• Radio DIY NextStepRC

     

    Après sa publication en juin 2015 dans la revue Modèle Magazine (article original ici), relayée notamment sur les forums aéro modélisme.com,  rcgroups et F3News et sur le site de modélisme naval de Mousse78, il était temps de donner un support officiel au projet NextStepRC (mention légales ici).

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    Le principe est celui d'un Lego : à partir de briques accessibles et simples à assembler, permettre la réalisation d'une radiocommande puissante (16 voies, 6 phases de vol, télémesure, synthèse vocale, etc.), économique (50 à 100€), modulable et personnalisable à volonté (nombre et disposition des organes de commandes totalement libre, par ex.), frugale (consommation < 100 mA hors HF) et adaptable à une grande diversité de besoins (automobiles, bateaux, avions, planeurs, hélicoptères), le tout basé sur une électronique grand public (notamment Arduino) et l'excellent software OpenTX.

    Quelques exemples de réalisation, intégrale ou à partir d'une radio existante :

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    L'objectif de cette page et de la documentation (cf. ci-dessous) est de regrouper toutes les informations nécessaires pour :

    • choisir le matériel nécessaire
    • intégrer l'électronique
    • compiler le firmware et flasher la radio
    • faire ses premiers pas dans la programmation de la radio

     

    1. Matériel

    Carte Arduino Mega2560 (eBay) ou Mega2560 ProMini (eBay) :

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    Eviter la version "core", de mêmes dimensions et tarif que la "ProMini" mais dépourvue de régulateur de tension et de port usb.

    Ecran LCD 128x64 pixels (interface parallèle 8 bits, affichage FSTN). Les Artronic (eBay) et Zolen (eBay ou AliExpress) à base de processeur ST7565 sont les plus recommandés (plus lisibles, plus rapides et moins gourmands que les ST7920 ou KS108) :

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    Programmateur USBASP 5V/3.3V (eBay) et adapteur ISP 6 pins (eBay) :

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    Module HF : tout module d'émission (41 MHz, 2.4 GHz, etc.) acceptant un signal PPM en entrée conviendra. En neuf, le multiprotocole (support de Pascal Langer ici) permet d'utiliser des récepteurs FrSky, Assan, DSM/DSM2, FlySky, etc. (d'origine ou compatibles, voir sur Banggood ou Hobbyking par ex.). Ce module nécessite un programmateur USBasp 3.3V, d'où l'intérêt de la version polyvalente 3.3V/5V préconisée ci-avant.

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    Organes de commandes :

    • Un à deux manches, voire plus suivant le besoin (7 entrées analogiques sont disponibles : 4 gérées dans l'écran "Manches" et les 3 autres en tant que "sources" de mixeur). En neuf, les FrSky sont les plus faciles à trouver (Banggood). En récupération, les manches Graupner MX (première série), Hitec et Wfly WFT sont excellents, tandis que les A2Pro et Turnigy9X sont tout à fait corrects. Les manches Wfly se trouvent au détail sur Taobao à un tarif imbattable (voir ici, mais encore faut-il savoir lire le chinois...).
    • Des boutons de navigation et trims : soit 2 axes (mini joystick, voir notice de montage) soit boutons individuels.
    • Quelques interrupteurs dont un tristable (ID0/1/2) et un monostable (TRN), le reste bistable (D/R, etc.).

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    • Un interrupteur principal.
    • Un accu de réception 2S LiPo ou Li-Ion.
    • Un buzzer (haut-parleur piezo avec électronique intégrée) ou un haut-parleur piezo simple (à utiliser avec l'option de compilation "audio").

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    • Du câble souple, type nappe informatique ou câble fin pour servo.
    • Un boîtier de récupération ou fait maison (bois, tôle, composite, impression 3D, etc.).

     

    2. Quelques recommandations

    Si la carte MEGA2560 supporte de nombreuses extensions (encodeurs rotatifs, amplificateurs de manche, synthèse vocale, gestion PPM, etc., voir dossier ci-après) développés dans le cadre du projet NextStepRC, il n'est plus aujourd'hui judicieux de toutes les utiliser. En effet, si le budget des cartes électroniques dépasse 30€, il sera certainement plus intéressant d'opter pour la carte ARUni, plus puissante et intégrant directement toutes les fonctions (attention cependant à sa consommation électrique : 850 mA hors HF et LCD, contre 60 à 80 mA pour la Mega2560, suivant les extensions).

    Dans cette logique, tous les câblages se feront directement de carte (ou composant) à carte, sans circuit imprimé ni "shield". Le schéma initial prévoyait aussi des filtres anti-rebond (couple résistance + condensateur) pour les interrupteurs et des amplificateurs pour les manches, mais l'expérience montre qu'ils sont superflus.

    De plus :

    • l'évolution d'OpenTX rend certaines fonctions inutiles, comme les encodeurs rotatifs (avantageusement remplaçables par les trims de manches, via une « fonction spéciale », qui les détournera temporairement).
    • les fonctions comme l'écolage peuvent être directement câblées sur la carte (voir schéma électronique), sans passer par un circuit dédié. Là aussi, la solution la plus simple est la meilleure.

    Pour les options recommandées :

    • synthèse vocale : pour l'annonce de la tension d'accu, du chrono, d'une donnée de télémesure, etc., via un module JQ5000-28P + carte micro SD de petite capacité (autre lien ici) + haut-parleur 8Ω Ø28mm (voir tutoriel ci-après pour le câblage et l'utilisation).
    • interface sd-card : pour la sauvegarde des modèles et leur échange au terrain [avec d'autres radio identiques], plus l'enregistrement de la télémesure (activer l'option "SDCARD" à la compilation du firmware). via un lecteur de carte SD (plus une carte micro SD dédiée).

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    3. Réalisation

    Le code source et les programmes associés :

    Sources OpenTX 2.1.9 NSRC + chaîne de compilation autonome + Companion : ici (MAJ du 26.05.2017).
    A noter :
      - aucune installation n'est nécessaire, l'ensemble est complètement portable et fonctionne même sur clé USB.
      - Companion et Simulateur (en français) intègrent maintenant le nouveau mixeur développé pour le firmware (page d'explication ici). Un grand merci à dev.fred du forum Taranis pour leur compilation !

    Les schémas électroniques :

    Schémas électroniques : ici (radio "full options"), ici (radio minimale) et ici (carte Arduino M2560).
    Table d'affectations des entrées/sorties : ici.
    PCB et listing des extensions Mega2560 : ici.
    Préparation Mega2560 (alim. réversible des manches + tension d'accu) : ici et ici.

    Les notices :

    Configuration carte mère et LCD, câblage, compilation et flashage : ici.
    Liste des options de compilation du firmware : ici.

    Assemblage de la version "compacte" (merci à Renaud Iltis !) : ici.
    Câblage et mise en oeuvre de la synthèse vocale : ici.
    Bonnes pratiques de programmations sous OpenTX : ici.
    Notice 9X (à revoir, mais c'est une bonne base) : ici.

    Les plans de boîtiers DIY :

    Plan de réalisation du boitier bois original : ici.
    Réalisation d'un boîtier en plexiglas : ici.

    Autres documentations :

    Modification de la Turnigy 9X pour OpenTX + modification module FrSky (toutes radios) : ici.
    Remplacement des potentiomètres de manches par des capteurs à effets hall (en bas de page) : ici.

    Mentions légales :
    Seul le code est open-source. Toute la documentation, textes, photos, plans et schémas sont libres
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    auteurs ne saurait être engagée de quelque manière que ce soit dans le cas d’un accident impliquant
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