Version du 29 novembre 2021 à 10:19

PRESENTATION DU SUJET

L’objectif de ce projet est de réaliser de A à Z un drone et de mettre en œuvre une solution pour le commander par wifi.
Notre équipe est composée de 4 étudiants en 4ème année de la spécialité « Systèmes embarqués » qui sont : Niels Godbert, Léo Poumaer, Rémi Brachot, Lucas Postollec et Louise Maës.
Nous espérons que ce projet nous permettre de pouvoir mettre en application les savoir-faire acquis pendant notre formation, et ainsi pouvoir développer de nouveaux acquis grâce à ce travail en groupe.

QU'EST-CE QU'UN DRONE ?

Introduction

Quadrirotor

Les drones sont des aéronefs autonomes qui ont la particularité de ne pas nécessiter de présence humaine à bord. Cependant, leurs utilisations la plus répandue n’est que semi-autonome, ils restent majoritairement pilotés manuellement à distance par commande numérique.
Utilisés aussi bien en tant que loisir que dans le milieu professionnel et militaire, on observe une popularité qui ne cesse de croître depuis plusieurs années. Que ça soit pour la photographie afin de filmer des plans autrement impossibles, pour des relevés de terrain ou encore pour la sécurité et pour le bâtiment, les drones deviennent un outil de travail unique et de plus en plus indispensable dans certaines professions.

Durant ce projet, nous allons nous intéresser plus précisément sur les quadrirotors (ou quadricoptères), une catégorie bien précise de drones.
Le quadrirotor se démarque du fait de sa voilure tournante comportant quatre rotors et quatre hélices pour sa sustentation contrairement à d’autres types de drones où le nombre d’hélice peut aller jusqu’à huit. Les rotors les plus populaires sont placés aux extrémités d'une croix, cependant d’autres variétés de cadres existent (en “H”, en “X”, en “T”...etc).

Ici, nous allons réaliser un drone quadrirotors en "X".

Composition

Composition du quadrirotor

L’architecture d’un quadrirotor est épurée, la conception du drone est un compromis entre légèreté, résistance et performance.
Son châssis central comporte le contrôleur de vol (un microcontrôleur et des capteurs), une batterie et 4 bras avec au bout, les hélices mises en rotations par des moteurs commandés par le microcontrôleur.

La différence entre les nombreux modèles va se faire sur la matière du châssis et des hélices ainsi que leurs tailles, la capacité de la batterie, la vitesse maximale, la distance de contrôle, la portée des différents capteurs et la caméra embarquée. Le choix est très vaste et, avec une demande croissante, le prix baisse de plus en plus ce qui rend cette technologie accessible au grand public.

Principe de fonctionnement

Axe de rotation

Afin de comprendre le fonctionnement d’un drone, il est important de définir les trois axes de rotation sur lesquels le drone va se déplacer :

L’axe des x, dit axe de roulis, qui correspond au mouvement de bascule de gauche à droite.
L’axe des y, dit axe de tangage, qui correspond au mouvement de bascule d’avant en arrière.
L’axe des z, dit axe de lacet, qui correspond à la rotation sur lui-même.

On observe deux positions possibles pour le drone dans son repère ; lorsque les hélices sont parallèles au sol, elles génèrent une force perpendiculaire qui permet au drone de s’élever dans les airs. Lorsque celles-ci sont inclinées, elles permettent au drone de se déplacer dans une direction.

On peut alors établir le tableau suivant :

Tableau de fonctionnement

CAHIER DES CHARGES

Objectifs

Le but de notre projet est de concevoir un drone dans son intégralité, ce qui inclut : la modélisation d’un circuit imprimé et de la partie électronique, la réalisation du châssis, la modélisation et programmation informatique du système de contrôle qui permettra la communication avec le drone. Finalement, une fois tous ces éléments réalisés, le drone devra être capable de voler selon les bons vouloirs de son pilote.

COMPÉTENCES & MATÉRIELS UTILISÉS

CONCLUSION

Enfin dans cette partie nous allons élaborer un bilan sur plusieurs points concernant notre drone, à savoir; l'aspect financier, le temps qu'il nous a fallu pour effectuer ce projet, mais aussi l'aboutissement de notre projet. Nous allons également ouvrir la réflexion sur l'aspect commerciale de notre solution.

• Bilan financier

• Bilan temporel

• Bilan technique

• Que faudrait-il changer? Comment?