Fonctionnement des contrôleurs de Drones (Expliqué pour les débutants)


Que vous soyez novice dans les drones ou que vous les voliez depuis un moment, vous devez vous demander comment fonctionne la télécommande des drones. Les télécommandes sont la raison pour laquelle vous pouvez faire voler votre drone à une distance allant de quelques pieds à plusieurs kilomètres de vous sans compter sur des câbles. Et savoir comment ils fonctionnent vous aide à en tirer le meilleur parti.

Alors, comment fonctionnent les contrôleurs de drones?

Pour faire simple, il s’agit d’envoyer un signal d’un émetteur dans le contrôleur à un récepteur dans le drone. Le contrôleur de vol et l’ESC aident à interpréter et à exécuter ces signaux tout en maintenant un vol stable.

Les télécommandes envoient également des instructions concernant les caméras, les capteurs et toute autre charge utile que transporte le drone.

Veuillez continuer à lire pour en savoir plus sur la télécommande de drone.

Qu’est-ce qu’un contrôleur de drone?

Un contrôleur de drone est un appareil qui permet à un pilote de drone de contrôler un drone depuis la terre sans fil. Les drones ont d’autres contrôleurs, tels que l’ESC et le contrôleur de vol. Mais dans ce cas, nous faisons référence à l’appareil que le pilote de drone tient lors du contrôle du drone.

Vous pouvez parfois voir cet appareil appelé contrôleur radio ou RC. Certains pourraient également le désigner comme un émetteur ou une télécommande.

Une brève histoire de la radiocommande

Alors que les drones grand public ont gagné en popularité tout récemment, l’ensemble du concept de Contrôle radio remonte au 19th siècle. C’est à ce moment que l’idée de contrôler à distance des appareils à des fins militaires a été largement poursuivie. 

En conséquence, l’armée a inventé des torpilles, des missiles, des bateaux, des télétanques et des systèmes anti-brouillage télécommandés. Cela visait à minimiser le risque de perdre des soldats au combat. Les appareils radiocommandés ont été largement utilisés pendant la Première et la Seconde Guerre mondiale.

Au fil des ans, diverses nations ont affiné leurs systèmes RC en les rendant plus petits, en inventant des transistors et même en leur permettant de communiquer sur plusieurs canaux. Ces améliorations ont permis d’utiliser des systèmes RC dans les modèles réduits d’avions dans les années 1950.

Avance rapide vers le 21d century, où chaque fabricant de radio produit des systèmes RC pouvant être utilisés sur une large gamme d’appareils, y compris des voitures miniatures, des modèles réduits d’avions et des drones. 

Pour ceux qui aimeraient construire leurs propres drones, vous pouvez acheter un système RC pour aussi peu que 30 $.

Comment fonctionnent les contrôleurs de drones

Les contrôleurs de drones fonctionnent en envoyant des instructions à un drone via des signaux radio. Pour comprendre comment ils fonctionnent, regardons les parties principales et comment ils fonctionnent tous.

Émetteurs de drones

Les émetteurs de drones sont situés sur le contrôleur de drone et sont la pièce chargée de convertir les commandes du contrôleur en signaux radio, qui sont ensuite envoyés au drone.

Récepteurs de drones

Les récepteurs sont des antennes qui reçoivent les signaux du contrôleur et les convertissent en données électroniques sur lesquelles le contrôleur de vol peut agir.

Contrôleur de vol

Ce composant agit comme le cerveau du drone ou le système nerveux central. Après avoir reçu les informations interprétées du récepteur, il détermine la puissance nécessaire pour exécuter les instructions envoyées par le contrôleur. 

Le contrôleur de vol combine également les données de capteurs qui rendent le drone conscient de son environnement. 

Ceux-ci incluent:

  • Accéléromètre – Ces capteurs mesurent la vitesse de rotation et déterminent l’orientation du drone en déterminant l’inclinaison et la vitesse angulaire.
  • Magnétomètre – Ces capteurs aident un drone à s’orienter par rapport au nord magnétique.
  • Gyroscope – Les gyroscopes mesurent également le taux de rotation, permettant à un drone de rester stable en vol stationnaire ou en vol.

ESC (Régulateur de Vitesse Électronique)

Une fois que le contrôleur de vol a simplifié les instructions en tension, c’est maintenant à l’ESC d’exécuter ces commandes en minimisant la puissance de certains moteurs et en augmentant la puissance d’autres moteurs en fonction de la tâche ou de la direction que le drone doit prendre.

Parties d’un contrôleur de drone

Vous trouverez ci-dessous les principales parties d’un contrôleur de drone.

Bâton Droit

C’est le bâton à droite, et il est responsable de Rouler et Pitch mouvement.

Bâton Gauche

C’est le bâton à gauche et parallèle au bâton à droite. Il est responsable de embardée et étrangler.

Antenne

Ce sont les émetteurs qui envoient les signaux radio au drone.

Autres caractéristiques

Vous trouverez ci-dessous d’autres fonctionnalités que vous trouverez dans la plupart des contrôleurs:

  • Boutons de Garniture – Ces boutons vous aident à aligner un drone au cas où il commencerait à dériver d’un côté ou serait instable en vol.
  • RTH (Retour À L’Accueil) – Vous trouverez ce bouton dans la plupart des contrôleurs et à divers endroits. Il est utilisé pour ”rappeler » le drone au point de décollage ou à un autre emplacement prédéfini en cas d’urgence.
  • Boutons de caméra – Pour les drones avec caméras, vous pouvez commencer à enregistrer, prendre des images fixes ou contrôler le cardan à l’aide du contrôleur.

Mouvements de drone de base

Vous trouverez ci-dessous les principaux mouvements du drone et ce qui se passe lorsque vous poussez les bâtons du contrôleur.

  • Rouler – C’est le mouvement qui permet au drone de se déplacer vers la droite ou la gauche le long de l’axe de roulis qui va de l’avant du drone à l’arrière du drone. Il est accompli en poussant le stick droit à gauche ou à droite. Pour qu’un drone roule, l’ESC réduira la puissance des moteurs d’un côté du drone (gauche ou droite).
  • Pitch – Ce mouvement permet à un drone d’avancer ou de reculer le long de l’axe de tangage (X). Il est réalisé en poussant le stick droit vers l’avant ou vers l’arrière. L’ESC réduit la puissance des hélices arrière et augmente la puissance des moteurs avant pour les faire tourner plus rapidement. C’est pourquoi la partie avant du drone pointe vers le bas lorsque le drone avance à toute vitesse.
  • Embardée – C’est là que le drone tourne dans le sens des aiguilles d’une montre le long de l’axe de lacet qui va du haut vers le bas du drone. Sur le contrôleur, vous poussez le stick gauche à gauche ou à droite. Pour ce faire, l’ESC minimise la puissance des moteurs en diagonale.
  • Étrangler – C’est là que le drone augmente ou diminue en altitude. Dans ce cas, tous les moteurs tournent à la même vitesse. Plus ils tournent vite, plus le drone se déplace.

Comment les drones communiquent avec le contrôleur

Voici les principaux canaux de communication utilisés dans les drones et les contrôleurs.

Fréquences radio

C’est l’un des moyens les plus courants de communication des drones avec les contrôleurs. Les radiofréquences sont des ondes invisibles qui font partie du spectre électromagnétique. Pour qu’ils fonctionnent, il doit y avoir un émetteur et un récepteur, ce que j’ai déjà décrit ci-dessus.

Pour qu’un drone communique avec un contrôleur, ils doivent tous être ”réglés » sur la même fréquence. Mais que se passe-t-il s’il y a un autre appareil dans la même plage et utilisant la même fréquence? C’est là que la RFID entre en jeu.

La RFID (Radio Frequency Identification) est un code d’identification attribué à la communication entre un drone et un contrôleur. Et le drone ne répondra qu’aux signaux contenant cette RFID spécifique.

Les communications par drone préfèrent les fréquences plus basses car elles peuvent fonctionner à des portées plus larges, ce qui permet à un drone de s’éloigner davantage du contrôleur. Cependant, si les fréquences sont trop basses, vous aurez besoin de très grandes antennes. Donc, pour trouver un bon équilibre, la plupart des drones fonctionnent dans des fréquences allant de 800 à 900 MHz.

Wi-Fi gratuit

La plupart des drones disposent désormais du Wi-Fi, en particulier ceux dotés d’une application et d’un appareil photo. Le Wi-Fi permet de diffuser les images d’un drone en temps réel, donnant naissance à l’un des passe-temps les plus recherchés du monde des drones, les courses FPV. 

C’est là que vous portez des lunettes de type VR et que vous pilotez votre drone comme si vous étiez dans son “cockpit ». »Contrairement aux fréquences radio, Le Wi-Fi fonctionne dans des fréquences allant de 2,4 GHz à 5,8 GHz. Ce sont des fréquences très élevées. C’est pourquoi le Wi-Fi fonctionne mieux à des portées plus courtes.

Système de Position Globale (GPS)

Le GPS a grandement amélioré la navigation par drone. Pour ce faire, il améliore la stabilisation, permet le retour au pays et identifie des zones d’exclusion aérienne. 

Alors, comment les drones communiquent-ils avec les contrôleurs via le GPS? Vous envoyez directement les coordonnées au drone, et le GPS du drone suivra ces coordonnées.

Certains drones sont conçus pour ne pas décoller dans les zones d’exclusion aérienne, mais la communication sur ces zones provient en fait de l’application du drone. De nos jours, il est même possible de sélectionner des waypoints sous forme de coordonnées, et le drone les suivra de manière autonome. Il s’agit d’une application courante dans le domaine de l’arpentage où vous devez prendre des images aériennes d’un lieu.

Il s’agit d’une méthode de communication plus sophistiquée et ne s’applique qu’aux drones militaires tels que les drones Hawk ou Predator. La communication par satellites permet aux militaires de contrôler leurs drones alors qu’ils sont à des milliers de kilomètres. Cependant, ils doivent toujours disposer d’une station au sol dans la zone où le drone opère pour coordonner le décollage et l’atterrissage.

Entièrement Autonome

Cet aspect est encore en développement, mais il voit déjà des applications dans les secteurs des inspections et militaires. Traditionnellement, un pilote dispose d’un contrôleur pour envoyer des signaux à un drone. Mais pour les drones entièrement autonomes, vous pouvez leur donner une zone d’intérêt, et ils voleront dans ces zones, collecteront des données, détermineront le meilleur itinéraire, éviteront les obstacles et retourneront seuls au point de décollage.

Pourquoi les contrôleurs de drones sont uniques dans le monde des avions RC

Voici quelques raisons pour lesquelles les contrôleurs de drones se démarquent.

L’abréviation  » RC « 

Comme mentionné précédemment, alors que la radiocommande existe depuis plus d’un siècle, les modèles réduits d’avions et de véhicules RC n’existent que depuis les années 1950.Lorsque l’abréviation RC a été inventée pour la première fois, elle signifiait radiocommandée, mais lorsqu’il s’agit de drones, elle fait souvent référence à la télécommande. 

Quoi qu’il en soit, il fait référence à la façon dont un drone peut être contrôlé à distance. La technologie RC utilisée dans les drones est également plus sophistiquée que les autres modèles d’appareils.

Nombre de rotors

Une autre différence significative est le nombre de rotors. La plupart des avions RC n’ont qu’un seul rotor, ce qui le rend facile à contrôler car tout ce que vous avez à faire est de contrôler la vitesse du rotor et l’angle de leurs hélices à manœuvrer. 

D’autre part, les drones sont disponibles en quatre rotors ou plus. Et le contrôleur doit contrôler les quatre rotors pour s’assurer que le drone manœuvre comme il est censé le faire. Les contrôleurs de vol et l’ESC permettent au contrôleur de contrôler la vitesse de chaque rotor sans interférer avec les opérations du drone. Imaginez à quel point ce serait mouvementé si vous deviez contrôler manuellement la vitesse de chaque rotor.

Dépannage

Si votre drone ne se connecte pas au contrôleur, voici quelques raisons possibles et des moyens de résoudre ce problème.

Tu le fais mal

Si vous ne pouvez pas connecter votre drone au contrôleur, il y a de fortes chances que vous le fassiez mal. Chaque drone a des instructions sur la façon de le faire, alors assurez-vous de les vérifier et de les suivre strictement lors de la configuration de votre drone.

» PLUS: Pour plus d’informations sur la façon de connecter votre drone au contrôleur, consultez nos guides:
Comment connecter un Drone au contrôleur
Comment Connecter Des Drones DJI
Comment connecter des Drones en Pierre Sacrée
Comment Connecter Des Drones Snaptain

Niveaux de batterie faibles

Un autre problème qui pourrait causer des problèmes de connexion est le faible niveau de batterie sur le contrôleur, sur le drone, ou les deux. Il est important de vérifier les niveaux de batterie de tous vos appareils avant de piloter votre drone.

Assurez-vous d’utiliser la dernière version du firmware

Les fabricants de drones publient souvent des mises à jour du firmware pour les drones, les contrôleurs et les applications. Ces mises à jour corrigent souvent des problèmes sous-jacents, mais elles peuvent également interférer avec la connexion entre un drone et un contrôleur s’ils n’utilisent pas tous la même version. Une autre façon de le réparer serait de désinstaller l’application drone et de l’installer à nouveau.

Interférence de signal

Si vous essayez de voler dans des zones avec des interférences électromagnétiques, cela peut gêner la connexion entre le contrôleur et le drone. Si votre drone se connecte au contrôleur et décolle, vous risquez de le perdre puisque vous risquez de perdre la connexion lorsque le drone est en vol.

Vous volez trop loin du contrôleur

Si après avoir connecté avec succès votre drone au contrôleur et après avoir volé pendant un certain temps, vous obtenez une erreur indiquant que vous êtes hors de portée, ou que la séquence vidéo perd de la qualité ou s’arrête, vous volez peut-être trop loin. 

Chaque drone a sa limite. Certains peuvent voler à quelques pieds du contrôleur, mais certains peuvent voler jusqu’à 6 miles, selon le type de communication auquel vous avez affaire. Cependant, la réglementation dans la plupart des régions exige que vous voliez dans la ligne de visée visuelle (VLOS). Gardez donc toujours votre drone en vue et évitez de dépasser la limite du drone.

» PLUS: À Quelle Distance Un Drone Peut-Il Voler (Du Contrôleur)?

Demander de l’aide technique

Si aucun des conseils ci-dessus ne vous aide, contactez l’équipe technique du fabricant du drone ou posez une question sur les forums. Vous rencontrerez très probablement un membre qui a rencontré un problème similaire et sait comment le résoudre.

Avancées notables dans le contrôle à distance des drones

Voici quelques avancées technologiques à surveiller.

OcuSync

OcuSync est le système de transmission de pointe de DJI qui offre certaines des plus longues portées du monde des drones. Voici comment OcuSync a progressé au fil des ans.

  • OcuSync 1.0 – Cette version a été utilisée dans tous les drones Mavic sortis avant le Mavic 2. Ceux-ci incluent le Mavic Pro et le Mavic Pro Platinum. Il a été conçu pour transmettre une qualité vidéo 1080p pour une transmission à courte portée et 720p pour une transmission à longue portée, et il a une portée allant jusqu’à 7 km. Dans des conditions optimales, OcuSync téléchargera des vidéos à 40 Mo/s.
  • OcuSync 2.0 – Cette version est venue avec le Mavic 2 en 2018 et existe dans la plupart des drones sortis par la suite. Il est venu comme une amélioration à 1.0 car il transmet 1080p sur les transmissions à longue portée et à courte portée. Une autre amélioration est que l’OcuSync 2.0 bascule automatiquement entre 5,8 et 2,4 GHz. Cela le rend parfait pour les zones avec de nombreuses sources d’interférence.
  • OcuSync 3.0 – C’est la dernière version, et il utilise un tout nouveau système de transmission vidéo qui utilise 4 antennes au lieu de 2 comme dans la version 2.0. DJI a également amélioré le système de transmission vidéo, lui permettant de transmettre des vidéos HD d’une portée allant jusqu’à 12 KM (7,5 miles).

Contrôleurs intelligents

Ce sont des contrôleurs conçus pour fonctionner avec plusieurs drones. Un bon exemple est le contrôleur intelligent de DJI, un contrôleur avancé qui contient un écran d’affichage de 5,5 pouces, le système de transmission OcuSync 2.0, une portée allant jusqu’à 6,2 miles (10 KM) et des capacités d’application intégrées. 

Vous pouvez utiliser l’application DJI Go ou Fly ou télécharger d’autres applications tierces. Mieux encore, il dispose d’une fonction de partage DJI Go qui vous permet de diffuser vos photos directement sur les réseaux sociaux.

Le contrôleur intelligent DJI combine les fonctionnalités d’un smartphone ou d’une tablette et d’un contrôleur standard. Mais il est également amélioré pour le rendre plus durable et fiable qu’un smartphone standard.

Actuellement, les drones compatibles avec le contrôleur intelligent DJI incluent:

  • DJI Mavic 2
  • Mavic Air 2
  • Série Mavic 2 et Mavic 2 Enterprise
  • Phantom 4 Pro V2.0

BVLOS (Au-Delà De La Ligne De Visée Visuelle) vol

Comme mentionné précédemment, la plupart des régions exigent que les pilotes de drones pilotent leurs drones dans leur ligne de mire. Mais cela limite l’utilisation des drones, en particulier dans des applications telles que la livraison de nourriture et les inspections industrielles. Cependant, ces derniers temps, la plupart des fabricants et des parties prenantes de drones ont été pionniers dans les BVLOS pour élargir la portée dans laquelle les drones peuvent être utilisés.

Alors, comment ça fonctionnerait?

Le pilote s’appuierait sur des capteurs, des données de télémétrie et la navigation GPS pour savoir où se trouve le drone et le naviguer. Les BVLOS volants ont besoin de plus de compétences que les VLOS.

Voici quelques-uns des avantages de BLVOS par rapport à VLOS;

  • C’est plus sûr – Dans les zones où un pilote de drone doit voler dans des zones dangereuses, telles que des zones d’incendie et des fuites de gaz, il serait dangereux pour un pilote d’entrer dans la zone et de piloter des VLOS. Mais BVLOS le rend plus sûr car le pilote peut se positionner à des kilomètres à une distance de sécurité tout en parvenant à survoler la zone.
  • C’est moins cher – Dans les zones où les drones ne sont pas autorisés à voler en BVLOS, ils doivent utiliser des hélicoptères coûteux et peu flexibles. Mais les drones conçus pour voler des BVLOS ont des temps de vol plus longs, ce qui signifie qu’ils pourraient survoler la même zone plusieurs fois sans coûter autant qu’un hélicoptère.
  • Les données sont plus précises – Les drones peuvent voler à très basse altitude, ce qui leur permet de prendre des images haute résolution à partir desquelles les utilisateurs peuvent obtenir plus de données par rapport à l’utilisation d’avions habités.

Malheureusement, il y a encore trop de restrictions contre les BVLOS, en particulier aux États-Unis. Vous devez demander plusieurs dérogations, et rien ne garantit que vous serez autorisé à voler. Mais les lois sur les drones évoluent toujours dans le monde entier, nous pouvons donc nous attendre à ce que les BVLOS soient bientôt autorisés.

FAQ

Pouvez-vous connecter n’importe quelle télécommande à un drone?

Pas vraiment. Dans la plupart des cas, les contrôleurs de drones ne sont pas interchangeables. Par exemple, vous ne pouvez pas utiliser une télécommande Autel pour contrôler un drone DJI. Mais il existe certains cas où les drones d’une même série peuvent utiliser le même contrôleur, tels que le Mini 2 et le Mavic Air 2. Il existe également des contrôleurs conçus pour contrôler plusieurs drones, tels que le contrôleur intelligent de DJI et le contrôleur intelligent Autel.

Pouvez-vous contrôler un drone avec un smartphone?

Oui, tu peux. La plupart des drones sont livrés avec des applications qui vous permettent de contrôler la caméra, le cardan, le décollage et l’atterrissage, et certains modes de vol intelligents à l’aide d’un smartphone en conjonction avec un contrôleur. 

Certains drones, tels que le Tello, sont conçus pour être pilotés strictement avec un smartphone sans utiliser de contrôleur séparé.

Existe-t-il une application de drone universelle?

Pas vraiment. Les applications de drones sont conçues pour fonctionner avec un modèle et une marque de drones spécifiques. Vous ne pouvez pas les échanger. Cependant, il existe des applications comme Litchi, DroneDeploy et RainBow qui fonctionnent avec la plupart des drones et peuvent être utilisées pour étendre les fonctionnalités d’un drone. Mais tous les drones ne sont pas compatibles avec ces applications.

Pouvez-vous acheter une télécommande?

Oui, tu peux. Si votre contrôleur est endommagé, s’est perdu ou si vous envisagez de construire votre propre drone, vous pouvez acheter un contrôleur. Il est toujours conseillé d’obtenir le contrôleur du fabricant du drone pour éviter d’annuler la garantie. 

Lors de la construction d’un drone, vous pouvez trouver des contrôleurs de drones tiers, mais la construction du vôtre reste une option. Le type de drone dont vous disposez détermine le contrôleur de drone que vous souhaitez utiliser. Alors, commencez par obtenir un drone de haute qualité.

Référence:
L’histoire de la radiocommande
Photo de William Bayreuther

Ces informations sont tirées de drone blog.