Principaux composants d’un système drone Les drones sont généralement équipés de systèmes de bord qui assurent le pilotage et la navigation en parfaite autonomie ou selon les instructions données par le télépilote. Ces systèmes comprennent des capteurs mesurant les paramètres de vol, des calculateurs, une mémoire et les dispositifs agissant sur les commandes de vol.

Principaux composants d’un système drone

Autopilote : L’autopilote constitue le centre nerveux du drone, dont il assure à minima la stabilité. Sans autopilote, un drone multirotor serait incontrôlable, même pour les pilotes les plus chevronnées. L’autopilote, qui bien aujourd’hui dans le creux de la main, résume à lui seul le progrès de miniaturisation et de fiabilité de la robotique de ces vingt dernières années. L’autopilote se présente sous la forme d’un ou de deux circuits imprimés. Il contient le processeur principal, des capteurs, de la mémoire et de nombreuses interfaces, dont le module GPS nécessaire à la navigation. Situé entre le récepteur radio et les actionneurs, il est solidement fixé au châssis, le plus près possible du centre de gravité.

Principaux composants d’un système drone  Capteurs de vol Pour stabiliser le drone, des capteurs reçoivent toutes les sensations d’accélération, de vitesse, d’altitude, d’inclinaison qu’aurait un pilote, et les traduisent en courant électrique envoyé au calculateur de bord. Le progrès de la microélectronique ont réduit leur taille à quelques millimètres pour certains. Les capteurs indispensables au vol sont : Le capteur de pression qui gère le maintien d’altitude ou plus précisément pour les drones, une hauteur par rapport au point de départ ; il fonctionne sur le principe que la pression atmosphérique diminue, lorsque l’altitude augmente, de l’ordre d’1/1000 tous les 30 m

Principaux composants d’un système drone L’accéléromètre qui mesure l’inclinaison en temps réel du drone et gère aussi le contrôle de la hauteur Le capteur de vitesse air (uniquement pour les avions) mesure la vitesse par rapport à ['air et non par rapport au sol. Il fonctionne sur le principe de la différence entre une pression statique et la pression dynamique que provoque l'entrée d'air dans un petit tube, appelé « tube de Pitot ». Ce tube doit être place face au vent relatif. Le module GPS : Est un élément indispensable au vol automatique et à la navigation car il permet la géolocalisation de l'aéronef en longitude, latitude et aussi altitude. La précision est au mieux de 10 m et dépend de La qualité du signal et du nombre de satellites. Le GPS permet aussi de calculer une route vraie et une vitesse.

Principaux composants d’un système drone Le capteur de mesure de distance : (Sonar ou laser) est comparable au radar de reçut pour les voitures : il émet des ultrasons dont l'écho permet de mesurer à quelques centimètres prés une distance. Calculateur : Le calculateur, ou processeur, reçoit les valeurs des capteurs, les compare avec une valeur désirée, puis émet des ordres de pilotage.

Principaux composants d’un système drone  Mémoire En lecture, la mémoire contient la programmation du vol, les réglages de régulation et éventuellement des critères de décision. En écriture, elle enregistre tous les paramètres de vol, souvent sur une carte micro SD : c'est la boite noire du drone. Certains de ses paramètres peuvent être envoyés en continua la station au sol pour y être enregistres

Principaux composants d’un système drone SYSTEME DE LIAISON: Elément indispensable pour accomplir la mission, le drone est équipe de liaisons bidirectionnelles (montantes et descendantes). Récepteur radio La liaison de contrôle est celle qui reçoit du sol des ordres du type « tourne à gauche » ou « fais pivoter la caméra ». Elle se matérialise, sur le drone, par un récepteur apparie avec l'émetteur, donc insensible aux éventuelles interférences d'autres émetteurs.

Principaux composants d’un système drone Modem Le modem de bord est un émetteur/récepteur Wi-Fi qui transmet la position géographique du drone et les mesures des capteurs à un autre modem au sot relient à un ordinateur. Il peut aussi recevoir des ordres du sot.

Principaux composants d’un système drone Emetteur vidéo Pour aider à cadrer photos et vidéos, le drone a une liaison vidéo descendante : la source du signal provient, de préférence, directement de l'appareil photo, de sorte que le télépilote au sol a accès aux mêmes informations en incrustation d'image que s'il se trouvait derrière le boitier en vol. Le signal est généralement pris de la prise HDMI qu'ont les appareils photo moyen ou haut de gamme et transmis à un émetteur vidéo. Lorsque le lien est digital, l'image peut disparaitre de l’écran vidéo au sot brutalement en cas d'éloignement du drone et mettre un certain temps à réapparaitre. Le convertir en analogique avant l’émission permet de rendre la dégradation progressive.

Principaux composants d’un système drone CHAINE DE MOTORISATION: La chaine de motorisation comprend la batterie de vol, la boite de puissance, les contrôleurs, les moteurs et les hélices. Batterie de vol La motorisation est la principale source de consommation d'énergie. Elle dicte donc la tension et la capacité de la batterie de vol. Si des circuits de tension différente cohabitent à bord, il est toujours plus Leger et pratique d'alimenter l'ensemble par la seule batterie de vol, en ajoutant éventuellement des transformateurs, plutôt que d'utiliser d'autres batteries. La batterie doit être de la plus forte densité énergétique possible et accepter un taux de décharge important

Principaux composants d’un système drone Contrôleurs ESC Ils transforment le courant continu de la batterie de vol en courant alternatif en impulsions précises pour faire fonctionner les moteurs brushless. Les contrôleurs doivent être dimensionnés pour supporter intensité du courant. Cette intensité dépend du moteur, de la taille et du pas de l’hélice. Ils chauffent. Les contrôleurs du commerce disposent aussi d'une sortie en 5 V, à faible ampérage, ce qui suffit pour alimenter un récepteur et trois ou quatre petits servos.

Principaux composants d’un système drone Moteurs Sans eux, il n'y aurait pas de drones multirotors. Ils n'utilisent pas de charbons pour distribuer l'énergie au rotor. Les aimants tournent, et les bobines sont statiques, ce qui provoque moins de friction et de pièce d'usure, à part bien sûr l'arbre. Les moteurs brushless ont un rendement proche de 90 % et ne demandent pas d'entretien. Ils peuvent même fonctionner sous l'eau. Il en existe deux sortes : les moteurs à cage tournante, les plus répandus car offrant un bon couple, et les moteurs à cage fixe qui peuvent être noyés dans un fuselage.

Principaux composants d’un système drone Hélices Les hélices des drones sont les pneus des voitures, des pièces d'usure à surveiller. Les multirotors fonctionnent avec des paires d'hélices à pas normal (horaire) et à pas inverse (antihoraire). Il faut respecter le type de pas, sous peine de voir le multirotor se retourner au décollage. Les matériaux utilisés sont par ordre croissant de prix et de performance : le nylon (plastique), le bois (généralement le hêtre), et le carbone. Les hélices en bois ont le mérite d'être moins dangereuses en cas de choc. Le métal, réserve à l'aviation générale, est utilisé pour les drones de grande taille.

Principaux composants d’un système drone Equipements au sol Le drone ne saurait accomplir sa mission sans ses équipements au sol de contrôle, de réception des données de vol ou de la charge utile. Certains drones ont aussi un dispositif de lancement et de récupération.