Objets volants : la foire du drone

Les drones sont à la mode, des minuscules jouets qui font le plein de fun à bas prix aux gros objets volants de DJI pour les pros en passant pour les machines à assembler soi-même. Éric, aka Klakinoumi sur le web, s’est fait une spécialité d’assembler ses propres engins volants qui offrent une dose de fun et de créativité maximum. Nous lui laissons le clavier pour un premier chapitre sur le sujet !

Histoire drone

T’as dû en entendre parler, voir deux ou trois vidéos, peut-être même te dire « Oh, mais ça a l’air rigolo, je me demande si je peux m’y mettre sans que ça ne me coûte un bras ». Eh bah je te propose de démystifier un peu tout ça, on va parler des drones.
D’abord il s’agit de savoir de quoi on parle exactement. Il y a une infinité de sous-genres dans les drones. Mais deux catégories « grand public » dominent : les drones à papa et ceux taillés pour la voltige et le FPV.

Les drones à papa

Ce sont ceux qui sont utilisés de façon à prendre des vidéos ou des photos « vues du ciel ». Ils font de belles vidéos bien stables, mais le revers de la médaille c’est qu’ils sont chiants à voler et, je trouve, qu’on en a très vite fait le tour ludiquement parlant. C’est dans cette catégorie qu’on va mettre les Phantom, les Mavic, et autre GoPro Karma.

dji-family

Beaucoup de gens commencent à voler avec ce genre de trucs parce qu’ils sont RTF comme on dit dans le jargon. C’est à dire « Ready To Fly ». Tu l’achètes, tu le charges et tu voles. La prise en main est facilitée à l’extrême grâce à des assistances rassurantes (ou envahissantes selon le point de vue).
Mon problème avec ces drones, c’est que je n’apprends rien à leur contact. T’es pas challengé dans le pilotage parce que tout t’invite à ne pas pousser la machine trop près de ses limites. **T’apprends rien d’un point vue physique, électronique, etc. parce que les drones RTF c’est un peu le Buitoni du milieu : on s’occupe de tout, tu t’occupes de rien.
**Bref. C’est pas le truc le plus fou.
Je ne reviens pas sur leur intérêt indéniable pour la prise de vue aérienne, mais moi c’est pas ce qui me fait vibrer.

Dronons nous dans les bois

Nan, moi j’veux zigzaguer entre les arbres, voler à un mètre du sol très très vite, faire des loopdiloops et me crasher sans casser le million.
Je vais te faire découvrir le monde merveilleux du FPV.
Le FPV (First Person View), c’est le fait de faire voler un drone équipé d’une caméra frontale et d’un lien de transmission vidéo, permettant d’afficher en live et à distance la captation effectuée par la caméra sus-citée (alléluia).
En gros, tu ne voles pas en regardant le drone, mais en le pilotant en fonction de ce que tu vois sur ton écran. Comme si tu étais à l’intérieur, tout petit, en train de le piloter.
Dans mon cas, je porte un masque, sorte d’Oculus Rift, dont l’écran remplit presque totalement mon champ de vision. Du coup, j’ai vraiment l’impression de piloter depuis le drone en ayant les jambes dans le vide.
Et ça, c’est cool. C’est très, très cool.
Au bout d’un moment, tu deviens plus confiant et tu peux faire des vols et des vidéos dans ce genre :

Drone’s apart

Le drone que j’utilise dans cette vidéo le voici :

zmr-250-klakinoumi

J’vais te faire peur tout de suite avec ses caractéristiques et après on en discute. Il s’agit d’un ZMR 250 FPV en 4S avec des DYS 1806 2800 KV. Assemblé et réglé par mes soins pour être polyvalent. Il va vite (environ 100 km/h), est agile, et vole juste ce qu’il faut (environ 4mn30, on y reviendra).

OK, donc ZMR c’est le châssis. En fibre de carbone, il s’agit de la colonne vertébrale du drone. Des moteurs au contrôleur de vol, on va tout monter là dessus. Une bonne partie des caractéristiques de vol vont venir de cet ensemble de pièces, entre autres l’écartement des moteurs et leur disposition autour du centre de gravité de la machine.

zmr-250-quad-racer-chassis-kit

250, c’est la classe du drone. Il s’agit de l’écartement dans la diagonale entre les moteurs, ici 250 millimètres. La taille, ça compte, n’en déplaise à certains. Dans une certaine mesure, plus ton drone est grand plus il peut voler longtemps et plus il est stable. C’est pour ça par exemple que les trucs utilisés pour la vraie prise de vue aérienne sont des machines avoisinant souvent le mètre de diamètre. Parce que plus c’est grand c’est stable.
Les classes 250 et 150 sont les plus répandues en FPV parce que les drones y appartenant sont agiles, suffisamment petits pour être baladés facilement et assez grands pour que leur assemblage reste accessible par des passionnés.

4S, c’est le type de batteries utilisées. La nomenclature est complètement conne et comme d’hab c’est historique…
On utilise une technologie appelée Li-Po pour Lithium-Ion / Polymères. C’est la même que ce que tu as dans ton téléphone à peu de chose près. Cette techno, comme une grande majorité des technologies de stockage d’énergie grand public, fonctionne en cellules. Et chaque cellule a un potentiel (son voltage nominal) de 3.7v. Rappelle-toi de tes cours de techno, où pendant que tu t’amusais à faire péter des diodes à grand coup de pile 9V dans leurs djeules, quelqu’un t’expliquait que si on met des batteries en série, leurs voltages nominaux s’additionnent.

batterie-4s-drone

Eh bah 4S ça veut dire que le drone fonctionne avec une batterie Li-Po de 4 cellules en série. Donc une batterie de 14,8 volts nominale (16,2v à pleine charge).
Et ça, le voltage opérationnel de ton drone, ça va conditionner la nervosité de ce dernier, sa réactivité, son autonomie, mais aussi son poids, son coût, sa taille…
Donc en gros tu choisis ton voltage en fonction de ce que tu veux faire avec et de ce que tu veux utiliser comme matériel autour.

Un drone ça ne vole pas

Un point intéressant à garder en tête c’est que les drones sont particulièrement nuls pour se maintenir en l’air. Mais vraiment. D’abord en termes d’apparence aéro, on est plus sur de la brique que sur le concorde. Ensuite, faire tourner frénétiquement des hélices en comptant uniquement sur la troisième loi de Newton c’est un peu comme ramer à contre-courant : on peut remonter, mais au moment où on s’économise on retombe plus bas. Y a pas de répit ma bonne dame. Un drone ça ne plane pas, ça ne fait qu’essayer de retarder sa chute.
Pour info, et donner une idée de l’énergie utilisée pour maintenir en l’air nos tondeuses volantes, dans la vidéo précédente, lors de ce que l’on appelle un « punch-out » (mettre brusquement 100% des gaz pendant quelques secondes) mon quadcoptère peut consommer jusqu’à 1000 watts.

Enfin les DYS 1806 2800KV ce sont les moteurs utilisés. Ils font 18 mm de diamètre et tournent à vide à 2800 tours par minute/volts. En gros, sans rien attaché dessus, si on les alimente en 10 volts, ils tournent à… 28000 tours/min, merci les deux de devant. Pas la peine de faire vos fayots non plus.

dys-1806

Dans cette configuration mon quad pèse 590g en ordre de vol et produit 2,4kg de poussée. Un rapport poids/poussée de 4, c’est pas mal, mais c’est très loin d’être dingue.

Drone décomplexé

Évidemment, au drone, il faut ajouter la télécommande, le masque FPV (et son récepteur), les batteries, les caméras, l’émetteur vidéo, le chargeur, des hélices de rechanges, beaucoup d’hélices de rechanges. Et tout ce qui facilite ta vie de pilote (outils, mallette ou sac de transport…).

zmr-klakinoumi

Littéralement de l’argent foutu en l’air

Oui enfin, si tout se passe bien normalement ça redescend suffisamment doucement pour que tu puisses recommencer si t’as envie. En fait le montant de ce que tu vas dépenser dépend pas mal de ce que tu sais faire et de ce que tu es prêt à apprendre. Savoir souder, c’est essentiel par exemple.

Mais tu peux commencer à t’envoyer en l’air pour 500-600 balles aujourd’hui. Commence petit. Ne sois pas trop ambitieux dès le départ par contre, c’est le meilleur moyen de te dégoûter. Par exemple moi j’ai commencé avec un drone sans caméra à 30 balles pour me familiariser avec les concepts généraux et voir si ça valait le coup de monter plus haut en gamme.

Gotta crash them all !

Au début, le truc le plus décourageant, ce sont les crashes. Mais ils sont essentiels à l’apprentissage (dans un premier temps), à l’augmentation de ton niveau de pilote et à la chambre des autres.

C’est pas grave les crashes. J’vais pas dire que si tu te crashes pas c’est que tu t’amuses pas assez, mais c’est quand même un peu l’esprit. Tente des trucs ! Tu vas pas te faire mal. On a tendance à l’oublier en volant, mais on n’est pas DANS la machine hein :P.
Dans la pratique, le matos est quand même très solide. Pour ceux qui ne connaissent pas le matériau : la fibre de carbone, c’est l’hélium du pilote. Incroyablement rigide, résistant aux chocs, bien plus léger que l’alu, etc.

Dans les faits, en général, on ne casse rien de plus qu’une ou deux hélices. Et puis au bout d’un moment on commence à avoir des réflexes qui permettent de minimiser la violence d’un crash.

Et puis parfois ça ne change rien et on a une grosse casse… Voilà. Bon c’est toujours un peu chiant de devoir rentrer parce qu’on a pété un moteur ou un bras. Mais individuellement, les pièces ne coûtent pas très cher. Un moteur en feu, c’est 9 à 15 euros.
Mais 3 semaines de délai… On apprend à faire du stock.

Hmmmm c’est intimidant.

Et c’est pas fini… Mais mon but ici ce n’est pas de t’assommer avec un guide d’achat exhaustif (on n’a pas parlé de la moitié de ce qu’il faut pour voler ni des principes qui vont avec). Mais plutôt de te faire réaliser qu’il y a autre chose que juste les trucs blancs qui volent pas très vite et qui font tous à peu de chose près les mêmes images.

Ça peut sembler complètement obscur comme ça, mais en vrai c’est plutôt simple et pour l’aborder il suffit de compartimenter ton approche. Comprendre dans les grandes lignes ce que fait le contrôleur de vol et partir de là, composant après composant, pour intégrer leurs importances et leurs rôles respectifs.

ZMR-250-Klaki

Drone moi ta main

Et pour t’aider dans ton apprentissage, il y a une communauté de dingues. Pas forcément très grande, mais c’est du passionné hardcore. Et ça a deux avantages :

  1. Tout le monde est passé par la case noob et pour beaucoup de monde, c’était il y a encore peu de temps. Ça veut dire que pour tout le monde, l’apprentissage est encore frais et on est plus sur de la vraie entraide que du « RTFM you noob ». Il y a, là où je traîne en tout cas, une vraie volonté d’aider à appréhender l’univers dronier.
  2. Une communauté passionnée qui expérimente, ça donne un rythme technologique assez fou. Une grande partie du matériel repose entièrement ou en partie sur du software ou du hardware Open Source par exemple. Les tops pilotes se mettent à développer de nouveaux algorithmes de vol qu’ils partagent ensuite avec les pilotes de la plèbe comme moi. Depuis que je vole, on a eu le droit à l’active dampening, au oneshot125, BLHeli, Cleanflight, Betaflight, Airmode… Pour le moment, tout ça ne te dit rien et c’est bien normal. Imagine simplement que tous les 6 mois, il y a un bouleversement dans un domaine. Et une fois sur deux, t’as juste une mise à jour à faire pour en profiter.

Drone my life

Ce qui est vraiment cool ici, c’est que tu assembles ta machine. J’veux dire, niveau kiff, la première fois que ton quadcoptère vole après que tu l’aies assemblé et réglé, ça vieillit jamais comme sensation. Et puis très vite tu te mets à avoir envie de pousser un peu plus le jeu en concevant toi-même des pièces ou en réalisant tes propres compromis entre autonomie, agilité et taille.

Si ça te dit, on en reparle dans un prochain billet ?

4 COMMENTAIRES

    • Thanks ! Oui pour de la vidéo aérienne, faut vraiment avoir les doigts souples et sûrs pour faire des images stables. Mais c’est pas impossible.

      Attention au vol en fpv avec des bécanes qui ont un gimball… Tes mouvement à l’image seront imperceptibles. Enfin… T’auras l’impression de straffer comme dans un jeu vidéo et tu te déplaceras sans qu’il n’y ait de mouvements au niveau de l’horizon. Genre « tapis volant ».

      Je sais pas si je me fais bien comprendre. Oh well… Try it… C’est assez déconcertant :D

  1. Yes, c »est un virus. Et la contagion est assez redoutable. Après, il y a FPV et FPV. Je pense qu’il faut quand même avoir un esprit Geek et bricoleur pour passer le cap du jouet. Ou bien avoir les moyens de s’acheter du Vortex ou autre racer haut de gamme. Mais on perd un peu l’intérêt de bien comprendre sa machine. Rien de mieux que d’acheter tout en pièces détachées, prendre son fer à souder et monter / paramétrer le tout. Haaaa le réglage des PIDs, rien de tel pour comprendre le principe de base de vol de nos petites bêtes…..Rien de compliqué mais quand même un truc de passionnés.

À vous la parole !

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