A2V développe un driver moteur miniature avec IMU intégrée pour une application drone
Une solution ultra compacte associant dimensionnement moteur, électronique de puissance, IMU embarquée, processeur et contrôle-commande FOC pour stabiliser un système gimbal dans un drone.
En bref
| Client | Acteur industriel du secteur drone / défense, anonymisé |
|---|---|
| Secteur | Drone, systèmes embarqués compacts, observation et stabilisation |
| Application | Gimbal de drone avec pilotage moteur et stabilisation inertielle |
| Solution A2V | Moteur et codeur dimensionnés ; driver miniature avec puissance, IMU et processeur |
| Fonction | Pilotage BLDC, traitement IMU, FOC et communication carte mère |
| Contraintes clés | Ultra compacité, masse réduite, intégration électronique et asservissement dynamique |
| Budget projet | Environ 40 k€ |
| Délai de réalisation | Environ 6 mois |
Contexte du projet
Dans le cadre du développement d’un drone compact, le client souhaitait intégrer un sous-ensemble gimbal capable de stabiliser l’orientation de la caméra tout en respectant des contraintes fortes de masse, d’encombrement et d’intégration électronique.
L’application nécessitait de dimensionner un moteur avec son codeur, puis de concevoir une carte driver spécifique capable d’embarquer à la fois le pilotage du moteur, l’étage de puissance, une IMU intégrée, un processeur de calcul et les interfaces de communication avec la carte mère du drone.
Le besoin client
Le client recherchait une solution qui ne se limite pas à un simple driver moteur. L’objectif était de disposer d’un ensemble électronique très compact, directement adapté à l’architecture drone, capable de gérer les fonctions critiques de pilotage et de stabilisation.
La carte devait permettre le pilotage d’un moteur BLDC compact, exploiter les informations issues des capteurs moteur et de l’IMU, et assurer la communication avec le calculateur principal.
Le niveau d’intégration demandé imposait de regrouper sur une surface réduite des fonctions de puissance, de mesure inertielle, de calcul et de communication.
La réponse A2V
A2V a accompagné le client sur le dimensionnement du moteur et du codeur, puis sur la conception complète du driver.
Le développement a porté sur l’architecture électronique, le choix des composants, l’intégration de l’IMU, le dimensionnement de l’étage de puissance et l’implémentation des algorithmes embarqués nécessaires au contrôle moteur et au traitement inertiel.
La carte a été pensée comme un sous-ensemble compact destiné à s’intégrer dans l’environnement contraint du drone, avec une logique de co-développement : valider rapidement l’architecture, intégrer les fonctions indispensables et préparer les essais de stabilisation du gimbal.
Points clés de la solution
- Dimensionnement du moteur et de son codeur pour répondre aux contraintes de masse, de couple et de dynamique du gimbal.
- Conception d’un driver moteur miniature intégrant l’étage de puissance et le contrôle-commande.
- Intégration d’une IMU directement sur la carte pour fournir les données nécessaires à la stabilisation.
- Ajout d’un processeur embarqué pour exécuter les algorithmes FOC, la gestion IMU et la communication avec la carte mère.
- Architecture adaptée à un environnement drone : compacité, faible masse, intégration électronique dense et communication système.
- Développement réalisé sur environ 6 mois, pour un budget projet d’environ 40 k€.
Architecture du sous-ensemble
| Motorisation | Moteur BLDC compact dimensionné pour les contraintes de couple, de masse et de dynamique du gimbal |
|---|---|
| Retour position | Codeur sélectionné et dimensionné avec le moteur |
| Étage de puissance | Électronique de puissance intégrée à la carte driver |
| Mesure inertielle | IMU embarquée directement sur la carte |
| Calcul embarqué | Processeur dédié au contrôle moteur, au traitement IMU et aux communications |
| Contrôle moteur | Algorithmes FOC pour un pilotage fluide et dynamique du moteur |
| Communication | Interface avec la carte mère du drone |
Bénéfices obtenus
| Compacité | Intégration des fonctions moteur, puissance, IMU et processeur dans une carte compacte adaptée à un drone. |
|---|---|
| Stabilisation | Possibilité d’exécuter localement les algorithmes de contrôle moteur et de traitement inertiel nécessaires au gimbal. |
| Performance dynamique | Contrôle FOC du moteur pour obtenir un mouvement fluide et maîtrisé dans une application de stabilisation. |
| Simplicité d’intégration | Communication avec la carte mère et regroupement des fonctions critiques dans un sous-ensemble électronique dédié. |
| Réduction du risque projet | Dimensionnement moteur / codeur et électronique réalisés de façon cohérente dès les premières phases du développement. |
| Approche industrialisable | Architecture conçue pour évoluer d’un prototype fonctionnel vers une solution intégrable dans le système client. |
Ce que ce projet démontre
Cette réalisation illustre la capacité d’A2V Mécatronique à développer des sous-ensembles électroniques sur mesure pour des applications où la mécanique, la motorisation, l’électronique et le logiciel embarqué doivent être pensés simultanément.
Le projet met en avant une compétence clé : transformer un besoin système complexe en une architecture compacte et cohérente, intégrant le choix du moteur, la gestion du codeur, la puissance, le contrôle FOC, l’IMU et la communication avec le calculateur principal.
« L’enjeu était d’intégrer dans un volume très réduit les fonctions de puissance, de calcul et de mesure nécessaires à la stabilisation d’un gimbal de drone, tout en conservant une architecture fiable et exploitable par le système client. »
Fiche projet
| Client | Acteur industriel du secteur drone / défense, anonymisé |
|---|---|
| Application | Gimbal compact pour drone |
| Périmètre A2V | Dimensionnement moteur et codeur ; conception du driver ; intégration IMU ; processeur embarqué ; algorithmes FOC et gestion IMU |
| Technologies | Moteur BLDC compact, codeur, électronique de puissance, IMU, processeur, contrôle FOC |
| Communication | Interface avec la carte mère du drone |
| Contraintes | Environnement ultra compact, faible masse, densité électronique, dynamique de stabilisation |
| Budget | Environ 40 k€ |
| Délai | Environ 6 mois |
| Bénéfice principal | Un sous-ensemble driver moteur compact et intelligent, conçu pour stabiliser un gimbal de drone |
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