• Radio DIY NextStepRC

    Dernière MAJ : 05.11.2017 

    Après sa publication en juin 2015 dans la revue Modèle Magazine (article original ici), relayée notamment sur les forums aéro modélisme.com,  RCGroups, F3News et RC-Network, ainsi que 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 composants -notamment Arduino- peu onéreux, fiables, faciles à approvisionner et à assembler, permettre la réalisation d'une radiocommande puissante (16 voies, 6 phases de vol, mixages évolués, télémesure, synthèse vocale, etc.), économique (50 à 100€ au total), 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, drones, FPV), le tout reposant sur l'excellente chaîne logicielle OpenTX (standard ou optimisée NextStepRC).


    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 :

     

    1. Matériel

    Carte Arduino Mega2560 (eBay), Mega2560 ProMini (eBay) ou Mega2560 Pro (AliExpress) :

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    Eviter la version "Core", de mêmes dimensions et tarif que les "Pro" mais dépourvue de régulateur de tension et de port USB. La version "Pro" existe aussi sans port USB (ici), ce qui évite la modification nécessaire pour recevoir les données de télémesure (voir ci-après), la communication avec le PC se faisant via un adaptateur externe USB-TTL (ici ou ici).

    Ecran LCD 128x64 pixels (affichage FSTN ou OLED, interface parallèle 8 bits ou port I2C). Les Artronic (eBay) et Zolen (eBay, eBay ou AliExpress) à processeur ST7565 sont les plus recommandés (plus lisibles, plus rapides et moins gourmands que les ST7920 ou KS108), tandis que le SSD1306 0.96" (eBay ou AliExpress) ou le SH1106 1.3" (ici ou ici) sont bien adaptés aux très petites radios :

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    Programmateur USBASP 5V/3.3V (eBay) et adapteur ISP 6 pins (eBay), servant à la préparation de la carte Mega2560 (optionnel dans certains cas, notamment avec les "Pro" et "ProMini", cf. tutoriel de configuration et flashage) ainsi qu'au dialogue Companion - carte en l'absence de port USB (mais c'est plus lent) :

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    Module d'émission : tout module (41 MHz, 2.4 GHz, etc.) acceptant un signal PPM conviendra. Le plus intéressant est le DIY 4en1 multi-protocole (Banggood, support de Pascal Langer ici), qui permet d'utiliser des récepteurs FrSky, Assan, DSM, DSM2, FlySky, etc. (d'origine ou compatibles, type Redcon 4CH6CH et 7CH, MKronRC S603, DIY FrSky 4CHF801 et F802, SkyArea RX-F802, KS-Servo AC410 et AC810, etc.), télémesure incluse. Ce module nécessite (pour être reflashé) 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 commande et de navigation :

    • Un à deux manches, voire plus suivant le besoin (7 entrées analogiques sont disponibles : 4 gérés dans l'écran "Manches" (équivalent en plus sophistiqué des traditionnels Expo & Dual-Rate) et les 3 autres en tant que "sources" additionnelles de mixeur. En neuf, les FrSky (Banggood) et FlySky (eBay) sont les plus faciles à trouver, avec une préférence pour les premiers. 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 de navigation 4 ou 5 voies, ici ou ici) soit boutons poussoirs individuels (ici).
    • Des interrupteurs 2 ou 3 pôles à levier : des (jusqu'à 5 suivant le besoin) "2 positions on-on SPDT" (switch D/R, etc.), un "3 positions on-off-on 3PDT" (switch ID0/1/2) et un "1 position on-(on) SPST" (switch TRN), pouvant avantageusement être remplacé par un simple bouton poussoir, nettement moins cher.

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    Périphériques et accessoires :

    • Un interrupteur principal (à poussoir, à glissière ou à bascule).
    • Un accu de réception 2S LiPo ou, mieux, Li-Ion (format 18650, type Samsung ICR ou Sony VTC5).
    • 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 (ici).
    • Un boîtier de récupération ou fait maison (bois, tôle, composite, impression 3D, etc.).

    Détourner une radiocommande neuve est une solution potentiellement économique en temps et en argent (mais sans le plaisir de faire son propre boîtier !). Quelques bases correctes : HobbyKing HK6S, FlySky FS-i4, FlySky FS-i6. Dans certains cas, le module d'émission d'origine est directement utilisable (acceptant un signal PPM), comme par exemple sur la DX5e.

     

    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, ainsi que des amplificateurs de tension pour les manches, mais l'expérience montre qu'ils sont superflus.

    De plus :

    • l'évolution d'OpenTX rend certaines fonctions inutiles ou redondantes, 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 d'une tension d'accu, d'un 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

    Code source et les programmes associés :

    OpenTX 2.1.9 NSRC (sources + chaîne de compilation + Companion + Simulateur) : ici (MAJ du 29.10.2017).
    A noter que :
      - aucune installation n'est nécessaire, l'ensemble est complètement portable et fonctionne même sur clé USB.
      - la compilation du firmware se fait par simple fichier de commande éditable (liste des options ici).

      - Companion et Simulateur (en français) intègrent le nouveau mixeur NSRC (explications ici).

    Schémas électroniques :

    Table d'affectations des entrées/sorties carte Arduino Mega2560 : ici.
    Schémas électroniques : ici (schéma "full-options") et ici (carte Mega2560).
    PCB et listing des extensions Mega2560 (pour info, cf. recommandations) : ici.

    Tutoriels :

    Configuration carte mère, LCD et OpenTX, câblage de base, compilation et flashage : ici.
    Câblage, paramétrage et mise en oeuvre de la synthèse vocale : ici.
    Assemblage et câblage de la NSRC "compacte" (version initiale - Modèle Magazine) : ici.
    Modification et installation de la carte Mega2560 :
      - alimentation réversible des manches et mesure de tension d'accu : ici et ici.
      - isolation du port usb et de la télémesure (carte avec CH340G) : ici.
      - installation dans boîtier bois avec module multi-protocole : ici et ici.
      - assemblage ultra-compact carte Pro-Mini + LCD Zolen (câblage in situ au fil émaillé soudable) : ici, ici et ici.

    Plans de boîtiers DIY :

    Plans de réalisation des boîtiers bois : ici.
    Réalisation d'un boîtier en plexiglas : ici.

    Notices d'utilisation OpenTX :

    Bonnes pratiques de programmations sous OpenTX : ici.
    Notice 9X (à revoir, mais c'est une bonne base) : ici (version pdf 
    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.
    Remplacement du firmware du récepteur clone FrSky F801 8 voies pour avoir la télémesure : ici.


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