Raspitof

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Projet RaspiTof !
Principe du projet

L'idée est très simple : réaliser des photographies aériennes (à environ 5m de haut) déclanchées à distance.

Moyens à mettre en oeuvre

Les moyens utilisés seront les suivants :

   * Un Raspberry et le module Raspicam (pour l'économie de poids)
   * Un dongle WiFi pour Raspberry
   * Un système de vol stabilisable facilement : des ballons remplis d'hélium !
   * Une imprimante 3D pour prototyper la coque du raspi et de la cam en fonction du projet !
   * Un ordi et/ou un smartphone pour piloter l'appareil photo à distance
Descriptions des étapes

Installation du Raspberry et de la distribution

La distribution de base sera Raspbian [ZIP ci-joint]

Mise en place du système Raspbian

On ne va pas réinventer la roue, c'est ici que cela se passe pour débuter sur la Framboise !

Installation des paquets

Pour le Raspicam, il suffit de modifier la configuration du raspberry en tapant :

sudo raspi-config

Raspi-config submit.png Raspi-config menu.png

Pour commander la raspicam à l'aide d'IOS, 2 étapes :

   * L'installation via l'appstore du logiciel BerryCam (gratuit et sans pub !)
   * L'installation du mini-paquet en python sur la Framboise :
cd /home
sudo wget https://bitbucket.org/fotosyn/fotosynlabs/raw/9819edca892700e459b828517bba82b0984c82e4/BerryCam/berryCam.py

on lance le script

sudo python /home/berryCam.py &

Et c'est parti !

Création d'un accès WiFi sur le Pi en dehors de tout point d'accès

…En effet, j'ai trouvé logique au départ de créer un connexion wifi ad-hoc entre le terminal et le Pi. Or, la connexion ssh ne semble pas fonctionner comme cela. L'idée est donc de créer un point d'accès sur le raspberry pour pouvoir s'y connecter de n'importe où ! on installe le programme **hostapd**

sudo apt-get install hostapd

Pour démarrer le programme au démarrage du Pi, il nous faut décommenter la ligne suivante dans le fichier /etc/default/hostapd en enlevant le "#" qui se trouve en début de ligne et d'y rajouter (si ce n'est déjà le cas).

#DAEMON_CONF="/etc/hostapd/hostapd.conf"

ensuite, on édite le fichier /etc/hostapd/hostapd.conf

### Wireless network name ###
interface=wlan0
driver=nl80211
country_code=FR
ssid=RASPBERRY
hw_mode=g             # le mode "n" ne semble pas marcher !
channel=6
auth_algs=1           # Wi-Fi ouvert, pas d'authentification !
beacon_int=100        # Beacon interval in kus (1.024 ms)
dtim_period=2         # DTIM (delivery trafic information message)
max_num_sta=255       # Maximum number of stations allowed in station table
rts_threshold=2347    # RTS/CTS threshold; 2347 = disabled (default)
fragm_threshold=2346  # Fragmentation threshold; 2346 = disabled (default)

On lance hostpad

/etc/init.d/hostapd start

Il nous faut par la suite soit installer un serveur DHCP pour l'attribution des adresses IP soit déterminer une IP fixe pour se connecter au bouzin.

Pour l'installation du server DHCP :

sudo apt-get install isc-dhcp-server

on configure 2 fichiers :

sudo nano /etc/dhcp/dhcp.conf

et on y écrit cela :

default-lease-time 3600; # bail d'une heure
max-lease-time 86400; # bail d'un jour max
option subnet-mask 255.255.255.0;
option broadcast-address 192.168.3.255;
option routers 192.168.3.254; # passerelle = Rpi
option domain-name-servers 192.168.3.254; # dns = Rpi

subnet 192.168.3.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.3.10 192.168.3.50;  # max 40 clients
}

Puis on édite le fichier

sudo nano /etc/default/isc-dhcp-server

..pour ne laisser que cela :

INTERFACES="wlan0"

(Option) On commence par sauvegarder le fichier /etc/network/interfaces

sudo mv /etc/network/interfaces /etc/network/interfaces_BKP

… on modifie le fichier

sudo nano /etc/network/interfaces

Puis, on écrit dans le fichier la config nous permettant la création d'un réseau ad-hoc

# Définition de l'IP static
iface wlan0 inet static
      address 192.168.3.254
      netmask 255.255.255.0
      gateway 192.168.3.254

ctrl+o on enregistre… ctrl+x on quitte nano

On allume tout !

sudo service isc-dhcp-server restart
sudo service hostapd restart

On termine par un

sudo reboot

et le Raspberry redémarre en créant le point d'accès wifi RASPBERRY

Une fois dans le logiciel Berrycam, il suffit de renseigner l'adresse du Pi par 192.168.3.254

Réalisation d'une coque spécifique au projet

Notes et problèmes à résoudre
   * Calcul de la portance du dispositif ?
La question est : "je veux soulever une masse de 1kg avec un ballon gonflé à l'hélium : quel doit être le volume du ballon ?"

La masse volumique de l'hélium est de 0,1785g/l à 0°C et une atmosphère de pression.

D'après la poussée d'Archimède, on déduit que la portance d'un volume d'hélium correspond à un volume équivalent d'air moins le poids de l'hélium.

En faisant les calculs sur cette base on obient : 1m3 = 1000 l donc la masse d'1m3 d'hélium est de 0,1785 kg.

1m3 d'air a une masse de 1,2 kg (on fait ce calcul en se reportant à la masse volumique de chaque composé de l'air toujours sur la base de 0°C et une atmosphère). Donc d'après Archimède, 1m3 d'hélium permet de soulever 1,2000 - 0,1785 = 1,0215 kg.

J'ai choisi 1kg pour simplifier les calculs : il suffira de prendre en compte le poids réel du Raspi et de la batterie pour faire le calcul du volume du ballon.

D'où le problème : quelle enveloppe choisir pour que la masse totale d'un ballon rempli d'hélium ne dépasse pas la masse à soulever ?


* Coût du projet ?
* Evolutions et améliorations possibles ?
* BATTERIE
La question est : "quelle est l'autonomie d'une batterie ?"

Les données d'une batterie sont : le voltage et le nombre d'ampère/heure.

Je me pose la question suivante : j'ai une batterie de 22 grammes (j'ai pas envie de faire voler une batterie de camion, sinon ça va me coûter un bras en ballons de baudruche…) qui délivre du 4V (je sais, c'est pas bon, mais faut bien poser les bases d'un problème avant de savoir le résoudre, non ?) et de 1000mAh, quelle serait son autonomie branchée sur un Raspi ?

Deux équations devraient permettre de répondre à cette question : U = RI d'où I = U/R. Comme je n'ai aucune idée de la résistance d'un Raspi, je dis 1,8 ohm, et toc, j'ai le droit après tout : c'est juste un exemple !

Donc I = 4/1,8 = 2,22 A

Deuxième équation : Q = IT d'ou T = Q/I (Q c'est la charge électrique en Coulomb qui est une fonction du temps exprimé en secondes)

Batterie de 1000mAh cela veut dire que 1000 mA sont délivrés en une heure, 1000mAh = 3600 Coulombs (pour 900mAh, cela correspondrait = 3600%%*%%900/1000 = 3240 Coulombs, mais comme j'aime bien me simplifier la vie, j'ai choisi 1000mA !)

On en déduit que l'autonomie d'une telle batterie branchée sur mon Raspi serait de T = Q/I = 3600/2,22 = 1622 secondes = 27 minutes environ.

Ces calculs sont purement théoriques et les résultats approximatifs vu que je me base sur des éléments pifométriques,mais je pense qu'ils sont une bonne base d'approche pour le Raspitof.