Q: Capteurs Holybro pour ArduPilot : configuration de la vitesse anémométrique, du flux optique et de la boussole

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Réponse rapide

Holybro fabrique trois capteurs qui ajoutent des capacités réelles aux constructions ArduPilot : le capteur numérique de vitesse anémométrique MS4525DO pour les aéronefs à voilure fixe et les VTOL, le capteur de flux optique PMW3901 pour le maintien de position intérieur sans GPS, et le compas DroneCAN RM3100 pour un cap magnétique de haute précision. Chacun se branche avec un seul câble et ne nécessite que quelques modifications de paramètres dans Mission Planner ou QGroundControl.

Capteur numérique de vitesse anémométrique MS4525DO

Le Holybro MS4525DO mesure la vitesse anémométrique en détectant la différence de pression entre le tube de Pitot orienté vers l'avant et un port statique sur le côté. Contrairement aux anciens capteurs analogiques, le MS4525DO communique numériquement via I2C à l'adresse 0x28, ce qui signifie qu'il n'est pas affecté par le bruit électrique des composants proches ou les longs câbles.

Les aéronefs à voilure fixe et les VTOL ont besoin de données de vitesse anémométrique pour une protection appropriée contre le décrochage, l'auto-accélération et l'estimation du vent. Sans cela, ArduPilot doit s'appuyer entièrement sur la vitesse au sol GPS, qui peut être dangereusement imprécise en cas de vent de face. Pour un examen plus approfondi du fonctionnement des capteurs de vitesse anémométrique, consultez notre explication sur les capteurs de vitesse anémométrique.

Câblage

Connectez les quatre fils I2C à votre contrôleur de vol : SDA à SDA, SCL à SCL, VCC à 5V et GND à GND. Le tube de Pitot est orienté vers l'avant sur l'aéronef, idéalement monté là où il bénéficie d'un flux d'air propre, à l'écart du souffle de l'hélice.

Configuration ArduPilot

Dans Mission Planner, activez le capteur en réglant ARSPD_TYPE à 2 pour le MS4525DO. Réglez ARSPD_USE à 1 pour qu'ArduPilot utilise les données de vitesse anémométrique. Le rapport d'étalonnage par défaut de 1.0 fonctionne pour la plupart des installations, mais vous pouvez l'affiner avec l'outil d'étalonnage à l'écran après quelques vols. Dans QGroundControl, activez via le paramètre SENS_EN_MS4525DO à la place.

Capteur de flux optique PMW3901

Le capteur de flux optique Holybro PMW3901 fournit des données de position lorsque le GPS est indisponible, ce qui le rend utile pour les vols intérieurs, sous les ponts ou partout où la réception satellite est mauvaise. Le capteur fonctionne comme une souris optique, suivant le mouvement de la texture du sol sous le drone pour estimer la vitesse horizontale.

Cette version UART est livrée avec un BEC intégré et un connecteur JST-GH à 6 broches pré-soudé qui se branche directement sur un port TELEM de la plupart des contrôleurs de vol. Il fonctionne avec un télémètre orienté vers le bas, qui fournit la référence d'altitude dont le capteur de flux a besoin pour des calculs précis.

Câblage

Branchez le connecteur JST-GH sur n'importe quel port TELEM libre de votre contrôleur de vol. Le capteur tire son alimentation et envoie des données via cette seule connexion. Montez-le sous le cadre, orienté droit vers le bas, à au moins 10 cm au-dessus du sol pendant le vol.

Configuration ArduPilot

Réglez FLOW_TYPE à 4 pour activer le protocole PMW3901. Ensuite, configurez le port série auquel il est connecté en réglant SERIALx_PROTOCOL à 18 et SERIALx_BAUD à 115, où x est le numéro du port TELEM. Après l'activation, effectuez un étalonnage basé sur les logs en volant en mode de maintien de position avec le GPS disponible, puis en analysant les données de flux par rapport au GPS pour calculer le facteur d'échelle.

Compas DroneCAN RM3100

Le Holybro RM3100 est un magnétomètre de qualité professionnelle qui se connecte via DroneCAN plutôt qu'I2C. Le capteur RM3100 offre une résolution et un bruit significativement plus faibles que les compas IST8310 ou AK09916 que l'on trouve sur la plupart des contrôleurs de vol. Il se connecte via un seul câble CAN à 4 broches et est automatiquement détecté par ArduPilot et PX4.

Ceci est important pour les grands aéronefs, les drones de cartographie et toute construction où le compas embarqué standard est trop proche des lignes électriques, des ESC ou des moteurs qui génèrent des interférences magnétiques. Pour en savoir plus sur DroneCAN par rapport aux anciens protocoles, lisez notre guide DroneCAN.

Câblage

Connectez le câble CAN à 4 broches du RM3100 au port CAN1 ou CAN2 de votre contrôleur de vol. CAN H à CAN H, CAN L à CAN L, VCC à 5V et GND à GND. Terminez le bus CAN aux deux extrémités avec des résistances de 120 ohms si votre contrôleur de vol n'a pas de terminaison intégrée.

Configuration ArduPilot

Activez le CAN en réglant CAN_P1_DRIVER à 1 et CAN_P1_BITRATE à 1000000. Le RM3100 apparaîtra dans l'onglet DroneCAN de Mission Planner une fois alimenté. Réglez CAN_D1_PROTOCOL à 1 pour DroneCAN. Une fois que le compas apparaît, exécutez l'étalonnage standard du compas : faites pivoter l'aéronef sur tous les axes jusqu'à ce que la barre de progression soit complète. ArduPilot priorisera automatiquement le RM3100 par rapport au compas embarqué en fonction de ses lectures de bruit plus faibles.

Référence rapide

Capteur Interface Utilisation principale Paramètre clé
MS4525DO I2C Vitesse anémométrique d'aéronef à voilure fixe ARSPD_TYPE = 2
PMW3901 UART Maintien de position intérieur FLOW_TYPE = 4
RM3100 DroneCAN Cap de précision CAN_D1_PROTOCOL = 1

Démarrer avec ArduPilot

Les trois capteurs nécessitent ArduPilot 4.3 ou plus récent pour un support complet. Si vous êtes nouveau sur ArduPilot, notre guide de configuration ArduPilot explique le processus initial de flashage et de configuration. Pour le choix du matériel, parcourez la collection d'autopilotes et de contrôleurs de vol.

Foire aux questions

Ai-je besoin d'un télémètre avec le capteur de flux optique ?

Oui. Le capteur de flux ne mesure que le mouvement horizontal. Sans télémètre pour fournir l'altitude, ArduPilot ne peut pas convertir les données de flux en estimations de position utilisables.

Puis-je utiliser plusieurs compas RM3100 sur le même bus CAN ?

Oui. Chaque appareil DroneCAN reçoit automatiquement un identifiant de nœud unique. ArduPilot peut utiliser les données de plusieurs compas et les comparera pour la cohérence.