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11 novembre 2012
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Quadriolo, un quad en tube

Détournement de matériaux...

Présentation : Eric Latour (Gardiolo)

Dans la lignée du Quad 9 et pour changer un peu de la multitude de châssis de quadricoptères en "X" ou en "+" qui sont actuellement commercialisés, j'avais repéré il y a quelques mois une forme en "H" plutôt sympa et originale sur un site internet américain.

FliteTest, c'est le nom du site, est une véritable mine d'or (comme jivaro-models.org bien entendu !) pour les idées et astuces en tout genre.
On y trouve quantité de vidéos, tests, tutoriels dont celui du fameux H-Quad.

Cette géométrie, plutôt simple à réaliser, permet d'utiliser des matériaux très courants et faciles à se procurer comme les profilés d'aluminium carré ou en U, du contre-plaqué et du tasseau de pin...
Le prix de revient en est donc dérisoire et on peut rapidement avec quelques vis ou un peu de colle à bois s'en construire un exemplaire, tout en se débarrassant des chutes qui s'entassent dans les ateliers, les caves ou les garages...
Un des membres actif du site, Jake Wells, en a même monté un en utilisant des bûches tirées d'un peuplier tombé dans son jardin lors d'une tempête !
Si, si, je ne plaisante pas, la preuve en images

Quadriolo Quadriolo
Le Quadriolo, c'est un quadricoptère qui possède un châssis en PVC, matériau bon marché qui se travaille très facilement.

L'intégration du matériel est largement facilitée par la surface importante de la partie centrale faisant office de "fuselage".
L'emport de caméra vidéo, genre Gopro, pour les prises de vues aériennes est également simplifié. Leur position très en avant, entre les 2 moteurs, rend les hélices invisibles à l'image, ce qui est rarement le cas avec le grand angle de la lentille de ces petits bijoux montés sur d'autres formes de châssis.
Un équipement d'émission FPV (first person view ou vol en immersion pour ceux qui ne le sauraient pas encore !) y trouve également très facilement place.
Autre intérêt, le déplacement de la batterie sur la platine, immobilisée par un velcro autocollant + une sangle, assure un centrage précis et réglable à volonté en fonction du matériel embarqué.

Enfin bref, j'avais gardé dans un coin, en mémoire, le châssis en "H" et, à l'occasion d'une petite visite dans une grande surface de bricolage (pour acheter une plaque de Dépron...), j'ai marqué un temps d'arrêt dans le rayon électricité... Eurêka !

Pour une petite pincée d'euros, on trouve dans ce fameux rayon des tubes IRL (Isolant/Rigide/Lisse) en PVC et leurs accessoires de fixation murale.
En gros, tout le nécessaire pour concevoir un quadricoptère fait maison, innovant et facile à monter en quelques heures.
L'utilisation première de ces matériaux est d'abriter et de guider du réseau de câbles électriques.
Ça tombait très bien tout ça, je comptais bien y glisser les fils de mes contrôleurs...

Quadriolo Quadriolo
Ci-dessus, le petit Quadriolo en tube diamètre 16 mm, en forme de "O". La version en "H" en tube de 20 mm peut embarquer tout le matériel pour l'immersion.

Deux diamètres disponibles, 16 ou 20 mm en deux couleurs, gris ou blanc, en 2,40 mde longueur.
Un seul tube suffit largement pour un modèle ainsi qu'une poignée d'accessoires.
La difficulté principale était de fixer bien horizontalement les moteurs à fond plat sur un tube rond !
Les clips sans chevilles me semblaient pouvoir être une solution efficace moyennant un petit poil d'ingéniosité...

J'ai, pour le moment, monté deux modèles, l'un en 20 mm (entraxe moteurs 580 mm mesuré en diagonale), l'autre en 16 mm (entraxe moteurs 450 mm).
J'ai légèrement modifié la forme de "H" en "O" du plus petit pour en augmenter la rigidité.
Les dimensions n'ont pas une importance capitale, à vous de voir et de simplement réaliser un carré régulier avec les 4 moteurs.
Le principe de construction reste exactement le même mais vous comprendrez mieux en visionnant les quelques photos du tutoriel qui m'a été plusieurs fois réclamé !

Au passage, j'en profite pour remercier l'entreprise Debflex France, concepteur et fabriquant des tubes et accessoires (qu'ils n'ont certainement jamais imaginé se décrocher d'un mur et s'envoyer en l'air un jour...!) et qui donc, bien malgré elle, me permet aujourd'hui de vous présenter, la suite en images...

Quadriolo Quadriolo
Les accessoires : 4 tés, 4 coudes grand rayon ou 4 coudes équerre (non utilisés pour le moment), 8 clips de fixation murale (2 par support moteur), et 1 tube IRL tulipe. L'outil idéal pour couper proprement et précisément le tube IRL : Le coupe-tube, utilisation nette et sans bavures.
Quadriolo Quadriolo
Le kit découpé, prêt à coller : 4 longueurs de 250 mm, 2 longueurs de 328 mm + tout le reste

Déclipser délicatement un té avec un petit tournevis plat.
Quadriolo Quadriolo
Un té déclipsé.

Les quatre tés après intervention du tournevis...
Quadriolo Quadriolo
Bourrelet à éliminer.

Élimination à la ''Dremel'' + fraise.
Quadriolo Quadriolo
Les bourrelets ont disparu.

Léger ponçage des extrémités des tubes pour améliorer les collages.
Quadriolo Quadriolo
Collage des 4 tubes de 250 mm et des 4 coudes grand rayon avec colle cyanoacrylate ou pvc. Collages terminés.
Quadriolo Quadriolo
Mise en place provisoire des pièces restantes.

Léger ponçage des 2 faces en contact des clips supports moteurs.
Quadriolo Quadriolo
Collage 2 par 2 des clips. Attention : Penser à protéger le tube qui sert de guide d'alignement par du scotch d'écolier pour éviter l'adhérence des clips sur le tube. Idem, vu de dessous avec les morceaux de scotch anti-adhérence.

Quadriolo Quadriolo
Les 4 paires de clips assemblés.
Mise en place des clips sur les coudes grand rayon.
Quadriolo Quadriolo
Clip... clipsé ! Rotation verticale du clip support moteur.
Quadriolo Quadriolo
Vérification de l'équidistance. Pour une parfaite horizontalité des 4 supports moteurs, et donc par la suite des hélices, il suffit de retourner le châssis sur une surface plane, facile non ?
Quadriolo Quadriolo
Un clip support bien à plat.

Petite goutte de cyano fluide pour bloquer en rotation.

Quadriolo Quadriolo
Positionnement d'1 té avec tube de 328 mm. Idem pour les 3 autres.
Quadriolo Quadriolo
Prévoir l'écartement des 2 tubes en fonction de la taille de la carte de stabilisation (mesurée en diagonale pour une carte KK dans mon cas, soit 70 mm intérieur, 105 mm extérieur). On sort la perceuse et les mèches à métaux.
Quadriolo Quadriolo
Perçage des 4 trous diamètre 8 mm de sorties des 3 fils d'alimentation des moteurs. Petit coup de chanfrein, pour les puristes !
Quadriolo Quadriolo
Perçage des 4 trous diamètre 8 mm de sorties des fils moteurs vers les 2 tubes de 328 mm. On repositionne les ½ tés et les tubes de 328 mm en face des trous.
Quadriolo Quadriolo
Ne surtout pas oublier à ce stade les bouts de ficelle pour tirer les fils par la suite, sinon grosses galères en perspective après collage ! La ficelle à rôtis est en place... Héhéhé... !
Quadriolo Quadriolo
Collage des 2 tubes de 328 mm et des 8 ½ tés. Séquence séchage sous pinces.
Quadriolo Quadriolo
On positionne les bâtis moteurs pour mesurer et pointer l'écartement des trous de fixation. Perçage diamètre 3 mm de 4 trous par clips supports moteurs.
Quadriolo Quadriolo
Perçage diamètre 3 mm de part en part des supports et du tube. Taraudage avec une vis métallique.
Quadriolo Quadriolo
Goupilles en vis nylon pour bloquer en rotation. Les vis nylon sont traversantes.
Quadriolo Quadriolo
Des petites rallonges (16 ou 18 AWG silicone) sont soudées sur les fils moteurs et tirées à l'intérieur du tube par les ficelles restées en attente. Les moteurs (RC-Timer 2812/14 kV1534) sont fixés à l'aide de colliers Rilsan de 3 mm. Attention à ne pas utiliser de colliers bas de gamme, trop fragiles et cassants.
Quadriolo Quadriolo
Petit détail important, les 2 vis BTR qui bloquent les moteurs sur leurs bâtis en aluminium anodisé ont tendance à se desserrer. A sécuriser avec une goutte de frein filet ou de cyano. Serrage des colliers Rilsan. Ils serviront de fusible en cas de "touchette" plus ou moins virile...
Quadriolo Quadriolo
Les 4 moteurs sont fixés, les rallonges sont en attente de soudures aux contrôleurs. Préparation de 2 plaques de Coroplast (plastique alvéolaire) pour rester dans le "full" plastoc !
Quadriolo Quadriolo
Découpes pour ajuster les 2 plaques de Coroplast. Collage au pistolet à colle chaude de la plaque inférieure.
Quadriolo Quadriolo
Colle chaude refroidie... Ça tient. Positionnement des 4 contrôleurs (20 A c'est bien, j'en avais 4 de dispos en RC-Timer 18 A, ça a fait l'affaire).
Quadriolo Quadriolo
Gros plan sur les contrôleurs. Soudures des contrôleurs. Vérifier les sens de rotation des moteurs en fonction de votre carte ou module de stabilisation.
Quadriolo Quadriolo
Fixation de la carte KK V5.5 avec mousse double face. L'Atmel de la carte KK a été reflashé avec la version V4.7 acro. Carte KK positionnée bien au centre de gravité, c'est mieux...
Quadriolo Quadriolo
Soudure des fils d'alimentation des contrôleurs (+ avec + et - avec -) et d'une prise XT60 pour raccorder l'accu. Vérification des sens de rotations des moteurs. Découpe d'une trappe de visite de la KK dans la plaque supérieure et fixation avec 6 colliers Rilsan.
Quadriolo Quadriolo
Etalonnage des courses des contrôleurs, raccordement du récepteur 4 voies Assan 2.4 GHz. Fixation des 4 hélices 8"x4,5" cw et ccw... C'est terminé... Ben non, pas tout à fait, il lui manque une paire de pompes !
Quadriolo Quadriolo
Une découpe propre premet l'accès à la carte électronique bien protégrée au centre du châssis.
Quadriolo Quadriolo
La saignée en bout de tube permet de passer le câblage qui ne sera pas abîmé en cas de choc latéral.
Quadriolo Quadriolo
Le couvercle en Coroplast est maintenu sur les tubes à l'aide de colliers Rylsan.
Quadriolo Quadriolo
2 morceaux de frites de piscine, par exemple, collés à la colle chaude. Un bout de scotch armé collé par dessus permettra de faire de jolies glissades ou des touch and go sans les arracher... (voir vidéo...)

Equipements et liens

Le grand "H" :

Quadriolo
   

Le petit "O" :

Quadriolo

Bien entendu ces équipements sont mentionnés à titre indicatif et d'autres configurations équivalentes ou plus performantes peuvent parfaitement fonctionner.
L'équipement du grand "H" peut être utilisé sans aucun problème sur le petit "O", mais éviter l'inverse.

Les contrôleurs RC-Ttimer conseillés sont flashés d'origine avec le firmware SimonK et ne nécessitent aucun paramétrage mis à part le calibrage de la course des gaz avant la première utilisation. Leur fréquence de fonctionnement est élevée, la courbe de gaz est parfaitement linéaire, ils sont optimisés pour les multicoptères.
Mais là aussi pas d'inquiétude, la série Super Simple de chez HobbyKing, par exemple, fait également l'affaire.
Les masses en ordre de vol, sans accus, sont de 680 et 810 g.
Alimentation en Lipo 3S entre 2200 et 3700 mAh mais également en 4S LiFe 2300 mAh.
Le petit avec ses moteurs en 1534 KV peut être alimenté en 2S en étant un peu moins vif, pour débuter par exemple.

Quadriolo Quadriolo
En plein air... Juste avant de s'envoler...

L'autonomie varie entre 6 et 12 minutes en fonction du pack, du modèle utilisé, du matériel embarqué et des conditions de vol (vent, vol cool ou débridé, etc.)

Toutes les cartes et modules de stabilisation peuvent également être montés bien entendu, du plus simple avec 3 gyroscopes au plus performant avec accéléromètres, baromètre, sonar, GPS, etc.
A choisir en fonction de l'utilisation, du niveau de pilotage mais surtout du budget, qui peut varier d'une dizaine à plusieurs centaines d'euro !
Pour rester à fond dans le concept low-cost, les cartes KK me semblent être actuellement le meilleur compromis et la mise à jour du soft en V4.7 acro (le programmateur USBasp est à ce titre très utile) autorise des performances bluffantes pour le prix.
Un petit tour sur le forum de modelisme.com vous permettra d 'en savoir beaucoup plus.

En vol, le plus grand manifeste évidemment plus d'inertie, le petit est plus vif mais les réglages de débattements et/ou d'exponentiels peuvent calmer et adoucir gentiment tout ça.
Une radio-commande basique et un simple récepteur 4 voies suffisent, aucune programmation compliquée... Le pilotage de ces drôles d'engins est très proche de celui des hélicoptères, sans la complexité des réglages et les risques de casses coûteuses.
En complément d'un simulateur, c'est idéal pour débuter dans la, ou plutôt les, voilures tournantes.
Par contre la visualisation en est plus délicate, on peut très vite être désorienté une fois l'engin satellisé et certains angles de vue sont plus que déroutants. On peut améliorer pas mal cet inconvénient par l'ajout de bandes de LED alimentées sur la prise d'équilibrage des accus, la place ne manque pas sur les tubes. Autre astuce qui fonctionne pas mal, les hélices en couleurs distinctes pour l'avant et l'arrière.

Quadriolo Quadriolo
En immersion ou simplement pour réaliser des vidéos en vol, la caméra trouve sa place tout à l'avant, les hélices restent en dehors du champs.
Quadriolo Quadriolo
La grande surface disponible sur le châssis permet de placer le matériel en s'arrangeant pour conserver l'équilibrage central.

L' utilisation en FPV est tout à fait possible et même chaudement recommandée avec un minimum de pratique au préalable. Ce sont de super plate-formes vidéo pour pas trop cher...

Les vibrations visibles sur la vidéo embarquée ci-dessus sont consécutives à la fixation par simple collage de la Gopro avec une mousse double face sur la plaque en Coroplast. Dans une autre séquence enregistrée en FPV la fixation a été rigidifiée par 3 petits colliers Rilsan, résultat, images nettes, sans vagues, impeccable ! A voir avec d'autres sur letubedegardiolo - youtube
Pensez quand même à équilibrer les hélices, ça ne fait jamais de mal.


Bon, voilà, j'ai suffisamment bossé, à vous de jouer maintenant, et surtout n'hésitez pas à reprendre, modifier, adapter, améliorer les idées, et détourner les matériaux...

Une petite photo et quelques lignes en retour ne pourront que faire plaisir aux Jivaros...
Merci par avance à tous ceux qui feront suivre et bravo à tous ceux qui ont déjà franchi le pas, comme on peut le voir dans cette galerie dédiée au Quadriolo.

Les Quadriolo des lecteurs

Contacter l'auteur : gardiolo@jivaro-models.org

Quadriolo

 
 
 


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