Vous souhaitez donc construire un drone haute performance capable de soulever de lourdes charges utiles ou de capturer de superbes images aériennes ? Choisir les bons composants est essentiel pour obtenir des résultats de premier ordre. Ce guide vous expliquera tout ce que vous devez savoir pour sélectionner les pièces d'une construction de drone personnalisée visant une efficacité maximale.
Que vous décidiez finalement de construire votre drone à partir de zéro ou d'opter pour un modèle standard, comprendre comment divers éléments tels que les moteurs, les batteries et les contrôleurs de vol affectent les performances aide à éclairer les décisions d'achat intelligentes.
Grâce à ces connaissances, vous pouvez mieux évaluer les réclamations du fabricant et affiner les sélections adaptées à vos besoins spécifiques – qu'il s'agisse de lever un Drone bleu nord-ouest avec une charge utile de 5 kg ou en capturant des vidéos 4K fluides.
Charpente et composants structurels
Le cadre et les composants structurels constituent la base physique qui maintient votre drone ensemble. Cela comprend le châssis ou les plaques de base, les bras, le train d'atterrissage et d'autres éléments structurels.
Matériaux
La construction d'un cadre en fibre de carbone permet d'obtenir un équilibre optimal entre résistance et faible poids. La rigidité naturelle de la fibre de carbone résiste aux vibrations qui pourraient perturber la photographie aérienne. Les cadres en plastique fonctionnent bien pour les petites constructions mais n’ont pas la durabilité des drones plus grands.
En fin de compte, adapter le matériau de votre cadre à la taille de la construction et à l’usage prévu permet d’optimiser les coûts, la durabilité et l’efficacité.
Système de propulsion
Le système de propulsion fournit la poussée qui maintient votre drone dans les airs. Un réglage précis de cette zone offre le plus grand contrôle potentiel sur les caractéristiques de vol et la capacité de portance. Et si cela vous intéresse course drone, la propulsion est évidemment importante.
Brushless Motors
Les moteurs sans balais dominent le marché des drones haut de gamme grâce à leur puissance, leur longévité et leur efficacité supérieures par rapport aux alternatives à balais. Deux spécifications clés à comprendre lors de la sélection de moteurs sans balais sont la valeur KV et la taille.
La valeur KV indique le nombre de tr/min par volt fourni. Généralement, un KV inférieur équivaut à plus de couple et un KV plus élevé fournit plus de vitesse. Les drones plus gros nécessitent des moteurs avec plus de couple pour faire tourner des accessoires plus gros, alors recherchez un faible KV autour de 300 à 900 tr/min/volt. Les petites constructions utilisent des moteurs KV plus élevés dans la plage de 1500 3000 à XNUMX XNUMX tr/min/volt.
La taille mesure la largeur du stator x la hauteur du rotor en mm. Les moteurs plus larges génèrent plus de couple tandis que les plus grands permettent des hélices plus grosses. Si vous construisez un outil de travail pour soulever de lourdes charges, donnez la priorité au couple avec des largeurs de 28 à 35 mm. Pour les drones de course agiles, des tailles plus petites de 22 à 27 mm suffisent.
Faire correspondre les caractéristiques de vol souhaitées et la taille du drone avec les moteurs sans balais appropriés garantit la sécurité de votre construction dans les airs.
Contrôleurs de vitesse électroniques
Les contrôleurs de vitesse électroniques (ESC) envoient l'énergie de la batterie à chaque moteur et permettent d'ajuster le régime. Assurez-vous que les ESC sélectionnés peuvent gérer les demandes de courant de vos moteurs particuliers et la tension de la batterie. Les systèmes à tension plus élevée fournissent généralement plus de puissance mais nécessitent des ESC appropriés.
Hélices
Les hélices génèrent la poussée réelle nécessaire pour soulever votre véhicule aérien. Deux chiffres décrivent les propriétés clés.
Les deux premiers chiffres donnent le diamètre de l'hélice en pouces. Un plus grand nombre équivaut à un plus grand accessoire.
Les deux seconds chiffres indiquent le pas mesuré en pouces. Le pitch révèle la distance parcourue par une hélice dans les airs avec un tour complet. Ainsi, un pas plus élevé donne plus de poussée par rotation.
Contrôleur de vol et capteurs
La carte contrôleur de vol sert de cerveau de traitement des informations de votre drone. Il abrite des capteurs et exécute un micrologiciel guidant les capacités de vol autonome.
Contrôleurs de vol
Les contrôleurs de vol sont disponibles en variétés prenant en charge un micrologiciel open source ou fermé. Le firmware open source comme ArduPilot offre une personnalisation et une transparence complètes pour un contrôle maximal. Les options de source fermée comportent un code propriétaire offrant au fabricant une intégration plus étroite au détriment de l'adaptabilité de l'utilisateur. Si vous abordez une construction personnalisée avancée, firmware open source fonctionne généralement mieux.
Capteurs
Des données de capteur précises et opportunes restent essentielles à la stabilité et à la navigation.
Les modules GPS équipés de puces M8N u-blox offrent une excellente vitesse de verrouillage du signal et une excellente précision de localisation. Cela s’avère essentiel pour le suivi des points de cheminement et les fonctions de sécurité telles que le retour automatique à la maison.
Les accéléromètres et les gyroscopes détectent l'orientation et le mouvement dans les trois axes. Ils alimentent les entrées pour stabiliser automatiquement les ajustements de vol stationnaire et de trim, annulant ainsi les surcorrections.
Les altimètres basés sur des lectures barométriques empêchent les écarts d'altitude dangereux lorsqu'ils sont utilisés conjointement avec les données de l'accéléromètre.
Caméras et système FPV
Les drones prenant en charge la photographie et le pilotage via un système de vue immersif à la première personne bénéficient de plates-formes de caméras stabilisées et d'une transmission vidéo à faible latence.
Appareils photos
Les caméras RVB capturent des images sur tout le spectre de couleurs visible, similaire aux modèles reflex numériques grand public.
Les caméras multispectrales contiennent des lentilles spécialisées détectant la lumière infrarouge et ultraviolette invisible. Cela permet de collecter des données sur la santé des cultures impossibles avec les caméras conventionnelles.
Si vous êtes dans créer une entreprise de photographie et visant à prendre des modèles professionnels de cinématographie ou de photogrammétrie, un appareil photo à capteur plus grand comme un Sony Alpha sans miroir offre une résolution et une plage dynamique maximales.
Cardan
Les cardans ajustent en douceur la visée de la caméra sur trois axes pour contrecarrer les mouvements et les vibrations du drone. Les moteurs à cardan sans balais maintiennent la position en résistant aux forces externes plutôt qu'en dépensant de l'énergie pour rester orientés. Cette approche minimise la consommation d’énergie tout en permettant un travail de caméra fluide et fluide.
Pour une meilleure stabilisation, un cardan à 3 axes avec des moteurs inclinés fait des merveilles.
Système FPV
Pour voir le point de vue de votre drone en temps réel, une transmission vidéo à faible latence s'avère essentielle. Un système FPV optimisé nécessite une transmission rapide à 5.8 GHz avec un encodage H.265 ou H.264 efficace pour minimiser le décalage et maximiser la portée.
Télémétrie et émetteurs
Le matériel de télémétrie et les émetteurs RC facilitent la communication entre le drone et le pilote.
Télémétrie
Les modules de télémétrie transmettent des données de performances en temps réel, telles que la tension de la batterie et les coordonnées GPS, depuis les airs aux pilotes des stations au sol qui surveillent l'état du drone. Cela permet de sécuriser les bâtiments en cas de problème tout en permettant des fonctionnalités telles que le retour autonome à la maison.
Transmetteurs
L'émetteur de télécommande se connecte sans fil à un récepteur à bord du drone pour relayer les commandes de l'utilisateur ajustant la vitesse ou l'orientation pendant le vol.
Recherchez des émetteurs offrant au moins 6 canaux. Cela offre de la place non seulement pour les commandes critiques de tangage/roulis/lacet, mais également pour des canaux de rechange pour activer des fonctionnalités avancées telles que l'atterrissage automatique ou la commutation entre les modes de vol.
Système d'alimentation
Le système d'alimentation fournit l'électricité vitale à tous les composants électroniques via la batterie de vol et le tableau de distribution d'énergie.
Piles et batteries
Les batteries au lithium polymère (Li-po) dominent les drones de petite et moyenne taille grâce à leur densité énergétique inégalée par unité de poids. Les principales spécifications des batteries de vol comprennent :
Tension – Des packs de tension plus élevée autour de 22.2 V permettent une vitesse plus rapide. Les modèles à basse tension de 14.4 V offrent un fonctionnement plus sûr.
Capacité (mAh) – La charge maximale détenue. Plus il est élevé, mieux c'est pour des temps de vol plus longs.
Classement C – Indique la quantité de courant qui peut être extraite de la batterie en toute sécurité : multipliez la valeur C par la capacité pour déterminer le nombre maximum d'ampères pris en charge.
Lorsque cela est possible, estimez la consommation actuelle de votre vaisseau pour diverses activités afin de choisir une batterie fournissant les frais généraux nécessaires à votre profil de mission.
Carte de distribution d'alimentation
Le tableau de distribution d'énergie (PDB) achemine l'électricité de la batterie principale vers les ESC, les contrôleurs de vol et d'autres composants nécessitant de l'énergie. Assurez-vous que les canaux de sortie disponibles peuvent prendre en charge tous les accessoires prévus et que la tension PDB correspond à la tension de la batterie.
Choisir entre des drones DIY et des drones pré-construits
Avec toutes ces pièces imbriquées impliquées, est-il préférable de construire votre propre drone ou d’acheter un modèle prêt à l’emploi ? En fin de compte, cela dépend de vos compétences et de vos priorités.
Construire vous-même permet d'obtenir des résultats profondément personnalisés où chaque composant est sélectionné manuellement. Cela offre un potentiel de performances inégalé, mais nécessite également des connaissances techniques et un temps de recherche important.
À l’inverse, les drones disponibles dans le commerce offrent une configuration simplifiée puisque la configuration est gérée par le fabricant. Cependant, ils n’ont pas l’adaptabilité sur mesure des modèles DIY. Généralement, les pré-construits fonctionnent bien pour les pilotes concentrés uniquement sur le vol plutôt que sur la construction.
Donc, si vous pensez que soulever un drone NW Blue conçu sur mesure semble être votre idée du plaisir, allez-y et construisez ! Sinon, un simple pilotage à l’ancienne pourrait mieux répondre à vos besoins.
Applications de la technologie des drones
Les drones trouvent de nombreuses applications dans les contextes récréatifs, commerciaux et industriels grâce à leur polyvalence, leur personnalisation et leur capacité à accéder facilement à des endroits difficiles d'accès.
En entreprise, les utilisations courantes des drones comprennent :
Inspection des infrastructures – Les drones équipés de caméras thermiques peuvent inspecter les tours de téléphonie cellulaire, les lignes électriques et les pipelines plus rapidement et de manière plus sûre que les inspecteurs humains, tout en atteignant des zones éloignées. Cela évite des pannes coûteuses grâce à une détection précoce des défauts.
L’agriculture – En utilisant des caméras NDVI et des logiciels d’imagerie, les drones identifient les problèmes de culture jusqu’au niveau de la plante, permettant une pulvérisation et un arrosage ciblés et efficaces de pesticides pour améliorer les rendements. Certaines variantes peuvent également ensemencer par voie aérienne des champs ou des forêts.
Surveillance de sécurité – Équipés de caméras spéciales telles que des objectifs à zoom optique suffisamment puissants pour lire les plaques d’immatriculation à une distance de 300 pieds ou détecter d’infimes signatures thermiques humaines dans l’obscurité totale, les drones fournissent des renseignements inestimables pour assurer la sécurité des propriétés et des frontières.
Livraison – Nouvelle offre de modèles de livraison par drone expédition de quartier pionnière pour le commerce électronique, les ordonnances et les articles vendus au détail. Cela facilite également les efforts de secours en cas de catastrophe en transportant rapidement des charges utiles essentielles.
À des fins récréatives, les drones grand public encouragent la créativité culturelle et l’apprentissage technique. Des cinéastes amateurs capturant des paysages à couper le souffle aux bricoleurs amateurs glanant leur expertise en électronique, les drones enrichissent la vie grâce à :
Vidéographie – Les images aériennes 4K ultra fluides donnent aux montages de ski faits maison, aux résumés de vacances en famille et aux annonces immobilières un coup de pouce expérientiel par rapport aux prises de vue stationnaires. Les drones compacts comme le NW Blue Drone rendent ce type de tournage largement accessible.
Course de drones – Les courses de drones avec vue à la première personne (FPV) plongent les participants dans une vitesse pure alors qu'ils font voler des drones miniatures sur des parcours complexes du point de vue d'une caméra embarquée. La communauté suscite l’intérêt technique en aidant à former la prochaine génération d’ingénieurs.
Ainsi, qu’il s’agisse d’inspecter des tours, de livrer des fournitures médicales urgentes, de collecter des données agricoles, de filmer des sports extrêmes ou simplement de faire la course avec des amis, les drones élargissent considérablement ce que les humains peuvent facilement voir et faire depuis le ciel.
En clôture
Construire un drone d'élite doté d'une capacité de levage, d'une vitesse ou de capacités de tournage de premier ordre nécessite de choisir des composants haut de gamme optimisés pour l'usage auquel vous êtes destiné.
Mais armé d'une compréhension des spécifications critiques telles que les valeurs nominales KV du moteur, les tolérances de courant ESC et les capacités de décharge de la batterie, votre aperçu de la sélection des pièces s'avérera inestimable pour extraire les meilleures performances de votre véhicule aérien.
Ainsi, qu'il s'agisse de construire à partir de zéro ou de mettre à niveau des modèles disponibles dans le commerce, appliquez ces connaissances pour porter vos aspirations en matière de drones vers de nouveaux sommets !
