Varduino: Variomètre GPS arduino à écran E-ink

[FluffyClouds]

Bonjour à tous,

Vous avez peut-être pu voir sur le fil du GNU Vario quelques photos de mon projet de réaliser un GPS-variomètre avec écran e-ink. J’ouvre ce nouveau fil pour présenter mon travail, recueillir des remarques et de j’espère, susciter de l’intérêt!

Ce projet a commencé à la sortie du Kobo mini ou la mode était de bidouiller son kobo pour y connecter un GPS ou un module Bluetooth, en 2013 donc ! Je trouvais les écrans e-paper incroyable en plein soleil et ai donc fabriqué le mien. Malheureusement, il manquait les données de pression pour être vraiment fonctionnel : Aller, on rajoute un Arduino nano et un capteur de pression, on le connecte en USB directement sur le Kobo et le tour est joué !
J’ai donc commencé à développer ma carte à base d’Arduino, avec dans l’ordre :

• Un GPS
• Un capteur de pression
• Et puis tant qu’à faire une carte sd. Autant avoir deux logs au lieu d’un.
• Bon avec le son ça serait bien quand même : un haut-parleur vu que le Kobo n’en a pas
• Bien sûr du Bluetooth

Devant l’ampleur de la tâche à effectuer, le projet est resté au fond du tiroir et seulement un proto basique en est sorti.

Sauf qu’en 2016, Waveshare sort ses écrans E-paper compatible Arduino, et ça, c’est cool ! S’en est suivi un développement express de la carte sur une base d’Arduino MKRZero, vous avez peut être vu la première version :

• Débutant en soudure, la fabrication est une torture.
• Marche super, sauf quand la batterie se décharge un petit peu et que tout s’éteint.
• Marche super, sauf que mettre tout ça dans une boite, on y pense pas !
• Marche super, sauf quand la carte crame et que tu ne sais pas pourquoi !
• Marche super, sauf le vario qui fait les montagnes russes posé sur la table !

Bref. Inutile ce projet, en plus la saison de ski allait commencer.

Les semaines passent, la saison de parapente approche, ça serait bien de pouvoir le tester en vol ce truc, aller on s’y remet ! Le nouveau proto reprend les problèmes principaux :

• L’alimentation est revue, favorise grandement l’autonomie et le bruit électronique
• La carte est adaptée à une boite et les connecteurs placés plus intelligemment
• Le capteur de pression est isolé et filtré
• Le contrôle de l’écran est miniaturisé sur une mini pcb

On arrive donc à ca :




Il y a donc deux versions avec des écrans de 1.54’’ ou 2.9’’. La différence mise à part la taille de l’écran est le fait que la plus grande version intègre un amplificateur audio et un haut-parleur en plus d’un buzzer. On peut donc aussi y jouer de la musique ou faire parler le vario. Dans les deux cas on retrouve :

• Un GPS
• Un capteur de pression MS5611. Le top quoi.
• Un IMU 9 axes (accéléromètre, gyroscope, compas) pour ceux qui croit que ça les fera mieux enrouler le thermique d’entendre le vario ¼ de seconde plus tôt. Par contre c’est cool pour plein d’autres choses : détection d’orientation, de choc, de tapotage, etc…
• Un écran qu’on voit au soleil sans se contorsionner ni enlever ses lunettes.
• Une carte SD.
• Une batterie et son chargeur intégré. Autonomie maximum vu la conso mini de l’écran
• Un Bluetooth dernier cri : BLE 4.2 pour une conso au top, Connectable iPhone, Android.
• Ultralite et compact dans sa version 1.54’’.

Dans sa version actuelle du firmware, on a les fonctions principales qu’on attend :

• Log en IGC et fréquence de log ajustable.
• Sortie des données GPS et vario/pression en USB ou Bluetooth. 4 formats possibles ($LK8EX1, $LXWP0, OpenVario $POV et $Vario) pour LK8000, XCSoar, Flyskyhy ou autres. Fréquence de sortie ajustable.
• Un beeper, qui bipe.
• Navigation waypoints.
• Paramétrage par fichier texte ou logiciel externe.

Pour accompagner, j’ai préparé un petit utilitaire, dispo sur Windows et mac pour :

• Télécharger ses traces.
• Paramétrer l’instrument
• Gérer les waypoints (en cours)

Malgré tout ceci, la carte est reconnue comme un Arduino MKRZero et se code donc comme un Arduino. Il pourra donc intéresser ceux qui veulent apprendre à coder et ceux qui aimeront avoir un vario à leur sauce.

Le projet et le hardware est présenté en détail sur le site varduino.wordpress.com. Tout y est ou va être disponible pour pouvoir pleinement recoder l’appareil. De plus, en cas de casse d’écran ou de changement de batterie, l’utilisateur peut tout changer lui-même sans aucun outil.

Le cout de fabrication de la carte et de tous les composants est autour des 100 euros, sans compter les heures pour les monter et tout l’investissement initial. La prochaine étape est donc d’abaisser ces couts en se rapprochant d’une entreprise qui pourra faire le montage pour moins cher et rapidement.

Pour soutenir le projet, il y a différent moyen :

• Comme P. Tournesol à son époque, j’aimerais beaucoup avoir accès à des machines de fabrication smd (pick & place, reflow oven, etc) et ce dans la région haute Savoie/Genève/Vaud. Le but est de finir le développement et de faire une ou deux autres itérations avant de définitivement fixer le design et de faire une moyenne série. Si quelqu’un connait quelqu’un qui…
• Me conseiller pour faire du smd maison sans tout rater: pochoir/plaque chauffante. Tournesol?
• Investir dans un instrument

La direction que je prends est un modèle à la blueflyvario. Le but est de garder un instrument à prix mini et de garder ça comme un hobby mais aussi de me rembourser les couts de développement.
Le Vario 1.54’’ sera très bientôt disponible à la vente en petite quantité. Le 2.9 nécessite du travail sur la mise en boite et le sera aussi bientôt. Je crois qu'on aura le vario le moins cher du marché avec autant de fonctionnalité!

Au plaisir de lire votre feedback !

varduino.wordpress.com

[en Cure ;-)]

superbe, mais a ce prix la j'ai un bluefly vario en BT et le prix du programme flyskyhy sur mon iPhone, donc je me pose la question est ce viable? oui kobo plus module bluefly gps BT et son l'ensemble a 180€. mais en tout cas bravo, et c'est par des initiatives comme ca que le monde du parapente avance.

[FluffyClouds]

Disons que le but est quand même d'avoir un instrument autonome, avec un super écran et une autonomie d'une bonne semaine de vol.
La gamme commence plutôt dans les 350 euros pour un appareil dédié avec toutes ces fonctions.
La connectivité est en bonus, avec les avantages et inconvénients d'utiliser son telephone ou autre appareil à coté.

[Man's]

Impressionnant !
Je pose une option sur un modèle 2.9", avec plaisir pour faire bêta-testeur en attendant !

[ptitkiki]

Bravo, un super boulot (de dingue!)
Et respect pour le modèle économique choisit.
Par contre, un peu comme Alistair de Bluefly, tu risques d'être surpris rapidement de l'ampleur que va prendre ce 'hobby'...

Je lui prédit un gros succès

[JC - MARSEILLE PARAPENTE]

https://www.entreprises.gouv.fr/politique-et-enjeux/materiels-electriques-et-electroniques ????

[FluffyClouds]

Merci pour vos encouragements, ça fait plaisir! J’aurai bien sûr besoin de testeurs alors je note!

Cher Fluffyclouds,
Tout d’abord, bravo pour ton travail! Néanmoins as tu considéré les aspects légaux et sécuritaires de ton travail? Voici par exemple un lien qui pourrait t’etre intéressant.

Salut JC, comme le texte de ton message est semble t’il passé à la trappe, je me suis permis de le réécrire.  

C’est vrai que c’est un excellent point auquel j’ai déjà pensé mais pas encore réfléchi.
- Le but est bien sûr de respecter la norme ROHS.
- En me fournissant de batteries LiPo labelisées CE, est ce que j’ai d’autres choses auxquelles je devrais faire attention?
- D’autres aspects réglementaires?

Point de vu création d’entreprise, il y a aussi beaucoup de chose à discuter je pense. Quelles obligations en fonction de quel chiffre d’affaire/bénéfice/volume de vente? Comme mes prévisions sont très modestes, j’avoue ne pas avoir fait mes devoirs de ce côté mais je suis preneur de conseils!

Encore une fois, le but est de rester plutôt communautaire mais autant réfléchir à tout ça au plus vite!

[monsieur tout le monde]

Oublie le SMD maison pour autre chose que du prototypage 1 pièce ou deux. Pages Jaunes ? Sinon Eurocircuits (en ligne) fait maintenant de la petite série SMD. Tu as aussi Seeedstudio, jamais testé mais ça a l'air bien : https://www.seeedstudio.io/propagate/
Je viens aussi de tomber sur une pub google de ces gens là (connaît pas) : https://www.protoelectronique.com

Si tu veux faire les choses 100% dans les règles, tu dois passer au labo pour valider les normes d'interférence électromagnétique et sécurité éléctrique. Cela te permettra d'appliquer le marquage CE sur ton produit. Compter au pifomètre ~2000 €. Pour ça tu peux voir par exemple avec le labo SMEE à Voiron, Laurent Chapus, +33 (0)4 76 65 09 13

Je sais également que beaucoup de petits fabricants mettent le marquage CE sans faire de tests en se disant qu'ils ne seront jamais embétés, mais je ne peux évidemment pas te recommander cette solution.

Pour la création d'entreprise, deux solutions :

Autoentrepreneur :
+ gestion simple
+ faibles coûts
+ faibles charges sociales
- tu ne récupère pas la TVA
-  cela n'isole pas ta responsabilité. En cas de souci, c'est ta maison qui sera vendue

SAS / SASU :
+ c'est la société qui porte la responsabilité. toi et ton patrimoine êtes protégés.
+ sérieux. éligible aux aides publiques type BPI.
- coût plus élevé : 800€ à la création, 1000 à 2000€ / an administratif + compta basique, 500 à 1000 € / an de CFE.
- charges sociales plus élevées
+ meilleure protection sociale, régime égal à celui du salarié (sauf chômage inexistant pour les gérants et autoentrepreneurs)

Pour moi, quelque soit l'activité, il faut choisir la SAS sans hésitation, même si les coûts sont plus élevés. Dans ton cas, c'est peut-être un peu différent car le CA prévisionnel est faible et tu ne peux pas forcément supporter les frais "fixes" liés à une SAS.

Pour faire une SAS, pas besoin d'un gros capital. Tu passes par une société type jurisociete.fr qui fait tout le dossier pour toi. Si tu es tout seul, , tu économise l'avocat car n'importe quel statuts types conviennent : tu n'aura pas de conflit avec tes associés. Si ton CA est faible, tu peux choisir d'être en franchise TVA (mais du coup tu ne la récupère pas sur les achats), ou alors tu peux choisir le régime TVA réel simplifié qui permet de te limiter à une déclaration annuelle. Dans tout les cas, je te recommande vivement de faire appel à comptable pour les diverses déclarations et les formalités annuelles.

Le gros probème si tu commence à vendre, c'est que tes clients vont exiger du support technique et une garantie. Et c'est ça qui va te coûter le plus. Soit tu vends un produit fini, et alors tu dois facilement augmenter sensiblement ton prix pour pouvoir assurer un support correct, soit alors tu vends un kit "arduino" à monter soit même, et là il n'y a ni support ni garantie.

[Van Hurlu]

Je vois que ton projet avance 
tu peux me compter dans les cobayes-testeurs possibles

[Cirrus]

pour devenir bon en soudure SMD c'est comme pour le parapente, il faut pratiquer
pour soudure à la main éviter les chips en QFN (et BGA évidemment) et les passifs en dessous du 0603 même si le 0402 se soude encore pas trop mal.
pour souder les SOP / QFP j'utilise une panne spéciale creuse "mini wave" avec du flux
https://www.youtube.com/watch?v=LNp0pASpgOI

très beau boulot, bravo!
le logiciel de l'appli écran tactile aussi est développé sous arduino?

[prunkdump]

Bon nous on se connait un peu  Donc j'ai pu suivre ton super boulot !

Quand je vois la concentration que ça m'a demandé de souder 10 regulateurs SOT-23 pour les derniers kits Je sais pas comment tu fais pour faire un PCB entier comme ça Quand je vois qu'en plus t'en a fait plusieurs .... D'ailleurs, ça te prends combien de temps environ  ? 

Je suis preneur des infos sur l'alimentation si tu veux bien les partager ! J'ai essayé moi même de l'améliorer sur le GNUVario mais je suis encore à 6-8 heures d'autônomie avec une 1100MAh. Bien moins qu'une semaine en tout cas  Tu est resté en 3.3V ? Tu as trouvé ce qui jouait sur la stabilité ?

Et très bonne idée les Waypoints. C'est vrai que personne n'en avait encore parlé 

Par contre je n'ai pas compris. Tu vas laisser ton projet fermé pour le moment ? Tu ne vas pas publier le code ? Ni les plans du PCB ?

A+

[jodyl06]

Super projet c’est cool.

[Van Hurlu]

Et très bonne idée les Waypoints. C'est vrai que personne n'en avait encore parlé 

Ne te prends pas le chou avec ça Batiste, les waypoints tout seul ne servent à rien.
Sois-tu fait un Vario GPS pour la compète ... et là tu as besoin de waypoints ... mais aussi de start in et out, de cylindres autour de waypoints, de calcul de tangentes pour optimiser le parcours, des zones de restriction, d'un écran beaucoup plus grand pour tout afficher, et j'en passe.

L'idée de connecter le GNUvario par Bluetooth (ou usb j'espère un jour ?) à un smartphone (ou une Kobo) sous XCsoar ou LK8000
EST la bonne solution qui corresponds à l'esprit de ton GNUvario (simple et pas cher)

J'ai lu sur le CDV qu'un pilote en coupe du monde utilisait LK8000 ... un jour on en verra peut-être un avec le GNUvario 

[FluffyClouds]

@Tournesol

Merci pour ton message. J'ai déjà demandé des devis en smd, pour des petits volumes.  j'ai failli faire une crise cardiaque. Genre 200.- par carte pour 10 cartes mais il y a surement moins cher ailleurs.
Pour l'aspect administratif merci c'est assez complet et ca décourage un peu. Si je dois tripler le prix juste pour payer des frais de fonctionnement, le projet s'arretera. Aucun interêt à créer une n-ième marque d'instruments à 350euros le vario.
Le bluefly a l'air de s'en sortir et il a créé une boite, ca doit etre quand même possible, en nouvelle zélande en tout cas   .

@prunkdump
Je peux bien sur aider mais l'écran doit faire une énorme différence. Attention, une semaine de vol, environ 30h et j'ai une batterie 2000mAh. Le buzzer pompe le plus donc ca dépend de la force des thermiques  
Je t'envoie un message.
Les plans des cartes, ce n'est pas prévu de les publier. Il y a quand meme certaines parties dispo sur le site. Pour le software, je vais publier les modifications des parties open source que j'ai utilisé. Pour le reste, surement dans un second temps mais pas tout de suite.

@weev
Sympa cette panne! Moi le QFN J'adore, plus que le QFP d'ailleurs
Attention l'écran n'est pas tactile, il y a 3 boutons sur le dessus qu'on ne voit pas sur les photos.

@Van Hurlu
Si on peut faire un truc sympa et simple, ne serait ce qu'un parcours XC-planner avec cylindre, est ce que ca ne vaudrait pas le coup? Perso ca m'aide bien en cross quand je connais mal le terrain.

[Van Hurlu]

@Van Hurlu
Si on peut faire un truc sympa et simple, ne serait ce qu'un parcours XC-planner avec cylindre, est ce que ca ne vaudrait pas le coup? Perso ca m'aide bien en cross quand je connais mal le terrain.

Ton Varduino en est peut être capable, tu as certainement assez de mémoire et de puissance ?
Mais garde ça comme la cerise et finalise tout le reste en premier.
just my opinion

 

[jpg63]

Super boulot, la carte est juste magnifique.
Avec le matériel embarqué, il y a moyen de faire de belles choses.
Pour rebondir sur les messages précédents, waypoint, cylindre et autres aides au cross, pourquoi pas mais je trouve qu'il serait utile d'y ajouter une gestion des espaces aériens avec alarme pour être complet
Coté fonctionnalité, je trouve que la vitesse et le sens du vent serait un pas vers les varios de dernière génération, si en plus on pouvait avoir un paramétrage du son à la xctracer  on aurait un vario type top

En tout cas félicitation, je crois que c'est le premier vario de la taille d'un sysride (sur élévateur) a avoir un écran E-Ink

@prunkdump
Les plans des cartes, ce n'est pas prévu de les publier. Il y a quand même certaines parties dispo sur le site. Pour le software, je vais publier les modifications des parties open source que j'ai utilisé. Pour le reste, surement dans un second temps mais pas tout de suite.

Je trouve dommage que le soft ne soit pas opensource, car je pense que cela enlève une partie partage communautaire au projet. Pour le hard, je comprends tout à fait, c'est un bon moyen de te rembourser et de garder le contrôle sur le projet.



 

[wefunk]

Pour le software, je vais publier les modifications des parties open source que j'ai utilisé. Pour le reste, surement dans un second temps mais pas tout de suite.

Il me semble que ce ne soit pas possible avec du code GPL. En effet la licence GPL est dite contaminante.
Si un code utilise un morceau de code GPL (meme modifie) il devient de facto GPL.

Tu peux utiliser du code GPL et ne pas distribuer ton code mais des lors que tu le distribues sous quelque forme que ce soit (vente, download), il passe en GPL (et les sources doivent etre fournies).

[FluffyClouds]

Je suis tout a fait conscient de l’intérêt de l'open source. N'y connaissant rien en electronique et peu en programmation, j'en ai tout appris.
Le soft sera publié quand la fabrication aura atteint sa vitesse de croisière. Entre publier une librairie open source et publier un firmware clé en main, la question est bien différente et j'aimerais éviter me faire piquer le projet par quelqu'un avec plus de temps, plus de moyen ou d'autres intentions.

Pour la partie contaminante, je ne suis pas un expert mais je pensais que c'était faux?

Derivative works and the myth of viral GPL: A common concern of clients is that by incorporating code licensed under GPL (or similar copyleft license) into their proprietary code, the proprietary code will be “infected” or “contaminated” and become licensed under GPL (i.e., the proprietary code is effectively converted into GPL code) or forced into the public domain. This concern causes some to view GPL as viral and discourages them from using GPL code because they are worried that any derivative works that incorporate GPL code will also be licensed under GPL.
These concerns are largely unfounded. It is true that under GPL, all code in a single program must be either be subject to GPL or not subject to GPL. So if a developer were to combine GPL code with proprietary code and redistribute that combination, it would violate the GPL. But the likely worst-case consequence of this violation is that the author of the GPL code could exercise their right to bring a claim for copyright infringement. The remedy for copyright infringement is either damages (money) or injunction (stop using the GPL code). Critically, copyright law supports no remedy that would force the offending developer to license their proprietary code under GPL or to put that code into the public domain. Combining GPL code with proprietary code does not therefore “infect” the proprietary code or convert it into GPL code.

[Man's]

A propos de la licence contaminante.
https://www.jurisexpert.net/leffet-contaminant-de-certaines-licences-open-source/

Par l’effet de contamination caractérisant cette licence, tout programme développé à partir de modules relevant de cette licence se trouve soumis aux termes de la licence GNU GPL, à moins qu’il puisse être raisonnablement considéré comme indépendant (« If identifiable sections of that work are not derived from the Program, and can be reasonably considered independent and separate works in themselves », article 2 licence GNU GPL version 2).

Pour info, GoPro par exemple, utilise un paquet de logiciels Open Source sous licence GPL et n'ouvre pas pour autant son code en GPL :
https://fr.gopro.com/help/articles/block/Open-Source-Software

[prunkdump]

Attention quand même. GoPro joue sur un point très litigieux de la licence GPL. Celui du « lien dynamique ». On trouve facilement pas mal d’info sur le net la dessus.

En gros il compile séparément les bibliothèques sous forme de « dll » et son programme se lie dynamiquement à ces bibliothèques. Du coup son programme est considéré comme indépendant.

Mais dans le cas d’un firmware y’a pas d’ambiguité. C’est tout GPL ou pas de GPL.

A+

[FluffyClouds]

Le printemps pointe le bout de son nez et ça tombe bien, j'ai bien travaillé!

Aux dernières nouvelles:
- toujours (presque*) entièrement compatible Arduino!
- nouveaux GPS compatible Galiléo
- *nouvelle gestion de la charge et de l'autonomie qui corrige quelques défauts de jeunesse rapporté par certains: plus d'allumage inopiné, gestion de la charge et affichage en veille, détection de l'USB..., détection de charge terminée et d'erreur de charge...
- un boitier finalisé en deux tailles avec des boutons mieux placés, qui même si ils ne présentent pas aussi bien qu'un iPhone, c'est quand même plutôt pas mal!

J'ai pu vérifier en vol que la lisibilité est vraiment exceptionnelle et que les longs cross de cette fin mars ont fait geler mes mains avant l'écran E-paper!

Une petite série est en cours de fab. Je ne manquerai pas de recontacter les intéressés de ce fil!

varduino.wordpress.com

[jpg63]

Jolie travail au niveau des boutons ça rend vraiment bien

[grand dom]

salut j'ai un kit depuis janvier avec écran 2.9, j'ai mis une batterrie de 3000 mha, et un boitier carré imprimer 3D
 aprés qq petites évolution , depuis 1 mois la partie sonore vario est maintenant au top et à mon gout. j'ai un XCtracer 2 qui est pour moi la référence en vario au niveau sonore
avec la dernier firmware  j'ai quasiment le même temps de  réaction des 2 vario à 1 ou 2  bip prés
le configurateur du son,  m'a permis de le moduler comme je l'aime
axel a bien bossé et j'ai maintenant un affichage perso en mode portrait avec les gros chiffres pour ma vue qui baisse et sans la partie navigation que je n'utilise pas
bon continuation pour son projet qui donne pour l'instant un résultat top
dom

[FluffyClouds]

Merci Dom pour le retour!

Effectivement, pas mal d'améliorations ces derniers temps, surtout la possibilité de tuner son vario directement depuis l'ordinateur. On fait glisser les courbes la ou on le souhaite et on entend le bip directement sur l'ordi. Quand on est content, on envoie les config au vario et c'est bon! D'ailleurs pour arriver à ca, tout l'algorithme du vario a été revu et c'est encore mieux qu'avant 



Et l'écran e-ink, c'est vraiment top en plein soleil!!


varduino.wordpress.com

[Maverick]

J'avais loupé ce fil. Je suis très intéressé, d'autant plus que je commençais à regarder de près le xctracer 2, et je pense que d'autres doivent être dans le même cas que moi. Tu penses être compatible avec xctrack?
J'ai une config à l'heure actuelle sony xperia tablet compact avec xctrack + blueflyvario qui marche déjà très bien, mais avoir la possibilité d'avoir le tien, manifestement plus précis, en principal et le bluefly en secours serait le top.
Je suis prêt à t'en acheter un en 2.9" et à faire le béta testeur en plaine.
En tout cas bravo pour ton énergie