Comment connecter le drone LiteWing ESP32 à Betaflight

LiteWing est un drone open source basé sur ESP32-S3 qui offre une plate-forme flexible pour l’expérimentation et l’apprentissage. Par défaut, LiteWing fonctionne en utilisant le firmware Crazyflie modifié. LiteWing peut également être configuré en utilisant Bêtalightun logiciel de contrôle de vol puissant et largement adopté, utilisé dans les drones FPV et de course.

Dans ce didacticiel, nous passerons en revue le processus de configuration du drone LiteWing à l’aide de Betaflight et sa transformation en un drone entièrement réglable. L’intégration du drone LiteWing Betaflight débloque un riche ensemble de fonctionnalités telles que le réglage PID, la configuration du moteur, la configuration du récepteur, les modes de vol et les diagnostics en temps réel, ce qui en fait un excellent choix pour les utilisateurs qui souhaitent un contrôle plus approfondi sur le comportement de leur drone.

Ce guide s’adresse aux débutants ainsi qu’aux développeurs expérimentés qui souhaitent explorer comment du matériel open source comme LiteWing peut être intégré à un logiciel de vol standard. À la fin de ce didacticiel ESP32 Betaflight, vous disposerez d’un drone LiteWing correctement configuré et d’une compréhension claire de la manière dont Betaflight peut être utilisé pour libérer tout son potentiel. Si vous souhaitez en savoir plus sur le drone LiteWing, son matériel et d’autres fonctionnalités, assurez-vous de consulter la documentation et les ressources officielles.

Conditions préalables pour la configuration de LiteWing Betaflight

Pour suivre ce tutoriel, vous aurez besoin d’un drone LiteWing, d’un récepteur ExpressLRS (ELRS) et d’un émetteur ELRS compatible pour contrôler le drone. Le récepteur et l’émetteur doivent déjà être liés avant de se connecter au drone. Un ordinateur sur lequel Betaflight Configurator est installé est également requis pour la configuration et le réglage.

Étape 1 : Téléchargement du micrologiciel ESP32 Betaflight sur le drone LiteWing

Avant de configurer le micrologiciel Betaflight du drone LiteWing ESP32, vous devez le programmer manuellement à l’aide de l’outil de flashage ESP. LiteWing utilise un ESP-FC basé sur ESP32-S3, le fichier binaire correct doit donc être flashé avant de continuer.

Téléchargement du micrologiciel ESP32 Betaflight

Tout d’abord, ouvrez le référentiel GitHub open source ESP-FC en utilisant le lien ci-dessous. Ce firmware est développé et maintenu par rtlopez, et son travail est très apprécié pour sa contribution à la communauté open source.
Dépôt GitHub : https://github.com/rtlopez/esp-fc

Une fois la page du référentiel ouverte, accédez au Sorties section. La page des versions contient des binaires de micrologiciels précompilés pour différents contrôleurs de vol basés sur ESP. À partir de là, téléchargez le fichier .zip du firmware spécialement conçu pour le microcontrôleur ESP32-S3 puisque LiteWing est basé sur la plate-forme ESP32-S3.

Pour flasher le firmware sur le drone LiteWing, ouvrez l’outil Espressif ESP (Web-based flasher) dans un navigateur pris en charge. Connectez le drone LiteWing à votre ordinateur à l’aide d’un câble de données USB, en vous assurant que le drone est allumé et détecté par votre système. Sur la page Web de l’outil ESP, cliquez sur Sélectionnez le portchoisissez le port COM correspondant au drone LiteWing dans la liste pop-up et confirmez la sélection. Puis cliquez Connecter pour établir la communication entre l’outil et le drone. Une fois connecté avec succès, l’outil sera prêt pour le téléchargement du micrologiciel.

Téléchargez le fichier du firmware téléchargé (firmware_0x00.bin) et définissez l’adresse flash sur 0x0000en vérifiant que le fichier et l’adresse corrects sont sélectionnés. Cliquez sur le Programme pour commencer à clignoter et attendez que le processus se termine avec succès, en veillant à ne pas déconnecter le drone pendant la programmation. Une fois terminé, le firmware sera téléchargé avec succès sur le drone LiteWing, et vous pouvez maintenant procéder à la configuration des paramètres et au réglage du drone à l’aide de Betaflight. Une fois le téléchargement du micrologiciel ESP32 Betaflight terminé avec succès, votre drone LiteWing est prêt à être configuré dans Betaflight Configurator.

Étape 2 : Installation du configurateur Betaflight pour la configuration ESP32

Pour configurer et régler le drone LiteWing ESP32 Betaflight, vous avez besoin du Configurateur Betaflight installé sur votre ordinateur. Ce logiciel permet de se connecter au drone et d’ajuster les paramètres de vol.

Téléchargement et installation du configurateur Betaflight

Visitez la page de publication officielle de GitHub pour les versions de Betaflight Configurator et la version téléchargée. 10.10.0 est recommandé pour une installation facile. Choisissez la version compatible avec votre système d’exploitation : Windows, macOS ou Linux.

Configuration des options du configurateur Betaflight

Après avoir installé et ouvert le configurateur ESP32 Betaflight.

Avant de connecter le drone LiteWing ESP32 à Betaflight, vous devez ajuster certains paramètres dans l’onglet Options comme indiqué dans l’image de référence. Assurez-vous d’activer « Afficher tous les périphériques série », cela garantit que le logiciel peut détecter le drone même s’il n’apparaît pas par défaut.

Ces modifications aident le configurateur Betaflight à communiquer correctement avec le drone.

Une fois les paramètres mis à jour, sélectionnez manuellement le port COM dans le logiciel et cliquez sur le bouton Connecter pour établir la communication entre le logiciel et le drone.

Étape 3 : Configuration des broches matérielles via Betaflight CLI

Lorsque vous connectez pour la première fois le drone LiteWing à Betaflight, vous remarquerez peut-être que les mises à jour en temps réel et le modèle 3D dans l’onglet configuration ne répondent pas correctement lorsque le drone est déplacé. Cela se produit parce que les affectations de broches par défaut dans Betaflight ne correspondent pas au matériel LiteWing. Pour résoudre ce problème, vous pouvez mettre à jour les affectations des broches à l’aide de l’onglet CLI dans Betaflight Configurator. En entrant les commandes correctes, vous pouvez mapper les broches selon la configuration de LiteWing, garantissant que tous les moteurs et capteurs répondent avec précision lors des mises à jour en temps réel.

Voici un ensemble de commandes qui peuvent être copiées et collées directement dans la CLI. Après avoir collé les commandes, appuyez simplement sur Entrée, puis tapez sauvegarder et appuyez à nouveau sur Entrée pour enregistrer les modifications. Et puis tapez redémarrer et appuyez à nouveau sur Entrée. Cela mettra automatiquement à jour la configuration des broches, rendant la configuration rapide et facile sans modifier manuellement chaque affectation.

set pin_input_rx -1
set pin_output_0 6
set pin_output_1 5
set pin_output_2 3
set pin_output_3 4
set pin_buzzer 8
set pin_serial_0_tx 43
set pin_serial_0_rx 44
set pin_serial_1_tx 17
set pin_serial_1_rx 18
set pin_serial_2_tx -1
set pin_serial_2_rx -1
set pin_i2c_scl 10
set pin_i2c_sda 11
set pin_input_adc_0 2
set pin_input_adc_1 -1
set pin_spi_0_sck 12
set pin_spi_0_mosi 35
set pin_spi_0_miso 37
set pin_spi_cs_0 -1
set pin_spi_cs_1 7
set pin_spi_cs_2 -1
set pin_buzzer_invert -1

Une fois les commandes CLI exécutées, déconnectez et reconnectez simplement le drone LiteWing. Cela permettra au drone ESP32 de se connecter au Betaflight Configurator et d’afficher des mises à jour en temps réel, reflétant avec précision les mouvements du drone.

Étape 4 : Correction de l’orientation de l’IMU dans le drone LiteWing Betaflight

Le modèle 3D de Betaflight bouge lorsque le drone est incliné ou pivoté, mais vous remarquerez peut-être que ses mouvements ne correspondent pas exactement à ceux du drone réel. Cela se produit parce que le IMU (Inertial Measurement Unit) du LiteWing est placé dans une orientation différente. Pour corriger cela, rendez-vous sur Configuration dans Betaflight, faites défiler jusqu’à Alignement de la carte et du capteuret changez le Premier gyroscope paramètre de Défaut à CW270°. Cela aligne avec précision le modèle 3D avec les mouvements réels du drone.

Étape 5 : Configuration de la surveillance de la tension de la batterie

Pour surveiller la tension de la batterie dans le logiciel, apportez les modifications nécessaires comme indiqué dans l’image de référence ci-dessous, sélectionnez CAN embarqué comme source de voltmètre, puis définissez les valeurs de tension de cellule minimale et maximale, et ajustez la tension de cellule d’avertissement en fonction de vos besoins.

Dans les paramètres du voltmètre, réglez l’échelle sur 10la valeur du diviseur à 1et la valeur du multiplicateur à 2car ces valeurs sont calculées sur la base du diviseur de tension utilisé dans le LiteWing.

Étape 6 : Configuration du protocole moteur pour les moteurs à courant continu à balais

LiteWing utilise des moteurs DC à balais, le protocole moteur doit donc être configuré en conséquence dans Betaflight. Dans l’onglet Configuration de Betaflight Configurator, définissez le protocole moteur sur Brushed. Réglez ensuite la fréquence PWM du moteur sur 8 000 Hz. Conservez les paramètres restants du moteur et de l’ESC définis comme indiqué dans l’image de référence, car ces valeurs sont configurées pour le matériel LiteWing.

Après avoir effectué ces modifications, cliquez sur Enregistrer et redémarrer pour appliquer les paramètres. Une fois terminé, les moteurs répondront correctement et en douceur pendant le fonctionnement.

Étape 7 : connexion et configuration du récepteur ExpressLRS

Dans cette configuration, nous allons contrôler le drone LiteWing à l’aide d’un émetteur et d’un récepteur radio. Pour cette configuration, nous utilisons un récepteur ExpressLRS (ELRS) en raison de sa communication radio à faible latence. ELRS est largement utilisé en raison de sa longue portée, de sa réponse rapide et de sa prise en charge open source.

Connectez le récepteur ELRS au LiteWing selon le câblage UART. Alimentez le récepteur en utilisant 3,3 V et GND. Connectez la broche TX du récepteur au RX du drone (GPIO18) et la broche RX du récepteur au TX du drone (GPIO17). Assurez-vous que toutes les connexions d’alimentation, de terre et de signal sont correctement établies avant de continuer.

Ensuite, ouvrez Betaflight Configurator et accédez à l’onglet Ports. Activez Serial RX sur l’UART 2, où le récepteur ELRS est connecté, et enregistrez les paramètres.

Accédez ensuite à l’onglet Récepteur, définissez le mode récepteur sur Récepteur série et sélectionnez CRSF comme protocole. Enregistrez et redémarrez le drone. Après cela, allumez l’émetteur si tout est configuré correctement et vous verrez les mouvements des canaux en temps réel dans l’onglet Récepteur lorsque vous déplacez les manettes de l’émetteur.

Étape 8 : Configuration des modes de vol pour le drone LiteWing Betaflight

Les modes de vol définissent le comportement du drone LiteWing pendant le vol. Dans cette configuration, nous configurerons les modes ARM, ANGLE et BLACKBOX à l’aide de Betaflight.

Ouvrez l’onglet Modes dans Betaflight Configurator. Attribuez un interrupteur de votre émetteur au mode ARM pour activer et désactiver les moteurs en toute sécurité. Ensuite, attribuez un autre interrupteur ou une autre position au mode ANGLE, qui permet une mise à niveau automatique et est idéal pour un vol stable et adapté aux débutants. Activez le mode BLACKBOX pour enregistrer les données de vol à des fins de réglage et de dépannage.

Après avoir attribué les commutateurs, assurez-vous que les plages d’activation sont correctement définies et cliquez sur Enregistrer. Ces modes vous permettront d’armer le drone et de basculer entre un comportement de vol stable et agressif selon vos besoins.

Étape 9 : Réglage PID pour le drone à moteur à balais LiteWing

Les valeurs PID par défaut de Betaflight ne conviennent pas au drone LiteWing et peuvent entraîner des performances de vol instables. Étant donné que LiteWing est un drone léger utilisant des moteurs à courant continu à balais, des valeurs PID personnalisées sont nécessaires pour obtenir un vol stable et fluide.

Dans l’onglet PID Tuning de Betaflight Configurator, remplacez les valeurs par défaut par les valeurs LiteWing PID recommandées fournies dans la configuration de référence. Ces valeurs ont été testées et optimisées spécifiquement pour LiteWing et permettent d’éliminer les oscillations tout en améliorant le contrôle et la réactivité.

Après avoir saisi les valeurs PID, cliquez sur Enregistrer et effectuez un court vol d’essai. Si nécessaire, des ajustements mineurs peuvent être effectués ultérieurement, mais les valeurs fournies devraient immédiatement offrir une expérience de vol stable et fiable.

Étape 10 : Enregistrement et analyse des données de vol Blackbox

Blackbox est une fonctionnalité de journalisation de Betaflight qui enregistre les données de vol telles que les valeurs du gyroscope, les sorties du moteur, le comportement du PID et les entrées du récepteur. Ces données sont utiles pour analyser les performances de vol et résoudre des problèmes tels que les vibrations, les oscillations ou les comportements instables.

Après avoir terminé toutes les étapes de ce guide, votre drone LiteWing configuré avec Betaflight est entièrement prêt pour le vol. Vous pouvez désormais le tester en toute sécurité, affiner les paramètres si nécessaire et explorer des fonctionnalités Betaflight plus avancées à mesure que vous gagnez en expérience.

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