PROJET QUADCOPTER

Comment réaliser plus facilement un bilan thermique à l'aide d'un quadcopter ?

La base

La base

L'ossature de base du quadcopter à été acheter en kit afin d'éviter toutes les imperfections d'une fabrication manuelle.
Nous avons choisi le modèle DJI F450 qui correspondait à nos besoins tout en rentrant dans notre fourchette de prix.
C'est une base de quadcopter de par sa forme croix à 4 branches qui est en plastique injecté, ce qui nous offre un objet très résistant aux chutes.
Elle dispose d'un circuit imprimé directement dans les plaques du châssis, chose très pratique pour ne pas s'encombrer avec des fils pour l'alimentation des cartes moteurs.

Les moteurs & hélices

Les moteurs & hélices

Nos moteurs ont été livrés avec la base, ce sont des Brushless triphasés asynchrone (référence moteurs DJI 920Kv). D'après le constructeur, nous avons 905 rpm/V soit 13032 rpm sous une tension ordinaire de 14,4 Volts. Après vérification, nous confirmons ces données.
Poids des 4 moteurs : 4x56 = 224 g

Associés à ces moteurs, nous disposons d'hélices fournies dans le kit de 2 tailles différentes (des 8 pouces et des 10 pouces soit 20.3cm et 25.4cm).
Ces hélices constituent un risque potentiel pour notre intégrité physique puisque de par leur inertie en rotation, elles peuvent trancher un doigt. Précautions en vigueur lors de leurs utilisations.
Poids des 4 hélices : 50 g.

Les cartes Moteurs

Les cartes Moteurs

Les cartes moteurs sont comme vous l'aurez sans doute deviné, les chefs d'orchestre de nos moteurs. En effet c'est par ces dernières que transitent toutes les informations entre la controleur principal et les moteurs.
Elles vérifient notamment les initialisations ou les différents problèmes de ces derniers en émettant des signaux sonores de différentes fréquences qui nous indiquent la nature du problème ou du bon fonctionnement.

Elles étaient également fournies dans le kit avec la base, les moteurs et les hélices, ce sont des cartes moteurs de références : DJI 30A Brushless ESC

La carte Arduino

La carte Arduino

L'Arduino est le coeur de notre projet. En effet cette petite carte programmable de 37g constitue l'interface entre le récepteur de la radio-commande et les moteurs.
Elle contient donc notre programme de vol et gère la puissance à envoyer aux moteurs en fonction du signal envoyé par la récepteur.
De plus, elle gère notre caméra FlyCam One V2 de 14g qui nous transmet en temps réel ou stocke sur carte SD l'immersion du vol.
En somme, chaque information du quadcopter transite par cette carte (hormis la caméra Infra-Rouge qui est gérée par le système Raspberry Pi).

La Raspberry Pi

La Raspberry Pi

La Raspberry Pi est un nano-ordinateur très à la mode en ce moment.
En effet cette carte de la taille d'une carte de crédit est très ouverte car elle dispose de port usb, d'une sortie vidéo HDMI, d'un port ethernet, etc ..., de quoi lui prévoir énormément d'applications.

Dans le cadre du projet, nous nous en servons principalement comme station d'accueil pour la caméra infra-rouge spéciale Raspberry.
Le fait d'avoir un nano ordinateur disposé sur le quadcopter nous permet de communiquer avec depuis un ordinateur distant sous la simple condition d'un réseau Wi-fi. Ainsi nous pouvons controler sa caméra à distance, ce qui est un véritable gain de temps et d'espace lors de nos expertises thermiques.

Les Caméras

Les Caméras

Nous avons installer 2 types de caméras sur notre drône. :

Une standard qui nous sert à garder une vidéo des immersions, ainsi que pour comparer l'image thermique à l'image réelle. Elle dispose d'un stockage sur carte SD
Pour ce faire nous utilisons une caméra arduino du nom de "FlyCam Eco One V2", qui a l'avantage d'être controlable via un bouton de la radiocommande.

La seconde caméra, notre caméra infraRouge PI noir (développé pour les technologie RaspBerry Pi) nous permet de simuler une image que prendrais une caméra thermique.
Pour répondre à la question pourquoi ne pas avoir choisit une caméra thermique directement ?, la réponse est simple et rapide, c'est beaucoup trop cher (~ 10000€ pour une version miniaturisé adpaté au projet).
développée pour RaspeBerry Pi qui nous permettra de simuler nos expertises thermiques.

La Radiocommande

La Radiocommande

Pour contrôler notre quadcopter, nous utilisons une radiocommande "multiplex cockpit sx" fonctionnant sous une fréquence de 2.4GHz, ce qui est de bon niveau et qui a l'indispensable avantage d'être insensible aux parasites.
Elle nous offre une portée de 1Km d'après le constructeur, ce qui est très convenable par rapport à nos besoins. Nous avons voulu vérifier la distance annoncé par le constructeur et il s'avère que nous avons réussi à obtenir un signal jusqu'a 1.175 Kms.

De plus, cette télécommande possède beaucoup fonctions intéressante qui nous permet par exemple d'avoir en temps réel le voltage de des batteries, la vitesse de rotation des moteurs, l'altitude, etc...

Les batteries

Les batteries

Pour alimenter le quadcopter nous avons choisi des batteries Lipo (très adaptées pour le modélisme). Elles permettent une bonne autonomie et délivre dans notre cas un courant largement suffisant à nos besoins de 2600mA.

Cependant ces batteries sont dangereuses et délicate à manipuler. En effet si les précautions d'usage ne sont pas respectées, elles risquent d'exploser.
Un petit récapitulatif des précautions a été posté sur le forum