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Construction d'un drone avec caméra thermique+système de communication(Arduino)

Tfede71 Tfede71 7 Messages
Bonjour à toutes et à tous, je suis actuellement élève en Terminale S SI, et cette année j'ai donc un projet en groupe à monter : le PPE

Avec mon groupe (4 personnes), nous avons pour projet de monter et programmer un drone un peu particulier. Notre drone devra tout d'abord voler (), mais il sera aussi équipé d'une caméra thermique qui devrait détecter une augmentation de chaleur à une certaine distance. De plus il devra nous transmettre ses coordonnées GPS quand il aura détecté cette augmentation de température (projet quand même assez ambitieux oui...). Nous avons pensé pour cela à un petit module GPS/GSM qui devrait faire l'affaire.
Nous pensons articuler ce projet en Arduino, deja utlisé par des élèves du groupe sur un autre projet.
Le but du drone serait qu'il ait des instructions de vol préalablement programmées ( la précision du vol nous importe peu), qu'il vol jusqu'a ce qu'il détecte une zone de chaleur au sol (+ ou - à,5 à 2m du sol), quand il en detecte une il envoie ses coordonnées gps et qu'il continue sa ronde.

J'ai donc quelques question à vous poser...

Tout d'abord au niveau de la fabrication du drone en lui meme, apres m'être un peu renseigné sur internet, voici ma liste de composants indispensables : chassis, moteurs, hélices, ESC, batterie et carte controleur. 
Je voulais savoir si il y a d'autres composants indispensables ? Le drone peut il voler correctement si on donne seulement l'instruction aux quatre moteurs de tourner ?Quand est il d'un gyroscope ? Pour le cerveau de notre drone, le controleur donc, est il possible d'utiliser une carte arduino uno sur laquelle on pourrait brancher tous nos moteurs/capteurs (caméra thermique)/module gsm?

Comment fonctionne la transmission des infos (= comment doivent se comporter les moteurs ) , ce sont donc les ESC qui sont connectés à la carte, et eux memes sont connectés aux moteurs ? 

De plus nous nous demandions comment faire pour la communication drone -->nous : grâce au module gps / gsm , nous pensons pouvoir envoyer les coordonnées par sms à un portable; est-ce possible ?

ENfin, la programmation en arduino est possible ? QU'en est il de faire se projet grâce plutot à un rasberry ? en python du coup ?

Merci à vous
lobodol lobodol 506 Messages BIG BOSS
Salut Tfede71 et bienvenue !

En voilà un projet ambitieux 
Il te manque un élément indispensable pour ton drone : le module de communication sans fil !
Qu'il soit piloté ou en "auto-pilote" (trajet établi à l'avance), il faudra qu'il puisse communiquer avec l'extérieur (pilote ou poste de contrôle).

Vu tout ce que vous prévoyez de faire avec votre drone, un Arduino ne sera pas suffisant. Vous faites appel à du traitement d'image, de la reconnaissance de pattern, de l'auto-pilote. Je dirais qu'il vous faut au moins un Rapsberry Pi.

Vu la complexité de votre sujet, je vous déconseille de vous lancer la fabrication d'un drone totalement home made. Surtout si vous êtes novices. Prévoyez plutôt un kit à assembler, modulable, avec lequel vous pourrez bidouiller.

Pour t'aider à y voir plus clair, voici le schéma fonctionnel d'un drone (tiré de cet article) :
Sch
Pour mieux comprendre le fonctionnement d'un drone, je t'invite à lire la série d'article que j'ai écris. C'est un sujet vaste qui ne peut être résumé en un post.

Quel est le contexte d'application de votre drone ? Pourquoi vouloir détecter des sources de chaleur ?

Beau projet en tout cas !
A chaque faute d'orthographe que vous faites, votre sexe rétrécit inexorablement ...
Tfede71 Tfede71 7 Messages
Bonjour et merci pour la réponse rapide !

Oui en effet ambitieux... Mais bon, nous sommes déterminés et avons pas mal de temps.

Nous avions aussi pensé à un rapsberry Pi, mais nous nous étions dis que plus de capteurs seraient compatibles avec arduino; mais enfin peut être pas !
De plus si nous utilisions un rapsberry, nous coderons en python nous pourrions donc lier notre projet de PPE à notre projet de spé ISN ! Donc ça nous arrangerait!

D'accord très bien, comment se présente un module de communication sans fil? auriez vous un produit en particulier à nous conseiller ?
Nous avions pensé à un module gps gsm (de ce type : https://www.robotshop.com/en/ai-a7-gps-gprsgsm-arduino-shield.html ) car nous voudrions que le drone traite tout seul la détection de chaleur et qu'il envoie simplement un sms avec ses coordonnées GPS.
Ce n'est peut être pas compréhensible sorti du contexte. Dans l'idée notre drone serait conçu pour détecter un départ de feu en foret. Mais notre expérience finale ( donc ce que l'on veut construire nous) serait un drone capable de détecter une augmentation de chaleur à 1m ou 2 du sol, pas plus. Une expérience à échelle réduite on peut dire.

enfin la construction du drone en lui-même est une grande problématique pour nous... nous avions pensé que le construire nous même serait plus simple, mais finalement peut être pas. Comment fonctionne les kits ? y a t il un site spécialisé ? Cela nous intéresserait beaucoup car ça simplifierait la tâche !

J'ai lu tous les articles que vous avez écris sur le projet de drone en arduino ! Ces articles sont supers ! Très compréhensibles pour des lycéens plutôt novices comme nous. Mais je n'ai peut pas pas tout lu, je m'y attelle très bientôt pour éviter de poser des questions auxquelles vous avez déjà répondu dans un article ;) .

Merci pour votre aide 
lobodol lobodol 506 Messages BIG BOSS
A voir mais vous aurez sans doute besoin des deux : arduino + raspberry.

Avant de chercher des solutions techniques pour le module sans fil, il faut d'abord définir votre besoin.
  • Quelles informations doivent être envoyées ?
  • S'agit-il d'un communication à sens unique ou bidirectionnelle (échange de données) ?
  • Quelle portée ?
  • ...
Une fois que vous aurez bien identifié votre besoin, vous pourrez choisir entre les différentes techno (wifi, bluetooth, gsm, protocole custom, etc).

Intéressant comme sujet la détection d'incendie
Qu'est-ce que vous allez utiliser comme algo pour traiter les images thermiques ?

Je ne sais pas trop ce qui existe comme kit sur le marché. Je n'ai pas du tout fait de prospection, je ne vais donc pas pouvoir t'aider de ce côté là.
A chaque faute d'orthographe que vous faites, votre sexe rétrécit inexorablement ...
Tfede71 Tfede71 7 Messages
Alors, 

Tout dépend si il est possible de traiter les infos infos du capteur thermique en interne, si "le drone" peut détecter tout seul qu'il y a augmentation de température, alors nous n'avons rien à lui envoyer, donc communication monodirectionnelle : drone ---> nous pour nous envoyer ses coordonnées gps. 
Ensuite la portée, dans notre expérience serait presque inexistante = nous serons juste à côté = +/- 2m

Pourquoi un duo arduino/raspberry ? 

Alors le traitement des images thermiques... bonne question, nous y avons pensé mais pas encore vraiment réfléchis, nous devons voir ca avec nos profs mais je pense que ça sera aussi une grosse source de travail.

Les kits se présentent sous quelle forme ? un drone en partie assemblé ? 
Zh0nd Zh0nd 25 Messages
Hello et bienvenue :)

Pour la communication Drone --> Vous regarde ça : LoRaWAN

Pourquoi arduino & raspberry : L'arduino pour tout les capteurs etc.. Le raspberry pour le traitement des images

Concernant les kits en fait sois tu te commandes les pièces "une par une" en fonction du drones que tu veux faire, ou alors tu trouveras des kits de drones à assembler ou encore ready to fly donc des drones déjà assemblés

PS : Regarde les contrôleurs de vol APM 2.6 (ou 2.8) ça marche avec un arduino, tu peux faire des vols autonome etc.. C'est vraiment pas mal!
Tfede71 Tfede71 7 Messages
Bonjour Zh0nd, merci pour votre réponse.

Je me suis renseigné sur LoRaWAN, mais je ne comprend pas très bien l'utilisation. On y parle de télécommunication, géolocalisation, bas coûts , donc tout ceci m'intéresse. En revanche, je ne comprend pas comment cela fonctionne, de quoi a t on besoin pour l'utiliser ? 

Ok pour les cartes, mais avez vous une idée de comment utiliser un raspberry pi pour le traitement de l'image ?

Les contrôleurs de vol APM 2.X sont gténiaux ! exactement ce qu'il nous fallait merci beaucoup !

Ma seule problématique reste le traitement de l'image.. comment faire ?
lobodol lobodol 506 Messages BIG BOSS
Alors autant te dire que le traitement d'image dans ton cas d'utilisation ça pourrait faire l'objet d'un projet à part entière.
Pour te donner une idée, ça a été mon projet de fin d'étude en école d'ingénieur et ça c'est fait sur un semestre. En l'occurrence, ça consistait à faire de la reconnaissance faciale dans un flux vidéo, le tout sur un Raspberry Pi. L'article est dispo sur le site

Après dans ton cas il n'y a peut-être pas besoin de faire de la reconnaissance de pattern.
Si j'ai bien compris, le but est de repérer une source de chaleur anormalement élevée ?
Le truc c'est que ça dépend de l'environnement. Une source de chaleur de 50° par une T° extérieur de 35°C c'est moins facile à repérer qu'en hivers...

Renseigne-toi sur les possibilités offertes par ta caméra thermique. Si ça se trouve il existe déjà des libraires dispo pour ton modèle.
A chaque faute d'orthographe que vous faites, votre sexe rétrécit inexorablement ...
Zh0nd Zh0nd 25 Messages
Tu trouveras pas mal d'informations ici : Introducing LoRa
ou ici Vidéo YouTube
Après tu utilises ça avec des modules, mais tu as des cartes de développement type ESP32 ou ESP8266 qui ont le module LoRa
Tfede71 Tfede71 7 Messages
Alors bonjours à tous, je reviens à vous après quelques temps de réflexion avec mon équipe.

Nous sommes maintenant beaucoup plus certains de ce que nous allons faire.

Nous partirions donc sur un drone composé de 2 parties, une pour le drone en lui même, le vol et l’autre qui traitera de l'acquisition de la donnée chaleur et envoie de l’information. et à première vu ces circuits n'auront même pas besoin de communiquer ce qui nous facilitera la tâche.
Tout d'abord à propos de la partie capteur, nous allons donc partir sur une carte arduino, surement uno car le lycée en possède déjà donc pas besoin d'en acheter. Puis sur un capteur de chaleur (capteur de chaleur) et un module gps gsm de ce type : GPS/GSM : à ce propos si vous en connaissez d'autres du même type nous sommes preneur...

Ensuite c'est pour la partie drône en lui même que j'ai des questions... nous allons partir sur une carte APM 2.8 pour faciliter , mais je voulais savoir comment ca se passe :
- a t on besoin d'une PDB ? pour distribuer l'énergie ? 
- sinon comment se font les branchement entre ESC/batterie/et APM ? 
-comment faire pour que le drone puisse fonctionner avec une télécommande ? quels composants faut il  ? avec vous des exemples de radiocommande pas chère ?
- de plus nous voulons avoir un gps sur notre apm ? comment le choisir ? toutes les qualités sont elles potables ? 
- un condensateur est il obligatoire ?

Un grand merci pour les précédentes réponses et pour votre temps !
lobodol lobodol 506 Messages BIG BOSS
Salut Tfede71, au sujet du drone :
  • PDB obligatoire
  • Branchements des ESC
  • Pour la télécommande, perso j'ai utilisé la FlySky FS-i6. Pour l'utiliser, cf chapitre 6
  • Pour le GPS, tout dépend de ce que vous voulez comme précision/coût/consommation électrique/...
  • Qu'est-ce que tu veux faire d'un condensateur ?
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Tfede71 Tfede71 7 Messages
Très bien, y a t il un modèle de PDB très connue ? je veux dire qui fait bien son boulot, fiable et pas chère ?

Je dois donc brancher les ESC à la PDB ( le fil + et le fil - ?) et un fil signal qui se branche sur la carte contrôleur ?

Ok pour la télécommande je la garde en mémoire. D'ailleurs, si l'on possède déjà une télécommande 2.4Ghz, peut on seulement acheter un émetteur récepteur pour le drone ? ou il faut absolument que tout soit de la même marque pour que ça soit compatible ?

Nous avons quand même besoin de précision.. mais je ne connais pas trop les gammes de prix.. donc en voyant que ça coute moins de 20€ je suppose que ca ne soit pas être très précis.. mais dans les 30€ce serait bien.

Hônnetement je ne sais pas, c'est juste qu'en parcourant le net pour m'instruire un peu sur les drones j'ai remarqué parfois l'utilisation d'un condensateur, pour des raisons de sécurité peut-être .. ? Mais si ce n'est pas du tout obligatoire, c'est oublié !
Zh0nd Zh0nd 25 Messages
Hello,

Concernant les "GPS" le NEO-6M se fait un peu vieux, et il ne capte que les GPS(américains), le mieux serait d'en pendre un qui utilise plusieurs GNSS
Regarde du coté des NEO-M8N

Pour la carte de distribution d'alimentation regarde ICI
Oui il faut souder le moins et le plus des esc sur le pcb d'alim, et brancher le signal et le ground (enlever le + si il y a)  à l'APM

J'avais une flysky aussi lorsque j'ai fais mon premier drone ça marche très bien
Tfede71 Tfede71 7 Messages
Super , je regarde ça merci !
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