GUIDE FPV
Vol alpin. Avant la descente.
Sommaire
I — COMPRENDRE LE DRONE Fondamentaux. Lecture. Précision.
II — UN DRONE POUR LA MONTAGNE Choix. Cohérence. Pas de compromis.
III — SÉCURITÉ & PRÉPARATION Anticipation. Lecture. Retour.
12. Conditions alpines et météo : Vent. Altitude. Froid.
VI — ENGAGEMENT Tracer propre. Descendre vite.
15. Quand ne pas voler : Doute. Fatigue. Conditions.
Axes et mouvements d'un drone FPV
Les axes du drone, X, Y et Z, définissent ses mouvements dans l'espace. Le roll (axe X), le pitch (axe Y), et le yaw (axe Z).
Le throttle (gaz) contrôle la puissance des moteurs.
Axes et contrôle sur la radiocommande
En déplaçant les sticks de la radiocommande, vous contrôlez les mouvements du drone, comme la montée, la descente ou la rotation.
Throttle (gaz) : contrôle la montée et la descente du drone.
Yaw : permet de tourner le drone sur lui-même pour changer de direction.
Roll : fait basculer le drone à gauche ou à droite.
Pitch : incline le drone vers l'avant ou l'arrière.
Les modes 1, 2, 3 et 4 d'une radiocommande définissent la configuration des sticks. Mode 2 (gaz à gauche, c'est le plus utilisé). Mode 1 (gaz à droite), Mode 3 (inverse du Mode 2), et Mode 4 (inverse du Mode 1)
L'OSD (On-Screen-Display)
L'OSD d'un drone FPV affiche les informations importantes directement sur l'écran du pilote. On peut y voir des données comme le niveau de batterie, le temps de vol, la vitesse ou l'altitude. Ces informations permettent au pilote de suivre facilement l'état de son drone sans quitter la vue en immersion.
Distance et direction : point de décollage : Indique à quelle distance et dans quelle direction se trouve le point de départ du drone.
GPS Satellites : Nombres de satellites connectés au drone.
RSSI Valeur dBm : Force du signal radio entre la radiocommande et le drone, mesurée en décibels (dBm).
GPS Vitesse : Vitesse du drone en km/h (ou mph), calculée via le GPS.
Altitude : Hauteur du drone par rapport au point de décollage, mesurée en mètres.
G-Force : Mesure des accélérations subies par le drone (forces gravitationnelles).
Mode de vol : Indique le mode activé (accro, stabilisé, angle, etc).
Consommation ampèremétrique de la batterie : Courant instantané consommé par le drone, mesuré en ampères (A).
mAh de la batterie consommé : Quantité d'énergie utilisée depuis de le décollage, mesurée en milliampères-heures (mAh).
Tension moyenne d'une cellule : Indique la tension moyenne de chaque cellule de la batterie, utile pour surveiller l'état de charge (4.2V = batterie pleine / 3.5V= batterie faible).
Montage électronique
La structure d'un drone FPV comprend un contrôleur de vol (FC), des moteurs, un contrôleur de vitesse électronique (ESC), une caméra, un émetteur vidéo (VTX), un émetteur radio (RX) et une batterie. Tous ces composants sont connectés pour assurer le pilotage et la transmission vidéo en temps réel.
L’un des principaux avantages d’un GPS dans un drone FPV est sa capacité à fournir une localisation précise en temps réel. En cas de perte de signal ou de batterie faible, le GPS peut être utilisé pour activer une fonction de retour automatique (RTH) qui ramène le drone à son point de départ en toute sécurité. Le GPS est connecté au contrôleur de vol du drone.
Le GPS contribue à améliorer la sécurité en permettant au pilote de surveiller en temps réel la distance parcourue, la vitesse et l’altitude du drone.
ESC (Electronic Speed Controllers)
Les ESC contrôlent la vitesse des moteurs d’un drone en ajustant la puissance électrique fournie à chaque moteur. Ils reçoivent des signaux du contrôleur de vol (FC) et les traduisent en variations de vitesse des moteurs. Cela permet au drone de changer de direction, de vitesse et d’altitude en réponse aux actions du pilote.
L’ampérage
Le chiffre le plus important est l’ampérage. Par exemple « 60A ». Le chiffre soixante représente la capacité de courant maximal que l’ESC peut gérer en continu sans risque de surchauffe ou de dommages. En d’autres termes, il indique que l’ESC peut fournir jusqu’à 60 ampères de courant électrique à chaque moteur du drone de manière stable et sécurisée.
La différence entre une ESC de 40A et une ESC de 60A réside dans leur capacité à gérer le courant électrique. Une ESC de 60A peut supporter un courant plus élevé que celle de 40A. Une ESC de 60A est mieux adaptée aux drones équipés de moteurs plus puissants ou de configurations de vol plus exigeantes, tandis qu’une ESC de 40A convient généralement aux drones plus légers ou aux applications moins exigeantes en termes de puissances. En résumé, choisir entre une ESC de 40A et une ESC de 60A dépend des besoins spécifiques de votre drone et de votre style de vol (Freestyle, Longrange, Race, etc…)
L’importance de la qualité des ESC
La qualité des ESC est essentielle pour des performances optimales. Des ESC bas de gamme peuvent entraîner des problèmes de réactivité, des performances médiocres et même des pannes en vol. Il est donc crucial d’investir dans des ESC de qualité supérieure pour garantir un vol stable, prévenir la surchauffe et éviter les pannes.
4in1
L’indication « 4in1 » sur un ESC signifie que quatre ESC individuels sont regroupés dans un seul module électronique. L’installation est plus propre et plus simple sur le drone, car il n’y qu’un seul composant à monter et à câbler.
Dimension de montage
20 x 20mm pour les drones de petites tailles.
30.5 x 30.5mm pour les drones 5 pouces et plus.
FC (Flight Controller)
Le contrôleur de Vol est un dispositif électronique qui agit comme le cerveau d’un drone FPV.
Les ESC reçoivent les commandes de la FC et contrôlent individuellement la vitesse des moteurs en fonction des informations fournies par les capteurs de la FC. Cette communication bidirectionnelle permet à la FC de réguler la puissance des moteurs en temps réel.
Il est connecté au RX (récepteur radio commande), au VTX (émetteur vidéo) et au GPS, assurant ainsi une intégration complète des systèmes essentiels du drone.
Composition des contrôleurs de vol
Les FC se composent généralement d’un microcontrôleur, de ports de communication, de gyroscopes, d’accéléromètres, de processeurs de signaux numériques (DSP) et de ports de sortie pour les ESC.
Dimension de montage
20 x 20mm pour les drones de petites tailles.
30.5 x 30.5mm pour les drones 5 pouces et plus.
▲ : Flèche qui définit l’orientation de la FC.
VTX (Video Transmitter)
Émetteur vidéo qui transmet en temps réel l’image capturée par la caméra du drone vers votre masque ou écran.
Un VTX est un petit dispositif électronique installé sur un drone FPV qui prend le signal vidéo de la caméra embarquée et le transmet via une fréquence radio spécifique vers le récepteur vidéo, généralement intégré dans des lunettes FPV ou un moniteur au sol. Le VTX est connecté au contrôleur de vol du drone.
Caractéristiques importantes des VTX
La puissance de sortie : Les VTX sont disponibles avec différentes puissances de sortie, mesurées en milliwatts (mW). Une puissance plus élevée permet une meilleure portée et une meilleure pénétration des obstacles, mais elle peut également être limitée par les réglementations locales.
Le nombre de canaux : Les VTX offrent généralement plusieurs canaux pour la transmission vidéo, ce qui permet aux pilotes de sélectionner une fréquence non utilisée pour éviter les interférences avec d’autres pilotes.
La fréquence : 1.2 GHz offre généralement une meilleure portée que 5.8 GHz. Cela est dû à la longueur d’onde plus longue 1.2 GHz, qui pénètre mieux les obstacles (comme les arbres, les bâtiments, etc.) et se disperse moins dans l’atmosphère. Si vous recherchez une transmission sur de longues distances ou dans des environnements avec beaucoup d’obstacles, 1.2 GHz est plus adapté. En revanche, 5.8 GHz est capable de transmettre des signaux vidéo de meilleure qualité en raison de la bande passante plus large disponible sur cette fréquence. Vous obtiendrez donc une transmission vidéo plus nette et plus fluide, avec moins de latence.
VTX analogique
- Transmission analogique de la vidéo.
- Utilisation de fréquences RF standard.
- Moins de bandes passante, ce qui peut entraîner des interférences et une qualité d’image inférieure.
- Compatible avec la plupart des lunettes FPV disponibles sur le marché.
- Coût souvent plus bas que les VTX numériques.
- Poids souvent plus léger que les VTX numériques.
VTX numérique (HD)
- Transmission numérique de la vidéo, offrant une meilleure qualité d’image.
- Utilisation de protocoles de transmission spécifiques, comme DJI FPV.
- Bande passante plus large, ce qui permet une meilleure résolution et moins d’interférences.
- Nécessite un équipement spécifique comme les lunettes DJI FPV.
- Coût souvent plus élevé que les VTX analogiques, tant pour l’émetteur que pour le récepteur.
- Poids souvent plus élevé que les VTX analogiques.
Les VTX numériques offrent généralement une meilleure qualité d’image et moins d’interférences, mais nécessitent un investissement plus important. Les VTX analogiques sont plus abordables et compatibles avec une plus grande variété de matériel, mais peuvent offrir une qualité d’image inférieure dans des environnements avec beaucoup d’interférences.
RX (Récepteur)
Récepteur monté sur le drone FPV pour capter les signaux envoyés par la radiocommande du pilote. Ces signaux incluent les commandes de pilotage telles que l’inclinaison, la rotation, l’accélération, et d’autres, permettant un contrôle précis et réactif du drone. Le RX décode ces signaux et les transmet au contrôleur de vol, qui les convertit en mouvements réels du drone.
Types de RX et protocoles de communication
RX PWM : Ce type de RX utilise le signal PWM (Pulse With Modulation). Il est souvent utilisé dans les drones FPV plus anciens ou dans les applications où la simplicité et la fiabilité sont primordiales.
RX PPM : Les RX PPM (Pulse Position Modulation) regroupent plusieurs signaux PWM en un seul signal, ce qui réduit le nombre de fils nécessaires pour la connexion entre le RX et le contrôleur de vol. Cela simplifie le câblage et réduit le poids du drone.
RX SBus : Le protocole SBus est un protocole de communication numérique plus avancé qui offre une transmission plus rapide et plus précise des commandes de la radio commande vers le drone. Il est largement utilisé dans les drones FPV modernes pour une réactivité optimale.
RX Crossfire : Le système Crossfire est une technologie de communication longue portée développée spécifiquement pour le FPV. Les RX Crossfire offrent une portée étendue et une faible latence, idéales pour les vols à grande distance et les environnements où les interférences sont courantes.
Lors du choix d’un RX, il est important de considérer des facteurs tels que la compatibilité avec la radio commande utilisée, le protocole de communication préféré, la portée de transmission, la latence et la facilité d’installation.
Les batteries LiPo (Lithium-Polymère) et Li-ion (Lithium-Ion) sont toutes deux des types de batteries rechargeables utilisées dans de nombreux appareils électroniques, y compris les drones FPV.
Les batteries LiPo sont couramment utilisées dans les drones FPV en raison de leur excellent rapport poids/puissance et de leur capacité à fournir un courant élevé, idéales pour des vols dynamiques. Elles sont composées de cellules LiPo assemblées pour créer des packs de différentes capacités. Les batteries Li-ion, quant à elles, sont privilégiées pour les drones longue portée, offrant une meilleure autonomie et stabilité au détriment de la performance maximale, ce qui les rend adaptées aux vols nécessitant plus de durée.
Caractéristiques des Batteries LiPo
- Plage de tension : entre 3.6V et 4.2V : Lorsque la tension atteint 3.6V, la batterie est considérée comme faible, tandis qu’à 4.2V, elle est entièrement chargée.
- Taux de décharge élevé (150C) : Les batteries LiPo sont capables de fournir un courant élevé pour les drones FPV nécessitant des pointes de puissance importantes.
- Léger et compact : Les batteries LiPo offrent une excellente densité énergétique, ce qui signifie qu’elles fournissent beaucoup d’énergie pour leur poids.
- Cycle de vie : Les batteries LiPo ont généralement un nombre de cycles de charge/décharge élevé, mais elles nécessitent une manipulation et un stockage appropriés pour éviter les risques de surchauffe ou d’endommagement.
Caractéristiques des Batteries Li-ion
- Plage de tension : entre 2.5V et 4.2V : Lorsque la tension atteint 2.5V, la batterie est considérée comme faible, tandis qu’à 4.2V, elle est entièrement chargée.
- Capacité élevée : Les batteries Li-ion ont une densité énergétique encore plus élevée que les LiPo, ce qui signifie qu’elles peuvent stocker plus d’énergie pour leur poids, offrant ainsi des temps de vol plus long.
- Stabilité et sécurité : Les batteries Li-ion sont généralement considérées comme plus stables et moins sujettes aux risques d’incendie ou de surchauffe par rapport aux LiPo, ce qui les rend attrayantes pour les applications nécessitant une utilisation prolongée ou des environnements sensibles (froid hivernal).
- Taux de décharge inférieur : Bien que les Li-ion offrent une capacité élevée, leur taux de décharge est inférieur à celui des LiPo. Donc moins de réactivité pour des drones nécessitant une puissance instantanée élevée.
Choix entre LiPo et Li-ion ?
Le choix entre les batteries LiPo et Li-ion dépend largement de l’application et des besoins du pilote. Pour les courses FPV et les vols freestyle qui nécessitent une puissance instantanée élevée, les batteries LiPo sont privilégiées en raison de leur capacité à fournir un courant élevé. En revanche, pour les vols longue portée, la photographie aérienne ou les missions nécessitant une autonomie prolongée, les batteries Li-ion peuvent être plus adaptées en raison de leur capacité énergétique supérieure.
Châssis 7 pouces pour la montagne
Pour voler en montagne, on utilise généralement un châssis 7 pouces. Ce type de châssis permet d’installer des hélices plus grandes (7 pouces), qui offrent deux avantages majeurs :
• Plus de poussée : le drone monte plus facilement, même en altitude.
• Meilleure autonomie : les grandes hélices consomment moins d’énergie pour maintenir le vol.
Résultat : un vol plus stable, précis et confortable, même dans des conditions exigeantes.
La surface d'air supplémentaire générée par l'hélice 7 pouces permet de transporter une charge plus lourde, de parcourir une plus grande distance avec la même consommation d'énergie, tout en offrant une meilleure résistance aux vents forts.
Choisir ses moteurs : KV et stator adaptés au long range
• Stator : la partie fixe du moteur. Sa taille influence le couple. Un stator plus grand apporte plus de puissance mais consomme aussi plus d’énergie.
• Rotor : la partie mobile du moteur qui tourne avec les aimants et entraîne directement les hélices. C’est lui qui transforme l’énergie électrique en mouvement.
Le chiffre 2809 dans le nom d'un moteur FPV représente deux paramètres :
28 : le diamètre du moteur en millimètres (28 mm).
09 : la hauteur du moteur, également en millimètres (9 mm).
Pour voler avec une grande autonomie en montagne, on privilégie des moteurs avec un faible KV. Le KV correspond à la vitesse de rotation du moteur par volt : plus il est élevé, plus le moteur tourne vite, mais il consomme aussi davantage. Avec un faible KV, le moteur tourne moins vite, consomme moins d’énergie et reste plus efficace avec de grandes hélices.
Batteries : LiPo et Li-Ion
Les batteries Li-Ion sont idéales pour des vols longs. Les batteries LiPo sont idéales pour des vols courts et intenses grâce à leur capacité à fournir une puissance instantanée élevée.
Système GPS : sécurité et orientation
Le GPS permet d'afficher des informations telles que la position, la vitesse et l'altitude directement dans l'OSD du drone FPV.
⬊Ⓗ1532m : La flèche et la distance par rapport au point de décollage vous aident à vous orienter et à ne pas vous perdre.
RTH (Return to Home) : Activable automatiquement en cas de failsafe ou manuellement via un switch, il permet au drone de revenir automatiquement à son point de départ en cas de perte de signal, de batterie faible, ou d'autres situations où le pilote ne peut plus contrôler le drone.
Transmission Vidéo et Radio (VTX et RX)
Il est important de savoir que le signal vidéo se perd plus fréquemment que le signal radio.
En général, les VTX émettent sur la fréquence de 5,8 GHz. Cette fréquence relativement élevée a une capacité de pénétration plus faible comparée à des fréquences plus basses, comme celle utilisée pour la radio à 2,4 GHz ou 0,9 GHz.
Utilisez un système de longue portée comme TBS Crossfire ou ExpressLRS, qui garantit une connexion stable sur des kilomètres. Les antennes TX et RX doivent être orientées dans la même direction. Par exemple, si l'antenne RX est positionnée verticalement sur votre drone, celle de votre radiocommande doit également l'être. Comme pour la radio, l'orientation idéale est l'axe vertical. Ainsi, vos zones mortes (deadzones) se trouveront directement au-dessus et en dessous du drone.
Eloignez le RX du VTX lors du montage d’un drone FPV améliore la stabilité du signal et réduit les interférences. Le VTX émet un signal vidéo puissant, souvent dans la bande de fréquence 5,8 GHz, qui peut générer des interférences électromagnétiques. Si le récepteur (RX) est trop proche du VTX, les interférences peuvent perturber le contrôle du drone.
Analyse du terrain
Etudiez les reliefs pour évitez les zones mortes où les signaux radio et vidéo sont bloqués.
Utilisez une carte topographique et des outils GPS pour planifier vos vols. Mesurée la distance d'un point A à un point B sur Google Earth. Repérer la meilleure zone de décollage. S'assurer de ne déranger personne (randonneurs, parapentistes, ou toute autre pratique en montagne).
Sécurité et responsabilité
Les règles concernant la distance maximale à laquelle vous pouvez faire voler un drone FPV et la puissance de sortie VTX autorisée diffèrent d'un pays à l'autre. Dans certains endroits, le vol FPV est totalement interdit. Pour garantir un vol responsable, veuillez suivre la réglementation de votre pays et éviter de vous mettre en danger ou de mettre les autres en danger.
Entretien et préparation avant chaque vol
Inspectez tous les composants pour repérer les dommages. Vérifiez les condition météorologiques, car les vents en montagne peuvent être imprévisible. Vérifier la puissance du signal VTX avec un RF Power Meter.
Configuration avancée
Ajustez les PID et la courbe de réponse du Throtlle pour des vols stables en montagne. Préparez un mode RTH pour un retour automatique en cas de perte de signal.
Vidéos réalisées avec le drone Horn 7.5"
Lexique FPV c’est ICI