Le contrôleur de vol Flip32 / Naze32

Bonjour à tous,

Cela faisait longtemps que je n’avais pas fait un dossier technique. Depuis la réalisation de ces dossiers, le banc de test a été amélioré. Finies les mesures à l’iphone. Nous disposons en outre d’une cage gyroscopique dans lequel un multicoptère de classe 250 est libre de tourner autour de 3 axes de rotation. J’en reparlerai.

Aujourd’hui, nous testons le Flip32+, qui est un clone du « Naze32 » et disponible chez Banggood. J’ai pu tester deux versions. La version de HobbyKing, reprend le design original, avec son modèle AfroFlight Naze32 Acro à 22€. Notez le mot « Acro ». Il désigne une version avec uniquement les accéléromètres et gyroscopes, alors que la version tout-capteur comprend en plus le baromètre et le magnétomètre (la boussole quoi…). La version originelle est vendue plus chère, à 47€ au moment où j’écris ces lignes ( par exemple ici). Open source oblige, on en trouve des clones. Nous testons ici celui de Banggood, la Flip32 / Naze 32, vendue à 22€, c’est à dire le même prix que la version « acro » de HobbyKing. Alors pourquoi se priver. Nous verrons ici les différences entre ces cartes.

Présentation

Pour rappel, cette carte utilise un processeur 32 bits à 72 Mhz, c’est à dire beaucoup plus rapide que ses grandes soeurs (Crius, Ardupilot Mega, …) qui sont sous processeur 8 bits à 16 Mhz (genre carte Arduino). Le firmware qui tourne sur la Naze32 est compatible avec les logiciels utilisés auparavant pour les cartes multiwii, mais a été porté pour les processeurs 32 bits. Il a donc été développé deux principaux logiciels dédiés à ces cartes. Baseflight et Cleanflight. Nous préférons le deuxième, dont le code respecte des standards de programmation, et garantie un code plus propre. Par expérience personnelle aussi je préfère Cleanflight, la documentation de Cleanflight est plus claire, et des add-ons ont été développés avec une documentation très orientée utilisateur. Cette préférence n’engage que moi. Cleanflight (ainsi que Baseflight), est donc le logiciel qui permet de charger le firmware dans la Naze32, et de le configurer par après. Ceci diffère légèrement des anciennes cartes sous Multiwii, qui nécessitait d’uploader le firmware avec le logiciel Arduino, puis ensuite d’utiliser le software GUI de Multiwii pour le régler. Nous reparlerons de tout ça dans un prochain épisode dédié au logiciel Cleanflight.

A gauche, la carte AfroFlight Naze32 d’HobbyKing. A droite, la Flip32 10 DOF de Banggood. Et Wall-E va un peu nous aider (si si…).
Non, l’AfroFlight n’est pas livrée avec une queue de diable… Nous y reviendrons.

De plus près (avec la flip32 à gauche cette fois-ci):

Voyons l’autre côté:

La Flip32 est maintenant à gauche. Vous remarquerez les pins de la Naze32 AfroFlight (noire), en haut à gauche de la carte, ils ne sont pas accompagnés de connections Ground ou Volts. Ce ne sont que les pins de signal. Cela impose du coupage de cable, ou d’utiliser des cables individuels, qu’on n’a pas forcément, vu qu’on dispose communément de cables servo… Ca, j’aime moins déjà. La Flip 32 est déjà plus standards. Sur les 2 images vous remarquerez que toutes les connections sur le Flip32 sont à 3 pins. Avec la redondance Ground Volts qui laisse le choix de la manière dont vous alimenterez votre électronique.
Mais regardez de plus près. Sur l’AfroFlight (noire), les connections SDL et SCA du bus I2C (indiqués par le scotch blanc) ne sont pas « trouées ». Si on veut les utiliser, impossible d’y mettre des pins supplémentaire. Pour mettre un magnétomètre externe, j’ai donc du souder des cables : c’est crade… Sur la Flip32, SCL et SDA sont disponibles sur des emplacements via des pins supplémentaires (lignes de trous « CD » en haut de la Flip32). Pour y voir plus clair, voici un petit diagramme pour la connectique (cliquez dessus pour l’agrandir) :

C’est beaucoup plus propre que la Naze32. Idem pour le cour-circuit du bootloader ». On y a recours en cas de problème de « flashage » de la carte, lors du chargement d’un nouveau firmware. J’ai du souder salement deux pins sur l’AfroFlight (ceux de travers à droite sur la première image) pour y mettre un jumper et ainsi pouvoir re-flasher ma carte. La Flip32 possède des emplacements pour souder proprement deux pins. De fait, elle me semble bien mieux pensée en terme de connectique par rapport à la Naze32 originelle.

Solution de montage

Les cartes Naze32 / Flip32 sont plus petites que leurs ainées (Crius AIOP, Multiwii Pro, Ardupilot Mega, etc…). Or, beaucoup de frames restent sur cet ancien standard. Ici l’espacement entre les trous de fixation est de… 3.1 cm !! Sympa le standard !! Mais en fait, on s’en fiche un peu. Il faut de toute manière fixer son contrôleur sur un support l’isolant, au moins en partie, des vibrations. J’ai vu que quelques magasins en ligne fournissait le support ci-dessous, que je vous monte en pas à pas avec Wall-E :

Les coussins de Schtroumpf isolent en fait le contrôleur de la plaque inférieure, qui se visse sur votre frame (ou se colle via du double face) et possède l’espacement standards des anciennes cartes (si votre frame est pourvue de telles fixations, vous pourrez alors la visser dessus, c’est plus propre, voir example photo plus bas).

J’en ai acheté en fait deux. Une chez un distributeur britannique, qui vous coûte 19€ (12€ de port !!!), et l’autre plaque anti-vibration chez Banggood à 2,65€ port compris (le port est gratuit !!). Je voulais vérifier si c’était le même produit. Je les ai reçu. Et bien c’est le même produit !!! D’ailleurs, si vous le trouvez en France pour un prix intermédiaire, faites-le nous savoir dans les commentaires, ça nous intéresse.

En a-t-on vraiment besoin me demanderez-vous ? Ne peut-on pas utiliser de l’adhésif double face comme ces blocs de mousses que l’on trouve chez Hobbyking ? Et fixez directement la carte à même la frame ? Voici la réponse de notre bench :

Je suis un maniaque de la minimisation des vibrations. Peut-être sur les graphiques de droites elles sont suffisamment faibles, on est en effet en-dessous des 0.5 g préconisés pour les drones. Mais à gauche, on peut voir venir. Car ici, j’avais des hélices 5 pouces. Alors avec du 8, 10, 12 pouces… Ca va secouer. D’ailleurs, je vous ferai bientôt un épisode sur l’influence des tailles d’hélices sur les vibrations ressenties par le contrôleur.
Je vous conseille donc vraiment ce genre de plaques anti-vibrations, préférez-les aux mousses adhésives.

Qu’est-ce que ça donne en vol ? Je vous ai montés une démo avec mon Y4 dans notre cage gyroscopique Version 1.0 (elle va évoluer), qui va je pense beaucoup nous servir pour vous faire des démos. J’ai superposé sur la vidéo les données d’un enregistreur de vol (projet Blackbox) que j’ai rajouté à mon Y4. Je vous en reparlerai dans un autre dossier. Ici, j’ai laissé les valeurs PID par défaut, pour vous montrer un peu ce que vous avez « out of the box », sans réglage (à l’exception de charger le firmware dans la carte bien sûr).

La tenue de vol est propre, si vous n’aimez pas régler vos PIDs vous pourrez très certainement voler agréablement avec votre machine.

Ce modèle de Flip32 dit « 10 DOF » possède donc tous les capteurs de la Naze32 originelle. Gyro et Accéléro, Baromètre, assurant un asservissement en altitude, et le magnétomètre, permettant d’asservir un cap magnétique donné. Dans un prochain épisode, je vous parlerai de comment configurer votre carte avec le firmware Cleanflight (modes de stabilisations, etc…). Ca vous laisse le temps de vous la procurer pour ceux que ça intéresse !

Revoici la liste du père noël pour les produits de ce dossier:

Flip32 / Naze 32 (22,28€)
plaque anti-vibration (2,65€)

N’hésitez-pas à nous poser vos questions