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Hexacoptère MM6

Projet de 2013

Retour d'expérience - Shrediquette MM6 : hexacoptère FPV avec Naza M-Lite

A la rentrée 2013 j'ai eu envie d'explorer de nouveaux concepts, et le design de William Thielicke m'a intrigué : un hexacoptère très compact capable d'emporter une gopro, avec des qualités de vol indéniables au vu des vidéos produites par le concepteur. J'avais également très envie d'essayer un contrôleur de vol Naza de DJI, et la sortie du modèle M-Lite en combo avec une antenne GPS a eu raison de mes hésitations (et de mon porte-monnaie ).

Voici dans cette page un retour d'expérience qui pourra je l'espère être utile aux gens intéressés par ce genre de machine.



Construction

Structure en bois

Etant plus à l'aise avec le bois que l'alu et les plaques époxy, j'ai assemblé la structure de l'hexa en ctp multiplis 20/10 ème et baguettes de pin 10x10. De plus je préfère l'approche bois car ce matériau me semble capable d'amortir les vibrations, et il est inerte vis à vis des ondes émises et reçues par le lien vidéo et la radio-commande.

Les six bras sont enserrés entre deux platines, l'assemblage est collé à l'époxy. La recherche d'une masse minimale a conduit à ajourer les platines. Dans le même but, j'ai choisi de ne pas utiliser de traverse rigidifiant les bras arrière, la section importante utilisée le permet. Des "pads", petites platines à l'extrémité des bras, permettent d'y fixer les moteurs.



Plan

Voici le plan de l'hexa que j'ai réalisé



Cage pour gopro

La cage accueillant la caméra est réalisée en ctp 10/10e. Les dimensions permettent de maintenir la gopro par simple friction, ce qui est très pratique à l'usage. La friction est augmentée par une bande autocollante issue d'un rouleau de velcro (le côté "doux"), collée dans la cavité.

J'ai aussi réalisé une protection pour l'objectif en réutilisant la lentille du boîtier étanche fourni avec la caméra, enserrée dans deux cercles découpés en ctp. Cet assemblage est collé sur la caméra au scotch double-face.

  



Je me suis posé pas mal de questions sur la réduction des vibrations au niveau de la caméra. Finalement la cage est directement collée à la platine inférieure, sans aucun système d'amortissage...

Pieds

C'est maintenant une tradition . L'hexacoptère a reçu deux tamis pour scellement chimique, les petits modèles, placés au niveau des bras arrière. C'est pas cher, c'est léger, c'est rigide et robuste, bref c'est le top.

Motorisation

Moteurs Robbe

Je me suis fait plaisir en équipant l'hexa des moteurs Roxxy préconisés par William. Ils sont supposément chers mais de grande qualité.... Et leur poids réduit est intéressant. A l'usage aucun souci, par contre j'ai écarté les fixations d'hélice, très massives, au profit d'adaptateurs alu plus légers. La puissance restituée est impressionnante, et le modèle est correctement motorisé avec une réserve conséquente.

Hélices : équilibrage

Les hélices sont celles préconisées par William: des GWS tripales 5x3. J'ai décidé d'être minutieux sur leur équilibrage, réalisé à l'aide de morceaux de scotch collés sur l'intrados des pales.

Chaque couple moteur + hélice a été testé sur un banc : un bras en pin muni d'un pad de fixation à l'extrémité, sur lequel on maintient un iPhone muni d'une application mesurant les vibrations (iVibrometer). Le jeu consiste alors à positionner un collier de serrage sur la cloche du moteur et à déterminer la position de la boucle de ce collier qui minimise les vibrations. Les positions du collier et de l'hélice sont notées pour remontage sur le modèle.

Après installation de tous les moteurs j'ai repris le processus d'équilibrage en connectant les moteurs un par un, ce qui a conduit à tourner un peu certains colliers. Le niveau final de vibrations est le meilleur que j'ai obtenu jusqu'à présent sur un multicoptère. Il est donc très important de passer du temps et de réfléchir à cet aspect de la mise au point.

Contrôleur de vol

naza M-Lite + GPS



Les forums sur les multicoptères fourmillent de discussions sur les produits DJI, le haut de gamme Wookong ou le plus accessible Naza. Les tarifs restent très élevés, jusqu'à la déclinaison récente Naza M-Lite, qui est fonctionnellement équivalente aux Naza M mais bridée en termes d'évolutivité : le seul périphérique géré est une antenne GPS, qui donne accès au stationnaire stabilisé, au fameux RTH (return to home) le retour automatique au point de départ, et aux modes de vol verrouillés sur un cap ou sur le point de départ.

installation et paramétrage

La place est comptée sur ce petit hexa, et le module GPS est réputé ne pas apprécier la proximité d'une gopro, ce qui a conduit à le placer à l'arrière de la nacelle.



Le manuel utlisateur est parfois assez mal écrit, mais l'utilitaire de configuration sur PC est simple d'utilisation.

Utilisez le réglage des neutres et des courses sur votre radio pour ajuster les interrupteurs commandant les modes de vol.

La bonne détermination des mesures de distance entre l'antenne GPS et le centre de gravité est importante. N'hésitez pas à ajuster les valeurs si vous constatez une dérive en vol.

Le réglage du fail-safe est important : il est nécessaire que le Naza passe en fail-safe si votre radio le fait. Pour cela, il faut paramétrer le fail-safe de la radio de sorte qu'elle actionne le sélecteur de mode de vol pour passer en mode fail-safe du Naza.

Je n'ai pas encore utilisé le monitoring de la tension de l'accu, préférant me fier à mes mesures d'autonomie et au timer de ma radiocommande.

incompatibilité avec Corona

J'ai appris à mes dépens que les contrôleurs Naza ne cohabitent pas bien avec un récepteur de marque Corona en mode PPM. Le symptôme est facile à constater : le Naza ne trouve pas les neutres des voies, et à l'initialisation il mémorise des positions farfelues, qui aboutissent à des dérives en vol sur les trois axes.

comportement en vol

C'est bluffant. Quand on a l'habitude d'un contrôleur multiWii en mode acro, le Naza est très différent, et le niveau d'asservissement est impressionnant. En mode GPS, une fois que tout est bien initialisé, l'hexacoptère peut rester suspendu en l'air, et la démo connue du pilote qui pose son émetteur est facile à réaliser. Il arrive cependant que l'oiseau dérive un peu, ce qui peut s'expliquer par l'imprécision des données GPS, compréhensible sur un équipement grand public (la précision centimétrique nécessiterait un autre genre d'équipement...).

La stabilité de l'engin est sans faille. Les commandes ne sont en conséquence pas "directes" : on sent bien qu'on donne des consignes à un système de contrôle qui les interprète dans certaines limites. Ainsi, un manche en butée ne permet pas de faire des flips, l'inclinaison maximale du modèle est contenue. A noter : il ne faut pas trimmer le comportement en vol mais résoudre en amont tout problème de dérive. Une cause évidente est un module contrôleur qui n'est pas strictement aligné sur l'horizon et sur l'axe longitudinal du modèle.

La tenue au vent est excellente elle aussi. En FPV l'impression est de piloter une caméra plutôt qu'un modèle volant, avec par exemple la commande de rotation de la caméra sur le manche qui commande le lacet...

problème du soleil rasant

C'est un problème connu : si le côté gauche du contrôleur est illuminé par un soleil bas sur l'horizon, le multicoptère chute brutalement. La solution est de coller un morceau de scotch noir (opaque) sur ce côté, j'ai testé et ça marche.

problème du drift

Il me reste un souci, clairement défini, et je présume que tous les utilisateurs de M-Lite + GPS vont le rencontrer. Le problème est le suivant : si je décolle dès l'initialisation du système, l'oiseau est affublé d'une dérive nette avec des composantes longitudinale et latérale. Même en attendant la détection des satellites et la mémorisation du point de départ, qui prend environ deux minutes, le phénomène reste présent. Par contre, si j'attends 5 minutes montre en main après le branchement, la dérive a disparu et l'oiseau vole parfaitement.

Après quelques recherches en ligne, j'ai appris que ce problème a affecté les Naza M v1 et v2 jusqu'à ce que DJI propose une mise à jour du firmware.... Je présume donc que le même bug reste présent dans le firmware du M-Lite... Espérons juste qu'il ne s'agit pas d'un critère de différentiation de l'offre et que DJI apportera un correctif un jour ou l'autre...


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