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Composition d'un drone

Drone multirotor ou quadricoptère

Généralités

Le châssis
Sur les quadricoptères, le châssis comporte 4 bras. Ils peuvent être en X ou en H.

Chassis en XChassis en X

Chassis en HChassis en H

Les moteurs
Quatre moteurs brushless sont nécessaires pour le quadrirotor. Il en existent de différentes taille et puissance. Ils sont caractérisés par le diamètre de leur cage tournante et par le nombre de tours/volt ou KV. Un moteur ayant un KV de 1000 tr/V fonctionnera à 12000 tours/min s'il est alimenté en 12V. Sur les moteurs brushless utilisés en modélisme, les bobinages en cuivre sont montés sur le stator et les aimants sur le rotor, à l'inverse des moteurs électriques conventionnels. 

Moteur BrushlessMoteur Brushless

Les contrôleurs
Ces moteurs sont commandés par des interfaces de puissance appelées « Contrôleurs » (ESC ou Electronique Speed Controller en anglais). Ce sont des circuits électroniques qui permettent de faire varier la vitesse de rotation des moteurs, à partir du courant délivré par la batterie. La commande de vitesse vient du contrôleur de vol (voir plus bas). Ils sont caractérisés par une valeur en ampères (ex : 30A) qui indique l'intensité maximale qu'ils peuvent encaisser pendant le vol.

Contrôleur (ESC)Contrôleur (ESC) 4 en 1

Les hélices
Elles sont souvent en matière plastique mais aussi parfois en matériaux composites. Elles sont identifiées par leur diamètre et leur pas indiqués en pouces (ex : 9x4,5). Sur un drone quadrirotor, il faut 2 hélices à sens horaires et 2 hélices à sens anti-horaire.

La batterie
Les batteries utilisées sur un drone multirotor sont essentiellement des « Lithium Polymère ». Elles sont issues d'une technologie qui permet d'avoir un très bon rapport poids/puissance. Un élément LiPo (1S) fournit une tension de 3,7V. Sur un drone, on utilise en général des batteries à 3 ou 4 éléments (3S ou 4S).
L'intensité est aussi un critère de choix. Une batterie de 3000mAH aura une meilleure autonomie qu'une batterie de 2200mAH.
Un chargeur spécifique est à prévoir ainsi que des règles de sécurité très strictes car ces batteries peuvent exploser en cas de mauvaise manipulation.

La radio-commande
Pour piloter le drone, il faut un émetteur radio pour le pilote et un récepteur dans le drone. Il existe plusieurs technologie pour les radio-commandes, les radios FM en 41MHz (de moins en moins utilisées) et les radios en 2,4GHz, souvent programmables pour s'adapter à chaque appareil radio-commandé.
Une radio-commande doit idéalement comporter 6 voies pour piloter un drone, 4 voies sur les manettes et 2 voies sur des interrupteurs pour actionner certaines fonctions.
Il existe deux modes de configuration des manettes, le Mode 1 dans lequel les gaz sont à droite et le mode 2 où les gaz sont à gauche.
Certaines radios fonctionnent dans les deux sens, c'est-à-dire qu'elles peuvent envoyer des ordres à l'émetteur mais aussi recevoir des informations de celui-ci (tension de la batterie,...)

Le contrôleur de vol
C'est une carte électronique, équipée de capteurs très précis, qui va traiter les consignes du pilote envoyées à l'émetteur ainsi que les informations envoyées par ses capteurs et va transmettre des impulsions électriques aux contrôleurs des moteurs pour faire varier leur vitesse.
Ces cartes sont équipées de gyroscopes et d'accéléromètres pour mesurer et compenser les déplacements.
Certaines cartes évoluées sont équipées de GPS et d'altimètre afin de maintenir un point fixe ou une altitude ou même de retourner au point de départ du drone en cas de perte de signal radio.

Contrôleur de vol HK2.1.6Contrôleur de vol Naza-M Lite + GPS

La caméra
Elle permet soit de d'enregistrer le vol pour le visionner plus tard, soit de faire du FPV. La CamOne Infinity du collège peut faire les deux.

Caméra HD CamOne Infinity

Questionnaire

Complétez le questionnaire d'après la notice ci-dessus.