Guide du débutant sur les courses de drones FPV Quadcopter: 16 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Si vous êtes tombé sur cet article, vous êtes (espérons-le) intéressé par ce nouveau phénomène connu sous le nom de vol FPV. Le monde du FPV est un monde plein de possibilités et une fois que vous avez dépassé le processus parfois frustrant de construction/vol d'un drone FPV pour la première fois, les avantages l'emportent de loin sur ces frustrations. Ce court article présente au débutant les principaux aspects du vol FPV et d'un drone en général et vous met en place une bonne base de connaissances à partir de laquelle vous pouvez construire (littéralement…).

Cet article a été initialement publié sur dronetrest.com et déposé ici avec la permission de l'auteur (qui est moi !)

Étape 1: Qu'est-ce que le FPV ?

Alors tout d'abord, FPV signifie First-Person-View. En bref, vous mettez une caméra sur un drone volant, vous recevez le flux en direct de cette caméra via une paire de lunettes (ou un moniteur) et vous pilotez le drone via ce flux en direct. FPV vous offre la chance de voir votre monde à vol d'oiseau - c'est un tout nouveau point de vue dont vous ne pouvez tout simplement pas vous lasser ! En plus d'être un vrai pilote, c'est l'expérience de vol la plus immersive que vous rencontrerez et je ne peux pas la promouvoir davantage. Vous avez l'impression d'être physiquement à l'intérieur du drone, comme si vous étiez un oiseau, passant devant des arbres, en train de jouer et de faire des boucles dans les airs… même si, bien sûr, vous avez les pieds fermement sur terre.

Il existe trois principaux types de vol FPV; freestyle, course et photographie, dont chacun est expliqué ci-dessous.

FPV FreestyleC'est le type de vol FPV que vous aurez probablement déjà rencontré si vous avez regardé un FPV voler sur YouTube. Il vole sans aucune restriction quant à l'endroit où vous devez voler; vous pouvez voler bas, vous pouvez voler haut et vous pouvez explorer n'importe quel nouvel endroit passionnant que vous trouvez. C'est l'arène dans laquelle vous pouvez effectuer des tricks and flips et impressionner les spectateurs avec vos compétences ! Les freestylistes sont les acrobates du monde des drones et n'apprécient pas d'être freinés par des choses telles que des pistes de course, des arbres ou des bâtiments… Le freestyle consiste à trouver les meilleures lignes à travers et autour des obstacles tout en lançant quelques flips pour avoir fière allure pour YouTube vidéos.

Course FPV

Pas de prix pour deviner celui-ci - c'est là qu'un groupe de pilotes FPV se réunit et fait courir leurs drones. Il y aura un parcours de course avec un mélange d'obstacles naturels et artificiels (par exemple, des arbres, des portes et des drapeaux). Celui qui a fini le premier gagne. Ce n'est pas nécessairement une question de vitesse et de puissance, mais teste vraiment vos réflexes et votre maniabilité. Il faut ici une grande précision…

Photographie aérienne

Encore une fois, c'est exactement ce qui est écrit sur la boîte - c'est l'art de prendre des photos et des vidéos à partir de cette perspective à vol d'oiseau dont nous avons parlé plus tôt. La technologie utilisée dans les drones a permis cet accès facile au ciel et maintenant, les gens ordinaires comme vous et moi peuvent admirer le paysage magnifique d'en haut. Le type de drone et d'équipement utilisé dans ce type de vol est assez différent du freestyle et de la course. Ici, un vol fluide et facile prime sur la vitesse et l'agilité, car des images fluides sont essentielles. À cette fin, des cardans de caméra sont utilisés sur un drone de photographie aérienne, aux côtés d'une caméra HD de haute qualité pour donner une vidéo fluide. C'est donc le FPV qui vole en un mot. Vous avez un drone, vous collez une caméra dessus et le pilotez en visionnant le flux en direct. Simple. Maintenant, si cela vous intéresse, je vais passer à certaines des parties les plus techniques (mais pas trop techniques !) De ce qui constitue un drone.

Étape 2: Comment fonctionne un drone (multirotor)

Ce sera une brève section sur la «science» derrière un drone. Premièrement, un «drone» est techniquement quelque chose qui peut voler de manière autonome, mais est devenu un terme général pour tout ce qui vole électroniquement. Dans le hobby FPV, nous utilisons souvent le mot quadcopter, ou «multirotor». Un multirotor est un véhicule avec plusieurs « rotors », c'est-à-dire des moteurs, et le plus courant que vous verrez dans le ciel est un quadricoptère - un multirotor avec 4 moteurs.

Alors comment contrôler un multirotor ? Un multirotor a 4 points de contrôle; roulis, tangage, lacet et poussée. Si vous avez une expérience avec les avions/hélicoptères, vous saurez ce que c'est mais pour ceux que vous n'avez pas, voici un exercice simple pour les maîtriser. Tenez votre main vers le haut, paume vers le sol - votre main est maintenant le multirotor.

• Roulez - balancez votre main d'un côté à l'autre - c'est votre rouleau.
• Pitch - inclinez votre main de haut en bas - c'est votre pitch.
• Yaw - en gardant votre paume vers le bas, faites pivoter votre ha à gauche et à droite - c'est votre lacet.
• Poussée/accélérateur – levez la main et vous avez votre poussée.

Vous utilisez ces 4 points de contrôle en tandem les uns avec les autres pour faire aller votre multirotor dans n'importe quelle direction que vous voulez. Il vole comme un hélicoptère. Pour avancer, vous devez avoir une combinaison de tangage et de poussée.

Si vous voulez avoir une idée du vol FPV sans risquer de crasher un drone, un bon point de départ est un simulateur de vol FPV.

Le FPV n'est pas réservé qu'aux quadricoptèresLe FPV utilisant des quadricoptères est de loin le moyen le plus populaire de piloter le FPV, mais il y a beaucoup de pilotes à voilure fixe qui attachent des caméras à des avions radiocommandés plus traditionnels. Mais dans ce guide, nous couvrirons les bases du FPV du point de vue du quadricoptère, car c'est avec cela que la plupart des gens commencent.

Étape 3: Construisez le vôtre ou achetez un prêt-à-voler ?

Maintenant, j'ai donné à cette question une section à part car c'est une question très importante; allez-vous construire votre propre quadcopter ou acheter un quad FPV prêt à voler (RTF) ? Je vais dire tout de suite que je suis partisan de la construction - non seulement c'est très amusant, mais vous obtenez également un grand sentiment d'accomplissement lorsque vous faites voler votre propre quad dans les airs. Cela ne veut pas dire que l'achat d'un kit RTF est une erreur - vous pouvez obtenir d'excellents kits qui fonctionneront de manière fantastique et je suis sûr que vous serez satisfait de votre décision.

Le nœud du problème pour moi est que vous vous écraserez – de nombreuses fois. Certains de ces plantages ne mèneront à rien de catastrophique et vous n'aurez qu'à remplacer un ou deux accessoires. Cependant, certains de ces accidents (surtout lorsque vous commencez à devenir courageux !) entraîneront des dégâts plus importants. Vous devrez peut-être remplacer un moteur, l'émetteur vidéo ou le contrôleur de vol du quad lui-même. Dans ces situations, si vous n'avez pas construit la machine vous-même, vous ne saurez pas forcément comment la réparer. Il se peut donc que vous deviez acheter à nouveau un kit complet – cela pourrait coûter très cher très rapidement. Si vous l'avez construit à partir de zéro, vous connaissez les tenants et les aboutissants du quad et serez donc en mesure d'identifier le problème et de le résoudre assez facilement.

Alors mon conseil ? Construire. Si cela vous plaît, je vais maintenant énumérer l'anatomie d'un drone et vous pouvez commencer à développer ces connaissances sur les drones…

Étape 4: Anatomie d'un drone de course FPV

Entrons donc dans les détails de ce qui constitue un drone quadricoptère. Tous les principaux composants d'un drone FPV typique sont illustrés dans l'image ci-dessus.

Un drone FPV peut être décomposé en trois « parties » principales; le système de vol, le système d'alimentation et le système FPV.

• Le système de vol se compose des pièces qui font voler le quadricoptère, comme les moteurs et le contrôleur de vol.
• Le système d'alimentation se compose des pièces qui fournissent l'alimentation électrique à votre drone, comme la batterie et le tableau de distribution électrique.
• Le système FPV se compose des pièces utilisées pour le flux vidéo, y compris votre caméra, votre émetteur vidéo et vos lunettes.

Nous discuterons de chacun de ces systèmes plus en détail dans les prochaines étapes

Étape 5: Le cadre

Tout d'abord, les trois systèmes d'un drone doivent être attachés à quelque chose, connu sous le nom de cadre. C'est le squelette du drone et fournit non seulement la force du multirotor dans son ensemble, mais aussi l'aspect final du drone. Il existe tellement de styles et de variantes de cadres multirotors différents qu'il serait impossible de les compter, mais ils ont tous les mêmes caractéristiques générales. Ils veulent tous être le plus fort possible mais aussi le plus léger possible (car c'est évidemment la meilleure combinaison). C'est pourquoi la fibre de carbone est souvent utilisée car elle est généralement solide mais légère.

Les cadres sont également classés mais leur taille. Quand je dis la taille d'un cadre, je veux dire l'empattement qui est la longueur diagonale (en mm) du milieu d'un moteur au milieu du moteur directement en diagonale par rapport à celui-ci. La plupart des cadres FPV ont un empattement de 220 mm et moins à mesure que la technologie devient de plus en plus intelligente et plus petite.

Lectures complémentaires: Guide complet pour l'achat d'un cadre quadrirotor FPV

Étape 6: Le système de vol

Le système de vol contient tout ce dont le multirotor a besoin pour voler. Cela comprend le contrôleur de vol, les moteurs, les contrôleurs de vitesse électroniques (ESC), le récepteur radio et les hélices.

Le fonctionnement du système de vol est le suivant:

• Le pilote déplace les bâtons sur le contrôleur R/C, ceci est envoyé au récepteur sans fil
• Le récepteur R/C envoie les commandes du manche pilote au contrôleur de vol
• Le contrôleur de vol interprète ces commandes et calcule à quelle vitesse chaque moteur doit se déplacer et envoie ce signal à l'ESC
• L'ESC convertit ce signal en une tension qu'il envoie au moteur
• Le moteur est ce qui produit la poussée pour déplacer réellement le drone

Ce processus se produit des centaines de fois par seconde. Regardons chaque composant plus en détail

Étape 7: Le contrôleur R/C et le récepteur

Le contrôleur radio est l'appareil que le pilote tient dans ses mains avec deux joysticks qui sert à piloter le drone. Le récepteur radio est le petit appareil électronique qui est installé sur le drone (et est connecté au contrôleur de vol). Le contrôleur envoie des signaux radio au récepteur et le récepteur transmet ensuite les informations au contrôleur de vol. Il existe de nombreuses options pour sélectionner votre contrôleur R/C et votre récepteur. À l'heure actuelle, les radios Frsky Taranis sont de loin les plus populaires dans la communauté FPV.

Étape 8: Le contrôleur de vol

Comme son nom l'indique, cette pièce d'équipement contrôle le vol et peut donc être considérée comme le « cerveau » du drone. Le contrôleur de vol prend les données de deux entrées et les utilise pour maintenir le multirotor stable et diriger le drone. Ces deux entrées de données proviennent de capteurs intégrés sur le contrôleur de vol et du pilote via le contrôleur R/C. Les capteurs indiquent au contrôleur de vol des éléments tels que l'orientation et l'altitude, et le pilote indique au contrôleur de vol dans quelle direction il souhaite que le multirotor aille.

Selon la profondeur à laquelle vous souhaitez aller, vous pouvez également affiner et programmer votre contrôleur de vol selon vos spécifications exactes, comme vous le feriez avec une voiture de course. De cette façon, vous pouvez obtenir le meilleur de votre drone.

Lectures complémentaires:

Guide d'achat du contrôleur de vol FPV Racing

Étape 9: Les contrôleurs de vitesse électroniques (ESC)

Les ESC sont les composants qui prennent les commandes du contrôleur de vol et les traduisent en puissance pour les moteurs. L'ESC dit au moteur de tourner plus vite ou plus lentement selon les instructions du pilote. Chaque moteur a donc un ESC dédié car chaque moteur se déplace, à un instant donné, à une vitesse différente des autres.

Le type et la taille d'ESC qui conviennent à votre drone dépendent du système d'alimentation que vous utilisez et des moteurs que vous utilisez.

Lectures complémentaires

Ce qu'il faut considérer lors de l'achat d'un ESC pour votre multirotor

Étape 10: Les moteurs

Les moteurs sont la force motrice du multirotor et fournissent la poussée (avec les hélices). La chose la plus importante à savoir en termes de moteurs de drones FPV est de savoir comment les moteurs sont classés.

Vous avez de nombreux moteurs différents de différentes tailles, mais que signifient-ils ? Eh bien, prenons le moteur ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO comme exemple. Il s'agit d'un moteur 2205 avec une cote KV de 2300KV. Le nombre 2205 fait référence aux dimensions du moteur; le moteur a un diamètre de 22 mm et une hauteur de stator de 5 mm. Plus le moteur est grand (hauteur du stator plus grande), plus il peut réagir rapidement, tandis que les moteurs de diamètre plus élevé vous offrent plus de couple et de puissance, mais réagissent plus lentement. La cote KV est définie comme le nombre de tours par minute (RPM), par volt. Typiquement, les moteurs KV inférieurs sont mieux utilisés avec des accessoires plus gros.

Lectures complémentaires:

Moteurs sans balais – comment ils fonctionnent et que signifient les chiffres

Étape 11: Les hélices

Les hélices sont fixées aux moteurs et fournissent la poussée nécessaire. Il existe de nombreux types d'hélices sur le marché, des hélices traditionnelles à 2 pales aux hélices à 5 pales. Encore une fois, les hélices sont nommées de manière standard, par ex. 5x3x3. Cela signifie simplement que vous avez une hélice de 5 pouces avec un pas de 3 pouces et qu'il y a 3 pales.

Étape 12: Le système d'alimentation

Le système d'alimentation d'un drone comprend les pièces qui fournissent l'alimentation et acheminent l'alimentation vers tous les composants électroniques. Dans un quadcopter FPV typique, il n'y a que deux composants, une carte de distribution d'alimentation (PDB) et la batterie.

Le PDBLe tableau de distribution d'énergie prend simplement l'énergie de la batterie et la distribue aux sources appropriées. Dans la forme la plus simple, il s'agit d'une carte séparée à laquelle vous connectez la batterie et à laquelle vous connectez les autres composants du système de vol (comme les ESC). Parfois, un PDB inclura également des régulateurs de tension qui produiront une sortie cohérente de 5 V ou 12 V pour alimenter certains de vos autres appareils électroniques. Vous constaterez également que les contrôleurs de vol ont également un PDB intégré, ce qui signifie que vous connectez la batterie (et les ESC) directement au contrôleur de vol. Pour en savoir plus consultez

La batterie

Passons maintenant au composant qui alimente votre multirotor: la batterie. Les drones sont généralement alimentés par des batteries lithium-polymère (LiPo) constituées de plusieurs « cellules ». Chaque cellule détient une tension de 3,7 V et en ajoutant plus de cellules, vous ajoutez plus de tension. Par exemple, une batterie à 3 cellules (notée 3S) détient une tension de 11,1V. Comme évoqué dans la section « Moteurs », la vitesse à laquelle le moteur tourne est directement corrélée à la tension fournie. Donc, pour faire tourner votre moteur plus vite, vous avez besoin de plus de tension. Cependant, vous ne pouvez malheureusement pas simplement frapper une batterie de 10 cellules sur votre drone pour le faire aller plus vite - il y a toujours un bon équilibre entre le poids et la puissance lorsque vous choisissez la bonne batterie pour vous.

Lectures complémentaires: Batteries LiPo – Comment choisir la meilleure batterie pour votre drone.

Étape 13: Le système FPV

Le système FPV se compose d'une caméra, d'un émetteur vidéo qui retransmet le flux vidéo vers vos lunettes vidéo au sol. Pour comprendre le système FPV, l'analogie la plus simple est de penser au fonctionnement de la télévision car c'est à peu près la même chose, mais à une échelle beaucoup plus petite. Votre drone a une caméra dessus qui capture une vidéo. Ce signal est envoyé à un émetteur vidéo, qui diffuse un signal sans fil (comme le ferait un studio de télévision). Les lunettes FPV de votre quadcopter sont comme un téléviseur qui captera le signal. Mais pour être précis, le récepteur vidéo captera le signal et l'affichera sur l'écran à l'intérieur des lunettes. La plupart des lunettes FPV ont un récepteur vidéo intégré ou ont la possibilité d'en brancher un via une baie modulaire.

La caméra FPV

La caméra FPV est peut-être le composant le plus important de tout drone FPV car c'est la pièce d'équipement à travers laquelle vous êtes transporté sur votre plate-forme FPV. Les caméras FPV ont commencé comme des caméras de vidéosurveillance, mais au fur et à mesure que le passe-temps a progressé, de nombreux fabricants fabriquent des caméras personnalisées spécialement conçues pour le FPV. Cela signifie que les caméras FPV sont conçues pour avoir la latence la plus faible possible (le temps qu'il leur faut pour capturer une image et vous la renvoyer). Cependant, la plupart des caméras FPV ne fournissent PAS de sortie HD, car cela augmente la latence du flux, ce qui est désastreux pour le vol FPV. Lorsque vous voyagez à plus de 80 mph, chaque milliseconde de latence fait la différence.

Étape 14: L'émetteur vidéo (VTX)

Sans émetteur vidéo connecté à votre caméra, la caméra est complètement inutile. C'est le composant qui transmet sans fil le flux vidéo de la caméra à vos lunettes FPV au sol.

Les VTX FPV sont disponibles dans une gamme de tailles, de puissances et de fonctionnalités, mais ils sont principalement classés en fonction de leur puissance de transmission (en milliwatts, mW). Les deux puissances principales sont les émetteurs de 25 mW et 200 mW – 200 mW est le plus courant parmi les vols FPV.

Vous devez également noter qu'il existe certaines réglementations concernant la quantité d'énergie que vous pouvez utiliser avec votre émetteur FPV. Au sein de l'UE, la puissance maximale que vous pouvez utiliser légalement est de 25 mW. Si vous souhaitez utiliser une puissance de transmission plus élevée, vous devrez obtenir la permission de le faire.

Lectures complémentaires: Tout ce que vous devez savoir sur les émetteurs vidéo FPV

Guide d'antenne FPV

Étape 15: Les lunettes FPV

Vous visualisez le flux vidéo en direct de votre drone avec des lunettes FPG. Techniquement, un récepteur vidéo reçoit le signal et l'écran à l'intérieur du masque l'affiche. Mais de nos jours, un récepteur FPV est intégré ou se clipse sur à peu près toutes les lunettes FPV, nous considérons donc généralement cela comme une seule chose.

Le flux vidéo en direct est affiché sur un petit écran à l'intérieur des lunettes et, tout comme la réalité virtuelle, vous voyez ce que la caméra voit et vous êtes transporté dans le ciel ! Comme pour tous les autres composants de la construction multirotor, il existe de nombreux types, styles et marques de lunettes FPV. Si vous avez les fonds, vous pouvez opter pour une paire vraiment haut de gamme avec une qualité d'écran brillante, deux récepteurs pour une meilleure réception et des fonctions spéciales telles que la capacité DVR (ce qui signifie que vous pouvez enregistrer ce que vous voyez). Cependant, vous pouvez également mettre la main sur une paire de lunettes très solide pour pas beaucoup d'argent qui fera le travail à merveille pour un débutant.

Lectures complémentaires: Guide d'achat de lunettes FPV

Étape 16: En résumé

Le vol FPV consiste donc simplement à piloter votre drone FPV avec une caméra attachée pendant que vous regardez les images en direct et pilotez votre drone en conséquence. Vous pouvez participer à cette activité seul (bien que si vous êtes débutant, il est recommandé de sortir avec un pilote expérimenté) ou en groupe. Vous pouvez créer votre propre parcours et courir les uns contre les autres pour voir qui est le pilote FPV ultime. Il vous donne une toute autre vision du monde qui vous entoure et vous permet de développer une nouvelle compétence tout en vous immergeant dans une grande expérience.