcontrôleur RX62.

Module Wi-Fi WizFi 220

Le module WizFi 220 est un module Wi-Fi produit par la société WIZnet. Il s’agit d’un module compatible avec les normes Wi-Fi IEEE 802.1 b/g/n, idéal pour l’embarqué grâce à sa faible consommation et sa petite taille.

Il intègre un grand nombre de fonctionnalités, parmi lesquelles une interface série, un serveur DHCP, un serveur http minimaliste, une implémentation des encryptions WEP et WPA2 et des protocoles TCP et UDP.

En outre, il bénéficie d’un mode classique, permettant de se connecter à un réseau existant, d’un mode ad-hoc, permettant la connexion direct à un périphérique compatible (un ordinateur le plus souvent) et enfin d’un mode point d’accès (AP, pour Access Point), qui autorise le module à créer son propre réseau sur lequel viennent se connecter différents périphériques. Ici, le mode AP encore en développement ne permet une connexion stable qu’avec deux ou trois périphériques en même temps. (cf. annexe 2 : Commandes de configuration)

Le rôle de ce module Wi-Fi, relié au RX62T par un port série, est d’assurer la communication entre d’une part le drone, et d’autre part un périphérique de contrôle (application PC ou android) et/ou le simulateur.

Moteurs & ESC


Nous avons utilisé le même type de moteurs que les années précédentes, des moteurs Turnigy 2204-14T de type « brushless » ; nous expliquerons leur fonctionnement plus tard.

Ce type de moteur a l’avantage de ne pas chauffer, d’avoir un bon rendement (supérieur à 70%), une faible consommation, un faible poids (19g) et peuvent supporter des hélices de 8 pouces comme celles dont nous disposons.

Le seul reproche possible à ces moteurs est la longueur de l’arbre. En effet ce dernier ne dépassant pas, les hélices sont donc simplement posées dessus et maintenues par 2 élastiques.

Dernière mise à jour : 24/03/2013 14h49
Auteurs : Pierre GUINAULT,Nicolas COSNARD