Raspberry Pi

Avoir son Drone quadricopter grâce au Raspberry Pi : le tutoriel

Drone quadricopter

Vous êtes intéressé par les drones Quadricopteres ?  Mais vous n’avez pas les moyens de vous en offrir un. A travers ce tutorial, vous pourrez vous construire un modèle pouvant concurrencer les drones les plus connus tels que le Mavic pro et Djimavic grâce à votre Raspberry Pi.

Pourquoi un projet sur le Drone Quadricopter ?

Quand on parle de drones Caméra, le drone quadricoptère est le modèle qui vient en tête le plus souvent. Ce qui est normal sachant qu’il s’agit du modèle auquel DJI, GoPro, Yuneec, Parrot, entre autres fabricants, misent le plus pour augmenter leur part de marché. Les utilisateurs en sont en effet friands, sachant que les drones à 4 hélices sont plus faciles à manier, à entretenir et à réparer. Ajoutons-y un prix plus abordable par rapport au concurrent à 6 ou à 8 hélices, ne dépassant pas, la plupart du temps, les 1000 euros même pour les modèles à caméra HD. Reconnaissons tout de même qu’en étant astucieux et en mettant en œuvre le tutoriel qui va suivre, la somme à dépenser n’atteindra même pas les 300 euros.

Présentation générale du projet et de son matériel

Il s’agit d’un projet ayant comme éléments de base une MultiWii  d’un prix avoisinant les 50 euros qui s’occupe de l’approvisionnement des 4 moteurs de 16 euros et d’un nano ordinateur Raspberry Pi qui, lui, coûte au maximum 40 euros, en charge de la collecte des données issues du contrôleur utilisé. Ce dernier peut être soit un Smartphone, soit une télé ou radiocommande, sans oublier le récepteur RC bien sûr.

Puisque votre drone rc devra avoir pour vocation la prise de photos et de vidéo, vous ne devrez également pas oublier de prévoir un budget de 20 euros pour vous acheter une caméra Pi. Une clé USB de 64 Go qui coûte aux alentours de 40 euros en sera aussi nécessaire pour le stockage. Ajoutons à cela, pour vous donner une idée du budget qu’il vous faut pour réalisation du projet :

  • Les 4 variateurs électroniques de vitesse (ESC) de 10 euros,
  • La batterie de 28 euros,
  • Le moniteur de batterie de 4 euros,
  • Le tableau de distribution électrique de 4 euros,
  • Les connecteurs 3,5mm de 4,5 euros
  • Les connecteurs 4,5 mm de 4,5 euros
  • Les hélices de 5 euros
  • Le Patin de montage de 2 euros
  • La clé Wifi de 9 euros
  • Le cadre que vous pourrez créer vous-même ou acheter en ligne

Comment le système fonctionne-t-il ?

Commençons par parler de MultiWii pour voir plus clair dans le projet ? Il s’agit d’un projet open source made in France fondé sur Arduino. Il existe ainsi, en tant que tel, en de différents types. Pour ce tutorial dédié à la création DIY de drone Quadricopter, nous avons privilégié une version qui n’est pas sans rappeler : AIO PRO V2. Celle-ci se charge de transmettre aux ESC les données de vitesse dédiées à assurer son maintien en l’air.

Le mini ordinateur Raspberry pi joue les premiers rôles en 3 étapes:

  • Création, au démarrage, d’un réseau Wifi privé avec un serveur DHCP pour assurer la communication avec le Smartphone
  • Création d’un programme python pour le démarrage d’un Websocket pour la réception d’une commande de l’application Smartphone
  • Connexion de ce programme au MultiWii via USB pour la transmission des commandes d’informations du Smartphone au MultiWii.

L’application se réalise avec cordova en html / css / javascript.

Créer des châssis et frame

Si vous voulez vous charger vous-même de la réalisation du cadre  pour votre drone caméra, misez sur la légèreté dans le choix des matériaux. En ce qui concerne le diamètre, 45cm sera un meilleur choix pour vous assurer d’une stabilité optimale du Quadricoptère. Prévoyez 3 niveaux au milieu du X pour accueillir les ESC, les contrôleurs et la batterie.

Une plateforme doit être mise en place pour la conception d’une plateforme au dessus du mini drone pour recevoir le MultiWii. Il en faut une autre pour l’accueil de la batterie, mais en dessous cette fois-ci. Enfin, pour l’atterrissage, prévoyez 4 pieds.

Drone quadricopter

Que faire pour la propulsion ? 

Les éléments les plus déterminants pour cette étape sont les 4 motors, la batterie, le Multiwi  et les 4 variateurs électroniques de vitesse. Commencez par assurer la liaison entre vos moteurs et vos ESC. Rien ne vous empêche de procéder à l’inversement du fil pour l’inversion de la rotation de vos hélices. Poursuivez par la connexion des ESC au tableau de distribution avant l’installation des composants sur le cadre.

Installation de Multiwii et de Raspberry

Pour que cette étape de la création du Quadcopter puisse se dérouler de la meilleure des manières, pensez à fabriquer un support à mettre au-dessus du Raspberry pi sur lequel devra être placé le Multiwii. Procédez ainsi de cette façon :

  • Installation du Raspberry pi avec le support
  • Mise en place du Multiwii sur le support avec un coussin anti-vibration
  • Connexion des variateurs électroniques de vitesse et du projet Open Source avec des broches destinées à ce faire

Il faudra, après, procéder à la configuration de Multiwi en commençant par le téléchargement du firmware MultiWii et celui du logiciel Arduino. S’ensuivront l’ouverture du projet arduino “Multiwii.ino”, le changement de la carte Arduino en accédant à Outils”> “Carte”> “ArduinoMega 2560 ou Mega ADK”, le choix du port dans Outils”> “Port série”>, la selection du port multiwii et l’ouverture du fichier “config.h” ;

Trouvez dans ce fichier la ligne: “// # define QUADX” avant de la décommenter (supprimez le “//”). Faites la même en ce qui concerne la ligne “// # define CRIUS_AIO_PRO” avant de finir cette étape par l’enregistrement du fichier,  l’exécution de la compilation et le calibrage des capteurs via MultiwiiConf.

Configuration finale de Raspberry

La dernière étape pour la réalisation de votre Flying drone Quad est la config de Raspberry. Cela se déroule de la manière suivante :

  • Installer Debian avec noobs avant le lancement de Raspi-config et l’activation de la Hd camera
  • Réaliser une config IP via la commande sudo nano / etc / network / interfaces avant la suppression de la configuration wlan0 et son édition de cette façon :

allow-hotplug wlan0

iface wlan0 inet statique

adresse 192.168.10.1

masque de réseau 255.255.255.0

  • Installer Hostpad en débutant par la réalisation de toutes les mises à jour via la commande « sudoapt-get update &&sudoapt-get upgrade », en poursuivant par « sudoapt-getinstallhostapd » et en terminant par « sudohostapdhostapd.conf »
  • Installer le serveur DHCP avec la commande « sudoapt-getinstall serveur isc-dhcp » pour que les clients WiFi puissent avoir une adresse IP. Le fichier peut être changé en en executant cette commande (sudo nano /etc/dhcp/dhcpd.conf). Recherchez, par la suite, les lignes :

option nom-domaine “example.org”;

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

et saisissez « # » pour les commenter

  • Installer usbmount en utilisant la commande sudoapt-getinstallusbmount
  • Installer le programme quadcopter python en commençant par :

sudoapt-getinstall python-pipbuild-essential python-dev

sudopip installer tornade

et en terminant par un clonage du git project : git clone https://github.com/reglisse44/Multiwii-raspberry-drone-server.git multiwiiControll.

Il ne vous restera plus qu’à tester en suivant les dernières recommandations de cette page et tout redémarrer pour pouvoir profiter de votre Rcquadcopter.

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