Nous avons présenté le test du contrôleur de vol Flip32 / Naze 32 à processeur rapide, dans le but de fabriquer un drone à grande stabilité et grande réactivité tournant sous l’excellent logiciel Cleanflight. Cette carte présentait l’avantage d’être petite, et peut donc s’adapter sur n’importe quelle frame.

Dans cet article, nous allons fabriquer un mini tricoptère avec un petit budget. Voici ma version de celle-ci, avec quelques apports très personnels pour protéger l’électronique (tout le monde n’aimera pas):

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Et en video:
(la première vidéo est en temps réel, elle n’est pas accélérée!!)

Epris de liberté, il s’est échappé de sa cage…

 

Je m’adresse ici aux modélistes et bricoleurs qui ont déjà monté au moins un multicoptère. Si ce n’est pas le cas, il est préférable  de lire au préalable les bases pour construire un drone.

Ici, nous allons transformer petite frame de quadri à petit prix, en une frame de tricoptère qui exploitera les principaux avantages du contrôleur naze32 : petit format, grande stabilité, et une configuration aisée grâce à son logiciel dédié « Cleanflight » ! Pour aller plus loin, le fait de « supprimer » un moteur libère un bras, qui pourra alors accueillir une petite caméra FPV type Mobius, sans nécessiter de nacelle. Les caméras GoPro sont en effet bien trop lourdes pour cette machine. Le tricoptère basculerait alors immédiatement vers l’avant au décollage.

Liste du matériel

– Contrôleur de vol Flip32 / Naze 32 (22,48€)

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Pour ce tricoptère, on ne pourra pas utiliser de plaque anti-vibration. Vous fixerez la carte avec de l’adhésif « mousse » double face (supermarché). Comme on restera sur des hélices 5 ou 6 pouces, vous n’aurez pas de problème de vibration. Vous en trouverez au supermarché.

Mini frame Diatone (12,85€)
C’est cette frame de quadricoptère que l’on va transformer en frame de tricoptère.

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mini servo (4,53€)
C’est lui qui va assurer le pivot du moteur arrière, et ainsi fournir le mouvement en yaw (rudder, palonnier) du tricoptère. C’est toute la spécificité d’un tricoptère. Vous n’êtes pas obligé de prendre ce modèle. Si vous en choisissez un autre ailleurs, assurez-vous qu’il est à peu près les mêmes dimensions, à 2mm près (sinon, risque de sur-dimensionnement).

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Servo tester (3,88€)
Très utile pour centrer le servo avant de positionner le petit bras de fixation.

Buzzer piezo électronique (1,83€)
Indicateur sonore et alarme de batterie faible, le contrôleur Flip32 / Naze32  le prend en charge. Souder les fils du buzzer sur les deux fils d’un cable servo que vous brancherez directement sur les pins « 5V Buzzer » du contrôleur (vous trompez pas dans la polarité…).

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Batterie 1300mAh (19,37€)
Ca vous donnera un temps de vol d’une dizaine de minute. A vous de voir si vous en voulez plusieurs pour enchainer les vols et ne pas devoir recharger à chaque fois pour repartir.

Moteurs RCX ZMR 1804 2400KV  x3 (24,47€)
Screen Shot 2015-03-10 at 23.54.47 Pour ces derniers, il vous faut 2 « Counter Clockwise (CCW) » (sens anti-horaire), et 1 « clockwise (CW) » (sens horaire), c’est le sens du filetage du cône d’hélices.

ESC 12A x3 (23,39€)

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L’important est d’avoir du 12A. Cet ESC est disponible en différents ampérages, inutile de prendre plus que 12A, les moteurs n’iront jamais jusque là.

Carte de distribution électrique (2,93€)

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Vous souderez vos ESC (+ et -) dessus ainsi que des connecteurs servo (uniquement 2 fils, + et -) qui se brancheront sur les pins du voltmètre intégré à la Naze32 (pins + / – du « Bat. monitor » sur mon diagramme précédent).

Hélices 5 pouces Gemfan (5030, 1 paire CW + CCW)  x3 (2,90€)
1 pack vous donne une paire. 3 Packs vous donnera donc deux jeux complets d’hélices pour 1 tricoptère. Alternativement, pour plus de reprise :
-Hélices 6 pouces Gemfan (6030, 1 paire CW + CCW) x3 (4,44€)

Protection d’hélices Diatone (1 pack de 4 = 4,73€)

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Elles servent à vous protéger vous aussi et autrui, en plus de protéger les hélices (avec un look sympa en plus). Elles se cassent vite en cas de crash. Prévoyez-des packs supplémentaires si vous n’êtes pas sûr de vos talents de pilote.

Par ailleurs, pour transformer la frame en mode tricoptère, on aura besoin de tasseaux de bois (détail du montage plus bas):

– Tasseaux de bois de section 10x5mm. Sur internet, vous en trouverez par exemple chez pb-modélisme (1€).
– Tasseaux de bois de section 10×10 mm (pb-modélisme, 1,40€).
– Tasseau de bois de section 10×3 mm (pb-modélisme, 0,85€)
Si vous commandez chez pb-modélisme, comptez 9€ de port. Voyez donc si vos magasins de bricolage n’ont pas des tasseaux dans ces dimensions.

Pour les modélistes recherchant à protéger l’électronique, vous pouvez faire comme moi et utiliser des boules de polystyrène de 20cm de diamètre (voir instructions de découpage plus bas). J’en trouve à proximité. Il en existe dans les magasins Cultura, Zodio. Sur internet, vous en trouverez par exemple chez Soledi ArtDeco.

Pour du FPV

Camera Mobius  avec nouvelle lentille 131 degrés. (71,05€)

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Permet d’enregistrer une vidéo pendant votre vol votre maison, le jardin, le toit etc… et la visualiser plus tard, ou la transmettre à vos amis ou votre architecte, maître d’oeuvre, etc… C’est une excellente alternative à la Gopro, pour petit budget, car elle permet tout de même de filmer en 60 fps en 720p, et en 30 fps en 1080p. Le 60 fps (fps= frames per second), par rapport au 30 fps a l’avantage de limiter l’effet de « jello », ou de tremblement « gélatineux » de l’image causé par les vibrations. Elle a une compacité parfaite pour notre configuration, et vous pourrez la réutiliser pour d’autres usages ou d’autres mulicoptères.

Vous pourrez alors la loger à l’avant. Par exemple, dans mon cas, elle est protégée par la coiffe en polystyrène :

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Et je remercie au passage papyMaurice pour le prêt de sa Mobius pour ce tuto (nous publierons des vidéos de cette caméra prochainement.)

Récapitulatif

– Contrôleur de vol Flip32 / Naze 32 (22,48€)
– Mini frame Diatone (12,85€)
– mini servo (4,53€)
– Servo tester (3,88€)
– Buzzer piezo électronique (1,83€)
– Batterie 1300mAh (19,37€)
– Moteurs RCX ZMR 1804 2400KV  x3 (24,47€)
– ESC 12A x3 (23,39€)
– Carte de distribution électrique (2,93€)
– Hélices 5 pouces Gemfan (5030, 1 paire CW + CCW)  x3 (2,90€)
et / ou
– Hélices 6 pouces Gemfan (6030, 1 paire CW + CCW) x3 (4,44€)
– (optionnel) Protection d’hélices Diatone (1 pack de 4 = 4,73€)
– Tasseaux de bois de section 10x5mm (pb-modélisme)
– Tasseaux de bois de section entre 10x10mm et 13x13mm (pb-modélisme)
– Tasseau de bois de section 10×3 mm (pb-modélisme)
– (optionnel) Camera Mobius (71,05€)

Fabrication du pivot de « Yaw »

Il s’agit ici d’une transformation « DIY » (Do It Yourself), pour les bricoleurs. Sur cette image, je vous donne mes instructions de perçage et d’assemblage de tout le mécanisme de servo:

Servo_Mechanism

Une fois peint et fixé sur la frame :

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Le train d’atterrissage est à votre discrétion. Vous pouvez utiliser tout simplement les entretoises fournit dans le pack. Le train arrière pourra être vissé sous le tasseau.

Carte Flip32, moteurs et sens de rotation

J’ai fait beaucoup de tricoptère, et j’ai toujours trouvé que le sens de rotation « par défaut », c’est à dire 3 moteurs / hélices dans le même sens de rotation anti-horaire était une hérésie. Simplement parce que le pivot arrière est d’autant plus sollicité pour fournir le contre-couple, et par conséquent, le moteur arrière doit compenser la perte de poussée verticale en tournant d’autant plus vite, et donc en consommant plus. C’est pourquoi je recommande fortement de mettre les deux moteurs avants en sens inverse, c’est à dire le moteur avant gauche (moteur 3) en rotation anti-horaire, et le moteur avant droit (moteur 2), en rotation horaire. Ils fournissent ainsi un couple + contre-couple stabilisateur. Il n’y a plus que le couple d’un seul moteur (celui de queue) à compenser par le pivot arrière, au lieu de trois ! En outre, il n’y a absolument rien à changer dans la configuration logicielle quand vous faites ça.
En outre, la documentation liée au tricoptère est très obscure, je vous ai donc fait ci-dessous un diagramme plus claire que ce qu’on trouve sur internet. En effet, dans le cas du tricoptère, le numéro des moteurs ne correspond pas au numéro des pins sur le contrôleur, du fait de la présence du servo :

Flip32_diagram_Tricopter.001

Vous décalerez la carte vers le moteur arrière. Idéalement, il faudrait la retourner à 180 degrés (ce changement sera alors renseigné dans le logiciel) de manière à ce que les capteurs Accéléromètres / gyroscope (IMU sur mon diagramme) soit plus près du centre de gravité. Vous pourrez alors ajuster la position du centre de gravité au plus près du capteur grâce au positionnement de votre batterie.

Et voici la machine montée avec sa coiffe protectrice, fabriqué à partir d’un hémisphère de boule en polystyrène :

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Pour la configuration de la carte Flip32 / Naze32, veuillez suivre ce tuto.

Configuration du logiciel Cleanflight pour le tricoptère.

Si vous n’avez encore jamais utilisé Cleanflight, il vous faudra suivre d’abord ce tutoriel pour l’installation du logiciel Cleanflight et du firmware. Ci-dessous je vous présente les spécificités à appliquer dans Cleanflight, pour cette machine.

Réglages de l’orientation de la carte

Une fois le firmware téléchargé, allez dans l’onglet « configuration », sélectionnez le mixer « Tricopter » dans le menu déroulant juste en dessous du dessin, puis dans « Board Alignment », et si vous avez bien tournez votre carte de 180 degrés, entrez « 180 » dans « Yaw Adjustement [deg] ». Cliquez sur « Save » en bas à droite.

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Calibration des capteurs

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Rien de particulier ici, si ce n’est que la calibration doit se faire après avoir renseigné le sens de la carte.

Réglages PID

Cette machine n’est absolument pas standard. La vidéo en début d’article vous montre que je l’ai testé dans une cage gyroscopique, faite maison, qui me permet de tester les comportements de vol dans toutes les directions. Je ne veux pas vous assommer, ce tuto est déjà suffisamment long, mais vous pouvez déjà utiliser mes valeurs de PIDs :

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Faites attention, 1er menu déroulant, on est en mode « Luxfloat » et pas en multiwii. C’est ce mode là que je recommande car c’est le seul qui réagit de manière cohérente lors de mes tests de différents PIDs.

Si vous avez des tremblements avec ces PIDs, passez en mode « multiwii 2.3 ». Si votre Yaw fait la samba, baissez le P du Yaw. A priori vous n’aurez pas besoin de descendre en-dessous de 4.

N’oubliez pas de faire « Save »…

Allez, faites des tests. Si vous avez des soucis, parlez-nous en dans le forum !

Dronadair

9 COMMENTS

    • En effet. Juste une remarque : pour le mini tricoptère présenté dans le présent article, si tu passes par la frame type diatone (ou autre, aux dimensions similaires), les moteurs que tu pointes dans ton lien sont inappropriés. Ces moteurs sont prévus pour des hélices de 9 pouces minimum. Donc les hélices vont se toucher avec cette frame.

  1. salut bon j’ai presque fini mon tri mais le probleme c’est que je c’est pas comment on dit al la carte que l’on a inverser le sens de rotation du moteur 3

    merci a vous

  2. bonjour ,je viens de trouver votre site ces magnifique de construire sois meme ces merveilleuses machine volantes mais j’ai une question sur votre systeme pour tester votre tricopter qu’on vois dans votre premiere video vous n’auriez pas les plan ces un tres bon systeme pour tester un drone

    • Bonjour,
      merci de votre intérêt pour le site.
      Malheureusement je n’ai pas de plan pour ce système. Je l’ai monté selon des principes physiques très généraux que l’on retrouve dans tout système « gyroscopique ». J’ai juste fait mon propre bricolage d’un gyroscope au centre duquel je loge le tricoptère (ou n’importe quelle multicoptère).

      Dronadair

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