(Page mise à jour le 1/11/2022)
L’avionique regroupe l’ensemble des dispositifs électroniques et/ou informatiques présents dans un aéronef. Cela va des systèmes de radio communication aux instruments de surveillance de la motorisation, en passant par les instruments de navigation, le pilote automatique, l’anticollision, la surveillance des paramètres de vol, la gestion des capteurs et actionneurs… etc. En aviation certifiée, l’ensemble de ces systèmes est entièrement clos, conçu, installé et entretenu par des professionnels eux mêmes certifiés. Aucune intervention ou modification n’est autorisée en dehors de ce cadre professionnel.
Dans le domaine de la construction amateur, des avions expérimentaux et des ultra légers, la règlementation est plus souple. Le principe de base est la responsabilité individuelle du propriétaire et/ou du pilote. Cela n’exonère pas ce dernier de l’obligation de respecter les règles de l’art et le suivi de navigabilité. Mais cela permet au constructeur amateur, au pilote ou au propriétaire d’intervenir lui-même sur l’avionique. Quelques systèmes affectant la sécurité des espaces aériens, comme la VHF et le transpondeur, restent cependant clos et supervisés par les autorités.
Un site pour qui ?
Ce site s’adresse donc à tous les propriétaires et/ou pilotes et/ou constructeurs d’engins non certifiés, passionnés d’électronique et/ou d’informatique. A ceux qui souhaitent en savoir plus et partager sur l’avionique à architecture matérielle et logicielle libre. A ceux qui rêvent d’une avionique à concevoir, construire, programmer, installer et exploiter soi-même, sous sa propre responsabilité. Le seul prérequis est de posséder un fer à souder !
Comment est-ce possible ?
Ce défi a été rendu possible grâce à l’apparition sur le marché de cartes électroniques économiques, équipées de microcontrôleurs performants. Ces cartes sont faciles à maîtriser par n’importe quel passionné, grâce à un écosystème logiciel “open source” particulièrement simple. La seule limite est donc la passion !
Le projet Arduino, qui date de 2005, a été déterminant pour rendre le monde des microcontrôleurs facilement accessible à des non professionnels. Il permet, pour un coût insignifiant, de mettre au point des dispositifs complexes et performants associant des capteurs et/ou des actuateurs. Comme un robot, une centrale domotique ou… un horizon artificiel !
Nous allons voir que les cartes Arduino ne sont pas les seules, ni les plus adaptées au besoins de l’avionique. Néanmoins, leur célébrité et leur antériorité justifiaient le non de domaine de ce site : avionicsduino.
But du site
Le but principal du site est donc de présenter les circuits et les logiciels de systèmes avioniques qui répondent à ce cahier des charges :
- Tout un chacun peut les construire et les programmer en partant de bases élémentaires.
- Ils sont économiques, leur prix de revient doit être très inférieur à celui de systèmes commerciaux équivalents.
- Ces systèmes fonctionnent vraiment, c’est à dire qu’ils ont été testés en vol.
Ce site a également pour but de présenter des articles plus généraux sur les microcontrôleurs, des tests, des projets de réalisations en cours, toujours dans le domaine de l’avionique et de l’aviation.
Le concept d’avionique “libre” permet de construire des systèmes hautement personnalisés, performants, beaucoup plus économiques que l’avionique certifiée, tout en apprenant énormément, et en s’amusant ! La passion n’excluant pas la raison, il revient au responsable de la navigabilité de l’aéronef de s’assurer que ses réalisations ne compromettent pas la sécurité, et ne contreviennent pas à la règlementation. Voir cette page pour la règlementation en France, celles d’autres pays comme les USA et le Royaume Uni sont assez voisines. Ce sont des pays ou la construction amateur est bien développée.
Il est utile de rappeler ici que ces systèmes sont à réaliser soi-même, qu’il ne faut pas les utiliser pour la conduite d’un vol comme s’il s’agissait de systèmes certifiés, qu’ils doivent être testés par leur constructeur pour en évaluer les performances, qu’ils doivent toujours être utilisés en sus des instruments règlementaires, qu’ils ne doivent pas entraîner une modification majeure de l’aéronef, laquelle pourrait nécessiter un avis de l’administration, et qu’il n’y a aucune garantie sur la précision et la fiabilité de ces systèmes, autre que celle évaluée par le constructeur, sous sa responsabilité. Il est évident que le vol en condition IMC, l’IFR et le VFR de nuit sont exclus du champ d’application de ces systèmes. Seul le VFR de jour est envisageable, avec des instruments de secours adaptés permettant de poursuive normalement le vol en cas de défaillance de ces systèmes.
Les auteurs
Ils ne sont ni professionnels de l’aéronautique, ni électroniciens, ni informaticiens. Ils sont pilotes privés et constructeurs amateurs de leurs avions (trois MCR Sportster), animés par la même passion de l’électronique et de l’informatique.
oui pas de soucis vous pouvez la transmettre. Mettre en objet: EFIS et je comprendrais
Bonjour Rojouan,
Au moins pour l’instant, il n’y a pas de forum associé au site AvionicsDuino. Donc à ce jour, il n’est pas possible d’échanger directement entre utilisateurs du site sans passer par le webmaster.
Si certains lecteurs ayant lu votre proposition sont intéressés par vos PCB supplémentaires, et l’écrivent ici dans un commentaire, m’autorisez-vous à leur communiquer votre adresse mail ? Mais il semble s’agir d’une adresse professionnelle qui est donc peut-être utilisée par d’autres personnes que vous-même…
Benjamin
Bonsoir.
je viens de commander les pcb chez JLCPCB. si des personnes veulent réaliser leur projet je vais en avoir en rab ….comment faire pour les mettre à dispo pour d’autres personnes qui veulent réaliser leur projet?
Bonjour Rojouan,
Si vous commandez chez JLCPCB, vous aurez 5 PCB et un stencil (immense…) pour une trentaine d’euros. Le travail est de très bonne qualité.
Nous travaillons aussi avec Aisler en Allemagne, c’est légèrement plus cher, pas forcément plus rapide, la sérigraphie est de meilleure qualité, et les stencils sont beaucoup plus faciles à manipuler.
Benjamin
Bonjour.
Avant de faire produire des PCB, je voudrais savoir si quelqu’un en a ? quel prix? comment s’arranger?
merci d’avance
Bonjour Jean-Pierre,
Merci pour votre message car j’envisageais moi-même de vous recontacter pour savoir si la solution AircraftAutomation donnait satisfaction. Bien désolé que ce ne soit pas le cas, car ça me semblait être une piste intéressante pour celui qui ne veut pas tout faire lui-même.
Voici où nous en sommes ici. Comme déjà expliqué, la version précédente (nom de code : PAV4) était encourageante, mais entachée de problèmes de fiabilité. J’ai donc développé la version PAV5 comportant plusieurs améliorations, notamment la protection contre les sautes de tension (« spikes »).
Avant de l’installer dans l’avion je dois cependant affronter un problème administratif : la règlementation CNSK (avion en Kit) ne permet pas ce genre de modification sans obtenir l’accord de la DGAC. Il faut donc rédiger un dossier technique, obtenir la « non opposition technique » de l’entreprise qui gère la navigabilité du modèle, soumettre ce dossier à la DGAC afin d’obtenir un laisser-passer pour expérimentation initiale, faire les essais en vol, rédiger un compte-rendu d’essais sur la base duquel la DGAC donnera (ou non !) son accord.
Compte-tenu de l’arrivée de la mauvaise saison je n’envisage pas de faire ces essais avant le printemps prochain.
De votre côté, en ULM, vous n’avez pas ces contraintes et pouvez donc poursuivre les expérimentations à votre gré.
Si le cœur vous en dit, vous pouvez suivre la même direction que nous ; je suis prêt à vous donner les infos nécessaires (schémas, fichier de fabrication du PCB, liste des composants, programme pour le microcontrôleur, …) ceci gratuitement mais sans aucune garantie puisque cette solution n’a pas fait ses preuves en vol. C’est la raison pour laquelle nous ne le publions pas sur le site. En tout état de cause, vous restez 100% responsable de ce que vous faites sur votre ULM.
Je ne dis pas que c’est simple, mais c’est une aventure passionnante !
Concernant votre question sur les servos (en plus de mes explications de l’an dernier) :
Pour la profondeur : un Ray-Allen T2-7A (dispo chez Spruce Europe) qui déplace le point d’ancrage de la biellette d’anti-tab. NB : c’est une servo tout-ou-rien et le comportement « proportionnel » est donc géré par le logiciel (en exploitant l’info de position retournée sous forme d’une tension analogique). Ceci n’est pas forcément idéal mais découle de raisons historiques : ce servo était présent avant l’étude du PA et servait au trim de profondeur. Il est possible que dans votre cas un servo proportionnel comme sur les deux autres axes (ci-dessous) soit plus simple/approprié.
Pour l’inclinaison : un servo proportionnel type modélisme mais le plus puissant que j’ai trouvé : le HITEC HS-1005SGT donné pour un couple de 100 kg.cm que je n’ai pas vérifié, mais il s’est avéré satisfaisant à l’usage (lors des essais du PAV4). Il est cher et difficile à trouver en France. Je l’ai fait venir des USA par un ami au prix (déjà élevé) de 450 USD. Il agit sur le pied de manche à travers des ressorts pour garantir la sécurité.
Pour le lacet (dérive) j’ai essayé deux modèles de chez JX Servo (matos chinois en vente chez Banggood.com) : Le BLS-12V7146 donné pour 46 kg.cm et le B70Brushless donné pour 70 kg.cm.
Dans les deux cas mes essais se sont révélés non satisfaisant car d’une par le couple réel n’est que la moitié de ce qui est indiqué, et le fonctionnement à couple élevé est saccadé. Je dois cependant dire qu’un de mes collègues de AvionicsDuino a utilisé le LS-12V7146 avec succès pour la même application sur son MCR, donc il y a peut-être une erreur de ma part sur ce point.
Toujours est-il que las de ces problèmes avec les servos chinois, j’ai fini par acheter un autre HITEC HS-1005SGT chez CONRAD, mais au prix fort (plus de 600 €) et je ne le vois plus sur leur site, mais il est disponible chez hitecservos.com en Angleterre au prix de £439. Il tire sur les câbles de commande de dérive à travers des ressorts.
J’ajoute que le montage mécanique (choix et installation des servos) que j’ai fait ne concerne que le MCR-01 et sera à refaire complètement sur votre ULM.
Quoi qu’il en soit, il me semble impératif que le servo choisi soit alimenté directement en 12/14V, indépendamment du signal de commande (PWM) en général généré par un microprocesseur en 5V. (ce qui est bien le cas de tous les servos sus-cités).
Voilà ce que je peux dire pour le moment. Si vous souhaitez poursuivre le contact, il faudrait plutôt le faire par mail hors site d’AvionicsDuino. Je vais pour cela vous envoyer un mail en privé.
Gabriel
Bonjour Jean-Pierre,
Désolé pour la réponse tardive.
La problématique des MCR Sportster que nous utilisons est la même puisqu’ils sont également équipés de flaperons.
C’est Gabriel qui met au point et teste le pilote automatique. Il est actuellement à l’étranger, mais à son retour, il devrait pouvoir apporter une réponse sur le sujet des servos.
Cordialement,
Benjamin
Bonjour.
Un an de passé et je tenais à vous livrer mes résultats de l’installation du SuperEco sur mon EuroFox.
Après des heures de test en vol et de l’aide donnée par la société Aircrfatautomation, les résultats n’ont pas été au rendez-vous.
En effet, il semble que la spécificité aérodynamique des flaperons ne permette pas que le PA puisse intervenir de façon positive avec l’utilisation des mini-trims positionnés sur chacun d’eux.
La société Aircraftautomation, s’est avouée “vaincue” devant un tel problème et m’a remboursée de l’unité centrale SuperEco. Merci pour leur honnêteté.
Maintenant je cherche une solution utilisation de façon classique de servos couplés directement aux commandes de l’appareil. Vous évoquez l’utilisation de servos de modélisme puissants (100 kg.cm). Pouvez vous m’en dire plus à ce sujet.
Cordialement.
Bonjour Lami,
Dans la version actuelle du logiciel, la communication entre l’AHRS et l’EFIS utilise pour l’instant une voie série UART.
Mais l’AHRS est connectable au réseau CAN, il comporte un transceiver, et deux sorties, CAN et UART. L’EFIS est déjà connecté au CAN.
Le développement logiciel pour assurer une liaison via le CAN bus entre l’AHRS et l’EFIS est très simple à faire, je le ferai dans les mois qui viennent.
Si vous pouvez attendre, vous en bénéficierez, sinon, vous pouvez soit utiliser la voie série UART (qui fonctionne parfaitement à 115200 bauds, via un câble d’environ 5 mètres dans mon MCR), soit faire ce développement par vous-même.
Benjamin
Reçu les capteurs de pression aujourd’hui.
la liaison entre le HARS et le EFIS ce fait bien via le canbus?
Bonjour,
Je n’ai pas assez d’éléments pour pouvoir répondre à votre question que je ne suis pas certain de bien comprendre.
A quel convertisseur analogique faites-vous allusion ? Quel code ? Quelle bibliothèque ? Et quel EFIS ?
Ce site concerne surtout les aéronefs de construction amateur et les ULM.
L’installation d’un EFIS open source sur un PUL est sans doute autorisée. Mais sur un planeur certifié…???
Benjamin
Bonjour,
Je suis en train de fabriquer un EFIS pour qu’il me serve de support pour mon planeur et je tombe sur un problème et c’est le convertisseur analogique qui dans lequel le code que j’utilise ne fonctionne pas car il repose sur une bibliothèque qui n’existe plus. Merci de bien vouloir m’égailler car je débute en électronique et merci pour votre rapport.
Cordialement,
Jo
Bonjour,
Kicad peut bien sûr exporter des fichiers Gerber.
La plupart des entreprises qui fabriquent des PCB proposent des tutoriels pour différents logiciels, comme par exemple ici.
D’autres fabricants acceptent directement les fichiers PCB de Kicad, comme par exemple là, ce qui est encore plus simple.
Benjamin
bonjour,
Merci pour votre travail et le temps passé, je fabrique également des instruments a base d’arduino et ce que vous proposé est plus abouti. j’aimerais en fabriquer un. j’ai un petit problème a propos des PCB les fichiers, ceux ci, pour la fabrication sont demandé en “gerber” et via kicad je n’arrive pas a les exporter.
Merci pour votre réponse.
Je suis en train de passer commande de la solution Aircraftautomation. Je vais être obligé de réaliser mes propres trims. En effet, mon EuroFox possède des Flaperons (fonctions Ailerons et Flaps). Tant que mes Flaperons sont en mode aileron on peut ne mettre qu’une trim car au neutre ils sont (pratiquement) dans la ligne de vol. Par contre, quand ils sont en mode Flap, le degré d’inclinaison peut aller jusqu’à 40%. Alors un déséquilibre se met en place. C’est pourquoi, je dois placer un trim sur chaque Flaperon et réduisant leur surface de 30 %. De toutes les façons leur taille dépendra de mes essais en vol.
J’ai retenu cette solution, car elle s’intègre facilement à la place d’un instrument existant, en ce qui me concerne, ce sera mon altimètre. Une autre fonction intéressante, qui peut vous donner des idées, est la définition d’une enveloppe (domaine) de vol, même si le PA est désengagé.
J’ai beaucoup dialogué avec des utilisateurs de KitFox, appareils les plus vendus aux US en Ultralite / Experimental. De plus, j’ai un fils issu de SupAéro et actif dans le domaine des satellites chez AirBus. C’est vrais qu’au dessus de la couche, il n’y a plus de problème d’aérodynamisme !
Si mes résultats vous intéresse, faite le moi savoir, ce sera avec plaisir que je vous les ferais partagés.
Cordialement.
Jean-Pierre
Bonjour Jean Pierre,
Le pilote automatique est un instrument très utile car il facilite grandement la tâche du pilote lors des longues étapes en voyage.
AvionicsDuino y a, bien entendu, pensé et a même travaillé sur la question mais n’en est pas au stade de pouvoir proposer une réalisation aboutie.
Contrairement aux autres appareils comme l’EFIS ou l’EMS pour lesquels on peut proposer un standard qui s’adaptera à tous les appareils, le PA repose sur des caractéristiques spécifiques à chaque appareil, notamment :
1) Les caractéristiques aérodynamiques et la mécanique des commandes varient grandement d’un appareil à l’autre. De ce fait, la régulation propre à chaque axe devra être adaptée à la machine. Or, s’agissant de régulateurs PID (Proportionnel, Intégrale et Dérivée), il y a donc 3 coefficients à ajuster pour chaque axe, soit 9 coefficients pour un 3 axes.
Par expérience, le réglage de ces coefficients est une tâche ardue, et ne peut être garantie d’un appareil à l’autre.
2) La disposition des commandes et les efforts à appliquer varient également beaucoup d’une machine à l’autre, ce qui fait que le choix et la disposition des actionneurs ou servomécanismes est également spécifique. C’est d’ailleurs la partie la plus problématique pour un amateur.
Lorsqu’on dispose de trims aérodynamiques on peut envisager d’agir sur ceux-ci par des servos de taille et puissance modérées (servos proportionnels de modélisme ou tout-ou-rien genre Ray-Allen).
C’est ce que nous avons fait sur la profondeur du MCR en agissant sur le point fixe de l’anti-tab.
Sinon, il faudra agir sur les commandes elles-mêmes, et là se posent les questions de puissance et de sécurité : Il faut impérativement que le pilote puisse reprendre les commandes en cas de défaillance du système.
A ce titre, les servos des PA du commerce sont idéaux car ils incorporent un système de débrayage en cas de problème. Ils sont cependant un peu lourds et chers, et surtout leur protocole de commande est rarement divulgué par le fabricant (à notre connaissance, seul MGL Avionics donne accès au protocole de commande de ses servos, mais nous ne les avons pas essayé).
Sur le MCR, nous avons fait le choix de servos de modélisme puissants (100 kg.cm) agissant sur la commande d’ailerons et les câbles de direction, à travers des ressorts (ou sandows) qui garantissent la sécurité. Mais l’installation doit être complètement repensée pour un autre appareil, et il n’est pas garanti que ces servos seraient assez puissants.
Nous avons sur mon MCR un premier proto de PA 3 axes qui donne des résultats très encourageants (maintien de la route à +/- 1° près et de l’altitude à +/- 20 ft près en air calme à modérément turbulent), mais est entaché de problèmes de fiabilité (sensibilité aux parasites). Une nouvelle version complètement revue est en cours de réalisation.
A ce stade, il n’et pas possible de dire si le résultat sera suffisamment fiable et reproductible pour mériter d’être publié sur le site AvionicsDuino.
Gabriel
Bonjour,
Pilote d’ULM, un EuroFox train classique, j’avais dans l’idée d’installer un Pilote Automatique. Or le poids des servos, le prix et des problèmes d’installation dans mon appareil m’ont fait chercher une “autre” solution.
Il des solutions de PA “Lite”. Comme :
https://www.aircraftautomation.com/products/supereco-autopilot
https://www.xflighttech.com/
Cette dernière semble inspirée de votre site mais n’a jamais répondu à mes questions.
La première solution, fort séduisante, reste très chère !
Toutes ces solutions fonctionnent sur le principe de trims actionnées par des servos moteurs de modèles réduits.
Ma question : avez vous déjà pensé a développer une solution de PA ?