Que vous soyez nouveau sur les drones ou que vous les pilotiez depuis un certain temps, vous devez vous être demandé comment fonctionne la télécommande des drones. Les télécommandes sont la raison pour laquelle vous pouvez piloter votre drone à une distance allant de quelques mètres 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 drone ?
Pour le dire simplement, cela implique 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 transportée par le drone.
Veuillez continuer à lire pour en savoir plus sur la télécommande du 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 le sol 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 tient le pilote du drone lorsqu'il contrôle le drone.
Vous pouvez parfois voir cet appareil appelé contrôleur radio ou RC. Certains pourraient également l'appeler émetteur ou télécommande.
Une brève histoire de la radiocommande
Alors que les drones grand public ont gagné en popularité assez récemment, tout le concept de radiocommande remonte au 19ème siècle. C'est à cette époque 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 télécommandées, des missiles, des bateaux, des télétanks et des systèmes anti-brouillage. Il s'agissait de 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, divers pays 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 des modèles réduits d'avions dans les années 1950.
Avance rapide jusqu'au 21ème siècle, 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 drone 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 drones
Les émetteurs du drone sont situés sur le contrôleur du drone et sont la pièce responsable de la conversion des 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 des capteurs qui rendent le drone conscient de son environnement.
Ceux-ci incluent :
- Accéléromètres – Ces capteurs mesurent la vitesse de rotation et déterminent l'orientation du drone en déterminant l'inclinaison et la vitesse angulaire.
- Magnétomètres – Ces capteurs aident un drone à s'orienter par rapport au nord magnétique.
- Gyroscopes – Les gyroscopes mesurent également la vitesse de rotation, permettant à un drone de rester stable en vol stationnaire ou en vol.
ESC (contrôleur de vitesse électronique)
Une fois que le contrôleur de vol a simplifié les instructions en tension, il appartient 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 du Roll et Pitch mouvements.
Joystick gauche
C'est le stick à gauche et parallèle au stick droit. Il est responsable du lacet et accélérateur .
Antennes
Ce sont les émetteurs qui envoient les signaux radio au drone.
Autres fonctionnalités
Vous trouverez ci-dessous d'autres fonctionnalités que vous trouverez dans la plupart des manettes :
- Boutons de découpage – 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 la maison) – 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 l'appareil photo – Pour les drones équipés de caméras, vous pouvez démarrer l'enregistrement, prendre des images fixes ou contrôler la nacelle à l'aide du contrôleur.
Mouvements de base des drones
Vous trouverez ci-dessous les principaux mouvements du drone et ce qui se passe lorsque vous appuyez sur les manettes du contrôleur.
- Roulez – C'est le mouvement qui permet au drone de se déplacer vers la droite ou vers la gauche le long de l'axe de roulis qui va de l'avant du drone à l'arrière du drone. C'est accompli en poussant le joystick droit vers la gauche ou vers la droite. Pour qu'un drone roule, l'ESC réduira la puissance des moteurs d'un côté du drone (gauche ou droite).
- Présentation – Ce mouvement permet à un drone d'accélérer ou de reculer le long de l'axe Pitch (X). Il est obtenu en poussant le joystick 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 vite. C'est pourquoi la partie avant du drone s'incline vers le bas lorsque le drone accélère.
- Lacet – 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 la manette, vous poussez le stick gauche vers la gauche ou vers la droite. Pour ce faire, l'ESC minimise la puissance des moteurs en diagonale.
- Accélérateur – C'est là que le drone monte ou descend en altitude. Dans ce cas, tous les moteurs tournent à la même vitesse. Plus ils tournent vite, plus le drone se déplace haut.
Comment les drones communiquent avec le contrôleur
Vous trouverez ci-dessous les principaux canaux de communication utilisés dans les drones et les contrôleurs.
Fréquences radio
C'est l'un des moyens les plus courants utilisés par les drones pour communiquer 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, que j'ai déjà décrits ci-dessus.
Pour qu'un drone puisse communiquer avec un contrôleur, ils doivent tous être "accordés" sur la même fréquence. Mais que se passe-t-il s'il y a un autre appareil dans la même gamme et utilisant la même fréquence ? C'est là qu'intervient la RFID.
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, permettant 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.
Wifi
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 dans le monde des drones, les courses FPV.
C'est là que vous portez des lunettes de type VR et 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 sur des portées plus courtes.
Système de positionnement global (GPS)
Le GPS a grandement amélioré la navigation des drones. Pour ce faire, il améliore la stabilisation, permet le retour à la maison et identifie les 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.
Lien satellite
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 satellite permet aux militaires de contrôler leurs drones alors qu'ils se trouvent à des milliers de kilomètres. Cependant, ils doivent toujours avoir 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 inspections et les secteurs 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, recueilleront des données, détermineront le meilleur itinéraire, éviteront les obstacles et reviendront par eux-mêmes 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, cela signifiait Radio Controlled, mais lorsqu'il s'agit de drones, cela fait souvent référence à Remote Controlled.
Quoi qu'il en soit, cela 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 facilite leur contrôle puisqu'il suffit de contrôler la vitesse du rotor et l'angle de leurs hélices pour manœuvrer.
D'autre part, les drones sont équipés de 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.
Vous vous trompez
Si vous ne pouvez pas connecter votre drone au contrôleur, il y a de fortes chances que vous vous trompiez. 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.
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 faire voler votre drone.
Assurez-vous que vous utilisez la dernière version du micrologiciel
Les fabricants de drones publient souvent des mises à jour du micrologiciel pour les drones, les contrôleurs et les applications. Ces mises à jour résolvent souvent les 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 résoudre ce problème serait de désinstaller l'application drone et de la réinstaller.
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 réussi à connecter 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 en qualité ou s'arrête, vous volez peut-être trop loin.
Chaque drone a sa limite. Certains peuvent voler à quelques mètres du contrôleur, mais certains peuvent voler jusqu'à 6 miles, selon le type de communication avec lequel vous traitez. Cependant, les réglementations de la plupart des régions exigent que vous voliez dans la ligne de mire visuelle (VLOS). Alors, gardez toujours votre drone en vue et évitez de dépasser la limite du drone.
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 qui sait comment le résoudre.
Progrès notables dans le contrôle à distance des drones
Vous trouverez ci-dessous quelques avancées technologiques à surveiller.
OcuSync
OcuSync est le système de transmission de pointe de DJI qui offre certaines des portées les plus longues du monde des drones. Vous trouverez ci-dessous comment OcuSync a évolué 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 4,3 miles (7KM). Dans des conditions optimales, OcuSync téléchargera des vidéos à 40 Mb/s.
- OcuSync 2.0 – Cette version est arrivée avec le Mavic 2 en 2018 et existe dans la plupart des drones sortis par la suite. Il s'agit d'une amélioration par rapport à 1.0 car il transmet 1080p sur les transmissions à longue et à courte portée. Autre amélioration, l'OcuSync 2.0 bascule automatiquement entre 5,8 et 2,4 GHz. Cela le rend parfait pour les zones comportant de nombreuses sources d'interférences.
- OcuSync 3.0 – Il s'agit de la dernière version, et elle 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 à une distance allant jusqu'à 7,5 miles (12 KM).
Contrôleurs intelligents
Ce sont des contrôleurs conçus pour fonctionner avec plusieurs drones. Un bon exemple est le Smart Controller 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 DJI Go Share qui vous permet de diffuser vos photos directement sur les réseaux sociaux.
Le DJI Smart Controller combine les fonctionnalités d'un smartphone ou d'une tablette et d'un contrôleur standard. Mais il a également été amélioré pour le rendre plus durable et plus fiable qu'un smartphone standard.
Actuellement, les drones compatibles avec le DJI Smart Controller incluent :
- DJI Mini 2
- Mavic Air 2
- Mavic 2 et Mavic 2 Enterprise Series
- Phantom 4 Pro V2.0
Vol BVLOS (Beyond Visual Line Of Sight)
Comme mentionné précédemment, la plupart des régions exigent que les pilotes de drones pilotent leurs drones dans leur champ de vision. Mais cela limite la manière dont les drones peuvent être utilisés, en particulier dans des applications telles que la livraison de nourriture et les inspections industrielles. Cependant, ces derniers temps, la plupart des fabricants de drones et des parties prenantes ont été les pionniers du BVLOS pour élargir le champ d'utilisation des drones.
Alors, comment cela fonctionnerait-il ?
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. Voler en BVLOS nécessite plus de compétences qu'en VLOS.
Vous trouverez ci-dessous certains 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 voler en VLOS. Mais BVLOS le rend plus sûr puisque le pilote peut se positionner à des kilomètres à une distance de sécurité et réussir 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 en BVLOS ont des temps de vol plus longs, ce qui signifie qu'ils peuvent survoler plusieurs fois la même zone 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 extraire davantage de données par rapport à l'utilisation d'avions pilotés.
Malheureusement, il y a encore trop de restrictions contre 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 continuent d'évoluer dans le monde entier, nous pouvons donc nous attendre à ce que le BVLOS soit bientôt autorisé.
FAQ
Pouvez-vous connecter n'importe quelle télécommande à un drone ?
Pas vraiment. Dans la plupart des cas, les contrôleurs de drone ne sont pas interchangeables . Par exemple, vous ne pouvez pas utiliser une télécommande Autel pour contrôler un drone DJI. Mais il existe des cas où les drones d'une même série peuvent utiliser le même contrôleur, comme le Mini 2 et le Mavic Air 2. Il existe également des contrôleurs conçus pour contrôler plusieurs drones, comme le Smart Controller de DJI et le Smart Controller d'Autel.
Pouvez-vous contrôler un drone avec un smartphone ?
Oui, vous pouvez. La plupart des drones sont livrés avec des applications qui vous permettent de contrôler la caméra, le cardan, le décollage et l'atterrissage, ainsi que certains modes de vol intelligents à l'aide d'un smartphone en conjonction avec un contrôleur.
Certains drones, comme 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 drone sont conçues pour fonctionner avec un modèle et une marque de drone 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, vous pouvez. Si votre manette est endommagée, perdue ou si vous envisagez de construire votre propre drone, vous pouvez acheter une manette. 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 que vous possédez détermine le contrôleur de drone que vous souhaitez utiliser. Alors, commencez par vous procurer un drone de haute qualité.
Références :
L'histoire de la radiocommande
Photo de William Bayreuther