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Le Quanum Nova de HK est un quadricoptère classe 350 (la classe des DJI Phantom) équipé d'un contrôleur de vol type APM avec GPS. C'est en fait un Cheerson CX20* rebadgé HK.

 

Caractéristiques :

  • Diagonale : 365mm
  • Hélices : 4x 8"
  • Longueur : 300mm
  • Largeur : 300mm
  • Hauteur avec pieds: 200mm
  • Masse en vol: 875g
  • Batterie: 3S 2200~2700mAh LiPoly (required)
  • Temps de vol : 12 à 15 mn

* Sauf que les Cheerson peuvent être équipés de différents contrôleurs de vol.

Le Quanum Nova de HK

Bénéficiant de fonctionnalités GPS complètes telle que la position fixe, RTH et même vol programmé par waypoints, il est très proche du QR X350 de Walkera.

En version RTF, il est vendu à environ 275 € sur HK Europe et 177€ pour la version Plug & Fly.

Il est équipé de base d'un support GoPro et on peut ajouter une nacelle brushless pour 90 €.

 

Toutes ces lectures pour vous préparer à affronter la bête !

Déballage du Nova

 

Quatre jours après la commande, le quadricoptère Quanum Nova est livré via GLS. Le paquet contient une valise en carton :

Déballage du Quadricoptère Quanum Nova

Valise qui contient d'autres boîtes, dont certaines sont vides dans le cas du PNF :

Déballage du Quadricoptère Quanum Nova

On trouve ainsi :

  • Le support de GoPro
  • Les outils
  • Les pieds avec leurs vis de fixation
Les accessoiresLes accessoires
Les accessoires

Les accessoires

Et enfin la bête dans son antre :

Déballage du Quadricoptère Quanum Nova

En mode PNF, il vous faudra donc ajouter un récepteur "bindé" avec votre propre radio* ainsi que des batteries LiPo 3S 2200 mAh.

Pour ma part j'ai mis un X8R FrSky avec ma Taranis en mode 16 ch.

Branchement du récepteur

 

Acheté en mode PNF, il faut ajouter un récepteur à l'intérieur de la bête. Equipé de la Taranis FrSky, je vais lui adjoindre un récepteur FrSky X8R.

 

Pour celà il est nécessaire d'ouvrir la bête en dévissant les vis indiquées par un O pour les 12 plus grosses avec l'outil livré et 4 autres situées en bout de bras, désignées avec un o plus petit. Cependant pour ces dernières qui sont en fait à la dimension d'une clé Allen 1/16 ", la clé livrée ne fonctionne pas correctement (il suffit de meuler l'extrémité).

Il reste une dernière vis cruciforme à dévisser sous la trappe de batterie qui retient le support du compas.

Quadricoptère Quanum Nova : branchement radio

On découvre alors une carte principale qui supporte le contrôleur de vol et le GPS ainsi que les quatre ESC dans chacun des bras.

Le contrôleur de vol est un Arduino APM badgé Quanum Nova :

Vue d'ensemble sur l'électronique et détail sur un ESC
Vue d'ensemble sur l'électronique et détail sur un ESC

Vue d'ensemble sur l'électronique et détail sur un ESC

Contrôleur de vol

Contrôleur de vol

Après avoir retiré le capot du contrôleur de vol

Après avoir retiré le capot du contrôleur de vol

Il ne reste plus qu'à brancher le récepteur. Ici, ça se complique un peu car pour gagner des fils, HK a prévu une rallonge servo qui se branche normalement (sur les broches A alignées en vertical) avec signal en blanc, alim + en rouge et masse - en noir.

 

Et pour les trois voies restantes, on ne branche ni + ni -, mais seulement les broches "signal" en mettant une autre rallonge servo à l'horizontal réalisant les connexions des signaux uniquement vers les voies E, T et R.

 

Mais c'est ici que ça se corse : encore faut-il que sur votre Rx vous ayez les voies dans le bon ordre : 

  • Voie 1: Ailerons
  • Voie 2 : Elevator (Profondeur)
  • Voie 3 : Throttle (Gaz)
  • Voie 4 : Rudder (Dérive)

Retenez bien : A E T R 

​Avec la Taranis, tout est programmable, pas de problème.

Cependant si ce n'est pas le cas de votre radio, il suffit de sortir du connecteur support noir, les fiches de la rallonge, de les isoler avec de la gaine thermo et de les enficher dans la bonne voie du Rx.

Ou sinon, il vous faudra 4 autres rallonges servos que vous utiliserez normalement (en vertical) pour les voies E,T, R par contre celle attribuée au Mode sera horizontale sur le Contrôleur en ne transportant que le signal, à condition qu'il soit aussi possible de la mettre ainsi sur le Rx.

Quadricoptère Quanum Nova : branchement radio

Et ce n'est pas fini (là j'ai un peu ramé, car ça marchait avec l'USB mais je n'avais plus d'alim en config de vol !).

En effet il faut alimenter le Rx (voie 8) à l'aide d'une rallonge servo dont le fil blanc a été sectionné et qui se trouve à l'avant.

 

Ce n'est pas encore fini, la voie 5 va nous servir à piloter le mode de vol : on utilise la même astuce que pour les voies 2, 3 et 4, on branche la dernière rallonge en horizontal sur les broches des voies 5, 6 et 7 (5 pour le mode et 6 et 7 pour le pilotage éventuel d'une Gimbal 2 axes.

Rx et contrôleur de vol avec leurs connexions et l'alimentation (en ch 8)

Rx et contrôleur de vol avec leurs connexions et l'alimentation (en ch 8)

Le compas du NovaLe compas du Nova

Le compas du Nova

Programmation de la Taranis

Dans un premier temps, il s'agit d'une programmation simplifiée de la Taranis qui évoluera avec l'expérience acquise avec le Nova.

Les principes retenus sont ceux-ci :

  1. Respecter l'ordre des canaux du contrôleur de vol (A,E,T,R) afin de minimiser les rallonges servos.
  2. Disposer des modes de vols Stabilise, Loiter et Return to Launch avec l'interrupteur SD
  3. Disposer d'un Dual Rate avec l'interrupteur SF
  4. Utilisation d'un récepteur X8R en 16 ch 1-8
  5.  

Programmation du Nova sur Taranis

Initialisation du contrôleur de vol

Après avoir préparé la radio, il faut passer à l'initialisation de l'APM. Pour cela nous avons besoin du logiciel libre Mission Planner.

 
  • Ne pas connecter votre Nova avant d'avoir téléchargé, installé et lancé Mission Planer
  • Enlever les hélices du Nova avant de le connecter
     

Tout d'abord, rendez-vous à la page d'accueil de l'APM (ArduPilot)

Sachez que la configuration qui nous intéresse plus particulièrement se rapporte à la plateformeCopter : Multirotor UAV

Je vous recommande de lire au moins les pages d'introduction avant de commencer...

ainsi que cette vidéo de H4ckmore très bien faite et en français !

 

Ensuite, pour télécharger Mission Planner, rendez vous à la page Downloads et en bas de page, cliquez sur le bouton Download

Pendant le téléchargement (45 Mo) , profitez-en pour lire la documentation du logiciel...

  1. Installer le logiciel...
  2. Lancer le logiciel...
     
    Vous devriez obtenir ceci (sauf la carte initiale) :
La fenêtre Mission Planer

La fenêtre Mission Planer

Pour l'initialisation, j'ai utilisé le Wizard,

Si tout se passe bien vous devriez avoir ceci après avoir cliqué sur le bouton INITIAL SETUP :

Initial SetUp

Initial SetUp

Cliquez sur Wizard et suivez pas à pas les instructions...

Quanum Nova : initialisation de l'APM
Quanum Nova : initialisation de l'APM

Maintenant il est temps de raccorder votre Nova au PC via un cordon USB.

Personnellement, je le fais sans batterie de propulsion (pas de danger) mais alors le Nova n'arrête pas de bipper ce qui peut être agaçant !

(j'ai eu quelques soucis car un fil USB était coupé et faisait contact par intermittence... dans ce cas, démontez le capot et raccorder directement à la micro-USB de l'APM afin de vérifier et corrigez le problème avec un fer à souder)

Dans la liste déroulante sélectionner le port indiqué "Arduino Mega..."

Si vous n'arrivez pas à sélectionner le bon port, vous ne pourrez pas poursuivre, dans ce cas je vous recommande de redémarrer le PC...

Il va aussi mettre à jour le firmware, laissez le faire...

Quanum Nova : initialisation de l'APM
Quanum Nova : initialisation de l'APM

Maintenant vous allez procéder à la calibration de l'accéléromètre il suffit encore de suivre les instructions pas à pas en cliquant sur "Continue" à la fin de chaque position...

Calibration de l'accéléromètre

Calibration de l'accéléromètre

Et maintenant au tour de la calibration du compas il suffit là encore de suivre les instructions (éventuellement relisez la vidéo ci-dessus)...

C'est un peu compliqué d'effacer tous les points, en fait il faut tourner autour de chaque axe.

Quanum Nova : initialisation de l'APM

Calibration de l'alimentation :

  • APM 2.5 Non 3DR
  • Pas de sensor
  • Capacité de votre batterie : 2200 mAh dans mon cas
Quanum Nova : initialisation de l'APM

Vous passez Sonar en faisant suite.

Et maintenant il faut calibrer les manches de la radio.

Assurez vous bien que vos commandes sont dans le bon sens, j'insiste, sinon ce sera le crash assuré !

Quanum Nova : initialisation de l'APM

Maintenant, programmation des Modes de vol :

J'ai réduit volontairement le nombre et prévu des plages larges pour commencer (voir la programmation Taranis) :

  • Loiter
  • Stabilised
  • Return to Launch
Modes de vol

Modes de vol

Maintenant il reste à vérifier la commande d'armement des moteurs :

Quanum Nova : initialisation de l'APM

Pour le moment, je n'ai rien changé à la programmation des "FailSafe"

Quanum Nova : initialisation de l'APM

Mission Planer propose de programmer une clôture "GeoFence" permettant de garder le Nova à l'intérieur.

Comme je l'ai dit dans un article précédent, ceci nécessite un point GPS très précis qui va vous handicaper lors de vos premiers essais (HDOP d'au moins 2) ce qui n'est pas obtenu de suite même si la LED verte est allumée, vous ne pourrez pas armer les moteurs et ne comprendrez pas pourquoi !

Donc, je recommande pour le moment de vous simplifier la vie et de ne pas cocher la case Enabled

Quanum Nova : initialisation de l'APM

Quand vous aurez terminé, Mission Planer mettra à jour les paramètres à l'intérieur du contrôleur de vol APM de votre Nova...

Sachez que vous pourrez toujours les modifier un par un sans reprendre tout le Wizard en allant dans le menu CONFIG/TUNNING (j'en parlerai ultérieurement).

Normalement, maintenant votre Nova est en ordre de vol...

Encore une fois, soyez prudent, il se peut que vous ayez fait des erreurs lors de la phase d'initialisation, auquel cas le Nova peut avoir quelques soucis et vous aussi !

Pour votre vol d'essai, choisissez une zone libre, un jour sans trop de vent et démarrez en mode Stabilised.

Ne volez pas trop loin, il devient vite difficile de repérer la position du Nova.

Ne vous lancez pas dans une mission Waypoints avant d'avoir valider les bons déplacements de votre Nova dans les modes ci-dessus.

Bons vols !

Premier vol du Nova

Après paramétrage de l'APM du Nova et quelques essais sans les hélices histoire de vérifier que la configuration était à peu près au point (c'est assez facile d'écouter si la réponse des moteurs semble correcte par rapport aux commandes), j'ai fait un petit vol d'essai avec le Quanum Nova, avec un peu de vent turbulent... ça se voit en regardant la végétation !

Conclusion : très bon quadricoptère, et pour un prix très tiré !

Avec la Mobius

En attendant de fixer la Xiaomi sur le Nova j'ai fixé la Mobius. Sans nacelle stabilisée, les vidéos sont un peu chahutées avec le vent breton !

Je me suis néanmoins amusé à en tirer quelques images...

Snapshots tirées de vidéos Mobius
Snapshots tirées de vidéos Mobius
Snapshots tirées de vidéos Mobius

Snapshots tirées de vidéos Mobius

Montage de la Xiaomi Yi

Le support de GoPro livré avec le Quanum Nova ne permet pas d'y fixer la Xiaomi sans retouche (il semble que cette dernière soit un poil plus grande que la GoPro).

J'ai donc réalisé un support en profilé alu.

Montage de la caméra Xiaomi sur le Nova
Montage de la caméra Xiaomi sur le Nova

Dotée d'une interface WiFi, le paramétrage et le contrôle de visée peux se faire avec un smartphone ou une tablette.

Montage de la caméra Xiaomi sur le Nova
Montage de la caméra Xiaomi sur le Nova

Il ne reste plus qu'à attendre que le beau temps revienne pour faire les essais !

Masse en ordre de vol :

Le Nova de base sans batterie (avec la plaque support de cam) est à 741 g

Avec une batterie 3S 2200 mAh il passe à 941 g

Avec la Xiaomi Yi fixée il est à 1014 g

Vidéo et snapshot avec la Xiaomi embarquée sous le Nova

Quelques "snapshots" extraites de la vidéo réalisée avec la Xiaomi Yi embarquée sous le Nova au port de Locquémeau.

J'avais coché l'option "Rectification de la lentille", ce qui n'est pas forcément pertinent, la déformation en barrique étant remplacée par un étirement des coins...

 
Xiaomi embarquée sous le Nova
Xiaomi embarquée sous le Nova
Xiaomi embarquée sous le Nova

Après le petit port de Loquémeau (qui fut autrefois un port sardinier), je me suis déplacé le long de la falaise...

J'en ai profité pour tester le RTH, après avoir éloigné le Nova d'une cinquantaine de mètres, je suis passé en mode RTH sur la radio. Le Nova a commencé par s'élever dans les airs à l'altitude programmée pour le RTH (30 m dans mon cas) puis à translater jusqu'à se positionner au-dessus de moi, et il a commencé à descendre doucement. Réellement impressionnant ! A quelques mètres du sol, la descente ralentit, il corrige la position et se pose tout seul, au mètre près, puis éteint les moteurs, tout ça en automatique, pouces levés.

J'ai ensuite fait d'autres essais en l'envoyant plus loin, à la limite visuelle (on perd rapidement la notion direction du quadri) et le résultat a toujours été impeccable, même avec ce vent sur la pente.

Snapshots tirées de vidéos
Snapshots tirées de vidéos
Snapshots tirées de vidéos

Snapshots tirées de vidéos

Après la pente, la plage... avec un bon petit vent d'ouest et un ciel couvert.

Là encore j'ai utilisé le RTH tout automatique : impressionnant

La Xiaomi Yi était en mode Photo Time lapse 2s

Xiaomi en mode photo time lapse
 
 
 
 

Xiaomi en mode photo time lapse

Réglage du Fail-Safe

Réglage du Fail-Safe sur le Nova avec la radio Taranis et le récepteur FrSky X8R.

(Voir la page ArduCopter/Radio Faisafe)

Le réglage du fail-safe est destiné à se prémunir contre un incident de réception :

  • en cas de coupure du transmetteur (volontaire ou panne de batterie)
  • en cas de trop grande distance ou de masquage entre pilote et Nova
  • en cas de panne en réception

Pour mettre en oeuvre le fail-safe sur le Nova, il est nécessaire de :

  • régler le fail-safe sur le X8R qui doit le transmettre à l'APM
  • régler l'action à entreprendre sur le contrôleur de vol.

Réglage du fail-safe sur le X8R

(Le manuel du X8R est disponible en pdf ici)

Si on ne fait rien, en cas de coupure radio, le X8R est en mode Hold, c'est à dire qu'il maintient les commandes dans l'état d'avant la coupure... ce qui peut conduire à la perte du Nova.

Il est recommandé de régler le fail-safe sur le X8R suivant l'option 2 : pas d'impulsions en sortie en cas de perte signal radio.

Avec la Taranis, après avoir "bindé" le récepteur, il suffit d'entrer dans le menu page 2 MODEL SETUP, et de descendre à la position Failsafe mode pour choisir No pulses :

Réglage du Fail-Safe sur le Nova

Sinon, après avoir "bindé" le récepteur, éteindre l'émetteur, mettre le récepteur sous tension et appuyé brièvement sur le bouton F/S du X8R.

Réglage du Fail-safe sur l'APM

Lancer Mission Planner

Connecter le Nova à une prise USB

Cliquer sur Initial Setup/Mandatory HardWare/Failsafe

Choisir "Enabled always RTL"

Nota : le déclenchement du fail-safe sur perte radio en vol fera passer le Nova en mode "RTL" si la réception GPS est correcte, sinon il passera en mode "Land".

Au sol, les moteurs sont coupés et désarmés.

Réglage du Fail-Safe sur le Nova

Tester le Failsafe avec Mission Planer

En raccordant le Nova à l'interface USB sans batterie de propulsion vérifier que :

  • le canal gaz / throttle à zéro, la valeur indiquée est supérieure au seuil de déclenchement du fail-safe paramétré (FS PWM field + 10)*
  • en coupant la radio, la valeur indiquée passe bien en dessous du seuil de déclenchement paramétré (FS PWM field - 10)*

* valeurs indicatives

Réglage du Fail-Safe sur le Nova

Tester le Failsafe sur le terrain

En mode "Stabilized", manche des gaz à zéro, faire un test du Fail-safe en coupant la radio,

l'APM doit désarmer les moteurs.

Consommation en vol

J'ai enfin réalisé une mesure de la consommation du Nova en vol avec le eLogger V4 d'Eagle Tree.

La mesure a été réalisée avec une batterie 3S 2200 mAh (941 g en ordre de vol)

Consommation du Nova

La consommation est d'environ 15 A en vol stabilisé (mode Stabilised ou Loiter) avec de petites pointes à 16 A lors des corrections.

Le vol était réalisé avec un vent de 22 km/h et des rafales à 42 km/h, ce qui donnait un vent plutôt turbulent !

On peut aussi voir que j'ai attendu un peu plus d'une minute avant de mettre les gaz après avoir la LED Verte allumée indiquant le verrouillage satellites.

Avec des batteries de 2200 mAh, ça donne un peu plus de 8 mn de vol, ma temporisation est réglée à 6 mn sur ma Taranis.

Avec des batteries de 3000 mAh, on approche les 12 mn.

HobbyKing propose une petite nacelle 2 axes pour le Nova :

Quanum Q-2D Brushless GoPro 3 Gimbal à environ 95 €

Conçue pour une caméra GoPro 3, je pense lui adapter ma Xiaomi Yi...

Nacelle 2 axes à moteurs brushless

Nacelle 2 axes à moteurs brushless

Il y a quelques jours je vous ai présenté la nacelle Quanum 2 axes en mode autonome. J'ai ajouté la commande de profondeur "pitch" sur la nacelle, ainsi je peux régler l'inclinaison longitudinale de la caméra depuis ma radiocommande FrSky Taranis.

Nacelle Quanum 2 axes en mode commandé
Nacelle Quanum 2 axes en mode commandé
Nacelle Quanum 2 axes en mode commandé

La nacelle stabilise la caméra de manière autonome et avec la commande gauche je peux gérer le "pitch" de la caméra.

Quelques images tirées d'une vidéo réalisée avec laXiaomi embarquée sous le Quanum Nova.

Avec la nacelle (HK), la caméra est bien stabilisée et je peux l'incliner depuis ma télécommande.

Xiaomi sur nacelle 2 axes
Xiaomi sur nacelle 2 axes
Xiaomi sur nacelle 2 axes
Xiaomi sur nacelle 2 axes

Crash et réparations

 

Je ne sais pas trop ce que j'ai fait, mais lors du deuxième vol (le premier s'était bien passé en mode "stabilised"), je suis passé en mode "drift" et je pense qu'à un moment je suis intervenu sur l'interrupteur mode... ce qui n'a pas plu au Nova puisqu'il est parti au sol à l'horizontal pour finir contre le mur !

Je sais qu'en salle il ne faut pas de mode GPS, alors ? Aurais-je enclenché par mégarde le RTL ?

Le résultat :

Crash du Nova en indoor

Seul le capot est cassé, la base est intacte.

La réparation commence par juxtaposer précisément les parties cassées et les scotcher à l'extérieur. Ce qui est plus facile à quatre mains.

Crash du Nova en indoor

Puis il faut coller par l'intérieur avec de la cyano liquide, ensuite poser un tissu de fibre de verre et l'encoller à la cyano lente qui servira de résine.

Crash du Nova en indoor
Crash du Nova en indoor
Crash du Nova en indoor

Ensuite il suffit de couper le tissu qui dépasse et vous avez un capot tout neuf !

Crash du Nova en indoor

Suite au crash du Nova en juin, j'avais un problème de stabilité en mode satellite (Loiter...). J'avais ressoudé un des connecteurs entre les deux circuits du contrôleur ce qui avait diminuer la fréquence des problèmes mais ne les avait pas complètement supprimer. Le résultat n'était pas fiable. (Voir la page Quanum Nova)

J'ai donc commandé un nouveau contrôleur de vol compatible chez Banggood :

Cheerson CX 20 Spare Part Open Source Flight Controller CX-20-009

Contrôleur de vol Globalfly

Contrôleur de vol Globalfly

C'est celui qui équipe le Cheerson CX20, clone du Nova.

Après changement, j'ai de nouveau un bon fonctionnement du Nova en mode satellites (Loiter, RTL...). Cependant je n'ai plus les mêmes indications des LED rouge et verte arrière indiquant la réception des satellites GPS. Il est vrai que la version de la carte APM a évolué ainsi que le firmware...

Ça reste à creuser !

J'ai rassemblé ci-dessous les paramètres initiaux des configuration CX20, Nova et Globalfly.

Paramètres des configurations CX20, Nova et Globalfly

Lors du premier article, j'avais indiqué que les LED rouges et vertes situées à l'arrière du quadricoptère ne fonctionnaient pas correctement.

Après un nouveau démontage, je me suis aperçu que j'avais inversé le sens gauche/droite du connecteur du faisceau LED.

La situation est maintenant rétablie !

Après avoir réparé le Quanum Nova, le plus long a été de se procurer des hélices...

Difficile de trouver les hélices originales en Europe afin de réduire les délais d'approvisionnement.

 

Ci-dessous, un petit tableau avec le site de vente, le lien et le délai de livraison constaté :

 
Site de vente Lien vers l'article Délai de livraison
Banggood UK

White Propeller Prop Set CX-20-018

7 j
HobbyKing

8045 Turnigy Slow Fly Propeller

15 j
Geekbuying Propeller for Cheerson CX-20​ 18 j
Amazon Prop Set CX-20-018 20 j
Hélices pour Quanum Nova

Mais on peut très bien voler avec les hélices DJI :

Self-locking Propellers White For DJI Phantom

... qui sont très pratiques !

Banggood les propose aussi en couleur maintenant.

Hélices pour Quanum Nova

Banggood UK vends de très nombreuses pièces détachées pour Cheerson CX20 identique au Nova, en particulier les protections d'hélices :

Peut-être plus pratique, en version détachable sur ebay

Vidéo avec Xiaomi sur nacelle Quanum

 

Vidéo prise par la Xiaomi Yi embarquée sous le Quanum Nova avec la nacelle Quanum 2 axes.

On perçoit très bien le travail de stabilisation de la nacelle lors des turbulences qui malmènent le quadricoptère (lorsqu'on voit apparaître l'extrémité des bras dans le champ de la caméra)...

Etalonnage de la tension batterie

 

Si vous en avez marre d'entendre le bipbip de batterie faible alors que vous n'avez volé que la moitié du temps imparti, alors mieux vaut étalonner la tension de batterie.

C'est décrit dans le wiki Ardupilot, mais... uniquement pour le "3DR Power Module" or ça concerne aussi le Nova qui n'a pas ce module ! 

Voici la procédure :

Dans Mission Planner, choisir Initial Set Up / Optionnal Hardware / Battery Monitor
Comme indiqué sur la photo, en l'absence du sensor 3DR choisir "Other"

Dans le cadre calibration, en 1- , vous entrez la valeur que vous mesurez simultanément sur la batterie avec votre contrôleur LiPo, ainsi, la mesure de tension lue en 2- sera automatiquement calibrée !

Extrait du wiki - "Calibrating the voltage reading"

Extrait du wiki - "Calibrating the voltage reading"

Et voilà ce que ça donne :

Après calibration...

Après calibration...

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