Open Source Cinematography Quadcopter/fr
L'objectif de ce quadricoptère de cinématographie est de créer une plate-forme open source qui peut être utilisée pour la photographie aérienne et la cinématographie, et de fournir une plate-forme qui peut être ajustée ou manipulée en fonction des objectifs du quadricoptère.
Contexte
L'objectif de ce projet est de créer une plateforme open source pour quadricoptère capable de capturer des photos et des vidéos en résolution 4K. Cette plateforme s'appuie sur du matériel open source existant pour contrôler le logiciel et l'électronique du quadricoptère. Le châssis est conçu avec le logiciel open source FreeCAD pour être imprimé en 3D. Ce châssis imprimé en 3D et ses composants open source permettent de minimiser le coût du projet tout en garantissant une plateforme fiable et personnalisable. Le quadricoptère est également doté de fonctionnalités lui conférant une résistance aux intempéries et une longévité accrue.
Énoncé du problème
Les options actuelles du marché pour un quadricoptère prenant en charge une caméra 4K sont limitées et coûteuses. Utilisant des composants courants et des options open source, cette solution permet à l'utilisateur lambda de s'appuyer sur cette plateforme existante pour créer le quadricoptère adapté à ses besoins. Cette plateforme permet de manipuler ou de modifier les caractéristiques du châssis grâce à un logiciel entièrement open source et gratuit. Cela élimine les coûts élevés du prototypage et permet de personnaliser le quadricoptère pour ajouter des charges utiles supplémentaires.
Importance du projet
Ce quadricoptère permet à l'utilisateur de créer une plateforme personnalisée adaptée à ses besoins cinématographiques. Il permet d'ajouter des charges utiles supplémentaires ou de modifier les dimensions du châssis pour obtenir un quadricoptère plus grand ou plus petit, adapté à chaque scénario.
Objectifs du projet :
- Créer une plateforme de cadres à l'aide d'un logiciel open source
- Utilisez FreeCAD pour créer des modèles 3D du cadre
- Utilisez des plugins open source dans FreeCAD pour créer un assemblage 3D du cadre
- Utilisez des plugins open source dans FreeCAD pour effectuer une analyse FEA
- Résister à une chute en vol
- Utilisez le filament PETG pour imprimer le cadre en 3D
- Contrôlez le quadricoptère à l'aide d'une télécommande portable
- Utilisez un Arduino Uno R3 pour contrôler les opérations du quadricoptère
- Résistant aux intempéries
- Créer un couvercle pour loger les composants essentiels à l'intérieur du centre du quadricoptère
- Vérifiez que chaque composant fonctionne correctement seul et entre eux
- Créez une démo du quadricoptère en vol et des exemples de photos et de vidéos
Objectifs futurs :
- Créer un support pour une charge utile supplémentaire
- Le quadricoptère aura une fixation sur la face inférieure pour fixer des caméras ou des équipements supplémentaires
- Utilisez le système de montage GoPro
- Fixez un capteur LiDAR au quadricoptère
- Permet la fonction « Suivez-moi » ainsi que le survol autonome
- Fixer une unité GPS
- Permet le verrouillage de la localisation GPS lorsqu'il est associé à un capteur LiDAR pour un vol stationnaire autonome
Choix des pièces
Ce quadricoptère étant open source, les composants utilisés pour sa construction doivent être accessibles à tous. C'est pourquoi un Arduino Uno R3 a été choisi, open source et minimaliste. Cet Arduino est associé au logiciel MultiWii pour drone, qui permet à l'utilisateur d'intégrer les composants choisis dans le code et d'effectuer des ajustements. Ce logiciel ayant été choisi pour piloter le quadricoptère, des composants standard ont été choisis afin de simplifier le processus de prototypage. Les moteurs Emax MT2213-935KV ont été choisis car chacun d'eux peut produire un maximum de 935 kV, générant ainsi une portance supplémentaire lorsqu'ils sont associés à des hélices de 10 pouces. Cette combinaison permet au quadricoptère d'emporter une charge utile supplémentaire, telle qu'une caméra ou d'autres équipements, sans manquer de puissance. Ces moteurs haute puissance ont été alimentés par des contrôleurs BLHeli-S Rev16 V3 de 30 A et une batterie 3S. Ces composants garantissent une puissance suffisante pour les moteurs tout en leur permettant de voler longtemps. Pour que le quadricoptère puisse déterminer avec précision son tangage, son lacet et son roulis, une centrale inertielle GY85 à 9 degrés de liberté a été installée. Chacun de ces composants permet au quadricoptère de voler efficacement et en toute sécurité. Après le choix de ces composants, il fallait choisir une caméra pour prendre des photos et des vidéos 4K. La caméra choisie pour cette tâche était la RunCam Hybrid Micro FPV. Cette caméra utilise une carte microSD intégrée pour capturer les photos et les vidéos. vidéos éliminant l'utilisation d'un module externe.
Choix du filament
Ce quadricoptère étant équipé de moteurs puissants, son châssis doit pouvoir résister non seulement aux forces des moteurs, mais aussi à celles générées par une chute ou un impact. C'est pourquoi le PETG a été choisi pour sa fabrication en raison de ses propriétés exceptionnelles. Les composants du châssis ont été imprimés en 3D avec une imprimante Lulzbot Taz Pro et une buse compatible avec un filament de 2,85 mm.
Paramètres d'impression
Pour que le cadre soit suffisamment solide pour résister à une chute, une densité de remplissage élevée a été utilisée. Une densité de remplissage de 80 % avec un motif triangulaire a été utilisée. Ce motif et cette densité confèrent au cadre une résistance à la chute, tout en réduisant son poids par rapport à un motif de remplissage à 100 %. Le réglage de détail élevé a également été utilisé avec une épaisseur de couche de 0,18 mm.
Composants du cadre
| Partie | Description | Compter |
|---|---|---|
 | Plaque inférieure avec support pour la caméra RunCam Hybrid Micro FPV. | 1 |
 | Plaque supérieure avec supports pour Arduino Uno R3. | 1 |
 | Bras arrière. | 2 |
 | Bras avant gauche. | 1 |
 | Bras avant droit. | 1 |
 | Housses coulissantes pour les bras. | 4 |
 | Couvercle central pour protéger l'électronique essentielle. | 1 |
Crédits
Projet de conception senior développé par Dylan Mercier , Joaquin Ganoza , Harris Neill