Comment construire un drone :voici quelques guides pas à pas corrects

Qu'est-ce qu'un drone ?

Définition du drone

Un drone est un aéronef sans pilote ou un robot volant et est officiellement connu sous le nom de véhicules aériens sans pilote (UAV). Le drone a un contrôleur au sol qui contrôle et communique à distance avec l'avion.

Alors que l'option la plus simple serait d'acheter l'un des drones disponibles dans le commerce, tels que les options bind n fly (BNF) ou prêt à voler (RTF), les aventuriers férus de technologie préféreraient construire une vue à la première personne ou un drone FPV. à partir de zéro.

Soit dit en passant, vous n'avez pas besoin d'être ingénieur ou étudiant en génie pour construire un drone (bien que ce soit un énorme avantage). Tous les fans de drones DIY peuvent, en effet, profiter du frisson de reconstituer leurs drones tant qu'ils sont assez patients pour suivre les instructions correctes.

L'essence de ce guide va au-delà de l'obtention d'un kit de drone et de la soudure de pièces pré-assemblées. Au lieu de cela, c'est pour les ingénieurs, les concepteurs et les fans de drones bricoleurs qui veulent vraiment apprendre les différentes pièces pour construire un drone, comment choisir ces pièces et les étapes exactes pour rassembler toutes les pièces en un seul drone fonctionnel qui peut réellement voler. .

Gardez à l'esprit qu'apprendre à construire un drone DIY n'est pas la chose la plus facile au monde. Donc, aussi simples que puissent paraître les instructions, la vérité est que cela va demander un travail sérieux, mais la satisfaction finale en vaut la peine.

Voyons maintenant brièvement les différents types de drones.

Types de drones

Il est important de savoir qu'il existe plus d'un type de drone, tout comme il existe une poignée de catégorisations (telles que la conception, l'objectif, la taille et autres). Mais restreignons notre champ d'action à la conception de drones grand public. Ceux-ci incluent :

Drones hélicoptères à rotor unique :

Ces types de drones sont également connus sous le nom de drones hélico. Ils ne comptent que sur un seul rotor pour rester en l'air (c'est même dans le nom !).

Drones multi-rotors :

Ce sont des drones avec un corps central et plus d'un rotor qui propulse les hélices. Voici un conseil de pro :les drones multi-rotors sont votre meilleur pari si vous voulez avoir les "yeux dans le ciel". Il est difficile de discuter avec un drone multi-rotor en matière de photographie aérienne car ils vous donnent un grand contrôle sur le cadrage et la position. Les types les plus courants de drones multi-rotors sont ceux à quatre rotors (quadcopter). D'autres incluent le tricoptère (trois rotors), l'hexacoptère (six rotors) et l'octocoptère (huit rotors).

Drones à selfie :

Ce sont essentiellement de petits drones avec une caméra de bonne qualité avec reconnaissance faciale pour prendre des selfies. L'utilisation d'un drone selfie se fait généralement à partir d'applications mobiles téléchargées sur un smartphone. Quelques exemples incluent DJI Spark, DJI Mavic Pro, Skye Drone et JJRC H37 Elfie drone.

Drones de course :

Ce sont des drones FPV utilisés dans des compétitions de course similaires à une course automobile, sauf, bien sûr, que cette course est dans les airs. Chaque participant porte un visiocasque qui affiche les flux en direct lorsqu'il contrôle le drone équipé d'une caméra. Les drones de course de bonne qualité incluent Walkera F210 3D, Eachine Wizard X220S, Holy Stone HS230 et ARRIS X-Speed ​​280 V2.

Outils de base nécessaires pour construire un drone

Que vous assembliez uniquement des pièces déjà assemblées ou que vous construisiez à partir de zéro, vous aurez besoin de quelques outils de base. De plus, ces outils sont pratiques lorsque vous devez réparer votre drone après un crash.

Voici quelques-uns des outils essentiels dont vous aurez besoin pour construire (et réparer) votre drone DIY.

Fer à souder :

Vous aurez besoin d'un fer à souder pour joindre deux fils, ainsi que pour assembler des pièces détachées des pièces du drone.

Bandes :

Ceux-ci serviront d'isolant indispensable entre les connecteurs pour éviter les courts-circuits et le crash de votre drone. Les options incluent des rubans double face, des rubans isolants et des rubans Kapton.

Liens zip :

Les attaches zippées sont simples mais nécessaires pour construire un drone avec succès. Les ESC et autres matériels sont plus faciles à fixer au cadre à l'aide d'attaches zippées.

Velcro :

Une bande de velcro vous sera utile lorsque vous aurez besoin de fixer la batterie au cadre.

Multimètre :

Vous aurez besoin de cet outil pour diagnostiquer les problèmes électriques et détecter la tension dans les différentes parties électriques. Un multimètre est un outil indispensable si votre drone doit fonctionner correctement.

Outils à main (tournevis hexagonaux, tourne-écrou/clé, pinces) :

Ce sont des outils nécessaires pour sécuriser, modifier et démonter les différents composants de votre drone. C'est une pure perte de temps d'essayer de construire un drone DIY sans ces outils.

Briquet/Pistolet à air chaud :

Un pistolet thermique est une bonne option, mais il n'est peut-être pas trop nécessaire d'appliquer de la chaleur sur les thermorétractables autour des fils. Un simple briquet fera également l'affaire.

Arrêts anti-fumée :

Ceux-ci sont très utiles pour prévenir les dommages qui pourraient survenir en cas de court-circuit. S'il y a un excès de courant, l'ampoule du pare-fumée grillera au lieu d'endommager votre drone.

Pince à épiler :

Vous en aurez besoin pour déplacer de petits fils et de minuscules composants électriques. Plus la longueur de la pince à épiler est longue, plus il est facile d'accéder aux fils, composants et boutons qui pourraient être un peu délicats.

Pièces de base du drone

Les composants et accessoires dont vous avez besoin dépendent du type de drone que vous souhaitez construire et de la fonction que vous souhaitez qu'il remplisse. Cependant, voici les pièces de base pour construire presque n'importe quel type de drone.

1.Cadre :

Tout dans votre drone repose sur le châssis. Vous pouvez en construire un vous-même ou en acheter un. Choisissez un cadre qui convient à la taille idéale de votre drone et rappelez-vous que les bras doivent correspondre au nombre de moteurs que vous souhaitez utiliser. Par exemple, achetez un châssis à quatre bras si vous voulez construire un quadricoptère.

2. Piles :

Réfléchissez bien au type et à la capacité de la batterie que vous souhaitez utiliser. Une batterie au lithium polymère (Li-Po) est le choix préféré en raison de sa capacité et de sa sortie élevées.

3. Moniteur de batterie :

Done peut voler sans moniteur de batterie, mais les moniteurs peuvent vous avertir tôt des niveaux de batterie, ce qui les rend très utiles. Vous ne voulez pas que votre drone tombe à court de jus au-dessus d'un étang !

4. Caméra FPV :

Vous aurez besoin d'un appareil photo pour faire des enregistrements pendant le vol ou prendre des photos aériennes. Les meilleures caméras pour drones sont des types de qualité 4K. Un cardan peut également être utile si vous utilisez un drone avec une caméra.

5. Connecteurs :

Vous avez besoin de connecteurs de 4,5 mm pour souder le PDB et de connecteurs de 3,5 mm pour les ESC et les moteurs.

6. Contrôleur :

C'est le cerveau de votre drone. Le contrôleur de vol est la plaque tournante de tout le matériel de votre drone, ce qui signifie qu'il distribue l'alimentation à tous les composants et contrôle les moteurs simultanément. Assurez-vous d'en choisir un avec un gyroscope et un accéléromètre.

7. Contrôle électronique de la vitesse (ESC) :

Le nombre d'ESC à utiliser dépend du nombre de bras de votre drone. Notez que vous n'avez pas besoin de l'ESC si vous utilisez des moteurs à balais.

8. Moteurs :

Le nombre de moteurs dont vous avez besoin dépend de si vous voulez un drone à rotor unique ou un drone à plusieurs rotors. Cependant, la principale chose à noter à propos des moteurs est le type. Il existe deux types principaux, à savoir les moteurs à balais et les moteurs sans balais. Un moteur sans balais est un choix préféré pour les drones de bricolage car il ménage la batterie de votre drone et dure plus longtemps. Les moteurs à balais sont cependant moins chers et conviennent mieux aux drones prêts à voler. L'inconvénient est qu'ils s'usent et se décomposent plus rapidement que les options sans balais.

9. Plaque de montage :

Cela réduira les vibrations pendant le vol, et est particulièrement utile si vous voulez que votre drone DIY prenne des photos ou enregistre des vidéos.

10. Tableaux de distribution d'alimentation (PDB) :

Il s'agit du matériel qui connecte vos principaux composants électriques, tels que le connecteur de la batterie et les ESC.

11. Hélices :

Choisissez des hélices qui correspondent au châssis de votre drone. Bien que vous puissiez construire un cadre en bois, vous ne trouverez pas d'hélices en bois. Mais assurez-vous de choisir des hélices avec des matériaux de qualité qui conviennent bien à votre drone.

12. Émetteur et récepteur RC :

L'émetteur est ce que vous tenez en tant que pilote, tandis que le récepteur RC reste sur le drone pour recevoir des commandes de vous, le pilote. L'appareil se branche sur le contrôleur de vol. Choisissez un contrôleur RC avec environ cinq à six canaux. Les canaux d'accélération, de tangage, de roulis et de lacet occuperont automatiquement quatre canaux, ce qui vous laissera deux canaux supplémentaires que vous pourrez utiliser pour d'autres commandes.

13. Clé USB :

Si vous voulez un drone qui prendra des photos ou enregistrera des vidéos, vous avez besoin d'une clé USB pour enregistrer les photos et les vidéos.

Vous pouvez également inclure un chargeur de batterie et d'autres accessoires, selon ce que vous souhaitez accomplir.

Comment choisir les bonnes pièces ?

Votre drone est aussi bon que ses pièces individuelles, alors assurez-vous d'en obtenir des fiables et de qualité dans un magasin agréé.

Mais n'importe qui peut assembler des pièces de drone avec des attaches à glissière et d'autres outils. La question est, le drone volera-t-il et fonctionnera-t-il correctement ? Votre drone ne peut fonctionner comme prévu que si vous savez comment choisir les bonnes pièces.

En plus de trouver des pièces de qualité et fiables, vous devez tenir compte du rapport poussée / poids du drone. Il doit y avoir une poussée vers le haut suffisante pour soulever le poids du drone. Vous pouvez déterminer le poids total de votre drone en ajoutant le poids de tous les composants qui entrent dans sa construction.

Pour que ce petit avion vole avec succès, vous devez choisir le bon moteur, la bonne taille d'hélice et, bien sûr, la bonne batterie pour alimenter le drone. C'est le moyen simple de fournir une poussée suffisante, et c'est l'un des facteurs les plus importants qui détermineront si votre drone volera ou non.

Sans vous traîner dans tous les détails "ennuyeux", choisissez toujours des moteurs livrés avec des tables de poussée. Les données vous aideront à décider quel moteur et quels autres composants choisir sans faire glisser votre drone vers le bas.

Un rapport poussée / poids de 2:1 est généralement idéal pour un vol en douceur, mais vous devez viser des rapports plus élevés (par exemple, 5:1) si vous souhaitez participer à des courses de drones. Cependant, le temps de vol plus élevé signifie également une batterie plus grande (ce qui équivaut à plus de poids).

Bon, maintenant que vous avez rassemblé toutes les pièces et que vous êtes prêt avec les outils dont vous avez besoin, la prochaine étape évidente consiste à commencer à coupler, souder et lier les pièces ensemble.

Comment construire un drone

Il existe de nombreuses façons de construire un drone. Les étapes et les composants peuvent varier en fonction de la part du drone qui est effectivement du bricolage. Mais plus important encore, le type de drone FPV que vous souhaitez construire déterminera la manière dont vous vous y prendrez.

Pour garder les choses simples, ce guide étape par étape se concentrera sur le type de quadricoptère ou de drone à quatre rotors pour plusieurs raisons.

Premièrement, c'est l'un des types de drones les plus populaires et il est assez simple à construire. De plus, tous les drones ont fondamentalement la même anatomie, ce qui signifie que vous pouvez adapter ce guide à presque tous les types de drones que vous souhaitez construire.

Voici comment construire un drone DIY.

Étape 1 :Assemblage du cadre

Si vous construisez à partir de zéro, votre première tâche consiste à choisir un matériau pour la construction du cadre, et cela dépend de la robustesse ou de la robustesse que vous souhaitez pour votre drone. Vos options incluent le bois, le métal et le plastique. Pensez à sélectionner un matériau léger même si vous utilisez du métal.

Découpez deux 60 cm de long et 30 mm de large dans le matériau de cadre de votre choix et reliez-les en forme de "X" à l'aide de colle ou de clous en fonction du matériau, qui est la structure de base du quadricoptère.

Vous pouvez également choisir d'acheter un cadre pour votre drone (une option plus simple) au lieu d'en construire un vous-même. Assurez-vous simplement de choisir un cadre de haute qualité.

Le PDB va généralement sur le dessus ou sous le cadre. D'autres composants se connecteront au tableau de distribution d'alimentation. Avant de fixer le PDB au cadre, il est préférable d'effectuer d'abord les connexions.

Soudez les connecteurs à vos ESC et moteurs, après quoi vous devez également souder les ESC et le brochage de la batterie , souvent écrit comme un "brochage" est une référence croisée entre les contacts d'un connecteur électrique et leurs fonctions. Il y a une assimilation des broches en tant que connecteur mâle à l'APB. Avec tous les connecteurs en place, vous pouvez maintenant fixer le PBD au cadre à l'aide de colliers de serrage.

Étape 2 :Monter les moteurs

Percez des trous dans le cadre de votre drone DIY où vous monterez chaque moteur. C'est une excellente idée de faire des trous supplémentaires pour permettre la libre circulation du clip et de l'arbre si les moteurs ne sont pas livrés avec des fixations. Bien sûr, ignorez ceci s'il y a des supports en place.

Maintenant, il est temps de monter les moteurs, mais vous devez faire attention à ne pas les égarer. Votre quadcopter aura quatre moteurs; deux moteurs CW (sens horaire) et deux moteurs CCW (sens anti-horaire). Installez-les correctement, sinon vous obtiendrez des résultats moins que satisfaisants.

Placez les bons moteurs à l'extrémité de chaque bras et fixez-les à l'aide de vis et d'un tournevis. Assurez-vous qu'ils ne sont pas trop serrés.

Étape 3 :Montez l'ESC

Ensuite, vous devez monter les régulateurs de vitesse électroniques. Un bon endroit pour connecter l'ESC est au bas du cadre. Cela fera de la place sur la partie supérieure du drone pour d'autres composants.

Fixez les ESC au cadre à l'aide d'attaches à glissière pour vous assurer qu'ils restent en place pendant le vol. N'oubliez pas de connecter les connecteurs ESC aux moteurs.

Ce sera le bon moment pour tester si les moteurs CW et CCW tournent correctement. Changez les connexions si elles ne tournent pas dans le bon sens.

Étape 4 :Installez un train d'atterrissage

Votre UAV devrait atterrir en un seul morceau au lieu d'entrer en collision avec le sol lorsqu'il descend. Les trains d'atterrissage minimiseront considérablement les chocs lors de l'atterrissage, et votre drone devrait en avoir un.

Il n'y a pas de règle absolue à ce sujet. La créativité est ce qu'il faut ici. L'objectif est de réduire le choc global lorsque votre petit drone atterrit.

Mais si vous avez besoin d'inspiration, voici une idée de la façon de fabriquer un bon train d'atterrissage. Coupez un tuyau métallique en quatre anneaux d'environ 2 cm d'épaisseur. Utilisez du ruban adhésif pour fixer les anneaux au cadre. Vous pouvez également utiliser du plastique ou tout autre matériau solide mais flexible pour créer un train d'atterrissage.

Étape 5 :Fixez le contrôleur de vol

Montez un contrôleur de vol prêt à l'emploi en haut du cadre près du milieu du drone. Vous pouvez obtenir un contrôleur de vol dans des kits de drones ou en construire un vous-même. Mais ne le faites que si vous en êtes sûr, car la procédure est assez délicate et difficile.

Le contrôleur de vol permet la stabilité et traite les changements de direction pendant un vol. Assurez-vous de le fixer en place en le maintenant avec des rubans adhésifs double face, des attaches zippées ou des vis.

Les vibrations du moteur peuvent avoir un impact sur le contrôleur de vol. Par conséquent, n'oubliez pas d'ajouter un petit morceau d'éponge sous le contrôleur de vol au fur et à mesure que vous le montez pour réduire les vibrations générées par le moteur. Cela améliorera la stabilité globale de votre drone pendant le vol.

Branchez maintenant tous les fils et autres appareils électroniques dans le contrôleur de vol et calibrez les ESC. C'est aussi le bon moment pour fixer les hélices. Ne les installez pas trop serré car ils se resserreront automatiquement si vous installez correctement les CW et CCW. Assurez-vous que vos hélices poussent l'air vers le bas lorsqu'elles tournent.

Étape 6 :Choisissez le bon système de télécommande sans fil

Vous aurez besoin d'un système de télécommande pour contrôler votre UAV. Il existe de nombreuses options disponibles, alors faites vos recherches et sélectionnez l'une des plus fiables, telles que Spektrum, Futaba, FlySky, etc.

Vous aurez également besoin de certains canaux pour l'accélérateur, le roulis, le tangage et le lacet, y compris quelques autres si vous prévoyez d'utiliser des caméras de photographie aérienne. Un drone avec une caméra ou un autre accessoire utile a plus de valeur qu'un simple avion volant. Mais pour votre premier drone DIY, vous pouvez construire un drone simple sans trop de gadgets. Il y a toujours place à l'amélioration, alors ne surchargez pas votre premier drone DIY.

Étape 7 :Connectez l'Open Pilot à votre drone

Ensuite, configurez le contrôleur de vol sur l'ESC et le système de télécommande. Cette étape implique beaucoup d'assemblage, de câblage et de programmation. Il sera utile si vous trouvez des vidéos de didacticiel appropriées sur le Web pour obtenir des instructions spécifiques sur la façon de procéder pour votre choix particulier de contrôleurs de vol.

Étape 8 :Testez votre drone

Avant d'utiliser le drone, vous devez le tester pour vous assurer que tout fonctionne correctement. Vous pouvez vérifier toutes les fonctions, y compris les capteurs et autres composants, en utilisant OpenPilot, MissionPlanner ou tout autre bon logiciel GCS.

Avant le test, il est préférable de retirer les hélices. Voici le truc, vous ne pouvez pas être trop sûr que rien ne se cassera pendant le procès. Il peut être frustrant de tout recommencer après être arrivé aussi loin. Par conséquent, retirer les accessoires réduit le risque de casser votre drone pendant l'essai.

Trouvez un endroit approprié pour tester votre petit drone. Faites-le à une distance contrôlée et faites attention aux câbles et aux attaches à glissière lorsque vous testez le mouvement du drone. Fixez tout composant qui semble être instable ou bouger pendant le test. Lorsque tout fonctionne comme prévu, votre drone est prêt à décoller !

Étape 9 :Drone – Décollage

La dernière étape consiste à piloter votre drone. C'est là que le caoutchouc rencontre la route, ou dans le cas où l'appareil rencontre l'air ! Avant le décollage, assurez-vous que la batterie est bien en place (de préférence à l'aide d'une bande de velcro). Vous ne voulez pas que la batterie bouge pendant le vol. Assurez-vous également qu'il est correctement connecté à tous les composants et qu'il fournit une alimentation suffisante. Assurez-vous que la batterie n'est pas à moitié vide avant le décollage. Vous ne voulez certainement pas manquer de puissance dans les airs.

Pour votre premier vol d'essai, trouvez une zone dégagée pour tester votre drone DIY. Une zone dégagée minimisera les dommages à votre petit avion s'il s'écrase. De plus, en cas de problème, une zone dégagée limitera les dommages potentiels que le drone peut causer. Assurez-vous de tester votre drone là où vous pouvez le voir tout au long de la session de vol.

Placez votre petit drone au sol, allumez les commandes et effectuez votre premier vol. N'oubliez pas d'accélérer lentement votre drone, en vous assurant de le maintenir à basse altitude pour commencer. Cela évitera tout dommage grave au cas où votre drone deviendrait incontrôlable et s'écraserait.

Si vous avez suivi les instructions et fait preuve de diligence raisonnable (et sauf incident inattendu), votre drone devrait décoller en douceur.

Félicitations pour votre premier vol !

Conclusion

Cet article explique comment construire un drone à partir de rien. De nombreux facteurs doivent être pris en compte, mais cela commence par connaître les différents composants et comment choisir les bonnes pièces. L'ajout d'accessoires à votre UAV, tels que des caméras, peut améliorer considérablement la fonctionnalité de votre drone. Au lieu de faire voler un cerf-volant glorifié, un drone avec une caméra peut devenir utile à plus d'un titre.

Le succès de la conception de votre drone commence par le rapport poussée/poids. Rappelez-vous toujours que les meilleurs drones sont suffisamment légers pour voler mais suffisamment lourds pour rester en équilibre dans les airs.

Gardez à l'esprit que la procédure réelle de construction de drones sera légèrement différente et comprendra même plusieurs étapes petites ou intermédiaires. C'est parce que les composants, les accessoires, les programmes et les types de drones varient d'une personne à l'autre. De plus, les façons de les construire et de les assembler dépendent de la simplicité ou de la complexité que chaque individu a l'intention de fabriquer son drone.

Il est normal de coupler des pièces d'un kit de drone FPV, surtout si vous êtes un novice complet. Cela vous aidera à vous habituer aux différentes parties et étapes impliquées et vous donnera également une idée de ce à quoi vous attendre lorsque vous décidez de construire le vôtre à partir de zéro.

Votre premier drone DIY n'est peut-être pas parfait, mais la pratique rend parfait. Et le plaisir de le voir décoller est une motivation plus que suffisante pour créer de meilleures versions à l'avenir.