Le contrôleur de vol Flip32 / Naze32 : épisode 1

Le contrôleur de vol Flip32 / Naze32 : épisode 1

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[Mise à jour le 27/03/2015] Vous trouverez le tuto d’introduction à Cleanflight ici.

Bonjour à tous,

Cela faisait longtemps que je n’avais pas fait un dossier technique. Depuis la réalisation de ces dossiers, le banc de test a été amélioré. Finies les mesures à l’iphone. Nous disposons en outre d’une cage gyroscopique dans lequel un multicoptère de classe 250 est libre de tourner autour de 3 axes de rotation. J’en reparlerai.

Aujourd’hui, nous testons le Flip32+, qui est un clone du « Naze32 » et disponible chez Banggood. J’ai pu tester deux versions. La version de HobbyKing, reprend le design original, avec son modèle AfroFlight Naze32 Acro à 22€. Notez le mot « Acro ». Il désigne une version avec uniquement les accéléromètres et gyroscopes, alors que la version tout-capteur comprend en plus le baromètre et le magnétomètre (la boussole quoi…). La version originelle est vendue plus chère, à 47€ au moment où j’écris ces lignes ( par exemple ici). Open source oblige, on en trouve des clones. Nous testons ici celui de Banggood, la Flip32 / Naze 32, vendue à 22€, c’est à dire le même prix que la version « acro » de HobbyKing. Alors pourquoi se priver. Nous verrons ici les différences entre ces cartes.

Présentation

Pour rappel, cette carte utilise un processeur 32 bits à 72 Mhz, c’est à dire beaucoup plus rapide que ses grandes soeurs (Crius, Ardupilot Mega, …) qui sont sous processeur 8 bits à 16 Mhz (genre carte Arduino). Le firmware qui tourne sur la Naze32 est compatible avec les logiciels utilisés auparavant pour les cartes multiwii, mais a été porté pour les processeurs 32 bits. Il a donc été développé deux principaux logiciels dédiés à ces cartes. Baseflight et Cleanflight. Nous préférons le deuxième, dont le code respecte des standards de programmation, et garantie un code plus propre. Par expérience personnelle aussi je préfère Cleanflight, la documentation de Cleanflight est plus claire, et des add-ons ont été développés avec une documentation très orientée utilisateur. Cette préférence n’engage que moi. Cleanflight (ainsi que Baseflight), est donc le logiciel qui permet de charger le firmware dans la Naze32, et de le configurer par après. Ceci diffère légèrement des anciennes cartes sous Multiwii, qui nécessitait d’uploader le firmware avec le logiciel Arduino, puis ensuite d’utiliser le software GUI de Multiwii pour le régler. Nous reparlerons de tout ça dans un prochain épisode dédié au logiciel Cleanflight.

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A gauche, la carte AfroFlight Naze32 d’HobbyKing. A droite, la Flip32 10 DOF de Banggood. Et Wall-E va un peu nous aider (si si…).
Non, l’AfroFlight n’est pas livrée avec une queue de diable… Nous y reviendrons.

De plus près (avec la flip32 à gauche cette fois-ci):

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Voyons l’autre côté:

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La Flip32 est maintenant à gauche. Vous remarquerez les pins de la Naze32 AfroFlight (noire), en haut à gauche de la carte, ils ne sont pas accompagnés de connections Ground ou Volts. Ce ne sont que les pins de signal. Cela impose du coupage de cable, ou d’utiliser des cables individuels, qu’on n’a pas forcément, vu qu’on dispose communément de cables servo… Ca, j’aime moins déjà. La Flip 32 est déjà plus standards. Sur les 2 images vous remarquerez que toutes les connections sur le Flip32 sont à 3 pins. Avec la redondance Ground Volts qui laisse le choix de la manière dont vous alimenterez votre électronique.
Mais regardez de plus près. Sur l’AfroFlight (noire), les connections SDL et SCA du bus I2C (indiqués par le scotch blanc) ne sont pas « trouées ». Si on veut les utiliser, impossible d’y mettre des pins supplémentaire. Pour mettre un magnétomètre externe, j’ai donc du souder des cables : c’est crade… Sur la Flip32, SCL et SDA sont disponibles sur des emplacements via des pins supplémentaires (lignes de trous « CD » en haut de la Flip32). Pour y voir plus clair, voici un petit diagramme pour la connectique (cliquez dessus pour l’agrandir) :

Flip32_diagram.001

C’est beaucoup plus propre que la Naze32. Idem pour le cour-circuit du bootloader ». On y a recours en cas de problème de « flashage » de la carte, lors du chargement d’un nouveau firmware. J’ai du souder salement deux pins sur l’AfroFlight (ceux de travers à droite sur la première image) pour y mettre un jumper et ainsi pouvoir re-flasher ma carte. La Flip32 possède des emplacements pour souder proprement deux pins. De fait, elle me semble bien mieux pensée en terme de connectique par rapport à la Naze32 originelle.

Solution de montage

Les cartes Naze32 / Flip32 sont plus petites que leurs ainées (Crius AIOP, Multiwii Pro, Ardupilot Mega, etc…). Or, beaucoup de frames restent sur cet ancien standard. Ici l’espacement entre les trous de fixation est de… 3.1 cm !! Sympa le standard !! Mais en fait, on s’en fiche un peu. Il faut de toute manière fixer son contrôleur sur un support l’isolant, au moins en partie, des vibrations. J’ai vu que quelques magasins en ligne fournissait le support ci-dessous, que je vous monte en pas à pas avec Wall-E :

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Les coussins de Schtroumpf isolent en fait le contrôleur de la plaque inférieure, qui se visse sur votre frame (ou se colle via du double face) et possède l’espacement standards des anciennes cartes (si votre frame est pourvue de telles fixations, vous pourrez alors la visser dessus, c’est plus propre, voir example photo plus bas).

J’en ai acheté en fait deux. Une chez un distributeur britannique, qui vous coûte 19€ (12€ de port !!!), et l’autre plaque anti-vibration chez Banggood à 2,65€ port compris (le port est gratuit !!). Je voulais vérifier si c’était le même produit. Je les ai reçu. Et bien c’est le même produit !!! D’ailleurs, si vous le trouvez en France pour un prix intermédiaire, faites-le nous savoir dans les commentaires, ça nous intéresse.

En a-t-on vraiment besoin me demanderez-vous ? Ne peut-on pas utiliser de l’adhésif double face comme ces blocs de mousses que l’on trouve chez Hobbyking ? Et fixez directement la carte à même la frame ? Voici la réponse de notre bench :

Vibrations_plaque_mousse_blog.001

Je suis un maniaque de la minimisation des vibrations. Peut-être sur les graphiques de droites elles sont suffisamment faibles, on est en effet en-dessous des 0.5 g préconisés pour les drones. Mais à gauche, on peut voir venir. Car ici, j’avais des hélices 5 pouces. Alors avec du 8, 10, 12 pouces… Ca va secouer. D’ailleurs, je vous ferai bientôt un épisode sur l’influence des tailles d’hélices sur les vibrations ressenties par le contrôleur.
Je vous conseille donc vraiment ce genre de plaques anti-vibrations, préférez-les aux mousses adhésives.

Qu’est-ce que ça donne en vol ? Je vous ai montés une démo avec mon Y4 dans notre cage gyroscopique Version 1.0 (elle va évoluer), qui va je pense beaucoup nous servir pour vous faire des démos. J’ai superposé sur la vidéo les données d’un enregistreur de vol (projet Blackbox) que j’ai rajouté à mon Y4. Je vous en reparlerai dans un autre dossier. Ici, j’ai laissé les valeurs PID par défaut, pour vous montrer un peu ce que vous avez « out of the box », sans réglage (à l’exception de charger le firmware dans la carte bien sûr).

La tenue de vol est propre, si vous n’aimez pas régler vos PIDs vous pourrez très certainement voler agréablement avec votre machine.

Ce modèle de Flip32 dit « 10 DOF » possède donc tous les capteurs de la Naze32 originelle. Gyro et Accéléro, Baromètre, assurant un asservissement en altitude, et le magnétomètre, permettant d’asservir un cap magnétique donné. Dans un prochain épisode, je vous parlerai de comment configurer votre carte avec le firmware Cleanflight (modes de stabilisations, etc…). Ca vous laisse le temps de vous la procurer pour ceux que ça intéresse !

Revoici la liste du père noël pour les produits de ce dossier:

Flip32 / Naze 32 (22,28€)
plaque anti-vibration (2,65€)

N’hésitez-pas à nous poser vos questions sur le forum.

[Mise à jour le 27/03/2015] Vous trouverez le tuto d’introduction à Cleanflight ici.

31 COMMENTS

  1. Bonsoir, je suis en classe de première et avec des camarades de mon projet aéro nous aimerions monter un drone pour notre projet de science de l’ingénieur de terminal. Nous nous sommes intéresser à la construction et nous sommes renseigner sur les pièces. Je voudrais savoir, quelle est la marche à suivre pour programmer ou tout du moins brancher ce programmateur; Faut-il passer par un ordinateur ? S oui comment ? Comment le brancher ?

  2. Bonjour Arnaud,
    Oui, tu auras besoin d’un ordinateur pour la 1ere installation et configuration de ce contrôleur. PC ou Mac, peu importe. Il faut que tu installes le logiciel « Cleanflight »: https://chrome.google.com/webstore/detail/cleanflight-configurator/enacoimjcgeinfnnnpajinjgmkahmfgb?hl=en

    La carte se connecte à l’ordinateur via un port micro-USB. Tu auras donc besoin d’un cable micro-USB, tu en as peut-être déjà si ton téléphone portable utilise ce port. Le cable sera alors compatible. Tu auras au préalable besoin d’installer ces drivers:
    http://www.silabs.com/products/mcu/pages/usbtouartbridgevcpdrivers.aspx
    (choisi celui qui correspond à ta version de Windows, linux, ou mac).

    Je vais bientôt poster un article expliquant toute la démarche pour configurer ce contrôleur. D’ici ce week end probablement.

  3. Bonjour et merci pour ce site que je parcoure depuis quelques jours.
    Etant en train de monter mon premier DIY, j’ai forcément des questions à poser afin de ne pas faire n’importe quoi (je suis novice, n’ayant manipulé pour l’instant que des RTF « jouets » comme le ladybug ou des clones du Syma 5C).

    Puis-je le faire ici ou y a t-il une section plus adéquate ?

    Encore merci.

    Guillaume

    • Bonjour, oui tu peux nous poser toutes tes questions dans le forum. Crée ton propre fil de discussion si ceux existants ne sont pas appropriés à ce que tu cherches comme conseils.

  4. Bonjour,

    J’ai une Flip32+, un mac sous l’OS 10.10 et un PC sur Vista. Je n’arrive pas à me communiquer avec ma carte. Une fois connectée, ma carte a sa led bleu allumée.
    Savez-vous s’il existe une version de linux (standalone) qui intègre le driver nativement ?
    Si quelqu’un à une idée pour Mac ou PC.
    Merci par avance

  5. Bonjour,

    Bravo pour le travail du site. Un comparatif entre la naze32 et la CC3D me semble plus pertinent car beaucoup plus demander sur les forums. Moi même je ne parviens pas à décider, et trouver les « features » présent et à venir de chacune est difficiles d’accès. Si vous parvenez à faire la lumière là dessus au cours d’un sujet, mille merci!! Un avis aujourd’hui sur la question?

    • Merci Alex.
      En effet, on a ça dans les cartons. Dès qu’on trouve le temps, on fera un comparatif entre les deux. On est aussi curieux de voir les différences. Mais elles n’ont pas vraiment les mêmes finalités. La CC3D ne peut que proposer du vol « acro », car elle n’est munie que d’une centrale inertielle, c’est à dire gyroscope + accéléromètre. Cette centrale inertielle n’est pas tout à fait la même que celle de la Naze32 / Flip32. Donc ce sera à comparer. Note que la Naze32 « acro » est donc strictement équivalente à la CC3D en terme de fonctionnalités de vol. Mais la « Flip32 » possède en plus le capteur d’altitude (baromètre), et le magnétomètre (boussole), ce qui permet d’asservir une altitude et un cap donné. C’est pour cela qu’on met plus en valeur la flip32 pour le moment, qui pour le même prix, offre plus de fonctionnalités.

  6. En complément de la question d’au-dessus: peut mettre Cleanflight dans une CRIUS?
    Peut-on obtenir un comportement similaire ou très proche entre CRIUS et flip32?

    • Alors pour la CRIUS et Cleanflight, non, ce n’est pas possible. Cleanflight a été développé pour utiliser les nouveaux processeurs qui équipent, entre autre, les Naze32/Flip32 et CC3D, à savoir les processeurs 32 bits STM32 cadencés à 72 Mhz. Alors que les CRIUS sont équipés de processeurs 8 bits plus anciens, cadencés à 16 Mhz. Cleanflight n’a pas été développé pour ces derniers.

    • Concernant ta question :  » Peut-on obtenir un comportement similaire ou très proche entre CRIUS et flip32?  »

      On a essayé… et avec du multiwii ou du Ardupilot dans la CRIUS, comparé sur la même machine avec Cleanflight + Flip32… c’était le jour et la nuit. Avec PapyMaurice, on a des machines différentes, mais on utilise tous les deux du Flip32, et on a jamais eu à diminuer nos PIDs par rapport à ceux par défaut, car nos machines était suffisamment stable ainsi. Alors qu’on devait souvent ajuster nos PIDs avec la CRIUS, et on y passait du temps. On est vraiment sur une autre génération de contrôleur de vol. Les CRIUS te donneront cependant un comportement très sain sur des grosses machines qui ont de l’inertie. Mais avec des petites machines, type 250, les cartes Flip32/Naze32, CC3D, … avec Cleanflight seront bien plus adaptées.

  7. Oui je confirme. La Crius fonctionne très bien mais elle nécessite un peu plus de tuning. Ça volait pas mal dès le départ mais j’avais encore de légère oscillations.
    Avec la Flip32 c’est quasi parfait sans aucune configuration des PIDs.

  8. Bonjour,

    J’ai la plus grande difficulté à communiquer avec ma flip32 10dof à partir de mon mac Os 10.10.
    Du coups, j’ai utilisé mon PC pro, j’ai installé le driver, plus Google portable et enfin baseflight. Rien .
    La led bleu reste allumé, la verte bouge la carte quand je la bouge. Pour info la carte est uniquement branche avec le câble (câble d un téléphone portable).
    J’aimerai connaitre les configuration qui fonctionnent (mac, windows, linux), s’IL L existe un moyen de vérifier l’etat du port (sur PC ou sur mac), et qu’elle est la signification de la led bleu.
    Merci par avance

    • Bonjour Xavier, on est sur Cleanflight nous, Baseflight j’ai essayé une fois sur la Naze32, je n’ai pas eu de problème, mais je n’ai jamais essayé la Flip32 10 DOF sur du Baseflight. Je l’avais directement mise sous Cleanflight, en suivant les étapes de notre tuto dédié. On a déjà testé deux cartes Flip32, ça fonctionnait aussi bien sous PC Windows que sous Mac. On pourra t’aider si tu essaies sous Cleanflight, suis bien les étapes du tuto pour nous expliquer où ça coince.
      Sous Mac, pense à sélectionner le protocole CU.SLAB_USBtoUART (si pas déjà fait), et non pas le TTY, en haut à gauche, à côté du bouton connect.
      Passe ensuite sur le forum, ce sera plus pratique ensuite pour s’échanger des captures d’écran et t’aider plus en détail.

      • Je réponds à tes autres questions :
        Led bleue : toujours allumée tant que la carte est sous tension.
        Led verte : Elle est allumée dès l’allumage de la carte, et s’éteint quand la carte a fini de s’initialiser, signalant qu’elle est prête à écouter ta radio, armer les moteurs etc… Quand les moteurs sont désarmés, elle s’allume dès que ton drone est penché de plus de 30 ou 45 degrés. Elle se rallume quand tu armes les moteurs.
        Led rouge : S’allume au démarrage. S’éteint si la carte capte bien ta radio. Reste allumée sinon.

  9. Bonjour,
    merci beaucoup pour c tuto vraiment bien fait.
    J’aurais une question concernant la Flip32. Je viens de là changer sur mon drone (CC3D à l’origine), j’ai bien flashé le firmware, configuré ma radio, testé le sens des moteurs et attribuer les différents modes de vols selon les switchs de ma radio. Jusque là tout semble aller bien.
    Par contre, dès que je mets les gaz, le drone se retourne directement sur le dos (comme si le pitch était à fond vers le bas….. hors celui-ci est bien à 1500).
    Auriez-vous une idée ??
    Merci
    Nico

  10. Voila commandé 😉 par contre j’ai vu les commentaires au niveau de la qualité du produit et notamment du buzzer et de l’usb ca fait peur. As tu deja des retours/tips par rapport à ca? Merci pour ce dossier

  11. Bonjour,
    la micro usb n’est pas de qualité, après une vingtaine de manip, elle est inutilisable.
    Je suis passé en bluetouth mais je trouve que ce n’est pas très fiable.

    • Oui, le micro usb s’use vite pour certain, mais ce n’était pas mieux sur les cartes multiwii d’il y a 2-3 ans, qui se cassaient beaucoup plus vite. J’avais une carte arduino micro de fabrication allemande de chez Flyduino, le micro-usb s’est cassé en mois de 10 fois, et la carte coutait plus chère. Là pour le prix, ça tient quand même mieux. De notre côté le bluetooth fonctionne bien. Ca dépend beaucoup aussi du smartphone ou tablette et du module bluetooth utilisé.

  12. Merci beaucoup pour ce dossier qui est le mieux réalisé de toute la toile.
    je suis néophyte et je n’aurai jamais pu de débrouiller sans vos précieuses explications, que même des pro n’ont pas pu clairement et simplement m’expliquer.
    j’ai un lumenier qav250 et un little spyder. Controleur Flip 32 et Naza V2.
    Bravo.

    • Alors ça c’est très gentil comme commentaire, ça fait plaisir et c’est encourageant pour continuer à vous faire de nouveaux tests. Merci. J’espère vous faire un article « prochainement » sur des nouveaux contrôleurs. (oui, bon… le « prochainement » c’est subjectif…)

  13. Un tuto très orienté débutant (et c’est très bien, ça manque, surtout pour les anglophobes).
    J’adore votre cage de test avec sa Casto’touch 🙂

    Après avoir testé différentes CC3D, sous openpilot et cleanflight, une KK2.15 et plein de Naze32 6 et 10 DOF, je doit avouer que le combo Naze32 + cleanflight l’emporte haut la main dans la majorité des cas. Je n’ai jamais testé de naza, pixhawk ou autres contrôleurs beaucoup trop onéreux selon moi.

    Avis personnel : Naze32 6DOF pour les quads racing et freestyle, Naze32 10DOF pour les quads plus orienté prise de vue. Pour les tricopters en revanche, la KK reste indétrônable en ce qui me concerne.

    Concernant les plaques anti-vibration par contre, je me permet une remarque. Je n’en mets pas ! L’absorption des vibrations est certes une bonne chose, mais dans certains cas, cela peut masquer un problème mécanique. Je préfère équilibrer les moteurs et les hélices au mieux et dans ce cas, le montage en direct ne pose aucun soucis.

    • Oui ce n’est pas toujours utile les plaques anti-vibrations. Mais j’ai vu des montages directes vraiment dangereux, avec des fixations sur des petits patins adhésifs, pouvant se décoller à tout moment en plein vol. Disons que l’intérêt des plaques antivibrations permettent de visser/devisser la carte plus librement. Certains chassis rendent très compliqués la fixation du contrôleur en direct. Dès qu’on doit faire des tests sur le contrôleur seul, on doit alors désosser le chassis. Vraiment pénible. Mais question vibration uniquement, je tends à faire ce que tu décris, pour les mêmes raisons.

  14. Bonjour, j’aurais voulu savoir si la naze32 full est compatible avec un smarphone ? c’est a dire controler mon drone avec un smartphone ?

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