Bricolage d'hiver

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Bricolage d'hiver

Messagepar Charles » Lun 09 Mar, 2015 09:59

Comme il n'y a pas de vacuum sur mon avion et que tous les instruments sont électriques, je trouve intéressante l'idée d'un horizon artificiel en backup indépendant de l'avion. Je regardais les iLevil, Stratus et Garmin GDL-39 3D, etc., mais j'hésitais parce que je trouvais ça très cher. En continuant ma recherche, je suis tombé sur une annonce d'un AHRS (Attitude and Heading Reference System) à 19.95$, comprenant 3 gyroscopes, 3 accéléromètres et 3 magnétomètres. Difficile à croire, mais j'ai compris le prix en voyant que ça demanderait un peu de travail pour pouvoir l'utiliser:

ImageImage

Et en magasinant un peu plus, j'ai trouvé une version qui comprend un altimètre barométrique pour 8$ de plus ( https://www.pololu.com/product/2470 ). Wow.

Image

Comme c'est l'hiver, qu'il fait un froid de canard et que mon hélice est partie à son overhaul, j'ai un peu de temps libre. Pour moins de 30$, je pense que je viens de trouver une manière intéressante de le meubler et, si ça marche, de joindre l'utile à l'agréable. Ce petit bidule peut fournir toute l'information nécessaire pour fournir un backup de l'horizon artificiel, du compas, du DG, de l'altimètre et du VSI. Hmmm. Mais ça va demander un peu de temps. Ok, on passe la commande.

Évidemment, ça prend un processeur pour faire marcher ça. Préférablement un processeur avec une interface I2C intégrée puisque le bidule utilise ce protocole pour communiquer. Une petite recherche rapide m'amène sur un article où on parle du tout nouveau Raspberry Pi 2 qui, pour 35$, fournit un processeur ARMv7 quad-core à 900MHz, 1GB de mémoire et toutes les entrées/sorties nécessaires pour brancher tout ce qu'on peut imaginer dont, et surtout, une interface I2C native ( http://arstechnica.com/information-tech ... -35-price/ ). Moins gros qu'un paquet de cartes à jouer et 35$. Wow, on n'arrête pas le progrès!

Ça prend aussi un écran pour visualiser l'instrument. J'aurais pu me contenter d'un petit écran de 2" ou 3" mais bon, j'aime bien le format du Garmin Aera. Je commande donc un écran tactile de 5".

Et ça prend un programme pour faire fonctionner tout ça. Comme le Pi roule une version de Unix, c'est assez conventionnel comme programmation mais c'est pas vraiment réaliste de programmer directement sur le bidule parce que bien que ça soit assez puissant comme processeur, c'est loin d'un processeur d'ordinateur de bureau heavy duty. Pour pouvoir travailler sur un ordinateur, c'est pas mal plus simple si cet ordinateur roule Unix également. J'ai donc installé VMWare Player sur mon ordinateur Windows 8.1 et j'ai installé Ubuntu 14 dans cette machine virtuelle. Après beaucoup de taponnage, j'avais un compilateur croisé (cross-compiler) permettant de générer du code pour le Pi à partir de l'ordinateur et QTCreator, un environnement de développement C++ multi-plate-forme, configuré et capable de compiler les programmes pour le Pi et de les déployer et les exécuter directement sur le Pi (vraiment génial ce setup). Et tous ces outils sont complètement gratuits (VMWare Player, Ubuntu 14, Qt5, QtCreator, etc.)

Reste maintenant à faire le programme.

Les données brutes du AHRS sont des accélérations qu'il faut intégrer numériquement pour arriver à déduire l'orientation du circuit et compenser avec les données du magnétomètres pour éliminer la dérive. Pas extrêmement complexe mais ça m'a forcé à fouiller dans mes anciens livres de maths pour rafraîchir mes quaternions.

Finalement, il faut programmer un affichage de l'attitude mesurée. Je me suis inspiré du RC Allen RCA2600 pour programmer un look similaire:
Image

Finalement, voici le premier prototype:



À ma grande surprise, c'est extrêmement stable et précis. On voit le AHRS sur le breadboard (le circuit à l'extrême droite). Il va rester à ajouter l'altitude et le cap magnétique sur l'affichage (à la Garmin G1000 avec des rubans) et de trouver une manière intelligente d'entrer le calage altimétrique et ça sera complet pour l'AHRS.

Et on verra pour la suite. Le circuit juste en haut de l'AHRS est justement un GPS WAAS de la taille d'une pièce de 2$. Un coup parti, autant avoir la position, la track GPS, la vitesse sol, etc.

Finalement, il restera à ajouter une pile (c'est un instrument de backup après tout, il doit être autonome), un circuit de charge et un régulateur de voltage pour brancher ça dans l'allume cigarette de l'avion. Et un boîtier en plastique par impression 3D pour loger tout ça. J'envisage que ça aura le format d'un Garmin Aera, mais plus mince.

C'est quand même incroyable qu'il soit possible d'assembler ce genre de chose à la maison et pour une poignée de dollars. Vive la technologie!
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar raf » Lun 09 Mar, 2015 10:08

C'est formidable ce qu'on peut faire de nos jour et avec tes connaissances. Ton système est très intéressant, si en plus il y a moyen d'enregistrer les données et les recopier plus tard sur écran!!

Je suis à la recherche d'un système qui permet de capter les pressions exercées sur un manche ou palonnier et d'utiliser ces données. Par exemple, cet instrument installé sur le manche, me permet de savoir combien de livre de pression je tire sur le manche etc...

Je suis malheureusement pas bon dans ces systèmes, penses-tu que ce soit réalisable?

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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar daniel61 » Lun 09 Mar, 2015 10:10

Toute la partie technique c'est du chinois pour moi mais ça semble génial comme truc
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Ben Audet » Lun 09 Mar, 2015 11:27

Wow!!! C'est donc ben hot!!! :wtf: :o Te rends-tu compte que, un peu plus de programmation et de taponnage, et tu viens de créer un EFIS Open Source?? T'imagine les possibilités??? Écoute, moi je suis complètement ébahi, ébaubi, impressionné, stupéfait, et ainsi de suite!!!

Tu le vois comme un backup??? Moi je le vois comme un système principal (évidemment peut-être pas pour du certifié, on sait bien...)!!! Imagine! Si tu réussis à mettre (et je ne vois pas pourquoi tu n'y arriverais pas) l'altitude, les autres bébelles moteur (RPM, fuel flow, etc.), tu as une solution complète, qui se vend actuellement chez les autres concurrents pour vraiment très très cher...

Wow!! Vraiment, je suis impressionné!! :shock:

Si jamais tu veux partager un peu plus ton expertise sur ça, moi j'aimerais bien voir et essayer de taponner ça moi aussi...!!
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Charles » Lun 09 Mar, 2015 12:30

Pour un système non-certifié, c'est surement beaucoup plus fiable et précis qu'un gyro mécanique en effet.

Je suis parfaitement disposé à partager le code source puisque je suis redevable en grande partie à d'autres qui ont rendu leurs programmes disponibles gratuitement pour mon système. J'ai documenté une procédure pour installer et configurer les logiciels et l'environnement de développement s'il y en a qui veulent se lancer. Par contre je pense que ça prend une solide maîtrise de Unix, des architectures de compilateurs et du langage C++ pour y arriver. Et une certaine expérience en électronique pour réaliser les circuits sans rien griller.

Je planifie ajouter l'altitude barométrique et le cap magnétique cette semaine, ça semble pas très compliqué à première vue. Le GPS suivra peu après pour la vitesse sol et la route. J'ai aussi trouvé une application de cartographie open source qui permettrait d'afficher une moving map sur l'écran http://www.raspberrypi.org/tangram-an-o ... g-library/ . Ça donne plein d'autres idées.

Pour Raf, ça serait assez facile à faire. Il faudrait par contre insérer un capteur de force dans le manche juste sous la poignée ou dans le yoke juste derrière le volant, quelque chose comme ceci: http://www.ati-ia.com/products/ft/ft_mo ... ?id=Nano17 . Ces capteurs sont très précis donc assez chers par contre. Ça serait un projet intéressant si tu veux pousser ça plus loin
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Eric GARF » Lun 09 Mar, 2015 13:11

Wow vraiment trop cool ! Pendant que moi je repousse les limites de la cuisson sous vide durant la saison froide, d'autres utlisent leur génie à faire de telle chose. Bravo et vive l'hiver :lol:

PS: j'en veux un et je t'échange ça contre un souper fait sous vide :lol: :lol: :lol:
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Ben Audet » Lun 09 Mar, 2015 13:44

Charles a écrit:Je suis parfaitement disposé à partager le code source puisque je suis redevable en grande partie à d'autres qui ont rendu leurs programmes disponibles gratuitement pour mon système. J'ai documenté une procédure pour installer et configurer les logiciels et l'environnement de développement s'il y en a qui veulent se lancer. Par contre je pense que ça prend une solide maîtrise de Unix, des architectures de compilateurs et du langage C++ pour y arriver. Et une certaine expérience en électronique pour réaliser les circuits sans rien griller.

Ah ben là, ça m'intéresse de gosser là-dessus moi aussi!! Et si j'arrive à faire quelque chose qui est digne de mention, alors je m'engage moi aussi à partager mes recettes!! :D Et pour ce qui est de mes connaissances en Unix... ...t'inquiète pas, ça fait 18 ans que je gagne ma vie juste en Unix!! :) Solaris (surtout), Digital / TRU64, Linux, etc.!

https://www.linkedin.com/in/benoitaudet

Vraiment génial ta trouvaille!! Sérieusement, je trouve ça vraiment hot!! :thumbup: :clap:
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Jacques3012 » Lun 09 Mar, 2015 16:11

Wow, un vrai génie ce Charles. Vraiment, tu m'impressionne avec toutes tes connaissances, j'en reviens tout simplement pas. Tu est ingénieur oui mais ton QI est de combien cibole :?: :?: :?: :?: Dans ton texte plus haut, je n'arrivais tout simplement plus a suivre les procédures.

Combien coûterai ce bidule pour le commun des mortels si tu vendrais tout ça en kit a assembler et pré-programmé :?: :?: :?:

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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar drapo » Lun 09 Mar, 2015 16:35

daniel61 a écrit:Toute la partie technique c'est du chinois pour moi mais ça semble génial comme truc


Daniel, même les Chinois de St-Hubert je peux les comprendre, d'après moi c'est du Kligon! :lol: :lol: :lol:

Charles, n'empêche que je suis moi aussi pas mal impressionné. =:) q:)p ;)p

Il ne te reste plus qu'à rendre le tout hermétique à toute autre technologie et tu pourras te lancer dans l'avionique comme Peter Garmin et faire des millions en vendant pour 10,000$ ton bidule à 100$ puis te joindre à Jeppesen pour qu'ils vendent des cartes, autres que USB ou SD, à tous les 56 jours pour 500$/an. À ce point, les pros de l'avionique pourront nous l'installer pour 5,000$ en main d'oeuvre et 1,500$ de frais de certification (papiers) et ta technologie sera enfin certifiée pour la petite aviation! :tapemur:

Excuse Charles, tu n'as rien à voir avec le dernier paragraphe, seulement un cri du coeur d'un pilote qui regarde pour rehausser son GPS et son autopilote dans le monde du certifié!
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Charles » Lun 09 Mar, 2015 16:43

Je te comprends. C'est d'ailleurs cette impatience avec le prix des machins qui m'a incité à faire ça.

Liste des pièces avec prix de détail disponibles sur le web:

- AHRS avec altimètre barométrique: 27.95
- Processeur ARMv7 avec 1GB RAM: 35.00
- Carte mémoire microSD 8GB: 5.00
- Écran: disons 30.00 pour un 2.8" pour faire un appareil de la taille du RC Allen RCA2600 (le 5" tactile est à 79.95)
- Régulateur de voltage de 5 à 35V : 2.00
- Pile au lithium: 14.95
- Boîtier produit par impression 3D: disons 10$

Soit un total de 124.90$. Ajoute 30$ si tu veux le GPS pour le cap sol, la route et la position.

30 à 40% moins cher au prix de gros.
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Pol6 » Lun 09 Mar, 2015 19:04

Je suis très impressionné, dire que je me suis procuré un RC Allen 2600 pour $2985 il y a de cela 1 an pour mettre dans mon avion de construction amateur. Une chance que c'est moi qui a fait l'installation (environ $25 pour le connecteur) sinon j'aurais l'impression de m'être fait voler. Pis le tiens peut évoluer en plus .... non mais quel génie !
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Jacques3012 » Lun 09 Mar, 2015 20:05

Charles, bien beau acheter tout ça mais on peut rien faire sans que tout sois branchés et programmé ;)

A moins que tu nous offres la programmation du processeur pour pas trop cher ;)

Je donnerai cher pour avoir tes connaissances dans ce domaine.

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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar martind2112 » Mar 10 Mar, 2015 18:00

Moi aussi, je suis très impressionné par tes résultats. Bravo! :clap:

Jacques3012 a écrit:Tu est ingénieur...

Tu es ingénieur, Charles? Quelle spécialisation, quel grade? Je ne sais pas où j'ai pris l'idée que tu étais notaire... :passur:

Jacques3012 a écrit:... mais ton QI est de combien cibole :?: :?: :?: :?:

Au moins au-dessus de 170...
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Charles » Mar 10 Mar, 2015 19:54

C'est ma blonde qui est notaire, moi je suis effectivement ingénieur. Mais en mécanique. :wave:

Au fait, le compas magnétique fonctionne bien maintenant. Le temps de réponse pour un changement de cap est instantané grâce à l'utilisation de l'accéléromètre pour calculer les changements de cap à la manière d'un DG et du magnétomètre pour appliquer des corrections continuelles au cap calculé par l'accéléromètre. C'est un peu la même approche que la combinaison du compas KMT-112 avec le DG KG-102 de Bendix King dans leur kit pour l'indicateur KI-525A. J'attaque l'altimètre barométrique demain.
Dernière édition par Charles le Mar 10 Mar, 2015 21:33, édité 1 fois.
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar danspeedshop » Mar 10 Mar, 2015 21:33

tomber la dessus par hasard ce soir

https://www.youtube.com/watch?v=ryxpK2vJVaU

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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Jacques3012 » Mar 10 Mar, 2015 22:10

I Levil Aw = 1395.00 $US

Quand même pas donné mais je trouves ça quand même abordable.

Par contre, ce que Charles est en train de développer m'intéresse beaucoup comme bricoleur.

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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar martind2112 » Mer 11 Mar, 2015 00:50

Charles a écrit:le compas magnétique fonctionne bien maintenant.

J'imagine qu'il faudra une façon d'entrer des données de déviation magnétique (compass swing)?
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Charles » Mer 11 Mar, 2015 07:08

Oui, il faut calibrer le magnétomètre sur les 3 axes. La procédure consiste à prendre des mesures dans toutes les orientations possibles du chip et de calculer le centre géométrique de l'ellipsoïde formé par les vecteurs à 3 composantes du champ magnétique mesuré. L'offset du centre de l'ellipsoïde par rapport au zéro du système de référence constitue les offsets à appliquer aux mesures par la suite.

La compagnie qui vend le bidule fournit un programme de calibration pour faire ça, c'est très simple.
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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar danspeedshop » Mer 11 Mar, 2015 08:25

Charles a écrit:Oui, il faut calibrer le magnétomètre sur les 3 axes. La procédure consiste à prendre des mesures dans toutes les orientations possibles du chip et de calculer le centre géométrique de l'ellipsoïde formé par les vecteurs à 3 composantes du champ magnétique mesuré. L'offset du centre de l'ellipsoïde par rapport au zéro du système de référence constitue les offsets à appliquer aux mesures par la suite.

La compagnie qui vend le bidule fournit un programme de calibration pour faire ça, c'est très simple.


ouais tres simple tu dit :euh: :euh: pour toi ok ;)p ;)p

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Re: Bricolage d'hiver

Messagepar Charles » Mer 11 Mar, 2015 10:30

martind2112 a écrit:
Charles a écrit:le compas magnétique fonctionne bien maintenant.

J'imagine qu'il faudra une façon d'entrer des données de déviation magnétique (compass swing)?


Ta question m'a porté à réfléchir. La calibration du magnétomètre élimine les erreurs linéaires du compas. S'il y avait des erreurs non-linéaires dues à des anomalies magnétiques situées à proximité, je ne suis pas certain qu'elles seraient compensées par la procédure de calibration décrite plus haut. Peut-être faudrait-il faire un étalonnage avec le système dans l'avion (i.e.un compass swing) et entrer des facteurs de correction manuellement dans le système.

Merci pour la question, je vais approfondir ça.

En attendant, est-ce que quelqu'un sait si on doit faire un compass swing avec les G1000, Aspen, G500 ou G600?
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