Ensemble , nous pouvons révolutionner les drones.

Idée principale

Les drones actuels en modélisme sont radiocommandés ou/et controlés en wifi , mais ils sont limités par cette technologie. Notre projet consiste à créer un tout nouveau type de drone utilisant la couverture réseau mobile (3g ou 4g ) pour assurer une transmission vidéo et commandé par internet. Ce drone a pour but d'être très polyvalent , pouvoir décoller comme un hélico et voler comme un avion pour une durée de vol maximale , pouvoir filmer et savoir quoi faire automatiquement en cas de perte de connection.

L'UDV a pour interet de pouvoir etre piloté en immersion , et surtout pouvoir être entièrement programmable et donc polyvalent , on peut s'en servir comme un avion de modélisme ( voltige ) , pour de la prise de vue , et pour n'importe quelle autre utilisation qu'un drone peut avoir . De plus il peut etre commandé depuis n'importe où dans le monde .

Pour résumer L'UDV a pour but d'être un drone pouvant voler comme un avion et un hélico , avec ordinateur intégré et donc un pilotage semi automatique , le tout en utilisant la couverture réseau mobile.

Fonctionnement :

le système embarqué est à base d'un raspberry pi ( avec piface pour les relais ) connecté à une clé 3g/4g et une caméra en usb , et donc connecté à un serveur à partir duquel il envoie la transmission vidéo et réceptionne les commandes à effectuer , le controle du drone s'effectue depuis un ordinateur ou un smartphone à condition d'une connection internet stable. Nous voulons réaliser un drone capable de voler à la fois comme un hélico et comme un avion et donc d'effectuer un vol statique à la manière d'un V-22 Osprey , pour cela , le drone sera propulsé par 2 turbines électriques rotatives.

L'UDV a pour but d'etre un drone facilement pilotable , donc avec une assistance programmée, de quoi faciliter des mouvements complexes , respecter les règles de sécurité et garder une bonne connection .

mode manuel : le pilote controle le drone en direct en immersion ( comme si il était dans le cockpit ) , en mode hélico , ( turbines vers le bas ) ou en mode avion ( turbines vers l'arrière ) , le pilote peut passer en mode automatique à tout moment.

mode automatique : si l'avion perd la connection ( la 3g est pas stable partout ) , il passe en mode automatique et se dirige automatiquement vers une zone ou il y a du réseau . le raspberry pi étant un ordinateur , tout est programmable, le drone peut par exemple atterrir automatiquement , passer en vol statique ou aller à un point sur la carte.

les programmes seront réalisés a partir d'un gps , d'un capteur barométrique ( pour l'altitude ) , et d'un gyroscope pour maintenir le vol statique.

Production mécanique:

l'interieur du drone , modelé pour contenir les moteurs/servomoteurs , le raspberry pi ect ... sera conçue a l'aide d'une imprimante 3D ( en ABS ), de manière a etre monté avec des pièces détachés d'avion de modélisme et les turbines éléctriques.

le profil d'aile utilisé correspondra a un avion de vitesse moyenne .

vol statique/décollage vertical : le centre des 2 turbines éléctriques lorsqu'elles sont orientés vers le bas doit etre confondue avec le point G (centre d'inertie du drone) , une petite turbine sera positionnée à l'arrière du drone avec vitesse de rotation variable en fonction du gyroscope (programme automatique) pour maintenir le drone droit .

L'étude mécanique consiste à déterminer le centre d'inertie G du drone , déterminer la portance des ailes et les angles de rotation nécéssaires des ailerons/gouvernes pour la bonne manoeuvrabilité en mode avion , connaitre la force de poussée nécéssaire des turbines pour chaque mouvement , le vol statique , les mouvements en mode hélico , et chaque vitesse en mode avion , pour ainsi déterminer la tension que doivent recevoir les 3 turbines en fonction du programme activé.

Les calculs seront donc effectués à l'élaboration des programmes , un peu avant les tests , car nous devons connaitre la masse finale estimée du drone.

Réalisation informatique:

nous avons déja codés le programme permettant le controle du raspberry pi (GPIO) et la transmission vidéo , nous l'avions adapté sur une petite voiture. Mais sur un drone c'est une autre histoire , le controle manuel n'est pas très différent, mais il faut le programmer en automatique.

C'est à dire :

-programme de maintien du drone ( rester stable face au vent )/vol statique.

-programme GPS , aller a un point voulu sur la carte en fonction de sa position actuelle.

-aterrisage , décollage automatique en mode hélico .

-programme de respect des règles de sécurité (150m d'altitude max ect ...)

-retrouver une zone couverte par le réseau , ( mode avion et hélico )

-priorité et simultanéité des programmes ( exemple : finir d'aller au point voulu sur la carte avant de retrouver le réseau )

d'autres programmes sont possibles comme éviter des obstacles ect ... , mais voici les principaux.