Drone Didactique Contrôlé : "D2C"

dernière mise à jour : 15/06/2016

- Le dossier technique
- Les développements pour les classes préparatoires
- Les développements pour les classes pré-bac

Le Dossier Technique :

Le Systeme

- Notice de mise en service : pdf ; word.

- Guide de prise en main rapide ; pdf, word
- Les fonctionnalités de l'IHM et du pupitre : pdf ; word

- présentation SysMl : pdf ; powerpoint ; fichier MagicDraw.
- fiche description D2C : pdf ; word

les capteurs

- L'accéléromètre ADXL322 : fiche technique
- La fiche d'information "accéléromètre et mesures" : pdf ; word

- Le gyrometre MLX90609 : fiche technique
- La fiche d'information "gyromètre et mesures" : pdf ; word

- Le capteur de vitesse d'hélice à réflexion Optek OPB720B : fiche technique
- Le capteur de position angulaire Ametes 360ASMC : fiche technique

- Le capteur d'effort : fiche technique

La motorisation

- La fiche "Mesures pour l'identification de la motorisation" : pdf ; word.
- Les moteurs : document du fabricant
- Les contrôleurs : pages du site www.miniplanes.fr

L'arduino-box - Installer et exploiter Arduino : pdf ; word
(Nota : cette procédure évolue en fonction des versions : voir le site http://www.arduino.cc)

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Les Développements pour Classes Prépa :

Problématique
développements fiches complémentaires éleve fichiers compléments prof

0-

Systèmes linéaires et continus :
découvrir l'asservissement en tangage du drone

TP 0 : à conduire en parallèle du cours d'automatique en première année :
- sujet : pdf ; word.
- corrigé : pdf ; word
les fiches complémentaires sont intégrées au sujet

- fichiers pour Scilab-Xcos ;

- fichiers pour Matlab-Simulink (à noter : le sujet ne propose pas de guide pour l'exploitation de ces fichiers sous Matlab).

comme proposé dans le sujet, pour une démarche conduite en îlot, le travail pourra être décomposé comme suit :
- Conducteurs de projet = travaux : 1, 10, 12
- Modélisateurs = travaux : 3, 6, 8, 9
- Expérimentateurs = travaux : 2, 4, 5, 7,11

1-

Systèmes linéaires et continus : Optimiser l'asservissement de tangage du drone didactique

Présentation des 4 activités menées "en îlot" de deux élèves (ou de deux groupes d'élèves) :
pdf ; word

- TP 1-1 : Expérimenations sur la boucle de vitesse :
sujet + corrigé : pdf ; word.
sujet seul : pdf ; word

- TP 1-2 : Simulations sur la boucle de vitesse :
sujet + corrigé : pdf ; word.
sujet seul : pdf ; word

- TP 2-1 : Expérimentations sur la boucle de position :
sujet + corrigé : pdf ; word.
sujet seul : pdf ; word

- TP 2-2 : Simulations sur la boucle de position :
sujet + corrigé : pdf ; word.
sujet seul : pdf ; word

- fiche "description du système" (sysml)

- pour le TP 1-1, La fiche "Mesures pour l'identification de la motorisation" : pdf ; word.

- vidéo "pilotage en vitesse" :
fichier avi
ou
http://youtu.be/jQ-JHcsw1G8

- vidéo "pilotage en position" :
fichier avi ou
http://youtu.be/5g1YTMuls0w

- TP 1-2 : fichiers de simulation
pour Matlab-Simulink_slx ;
pour Matlab-Simulink_mdl ;
pour Scilab-Xcos ;

- TP 2-2 : fichiers de simulation
pour Matlab-Simulink_sxl ;
pour Matlab-Simulink_mdl ;
pour Scilab-Xcos ;

 

- fiche d'information sur le codage du correcteur PID utilisé dans le micro-contrôleur DSPic du D2C : pdf ; word.

2 -

Programmation de machine à états : Initialiser la centrale inertielle

- Références aux programmes CPGE : pdf ; word.

TP de programmation par graphe d'état, de la séquence d'initialisation du drone didactique D2C sous Matlab-Stateflow :

sujet avec version Matlab2012a :
- sujet+corrigé : pdf ; word.
- sujet seul : pdf ; word.

sujet avec version Matlab2013a :
- sujet+corrigé : pdf ; word.
- sujet seul : pdf ; word.

 

description sysml Magic-Draw :
pdf ; power-point ;
fichiers mdzip pour Magic-Draw.

- fichiers pour Matlab-Stateflow 2012a.

- fichiers v2 pour Matlab-Stateflow 2013a.

- le package ArduinoIO de Mathworks ; dont le fichier srv.pde (renommé en srv.ino).

- la bibliothèque AFmotor (à dézipper et à placer dans le dossier "Program Files/Arduino/Libraries"), nécessaire pour utiliser le fichier srv.ino.

- Tutoriel de prise en main Stateflow avec le drone didactique D2C : pdf ; word

- Comparatif Arduino UNO / Arduino MEGA pour l'utilisation avec Matlab Stateflow : pdf ; word.

3-

Le traitement numérique des signaux dans le micro-contrôleur du drone

présentation du TP ; référence aux programmes CPGE : pdf ; word.

TP : traitement numérique des signaux (intégration, dérivation) :
- sujet : pdf ; word ;
- sujet + corrigé : pdf ; word.

 

fichiers pour Arduino

4-

Dynamique : recherche des caractéristiques cinétiques du drone didactique D2C

TP : caractéristiques cinétiques du drone :
- sujet : pdf ; word ;
- sujet + corrigé : pdf ; word.
 

- fichiers Solidworks

- fichiers pour l'exploitation avec le logiciel de simulation acausal Scilab-Simm

 

5-

Dynamique : étude du comportement dynamique du drone didactique D2C

 

TP : Etude dynamique du tangage du drone didactique D2C :
- sujet : pdf ; word.
- sujet + corrigé : pdf ; word.

 

- Fiche "mesures pour dynamique tangage" : pdf ; word.

- Fiche "Simulation Méca3d couple gyroscopique" : pdf ; word.

- fichiers de simulation pour Solidworks v.10 et Méca3D v.11

- fichiers .AVI pouvant remplacer le travail en simulation sous Solidworks et Méca3D.

 

6-

Systèmes à événements discrets : faire réaliser le traitement des signaux numériques par le microcontrôleur.

 

 

- Références aux programmes CPGE : pdf ; word.

- Présentation des 9 activités menées "en îlot" de trois élèves (ou de trois groupes d'élèves) :
pdf ; word.

- TP1 : Travaux du groupe (ou élève) 1 :
sujet + corrigé : pdf ; word.
sujet seul : pdf ; word.

- TP 2 : Travaux du groupe (ou élève) 2 :
sujet + corrigé : pdf ; word.
sujet seul : pdf ; word.

- TP 3 : Travaux du groupe (ou élève) 3:
sujet + corrigé : pdf ; word.
sujet seul : pdf ; word.

Les documents élèves :

- Fiche_equations-de-recurrence : pdf ; word.

- Fiche_traitement-numerique-signaux : pdf ; word.

- Fiche_description-systeme-D2C : pdf ; word.

- Fiche_cahier-des-charges-asservissement : pdf ; word.

- Fiche_pilotage-D2C-par-DSPic : pdf ; word.

- Fiche_mesure-caracteristiques-motorisation : pdf ; word.

- Fiche_connexions-pupitre-arduino-box : pdf ; word.

- Fiche_ecarts_simu-reel : pdf ; word.

- fichiers pour simulation Scilab-Xcos > 5.4.1 (simulation-Scilab-Xcos-5_4_1.zip)

- fichiers pour simulation Scilab-Xcos > 5.5.0 (simulation-Scilab-Xcos-5_5-retards.zip)

- fichiers pour simulation Matlab-Simulink (simulation-Matlab-Simulink_slx.zip); (simulation Matlab-Simulink_mdl.zip).

- fichiers pour programmation Arduino (Arduino-programmation.zip)

Le document professeur :
Fiche_equations-de-recurrence-corrige : pdf ; word.

Complément prof. pour prépa TSI : programme Matlab-Stateflow embarqué dans un Arduino Méga, = programmation graphique pour pilotage en temps réel de l'asservissement (le correcteur PID est géré par une "Simulink-fonction").

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Les Développements pour Pré-bac

Problématique
développements fiches complémentaires éleve fichiers compléments prof

1-

Contrôler le drone

- TP1-1 "activité : identifier les composants" : sujet pdf ; corrigé pdf ; sujet word ; corrigé word.

- TP1-2 "activité : modéliser les composants" : sujet pdf ; corrigé pdf ; sujet word ; corrigé word.

- TP1-3 "activité : régler les paramètres" : sujet pdf ; corrigé pdf ; sujet word ; corrigé word.

- La fiche "Modélisation temporelle des systemes" : pdf ; word

- La fiche "Mesures pour l'identification de la motorisation" : pdf ; word.

- la fiche d'information accéléromètre : pdf.

- la fiche d'information gyromètre : pdf.

- vidéo "pilotage en vitesse" :
fichier avi
ou
http://youtu.be/jQ-JHcsw1G8

- vidéo "pilotage en position" :
fichier avi ou
http://youtu.be/5g1YTMuls0w

Fichiers de simulation :
- pour Matlab-Simulink_slx
(v. 2013a) ;
- pour Matlab-Simulink_mdl ;
- pour Scilab-Xcos (v.5.5.1 ; avec le module CPGE)
- pour Labview (v. 2013).

Extrait du dossier technique :
Les fonctionnalités de l'IHM et du pupitre : pdf ; word

2-

Acquérir la vitesse des hélices du drone didactique D2C

- TP2 "Acquérir la vitesse des hélices" : pdf ; word.

  les fichiers Arduino.  

3-

Exploiter la centrale inertielle

- TP3-1 "Exploiter l'accéléromètre" (sujet + corrigé) : pdf ; word.

- TP3-2 "Exploiter le gyromètre" (sujet + corrigé) : pdf ; word.

 

- la fiche d'information accéléromètre : pdf.

- la fiche d'information gyromètre : pdf.

les fichiers Arduino pour le travail de programmation sur le gyromètre


- fichier Excel du corrigé du travail sur la réponse de l'accéléromètre :

- fiche d'information accéléromètre et mesures

- fiche d'information Gyromètre et mesures

4-

Optimiser l'utilisation de l'énergie

- TP4 "efficacité énergétique"
: sujet : pdf ; word ;
: corrigé : pdf, word.

fiche "Mesure-efficacité-énergétique" : pdf ; word. fichier Excel sujet fichier Excel corrigé

5-

Programmer la commande des moteurs

- TP5 : sujet "Programmer la commande des moteurs" : pdf ; word

La fiche "Exploiter la programmation objet de l'interface Arduino" : pdf ; word.

les fichiers Arduino vierges et complétés.  

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