K35 - Toothpick 3.5" DJI O3

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Description

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1. Présentation

Après le 3" (K3) j'ai voulu évoluer vers une machine qui supporte un système de vidéo embarqué de meilleure qualité - DJI O3. Bien que ce dernier soit en version “naked”, à l'aide du kit flywoo ultra-light, il a été nécessaire de passer en 3.5" et d'utiliser des moteurs plus gros que sur la version 3 pouces.  Le chassis a donc été revu pour supporter une canopy spécifique au O3. L'ensemble est modulaire, c'est à dire que la canopy qui supporte le O3 (partie vidéo) est indépendante du chassis qui supporte la FC (partie électronique), pour des raisons de praticité de maintenance. La conception est donc basée sur 2 séries de trous dans la frame, une en 25.5X25.5 (pour l'AIO) et l'autre en 40x40 (pour la canopy support O3).

2. Spécifications

3. Montage

Le montage de ce type de drone nécessite un entrainement minimum à la soudure à l'étain. Si vous êtes débutants, entrainez-vous sur des micro-pad avant de commencer. Sinon, tout est simple, il faut penser à peser chacun des ingrédients de la recette car le poids est votre ennemi !

Visserie nécessaire (M2)

• 3x12mm et 1X10mm pour la stack (les 12mm prennent l'épaisseur supplémentaire du support de batterie)
• 4X5mm pour la canopy support O3
• 8X5mm pour les moteurs
• 8X5mm pour les hélices

Kit 03 Flywoo ultra-light

• Vous pouvez acheter le kit tout monté avec le O3
• Ou déshabiller un O3 si vous en avez un à l'aide de ce kit
• Je n'ai testé que la version “ultra” (sans conserver la carte SD) mais la version qui conserve la carte devrait passer dans la canopy, au détriment du poids.

3.1 Le chassis

Il faudra envoyer le fichier k35_frame.dxf à l'un des professionnels de la découpe du carbone. En France il y a notamment Cnc Drone 91, CNC Dupays  et Haut Var Fpv. Les prix sont variables en fonctions de la qualité du carbone utilisé et des finitions demandées (chanfreins). Une version sans fioriture en carbone T700 3mm devrait coûter autours de 28€.

Il s'agit là de mon premier dessin de chassis, alors il y aura certainement une v2, v3 etc. Que je posterai ici après plus de tests en vol !

3.2 L'électronique

N'importe quelle AIO supportant +-12A fera l'affaire. J'utilise la très chère GOKU versatile F405 qui embarque le RX elrs. A l'avenir, il est prévu de fabriquer une version 3S, avec une FC 20A, juste pour voir ce que cela donne.

Quel que soit votre choix, ces cartes sont souvent livrées avec le firmware BehliH pour les esc : ce dernier ne supportant pas encore le DShot bi-directionnel de Betaflight, il est fortement recommandé de changer le firmware vers Bluejay (qui supporte le DShot bi-directionnel) pour plus de confort dans la phase de tuning du filtrage, ou simplement une meilleure qualité de vol si vous laissez les filtres par défaut…

3.3 Les moteurs

Les KV qui vont bien pour ce type de format sont compris entre 5000 et 7000. Pour rester dans un poids contenu, le format 1303 semble adapté. Il y avait très peu de choix au moment où j'ai construit ce quad (Mars 2024). J'ai opté pour les HGLRC 1303.5 5500kv, sans les connaitre : je pense tester en 3S à l'avenir et j'ai vu dans la fiche de tests qu'il avait été testé en 3" dans cette configuration. J'espère pouvoir leur faire tourner des 3.5" en 3S à l'avenir sans les brûler… Ces moteurs sont assez lourds (7.5g). Pour les installer sur cette frame il faudra couper les fils à 60mm avant de les torsader :

Les TMotor 1303 pèsent 1.4g de moins, c'est donc une manière facile de gagner du poids (5.6g), mais ils n'étaient pas disponibles au moment de ce build. Je pense les tester prochainement.

3.4 Caméra et VTX

J'ai utilisé le kit Flywoo en enlevant les barres rigidificatrices du dessus : c'est le “toit” en TPU de 2mm d'épaisseur qui les remplace.

La caméra s'insère telle quelle dans le TPU : pas besoin de vis, mais si vous voulez les mettre le perçage est prévu. Un espace est réservé à l'arrière de la caméra pour “enrouler” 1-1.5cm de fil de camera. Ainsi, pour placer un filtre ND sur cette dernière, il suffit de pousser sur la caméra, de retirer le filtre neutre et de poser le filtre de son choix avant de repousser la caméra dans son logement.

Vous trouverez ici le .stl du support de batterie 2S. Merci @nochamo

3.6 Hélices

Les hélices que j'utilise sont des bipales HQProp 35x22. Je pense tester des tripales : Emax Avan 3.5X2 ou des HQProp avec le même pas. Ces dernières devraient être parfaites dans la future version 3S.

4. Le vol

La version essayée pèse 80g avec les hélices bipales. Pour l'instant, je n'ai pu faire que des micro-vols de tune dans le jardin. En parlant de tune, voici ce dernier pour la machine essayée :

Le filtrage est le filtrage par défaut de Betaflight. Je n'ai pas poussé le tune dans ces derniers retranchements, loin de là. Les PID ci-dessus vous donne une idée de la balance correcte, mais la frame étant assez propre (et lourde, et épaisse…) vous pourrez le pousser plus loin, du moins en 2S.

La machine tient le stationnaire à 23-25% des gaz en 2S : du coup j'ai “adouci” (40%) la courbe des gaz autours de cette limite.

Voici la vidéo du premier vol… Beaucoup de vent, qui m'oblige à faire du sur-place ou à être au ras du sol, mais ça vole bien !

5. La version 3S

Profitant du mauvais temps qui sévi durablement, j'ai créé une nouvelle version avec une carte BetaFPV supportant les 20A (ici). Cette carte est moins chère que la Flywoo pour un usage équivalent. 

Néanmoins, l'usage de cette carte m'a obligé la révision du point d'accroche arrière de la canopy car elle est équipée d'un port pas très pratique permettant son branchement en usbc via un câble dédié. Du coup, tant qu'à refaire une canopy j'ai avancé le plus possible le support de la caméra pour avoir le moins d'hélices possible dans le champ et je lui ai donnée un angle de 35° (25° pour la V1) Cette canopy est dénommée V2 dans les fichiers ici.

J'ai également créé un support de lipo 3S 520Mah en modifiant celui initialement conçu par Nochamo, disponible dans les fichiers également.

Tant qu'à faire j'ai changé le couple moteur-hélices pour passer sur des TMotor 1303 5000Kv avec des hélices Avan 3.5x2.8 tripales. Les moteurs ayant des axes de 2mm (pas très malin) j'ai été obligé de re-percer les hélices de 1.5mm à 2mm.

Au finish, cette version 3S est 3.54g plus lourde que la 2S, ce surpoids étant essentiellement du aux hélices. Bien sûr, les batteries 3S de 520Mah sont plus lourdes que les 2S de 560Mah.

12g d'écart. Du coup on se retrouve avec une version 2S de 111g en ordre de vol avec la lipo et une version 3S de 126g. Malgré les 15g d'écart, la machine est plus agréable à voler en 3S, plus réactive. Mais elle devient plus rapide. Un comportement plus proche d'un 3 pouces “en bus” hyper léger.

Spécifications

Le tune plus poussé en 3s

Voici le tune qui a été fait sur la version 3s avec les TMotor 1303 et les hélices Avan. Ça overshoot encore un peu mais c'est pilotable. Je posterai le tune parfait si je le trouve…

Filtrage

PID

Test d'autonomie

Un petit test d'autonomie en 2S 1000Mah. 5.5 minutes.