Projet
     
   
Descriptif En Cours  



Projet Libellule

Le Projet se développe en deux modules parallèles :

- La partie Logiciel sur PC qui collecte les données, les affiche et les analyse sous forme graphique ou statistique.

- La partie Electronique embarquée dans l'hélico qui capte les signaux, les filtres et les transforme en données numérique afin d'etre envoyées au sol vers le PC et utilisées pour le fonctionnement à bord de l'engin volant pour son pilotage et sa navigation en 3D.


Le logiciel sur PC

Le logiciel est développé en C++ pour fonctionner sous Windows 2000/XP et être installé sur la plupart des PC portables.
En effet sur le terrain, un PC portable avec un liaison WiFi intégré permet de n'avoir aucun périférique supplémentaire raccordé au PC et de pouvoir recevoir les données Air-Sol de manière simple, sécurisée, avec un taux d'erreur proche de zero et sur une portée de 300 à 400m sans antenne additionnelle.

A l'ouverture du logiciel une fenetre de sélection permet de choisir le mode de fonctionnement.
Les informations source pour le logiciel proviennent du système électronique embarqué dans l'hélico et envoyées par l'intermédiaire d'une liaison COM série ou Ethernet par WiFi.

Les données peuvent être enregistrées dans un fichier, et après le vol être relues sans se préoccuper de la fonction pilotage.

Une option de simulation manuelle de tous les signaux que l'hélico peut transmettre permet, pendant la phase de dévloppement d'optimiser le logiciel.
L'affichage des données recues pourra s'afficher autour d'une image vidéo captée en temps réel par une micro-caméra placée sur l'hélico. L'hélico pourra se piloter face à cette image comme si l'on était aux commandes dans le cokpit sans avoir une vue directe sur lui.

Les données peuvent etre affichées sur un tableau de bord avec tous les calculs nécessaires pour avoir une synthèse de toutes les informations de vol directement utilisable.

La fonction Analyse permet d'extraire et de mesurer les valeurs caractéristiques enregistrées au cours du vol.

Une fonction Graphe délivre sur une echelle de temps l'évolution de tous les paramètres et de les imprimer pour étude.

Mode Réception des données par port COM serie via interface Wifi


Une fenêtre de controle de réception de données permet de suivre en temps réel l'arrivée des trames d'information emise par la plateforme électronique embarquée sur l'hélico.

Toutes les données sont envoyées à intervalle de temps régulier pour assurer un suivi en direct.

Les trames sont numérotées et mesurées en longueur pour assurer un suivi de leur arrivée et la detection de trame manquante ou incomplète.

La trame est afichée en Héxadecimal pour suivre son format et l'evolution des grandeurs.

Sélection de la voie de réception de donnée : port COM
Sélection de la vitesse de réception de données : en Baud

L'affichage de l'état du buffer de réception permet le suivi du débit de reception de données et prévient en cas de defaut de transmission ou plantage du logiciel.

Un bouton de TEST du port COM permet de vérifier son fonctionnement correct.

 

Les données peuvent être enregistrées dans un fichier. Celui-ci sera affiché dans une fenetre.
Le nonbre d'échantillons collectés et enregistré est aussi affiché.

 

Une option de Transmission de donnée par le même port COM vers le système embarqué permet d'envoyer des données et des ordres à l'hélico.


Mode "Simulation manuelle" de transmission des données sur le port COM

Le fonctionnement simlulé de cette application crée une trame d'information identique à celle reçu par le port COM ou Ethernet et envoyée par la plateforme Libellule embarquée sur l'hélico.

Un aperçu de l'énergie initiale accu chargé et restante dans les accus (en Joules) permet un suivi de la consommation simulée en fonction des paramètres Courant et tension que l'on fixe par les curseurs .La tension "U" et le courant "I" peuvent etre manipulées pour représenter la consommation moteur donc la décharge de l'accu.

Le paramètres de vitesse de rotation du rotor Principal "w" est réglable sur un interval de 0 à 3500 tr/min.

La sonde ultrason ou optique mesure la hauteur de l'hélico par rapport au sol survolé. Cette valeur se modifie par le curseur "h" et permet d'avoir une hauteur en centimètre.
La sonde barométrique de type : MS5534AP donne des informations d'altitude barométrique et de température de l'air ambiant. Ces information sont codées par un mot de 16 bit et sera décodée par l'application pour avoir un valeur en Mètre. De même pour la température.

Un accéléromètre vertical "AccZ1" donne une valeur mesurée de cette grandeur.
Il est envisagé dans la suite de ce projet de rajouter deux accéleromètres sur le plan horizontal afin de mesurer la vitesse de déplacement X et Y et d'en controler le déplacement de l'hélico pour maintenir un vol stationnaire sur les 3 dimensions.

Les 4 derniers curseurs simule les informations mesurées à la sortie du récepteur embarqué qui commande les servos. Ici le Pas et le Variateur sont simulé en informations distinctes.
"Cde" c'est la commande emmise du sol par la radio et "Act" c'est l'action produite par la plateforme électronique embarqué qui après analyse des informations reçues donne un ordre calculé aux servos.
En effet l'hélico est guidé en manuel par la télécommande au sol et certaines fonctions peuvent être remise à l'électronique embarqué.
Il est envisagé dans la suite de ce projet de rajouter les informations de commande du "Roulis" du "tangage" et du "lacet" pour permette le vol stationnaire sur les 3 axes.


En cours : Janvier 2007


Aujourd'hui, l'hélico est capable de gérer le vol stationnaire sur le plan vertical tout seul à l'aide de l'information de la sonde de hauteur. L'électronique assure la correction sur les commande de Pas et du Variateur de courant pour assurer un vol a hauteur constante.
Le Vol en translation à hauteur constante fonctionne bien mais est parasité par l'effet doppler... correction en cours.

La programmation d'un attérissage automatique est en cours d'élaboration.
L'autorotation est prévu dès la mise au point de l'atterrissage automatique.


Affichage des données sur un "Tableau de Bord"


Les paramètres moteur instantannés sont affichés en gandeur numérique : Tension Courant et vitese de Rotation.
Ils sont les paramètres de base du fonctionnement de l'hélico.

Une horloge en seconde se déclenche dès que le courant est positif et ne mesure que le temps de fonctionnement du moteur. Un bouton RAZ la remet à zero.

L'énergie batterie en "%" et barre graphe permet de visualiser d'un coup d'oeil l'energie restante.

La hauteur sonde en valeur numérique et en barre graphe verticale permet de visualiser la position de l'hélico par rapport au sol. Pour une hauteur inférieur à 70cm elle devient rouge car on entre dans le soufle turbulent créé par le rotor.
Une indication variomètre sonde affiche la dérivée de la mesure de la hauteur sonde et permet d'avoir une idée de la vitesse ascentionnelle. cette mesure est calculée a bord de l'helico pour assurer le vol a hauteur constante.

La sonde barométrique donne des information de pression atmosphérique et de température. Un bouton QNH/QFE permet de regler le zero l'hélico au sol. La précision de la mesure est de 1 mètre environ alors que celle de la sonde est de 2 cm.

Une sonde de cap magnétique permet d'afficher la direction de l'hélico par rapport au Nord magnétique. Représenté sous forme de RMI ceci permettra de naviguer sur le plan horizontal.

Les informations sur la position des servo est représenté sous forme de barre verticale.
"Cde" lorsque l'hélico est piloté du sol,
"Act" lorsque l'hélico gère tout seul les servo-commandes.


En cours : Janvier 2007


L'hélico est capable de suivre un cap donné.
Le vol sur une trajectoire est soumi à la dérive du vent. l'étude est prévu de mesurer cette dérive avec la mesure de la trajectoire GPS et de pouvoir revenir sur son point de départ par ses propres moyens.

La mesure de l'accéleration relative est en cours d'étude pour permettre le vol stationnaire au dessus de la portée de la sonde acoustique qui n'est que de 5m.


Analyse statistique des données enregistrées sur un fichier


L'analyse des données enregistrées dans un fichier permet de connaitre et d'évaluer en fonction des caractéristiques ( Moteur, Batterie, Pales, pignons ..) l'état d'utilisation des composants.

J'ai développé un module mesurant le fonctionnement de la Batterie.

Pour chaque vol, un fichier pourra être analyser afin de suivre l'état de santé de la batterie. Nous savons qu'un accu Lithium polymer à des contraintes de fonctionnement.

- Sa tension mini au dessous de laquelle il se déteriore et peut bruler par emballement thermique.
- Son courant en décharge Nominale et Maximal au dessus duquel il réduit sa durée de vie.

Les temps de fonctionnement, puissance et énerie consommé permet de suivre l'utilisation de l'energie et de regler les fonctions de l'hélico. Ces résultats permettent de choisir un moteur, des pales, un chassis, des pignons... afin d'optimiser la durée du vol et les performances dynamiques de l'hélico.

Les résultats de différentes configuration du Trex450 seront prochainement publié dans la rubrique "Performance" lorsque je trouverais des partenaires qui pourront me fournir une gamme de matériel à tester.


En cours : Janvier 2007


L'analyse des paramètres électrique est assez simple. J' étudierai par la suite au vue des résultats collectés les fonctions mécanique (Moteur, Pales, Anticouple, Rotor...) que l'on peut suivre également.

Les paramètres aerodynamique peuvent être mesurés et étudier.


Analyse graphique des données enregistrées sur un fichier


La visualisation des données enregistrées sous forme graphique permet de suivre les paramètres sur une echelle du temps.

On peut déplacer la fenetre sur toute la durée de l'enregistrement effectuer un zoom + ou - sur une portion à étudier.
Il est aussi possible d' afficher un index sur instant, afficher l'échantillon et lire directement les mesures de chaque paramètre.

La foncion d'impression sur papier n'est pas encore développée mais à venir.
De nombreux paramètres peuvent encore être mis sous forme graphique.




Si certains d'entre vous souhaitent participer à la réalisation de ce projet dans son étude,
son développement, sa conception, nous pouvons mettre en commun nos connaissances
et savoir faire en électronique, informatique, robotique afin de réaliser un hélico performant.

envoyez-moi un


Développement Technique


Cet espace est réservé au groupe de développeur

Version du soft en cours : 0.14