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Petits drones quadrirotors, un tutoriel

quadrirotor Eachine
        H8




Avant d'acheter, que dois-je savoir ?
Le minimum de survie
Avant de voler
Le premier vol
Les « vitesses »
Le mode acéphale ( « headless » )
L'expérience venant
Les problèmes techniques
La jonglerie
Les batteries
La mécanique de vol
Les améliorations et bricolages



Tous les petits quadrirotors sont relativement identiques au niveau des commandes et des réflexes et précautions de vol. Ce tutoriel se base plus particulièrement sur l'Eachine H8, alias JJRC H8 Mini, qui est mon préféré. Il peut être commandé en Chine pour 15 € et toutes ses pièces de rechange sont disponibles.
www.banggood.com/Eachine-H8-Mini-Headless-Mode-2_4G-4CH-6-Axis-RC-Quadcopter-RTF-p-975808.html
www.banggood.com/search/eachine-h8.html

www.ebay.com/sch/i.html?_nkw=jjrc+h8+mini

www.ebay.com/sch/i.html?_nkw=jjrc+h8+mini+parts


Avant d'acheter, que dois-je savoir ?


Piloter est facile mais cela demande de l’entraînement, comme pour le vélo ou conduire une voiture. Certaines personnes parviennent à un peu contrôler l'appareil après une heure d'essais. Il m'a fallu plusieurs semaines. Et six mois pour devenir un « vrai » pilote.

Vous pouvez commencer avec un petit appareil d'intérieur, comme un Cheerson CX-10, un Gin H7 ou un Discovery Drone. Ils ont un vol très stable, ce qui permet d'apprendre dans un salon ou une chambre en toute sécurité. Par contre ils sont virtuellement impossibles à piloter en extérieur parce qu'ils sont aussitôt emportés par le vent.



Cheerson CX-10A    Eachine H7    DiscoveryDrone
Les Cheerson CX-10 ou CX-10A sont fournis sans grille de protection. Pour bien débuter il est recommandé de s'en procurer une. À défaut ou en complément, vous pouvez commandez une provision d'hélices de rechange.
www.banggood.com/Cheerson-CX10-CX10-Mini-24G-4CH-6-Axis-LED-RC-Quadcopter-RTF-p-926614.html

www.banggood.com/Cheerson-CX-10A-CX10A-Headless-Mode-2_4G-4CH-6-Axis-RC-Quadcopter-RTF-p-956936.html

www.banggood.com/Cheerson-CX-10-RC-Quadcopter-Spare-Parts-Protection-Cover-p-952439.html

www.banggood.com/search/cheerson-cx-10.html

www.aliexpress.com/wholesale?SearchText=gin+h7

www.bartsmit.com/nl/bsbe/electronics/drones/discovery-drone
Un débutant ne peut en général pas piloter plus de quelques minutes d'affilée. Donc le fait que la batterie n'est pas amovible n'est pas un problème.
Les enfants en bas âge adorent les petits quadrirotors. C'est un ravissement pour eux si un aîné ou un parent sait piloter. Mais un enfant ne commence à savoir piloter lui-même qu'à partir de 10 ans. Un pilotage bien pensé ne se manifeste qu'à partir de 12 ans. Pour maîtriser l'ensemble de l'appareil et avoir un comportement responsable et autonome quand on pilote en extérieur, compter 14 ans.

Certains magasins de jouets sont un mauvais endroit pour acheter un quadrirotor. Des magasins comme Krëfel, Fnac ou Media Markt vendent des appareils souvent de bonne qualité mais un peu chers et sans proposer de pièces de rechange. Allez voir dans un magasin d'aéromodélisme. Sinon, commandez sur Internet.

Les appareils vendus au grand public sont peu dangereux. En particulier leurs hélices ne peuvent pas causer des blessures graves ; elles plient au lieu de couper. Pour être sûr de ne prendre aucun risque, faites comme moi et contentez-vous d'un très petit appareil, comme un Cheerson CX-10 ou un Eachine H8.

Si vous voulez un appareil capable de dompter le vent, ce n'est pas une question de taille. Un FQ777-124, un Syma X12 NANO ou un Eachine E10 sont de très petits appareils mais ils peuvent se pencher fortement donc faire des mouvements vifs et des pointes de vitesse, ce qui leur permet de se rire du vent. Il en va de même pour l'Eachine H8. Par contre un grand appareil poussif entouré d'arcs de mousse, peut facilement se faire emporter par une rafale. Attention, les appareils vifs ne conviennent généralement pas aux débutants.
www.banggood.com/search/fq777-124.html
www.aliexpress.com/wholesale?SearchText=syma+x12

www.banggood.com/Eachine-E10-Mini-Headless-Mode-2_4G-4CH-6-Axis-LED-RC-Quadcopter-RTF-p-1045976.html
Veillez à prendre une télécommande Mode 2, c'est à dire avec la manette des gaz à gauche. Si on s'est entraîné avec une télécommande Mode 2, il est impossible de piloter avec une Mode 1 et réciproquement. La majorité des télécommandes sont des Mode 2.

Surtout pour débuter, préférez un appareil de couleur neutre et bien visible. Le blanc est idéal. L'Eachine H8 est disponible dans une seule autre couleur : le noir, qui a comme gros défaut supplémentaire de rendre la lumière des LED peu visible.

Si possible, choisissez un appareil qui a les LED rouges ou oranges à l'arrière et les LED bleues ou vertes à l'avant, parce que c'est la disposition la plus intuitive (phares de voitures) et parce que de nuit les LED rouges sont les plus visibles, donc elles sont les plus utiles à l'arrière de l'appareil, qui se trouve généralement vers le pilote. L'Eachine H8, le Cheerson CX-10, le Cheerson CX-10A, le Discovery Drone et le FQ777-124 ont les LED rouges à l'avant, malheureusement. D'autres appareils, plus récents, comme le Cheerson CX-10D ou l'Eachine E10, ont les LED rouges à l'arrière. Le Gin H7 est un cas particulier : il n'a pas de LED rouges mais il a un phare blanc dirigé vers l'avant, ce qui a ses avantages.

Des appareils anciens comme le Cheerson CX-10, le Cheerson CX-10A, le Gin H7 ou le Hubsan X4 H107L ont un défaut qui rend plus difficile de les envoyer au loin, même s'il ne s'agit que de quelques mètres : leur centrale inertielle « prend le pli » du mouvement effectué, ce qui veut dire qu'après les avoir envoyé quelques mètres au loin, ils continuent à se déplacer dans la direction du mouvement et il peut être difficile voire impossible de leur faire faire marche arrière, même en tirant la manette à fond. Par contre L'Eachine H8, l'Eachine E10, le FQ777-124 et le Cheerson CX-10D n'ont pas ce problème ; aussi loin qu'on les envoie, ils continuent à obéir aux commandes de façon normale.

L'Eachine H8 a l'amusante particularité d'être fourni avec un câble chargeur jaune qui détruit lentement la batterie. Il ne faut pas l'utiliser. Il est impératif d'acheter un vrai câble chargeur, comme celui d'un Hubsan X4, ou un multichargeur.
www.banggood.com/Eachine-H8-3D-RC-Quadcopter-Spare-Parts-USB-Charger-Cable-p-1004141.html
www.banggood.com/4-In-1-X4-Battery-Charger-For-Hubsan-X4-WLtoys-UDI-JXD-Syma-Quadcopter-p-933932.html
Comme la batterie de l'Eachine H8 est permutable et des batteries de forte capacité sont disponibles, vous pouvez en commander une volée de 5, fournies avec un multichargeur.
www.banggood.com/5PCS-Eachine-H8-Mini-H8-3D-Battery-3_7V-260mAh-RC-Quadcopter-Spare-Parts-p-987893.html
Si vous êtes en Europe, il est intéressant de commander un article en Europe-même, en payant un peu plus cher : rapidité de livraison et pas de problèmes de douane. Commandez par exemple sur www.amazon.fr ou eu.banggood.com . Si vous commandez depuis la Belgique un article qui se trouve hors d'Europe, la douane n'est pas concernée si l'envoi a une valeur de moins de 22 € (la somme de ce que vous avez payé pour l'article et les frais d'envoi). À partir de 22 €, l'article peut être gardé plus d'un mois par la douane, des documents vous seront demandés et le supplément à payer peut être presque autant que la valeur de l'article. La douane elle-même ne demande souvent que quelques euros mais c'est la poste qui réclame la majorité du montant « pour frais de dossier ». Une solution consiste à faire envoyer l'article chez une connaissance en France ou au Pays-Bas, où le fonctionnement de la douane est sain.

Soyez attentifs aux méthodes d'envoi qui sont proposées. L'envoi « gratuit » peut prendre jusqu'à deux mois. Pour quelques euros il est parfois possible d'obtenir un envoi prioritaire qui ne prendra que deux semaines. Pour une livraison express, dont les frais vont de 10 à 30 € voire plus, demandez conseil à une personne qui connaît le domaine.

La nouvelle loi belge implique que toute personne a le droit de piloter un drone en extérieur à condition qu'il pèse moins de 1 kilo, que ce soit sur un terrain privé et que l'appareil ne dépasse pas 10 mètres d'altitude. Les règles applicables en toute généralité aux jouets ou aux outils sont bien sûr également d'application, ainsi que les règles sur la protection de la vie privée, pour les appareils munis d'une caméra. Les petits quadrirotors mentionnés dans cette page pèsent entre 10 et 20 grammes et peuvent voler en intérieur. Voyez éventuellement les possibilités dans un club d'aéromodélisme.
drone-aerovue.be/legislation.html
Si vous ne voulez pas prendre le temps nécessaire pour vous entraîner et acquérir le réflexe de contrôle de l'altitude, vous pouvez vous rabattre sur le Cheerson CX-10D, qui contient un altimètre ce qui lui permet de contrôler lui-même son altitude. En principe une personne qui sait se servir d'une manette de jeu vidéo est capable de piloter cet appareil sans entraînement, il faut tout au plus le temps de la prise en main. Les possibilités de pilotage sont moindres que celles des autres modèles. Dans le même esprit, il parrait que les quadrirotors de la marque Parrot se pilotent eux-mêmes et attendent sagement les ordres du pilote, ce qui permet également de les contrôler sans être entrainé. Il ne s'agit alors pas réellement de pilotage... mais il serait possible de s'améliorer avec le temps et d'acquérir les réflexe de pilotage pour pouvoir véritablement utiliser une télécommande et piloter.
www.banggood.com/Cheerson-CX-10D-CX10D-Mini-2_4G-6-axis-with-High-Hold-Mode-LED-RC-Quadcopter-RTF-p-1046119.html
www.parrot.com/fr/produits/minidrones/
www.parrot.com/fr/drones/


Le minimum de survie


Il faut charger la batterie de l'appareil avant le premier vol.

Avant de remettre la batterie en charge il faut attendre quelques minutes, qu'elle ait eu le temps de refroidir.

Que ce soit un GSM, une tablette graphique ou la batterie d'un quadrirotor, ne partez jamais de chez vous en laissant un de ces dispositifs branché sur un chargeur. Le risque d'incendie est très faible mais si une batterie est en charge, il doit y avoir une personne dans la maison capable d'utiliser un extincteur ou d'appeler les pompiers.

Le réflexe le plus important est le laisser-tomber. Dès que vous perdez le contrôle de l'appareil ou simplement s'il sort de votre champ de vision, ou si manifestement il va dans une mauvaise direction, mettez les gaz à zéro. Il faut apprendre et ré-apprendre ce réflexe, en intérieur, en extérieur et quelle que soit la situation inattendue qui se présente.


couper les gaz sur une télécommande mode 2


Ne laissez jamais l'appareil passer derrière vous. Il doit rester devant vous, bien en vue. Si nécessaire, tournez sur vous-mêmes, pour que l'appareil reste devant vous.

N'enclenchez pas le retour automatique, vous êtes sûr de perdre l'appareil.

Tant que vous n'êtes pas devenu un pilote chevronné, ne faites pas voler un quadrirotor au milieu de maisons ou sur terrain très accidenté ou boisé. Vous êtes sûrs de le perdre en quelque secondes, sans-même savoir sur quelle corniche ou sommet d'arbre il s'est égaré. Si vous voulez voler en extérieur, allez sur un terrain dégagé et nettement plus grand que la portée de la télécommande (de l'ordre de 30 mètres).

Si l'appareil tombe à un endroit imprévu, ne coupez pas la télécommande. Veillez à ce que la manette des gaz reste bien à zéro, mais ne coupez pas la télécommande, parce que vous perdriez aussitôt le lien entre la télécommande et l'appareil. Ce lien peut être vital, par exemple pour faire tourner un peu les hélices ce qui permet de localiser au bruit l'endroit où se trouve l'appareil. Parfois il est possible de faire redécoller l'appareil d'un endroit inaccessible ou au minimum faire un peu tourner les hélices peut permettre de faire tomber l'appareil de l'arbre où il est perché.

Les petits quadrirotors se coupent simplement en coupant leur interrupteur à l'arrière. Pour les modèles plus grands comme l'Eachine H8, on coupe l'appareil en débranchant la batterie, donc en séparant la fiche de la batterie de la fiche du quadrirotor. Si on s'y prend mal, il y a un risque de faire un mouvement emporté qui arrache un fil électrique de la batterie ou du quadrirotor. Pour éviter cela, au moment où on sépare les deux fiches en tenant la fiche de la batterie avec deux doigts d'une main et la fiche du quadrirotor avec deux doigts de l'autre main, il faut faire en sorte que d'autres doigts des deux mains se touchent les uns les autres et fassent pression les uns sur les autres pour séparer les fiches, afin que les mains continuent à se toucher quand les fiches se séparent. Cela empêche de faire un mouvement trop large, qui pourrait arracher un fil. Ou, on peut plaquer les deux mains contre la poitrine, toujours pour empêcher les deux mains de continuer leur mouvement quand les deux fiches se séparent.

Lisez le mode d'emploi.
www.atoc2tech.fr/wp-content/uploads/2015/07/notice-H8-Mini.pdf
www.firstquadcopter.com/wp-content/uploads/2015/08/Eachine-H8-MINI-user-manual.jpg

Ne faites peur à personne, ne prenez pas le risque de faire peur à quelqu'un. Si une personne va passer à l'endroit où vous volez, faites se poser l'appareil ou éloignez-le du chemin de la personne.



Avant de voler


Vous avez chargé la batterie du quadrirotor en la connectant sur un câble chargeur, lui-même connecté à un port USB actif.

Vous avez mis des piles dans la télécommande. Selon le modèle de quadrirotor, il faut 2, 3 ou 4 piles AAA. Prenez des piles bon-marché en grande surface mais impérativement des alcalines. Les piles rechargeables sont déconseillées. De toute façon, la télécommande consomme peu de courant et les piles durent longtemps. S'il y a une vis pour tenir en place la trappe du compartiment des piles, mettez la (il ne faut pas la visser perpendiculairement à la surface du fond de la télécommande mais bien perpendiculairement à la ligne qui sépare les deux coques de la télécommande).

Repérez où se trouve l'avant et l'arrière de l'appareil. Le fil pour connecter la batterie est toujours à l'arrière de l'appareil. Sur les petits quadrirotors d'intérieur, le bouton ON/OFF est à l'arrière.




Le premier vol


La séquence pour allumer les appareils est un peu plus compliquée que pour une voiture téléguidée.
Enfoncez une batterie chargée dans l'appareil et connectez-la au câble de l'appareil. Les LED de l'appareil clignotent.


la batterie du quadritor vient d'être connectée, les
            LED clignotent


Posez l'appareil sur une surface horizontale. Son arrière doit être dirigé vers vous ; votre nez et le nez de l'appareil pointent dans la même direction.


quadrirotor Eachine H8 prêt à décoller


Mettez le levier des gaz au minimum (tirez la manette de gauche à fond vers vous).


mettre les gaz à zéro avant d'allumer le quadrirotor et
            la télécommande


Allumez la télécommande.


allumer la télécommande


Quand les LED de l'appareil arrêtent de clignoter, cela veut dire que l'initialisation de la communication entre la télécommande et l'appareil est réalisée. Pour beaucoup de quadrirotors, il est nécessaire de pousser la manette des gaz à fond et puis à nouveau la ramener à zéro, pour que l'initialisation se fasse. Il faut parfois faire cela deux fois !

Si les LED continuent à clignoter, coupez la télécommande, débranchez l'appareil, et recommencez.

Si les hélices tournent quand vous avancez légèrement la manette des gaz, c'est la preuve que l'initialisation a réussi.

La première tentative de vol est toujours un peu effrayante.
Prenez la télécommande fermement et souplement dans les deux mains et placez chacun de vos pouces sur le sommet d'une manette.

Il vous faut à présent avancer la manette des gaz, pour obtenir que les hélices tournent assez vite pour soulever l'appareil. Mais pas trop, qu'il ne fonce pas vers le ciel ou vers le plafond. Il faut doser.


manette des gaz d'une télécommande de quadrirotor

Vous avez raison d'être prudent et d'augmenter lentement les gaz mais... cela aura pour conséquence que l'appareil va se balader sur le sol un peu au hasard, poussé par son propre vent. Il ira rapidement se ficher sous un meuble ou tombera de la table.

Un pilote chevronné met un gros coup de gaz pour que l'appareil bondisse du sol et il réduit les gaz avant qu'il atteigne l'altitude désirée.

Une approche simple pour un débutant consiste à demander à une autre personne de tenir l'appareil d'une main, de tester en permanence s'il veut réellement voler et enfin de le lâcher quand c'est le cas.
Un premier vol typique est l'appareil qui smashe dans le plafond parce qu'on a mis trop de gaz puis qui tombe au sol parce qu'on a trop réduit les gaz.
Lors des essais suivants, on va typiquement obtenir que l'appareil oscille entre trop haut et trop bas. Il monte, il redescend...

La question type est « mais... quelle est la bonne position du levier des gaz pour que l'appareil reste à la bonne altitude ?» Cette position idéale n'existe pas. Si vous regardez le pouce gauche d'un pilote chevronné, vous verrez qu'il bouge en permanence d'avant en arrière. Cela ne demande aucun effort, le pilote ne se rend même plus compte du fait qu'il contrôle l'altitude. Il garde les yeux rivés sur l'appareil et son cerveau dit de façon automatique au pouce ce qu'il doit faire. Pour un débutant, cela veut dire qu'au fil des entraînements vous allez réduire l'écart entre le monter trop haut et le descendre trop bas. Au début ce sera votre hantise et vous serez très alerte à adapter la position de votre pouce, puis vous y penserez de moins en moins et le vol sera de plus en plus stable.

Au fur et à mesure que la batterie de l'appareil se vide pendant le vol, il faut avancer la manette des gaz pour compenser. C'est encore une preuve du fait que la position idéale n'existe pas.

L'appareil a de l'inertie. Quand il est lancé vers le haut, il va continuer à monter même si vous réduisez les gaz. Donc il faut anticiper. Il faut réduire, ou augmenter, les gaz avant que l'appareil ait atteint l'altitude désirée.

Quand vous réussirez à maintenir l'appareil en vol pendant plus de quelques secondes, vous constaterez probablement qu'il dérive latéralement. Il part tout le temps vers la gauche, par exemple. Il faut corriger cette dérive, qui vous empêche de vous concentrer sur le contrôle de la hauteur.
La méthode la plus simple consiste à utiliser les boutons de trim. Il se trouvent sur les côtés de la manette de droite, en général deux en dessous de la manette et deux à gauche de la manette (sinon à droite). Si vous avez l'impression qu'il n'y a qu'un seul bouton, regardez de plus près : il a deux extrémités, chacune est une bouton séparé. Le principe du trim est très simple : si l'appareil tend à dériver vers la gauche, enfoncez le bouton de droite sous la manette de droite. En quelque sorte vous dites à l'appareil « tend un peu plus à aller vers la droite ». Enfoncez ces boutons le nombre de fois nécessaire pour que l'appareil tende à ne plus dériver.


usage du trim sur la télécommande d'un quadrirotor

Une méthode un peu plus laborieuse et qui ne donne pas forcément un résultat exact, consiste à placer l'appareil sur une surface horizontale et puis braquer les deux manettes en même temps vers leurs positions à fond en bas à droite. Cela déclenche la « réinitialisation de la plate-forme inertielle », en d'autre termes l'appareil réapprend l'horizontale. La position des manettes n'est pas la même pour tous les appareils ; consultez le mode d'emploi.


réinitialiser la plate-forme inertielle

Quand vous réussirez à tenir l'appareil vraiment longtemps en l'air, il dérivera malgré tout lentement vers les murs. Pour remédier à cela vous serez contraint d'utiliser la manette de droite, qui commande les déplacements latéraux. Au début, contentez-vous de donner de brefs coups dans la direction où vous voulez que l'appareil aille.


translations latérales sur un système à 4 canaux


Quand vous poussez la manette de droite vers l'avant, l’appareil va dans la direction où pointe son avant à lui. Si son avant est dirigé vers votre droite, il ira donc vers votre droite. Pour faciliter le pilotage, il faut maintenir l'appareil avec son arrière tourné vers vous. De la sorte, quand vous actionnerez le levier de droite, ses mouvements seront naturels.

Vous serez probablement étonné de soudain voir l'appareil tourner sur lui-même ; vers sa gauche ou vers sa droite. La raison en est que vous avez poussé le levier de gauche vers le côté. C'est de cette façon qu'on contrôle la direction dans laquelle l'appareil regarde ; en poussant le levier de gauche vers la gauche ou vers la droite.


mouvements en lacet


Un problème rencontré par certains débutant est de confondre les deux manettes. On fait faire au levier de droite un mouvement destiné au levier de gauche et réciproquement. En toute généralité, un débutant peut par exemple faire un vol assez bien contrôlé pendant 20 secondes, en utilisant à bon escient les deux manettes, puis soudainement tout confondre et faire faire n'importe quoi à l'appareil qui devient alors en perdition totale. Cela passe avec le temps et les entraînements.

Une autre erreur de débutant consiste à envoyer l'appareil au loin, que ce soit en distance ou en altitude. Il faut éviter de faire cela et même immédiatement faire atterrir voire tomber l'appareil quand cela a lieu par inadvertance. Il faut commencer par apprendre à garder l'appareil près de soi et apprendre à le piloter et le contrôler dans l'espace réduit devant soi, sans le laisser s'éloigner de plus de 2 à 3 mètres. Il y a beaucoup de choses à apprendre, des réflexes à acquérir, en ayant ainsi l'appareil bien en vue et proche de soi. Une fois qu'on maîtrise l'appareil au moins approximativement, on peut commencer à l'envoyer promener un peu plus loin.



Les « vitesses »


Sur les petits quadrirotors, vous pouvez enfoncer le levier de gauche ; il clique comme un bouton-poussoir. Sur l'Eachine H8, vous enfoncez le bouton qui se trouve sous le levier de gauche. Chaque fois que vous cliquez ce bouton, vous entendez un ou deux bips, jusqu'à trois sur certains appareils.


passer en mode expert sur la télécommande d'un Eachine
          H8


Le mode « 1 bip » est le mode dans lequel se trouve l'appareil quand vous l'allumez. On l'appelle « mode débutant » mais il peut être très utile aux experts. L'appareil réagit peu à vos commandes. C'est pratique pour les débutants. Cela permet aux experts de faire des déplacements plus précis en intérieur.

Le mode « 2 bips », ou le « 3 bips » sur certains appareils, est le mode « expert ». L'appareil réagit plus fortement aux commandes, il peut se déplacer plus vite. C'est utile pour s'amuser en extérieur mais surtout cela permet à l'appareil de rester contrôlable quand il y a beaucoup de vent.



Le mode acéphale ( « headless » )


Dans ce mode, on ne tient plus compte de l'avant ou de l'arrière de l'appareil. Si quand on avait allumé l'appareil et sa télécommande le nez de l'appareil était dirigé vers le Nord, alors quand on poussera le levier de droite vers l'avant, l'appareil ira vers le Nord, quelle que soit la direction dans laquelle regarde son avant.

Ce mode est très intéressant par exemple pour faire se déplacer l'appareil tout en le faisant rapidement tourner sur lui-même. On braque le levier de gauche à fond à droite ou à gauche... et malgré le fait que l'appareil tourne comme une toupie sur lui-même il reste contrôlable avec le levier de droite.

Malheureusement il y a une dérive. Cela veut dire qu'on ne peut pas faire confiance au mode acéphale. Après un certain temps de vol et un certain nombre de pirouettes, l'appareil croit que l'avant est dans la direction du Nord-Est... On peut lui réapprendre que l'avant est le Nord, ou une autre direction, en le faisant se poser, en plaçant son nez dans la direction voulue et braquant les deux manettes dans leurs coins inférieurs gauche. Quand le clignotement des LED est terminé, la nouvelle direction est apprise.


imposer la direction de référence du mode headless


Sur l'Eachine H8, pour passer en mode acéphale il faut commencer par déclencher le retour automatique en poussant-cliquant le levier de gauche. Immédiatement après il faut brièvement braquer le levier de droite dans une direction quelconque. La télécommande émettra des bips en continu. Pour sortir du mode acéphale il faut à nouveau pousser-cliquer le levier de gauche.


passer en mode headless



L'expérience venant


On reconnaît une personne qui n'est pas encore un pilote, mais qui a déjà des réflexes, au fait que l'appareil semble danser en permanence. C'est comme tenir un manche à balais verticalement en équilibre sur un doigt. On ne sait jamais dans quelle direction il va aller mais on parvient à l'empêcher de tomber.


Pour être un pilote il faut savoir faire un certain nombre de choses.
Maintenir l'appareil à hauteur constante.

Le faire atterrir sur la surface d'une petite table.

Ne plus se tromper de sens quand on pousse le levier de gauche latéralement pour faire tourner l'appareil, quelle que soit sa position. Le plus difficile est quand l'appareil est au dessus de soi.

Garder le contrôle sous des rafales de vent.

Le faire obéir aux ordres donnés par une autre personne.

Le contrôler quelle que soit la direction dans laquelle il regarde.

Anticiper et prévenir les situations dangereuses.

Quand une situation dangereuse se présente, avoir les réflexes pour tirer l'appareil d'embarras. En particulier, quand l'appareil est trop loin pour qu'on puisse voir dans quelle direction il regarde, être capable malgré tout de le faire revenir.

Accepter ses limites, ne pas s'acharner à essayer de récupérer le contrôle de l'appareil, savoir faire un laisser-tomber à temps.

Pour acquérir beaucoup d'expérience, il ne faut pas utiliser les beaux grands drones qui sont vendus 200 ou 300 €. Il faut utiliser des petits modèles, qu'on peut faire voler un peu partout, qu'on peut éventuellement perdre et remplacer... Le FQ777-124, par exemple, est un appareil de poche qu'on peut emmener partout avec soi. Il est trop nerveux pour un débutant et sa protection n'est pas efficace. Pour une personne qui sait déjà bien piloter, il a le gros avantage de très bien voler en extérieur, même quand il y a du vent.

Il est difficile, parfois impossible, de faire atterrir un quadrirotor à un endroit déterminé en le laissant descendre à la verticale. Parce que, il sera constamment chassé de côté par son propre vent. Une méthode plus assurée consiste à le faire avancer à faible vitesse comme s'il allait passer quelques décimètres au dessus du point d’atterrissage, et diminuer les gaz pour qu'il descende et touche à l'endroit voulu.

Je n'ai jamais réussi à acquérir une capacité en m'acharnant. Par exemple, cela m'énervait de toujours me tromper quand je voulais faire tourner l'appareil. Je poussais le levier de gauche vers la droite au lieu de le pousser vers la gauche et vice-versa. Pendant quelques jours je me suis activement placé dans les situations conflictuelles, en plaçant l'appareil (un hélicoptère Syma S6, très bonne marque) dans les situations difficiles : tourné vers moi et/ou au dessus de moi. Je n'ai obtenu aucun résultat et j'ai fini par accepter que j'étais incapable de faire cela correctement. Je me suis contenté d'une béquille : je poussais le levier de gauche dans la direction que je croyais être la bonne et s'il s'avérait que ce n'était pas la bonne je poussais dans l'autre direction. De nombreux mois plus tard... j'ai réalisé que je ne me trompais plus de sens, ou très rarement.

L'idéal pour s’entraîner est de faire des choses utiles, éventuellement dérisoirement utiles. Par exemple jouer avec le chat. Poser l'appareil sur un fauteuil, hors de vue du chat, qui se met à l’affût. Quand il monte pour examiner, faire redécoller l'appareil en évitant son coup de patte. Etc.


évolution des capacités d'un pilote de quadrirotor


L'expérience venant, vous deviendrez capable d'envoyer le quadrirotor loin de vous tout en en conservant un bon contrôle.
De nuit, les LED sont utiles pour voir l'orientation de l'appareil. De jour, une astuce pour aider à voir son orientation consiste à un peu plier vers le bas les fils de la batterie. Avec les fiches de connexion blanches au bout, cela formera comme une petite queue qui pend sous l'appareil, aisément repérable.

Méfiez-vous de l'eau. Elle absorbe les ondes radio. Il m'est arrivé deux fois qu'un quadrirotor se dirige vers un bassin ou un plan d'eau et que je prenne alors la décision de le faire atterrir de l'autre côté du plan d'eau. Donc je maintiens l'altitude, le temps que l'appareil passe au dessus de l'eau. À priori il n'y a pas de souci, l'appareil n'est pas très loin de moi donc je ne devrais pas en perdre le contrôle. Eh bien si. Après deux mètres de vol au dessus de l'eau, l'appareil se laisse soudain tomber, parce qu'il a perdu le contact radio. Plouf... La première fois, un ouvrier communal m'a aidé à récupérer l'appareil en utilisant son matériel. La deuxième fois j'avais pied. (Il faut immédiatement débrancher la batterie, secouer très fort l'appareil et souffler dedans pour faire partir les gouttes d'eau. C'est particulièrement délicat pour la batterie elle-même, qui a des replis et qui a toujours une tension électrique. Si l'appareil est tombé dans de l'eau sale et surtout s'il est tombé dans de l'eau salée, il faut le rincer à l'eau claire et de nouveau l'égoutter énergiquement. Laisser sécher dans un endroit bien aéré, dans le vent et sous le Soleil si possible.)
Quand l'appareil est loin, il capte moins souvent les commandes envoyées par la télécommande. Elles lui arrivent par bribes. Donc l'appareil réagit de façon moins précise et peut ne pas réagir à temps en cas de problème. Tenez en compte. Si nécessaire, changez de position, tenez la télécommande autrement, pour essayer d'obtenir un meilleur contact radio.
Tant que l'appareil maintient son orientation, son pilotage au loin n'est pas forcément compliqué. Un gros enjeu pour les vrais pilotes est d'acquérir la capacité de garder le contrôle de l'appareil, au moins savoir le faire revenir en urgence, quand l'orientation est perdue. Une difficulté par exemple, est que quand l'appareil revient vers le pilote ou quand il s'éloigne du pilote, il présente le même aspect. Donc on peut avoir l'impression que l'appareil s'éloigne alors qu'il est bien en train de revenir, ou réciproquement. Une solution simple consiste à l'envoyer brièvement dans plusieurs directions au hasard. La direction dans laquelle se trouve l'avant de l'appareil, peut alors devenir évidente et il devient possible d'obtenir son retour. Cela demande d'avoir déjà un bon contrôle de l'appareil quand il est proche du pilote. Pour faire cette manœuvre de façon efficace et pouvoir le faire revenir presque à coup sûr quand il est loin, il faut s'entrainer à le faire.


Les problèmes techniques


Si une hélice se casse, il faut la remplacer.
La première fois qu'on retire une hélice, il vaut mieux amorcer le mouvement en insérant un petit tournevis plat sous sa partie centrale. Une fois qu'elle est soulevée de deux millimètres, on peut saisir sa partie centrale entre le pouce et l'index et tirer dessus.
On ne peut pas remplacer n'importe quelle hélice par n'importe quelle hélice.
Une moitié des hélices, de type A, est conçue pour tourner dans le sens horaire (celui des aiguilles d'une montre ; ClockWise en anglais). Vu du dessus de l'appareil.


rotation en sens horaire

L'autre moitié des hélices, de type B, est prévue pour tourner dans le sens contraire ; antihoraire (CounterClockWise en anglais).


rotation en sens antihoraire

Leurs pales ne sont pas penchées dans le même sens ! Si vous enlevez une hélice antihoraire, il faut la remplacer par une hélice antihoraire. Sur presque tous les quadrirotors, l'hélice à l'avant à gauche est horaire. Les deux hélices à coté d'elle sont alors forcément antihoraires. Si on considère deux hélices selon une diagonale, elles tournent toujours dans le même sens.
Si la pale d'une hélice est pliée, il faut la redresser. Pour voir si une pale est pliée, on utilise un point de repère visuel et on fait tourner l'hélice. Si une pale passe plus bas que l'autre, cela indique qu'il faut redresser au moins une des deux. Une pale pliée engendre un balourd, donc des vibrations, qui peuvent perturber la plate-forme inertielle donc rendre l'appareil difficile ou impossible à piloter. Si vous voyez un Eachine H8 tourner spontanément vers la gauche ou vers la droite, c'est probablement à cause des perturbations causées par une pale légèrement pliée.

Après un choc ou si l'appareil a été mal stocké, des protections peuvent se plier vers le haut et venir frapper contre les pales d'une hélice. Dans ce cas il faut redéplier de force la protection, la forcer vers le bas, en évitant de la plier d'une façon qui peut l'amener à casser.

Si une hélice ne tient pas fermement sur l'axe du moteur et/ou se détache en vol, il faut la remplacer. Il est également possible de la faire tenir en place à l'aide d'un morceau de fil à coudre, passé au centre de l'hélice pour faire volume. Le plus simple est de passer un long fil, presser l'hélice en place puis couper les deux parties du fil qui dépassent

Si les hélices d'un quadrirotor tournent mais il ne décolle pas voire il semble vouloir se retourner, il y a deux possibilités.
Une ou plusieurs hélices sont erronées. On a place une horaire à la place d'une antihoraire ou l'inverse. Cela arrive typiquement quand on enlève les hélices puis les remet en se trompant.
La plate-forme inertielle est complètement déréglée. Dans ce cas il faut placer l'appareil sur une surface horizontale et utiliser la télécommande pour déclencher la procédure de ré-étalonnement.
En particulier avec un Eachine H8, il est très possible qu'un moteur tombe en panne après seulement deux semaines. Il est facile à remplacer. Si vous avez un très petit tournevis cruciforme et un fer à souder civilisé, c'est une formalité. Éventuellement demandez à un réparateur de GSM de le faire pour vous. Mais attention : comme pour les hélices, il y a un sens. Remplacez un moteur antihoraire par un moteur antihoraire ! (Avant de conclure qu'un moteur est en panne, vérifiez si l'hélice n'est pas bloquée parce qu'elle a mangé trop de cheveux, recalibrez l'horizontalité de la plateforme inertielle et enfin vérifiez si un des fils du moteur ne s'est pas simplement arraché.)

Réparer un Cheerson CX-10 est sensiblement plus ardu, parce que ses pièces sont condensées l'une sur l'autre. Même les soudures doivent être soignées pour ne pas dépasser une certaine épaisseur.

Certains problèmes techniques sont insolubles. Des Hubsan X4 H107L et des DHD D1, par exemple, ont un logiciel bogué et partent au loin ou tombent vers le sol dès qu'il y a un plantage informatique. Le Hubsan a également des problèmes d'interférences entre ses hélices...

Tous les quelques mois, vérifiez la tension des piles de la télécommande. Je les remplace par des neuves quand leur tension est descendue dans les 1,3 Volts. Si par mégarde vous avez laissé la télécommande allumée pendant des heures, vérifiez la tension des piles.

N'utilisez pas des hélices de taille différente de celles d'origine. Qu'elles soient plus grandes ou plus petites, elles ne permettront pas aux moteurs de fonctionner à leur rendement maximum. Ils vont chauffer, la batterie chauffera aussi et le vol sera de plus courte durée. Une expérience néanmoins intéressante consiste à faire brièvement voler un Hubsan X4 avec des hélices tripales qui sont prétendues lui être adaptées. Elles sont plus petites que celles d'origine donc elles détruisent lentement les moteurs et la batterie, mais le vol est extrêmement stable, tandis qu'avec les hélices d'origine l'appareil oscille en permanence, à cause des instabilités, parce que les hélices sont trop proches. Si on fait, brièvement, voler l'appareil avec des hélices plus grandes que celles d'origine, les instabilités sont prohibitives.



La jonglerie


La première jonglerie, que tout le monde sait faire, consiste à faire faire un looping à l'appareil. Le levier de droite est aussi un bouton, qu'on enfonce un coup pour dire à l'appareil qu'on veut lui faire faire une pirouette. Ensuite on pousse le levier de droite brièvement dans la direction où la pirouette doit être effectuée.


déclencher un looping sur la télécommande d'un
          quadrirotor


Les Eachine H8 et quelques autres ont la faculté de tourner très vite sur eux-mêmes. Ils peuvent se déplacer tout en tournant sur eux-mêmes, grâce au mode acéphale.

On peut faire monter l'appareil haut dans le ciel et puis couper les gaz pour le laisser tomber comme une feuille morte et puis mettre les gaz à fond pour l'empêcher de percuter le sol.

Faire décrire à l'appareil un grand mouvement de va et vient en U comme un skateboard sur une rampe.

Envoyer l'appareil au loin, le faire revenir vers soi à toute vitesse et freiner à fond un peu avant le dernier moment.

Mais résistez aux demandes insistantes des gens pour faire monter l'appareil le plus haut possible dans le ciel. C'est illégal en Belgique et c'est un bon moyen de le perdre, à moins d'être sur un terrain largement dégagé et qu'il y ait peu de vent.



Les batteries


Sur tous les quadrirotors, les LED clignotent pour signaler que la batterie est vide. Il faut alors très rapidement poser l'appareil, sous peine de le voir tomber comme une pierre. Sur l'Eachine H8, quand l'appareil est au loin en plein soleil et on ne voit pas les LED, une façon de vérifier si les LED ne clignotent pas consiste à faire faire un looping à l'appareil (enfoncer-cliquer le levier de droite puis le braquer dans la direction du looping). Si l'appareil refuse de faire le looping, cela veut dire que ses LED clignotent.

Les batteries de quadrirotors et hélicoptères sont des batteries Li-ion mais on dit souvent qu'elles sont des Li-poly parce que leur enveloppe est un sac en plastique, très léger. C'est un abus de langage, en ce sens que les Li-poly étaient une technologie prometteuse qui a échoué. Elle utilisait un polymère comme électrode, ce qui est autrement plus ambitieux que d'utiliser un polymère comme conteneur.

Les batteries Li-ion sont légères et puissantes mais elles ont leurs fragilités.

Elles supportent mal la chaleur. Si on met en charge une batterie qui est à plus de 45 °C, on la détruit. Après un vol, une batterie est toujours un peu chaude, raison pour laquelle il faut la laisser refroidir avant de la remettre en charger. Si par exemple vous placez de charges sur le quadrirotor, comme une petite caméra, et après le vol la batterie est très chaude, vous avez fait une bêtise et la batterie a probablement été partiellement abîmée.

Sous peine de se détruire, une batterie Li-ion ne doit pas tomber en dessous de très approximativement 3 Volts et elle ne peut pas monter au dessus de 4,2 Volts. On utilise des circuits électroniques pour veiller à ce que ces limites soient respectées. Le problème est de savoir se trouve cette protection électronique, parce que dans certains cas il peut n'y en avoir aucune et alors les problèmes sont inévitables. Certaines batteries ont un circuit électronique incorporé, qui veille au grain. On peut les raccorder à un câble chargeur qui se contente d'envoyer du courant et qui ne vérifie pas si la limite de 4,2 Volts est atteinte. Par contre si la batterie ne contient pas de circuit de protection, il est impératif que le câble chargeur en contienne un, qui veille au grain à ne pas dépasser les 4,2 Volts lors de la charge.

Quand une batterie Li-ion est presque vide, elle peut recevoir un courant de charge relativement important. Mais à mesure que la batterie se remplit, le courant de charge doit être diminué, pour éviter d'abîmer la batterie. Vous pouvez vous en rendre compte avec un « charge doctor » branché sur le câble chargeur. Cela implique également que si une batterie prend 30 minutes pour se charger complètement, après 15 minutes elle contient peut-être déjà 80% de sa charge.
www.banggood.com/search/charge-doctor.html
Les mAh (milliampèresheure) indiquent la quantité d'énergie que contient la batterie. La batterie de base d'un Eachine H8 a une capacité de 150 mAh, ce qui veut dire qu'elle est capable de débiter 150 milliampères pendant 1 heure avant d'être vide. Ou, 300 milliampères pendant une demie heure. Une telle batterie permet à un EAchine H8 de voler pendant 5 minutes environ. Une batterie de grande capacité peut fournir 260 mAh, ce qui permet un vol de 8 minutes environ.

Le coefficient C indique la capacité de la batterie à fournir toute l'énergie qu'elle contient en un temps court. Si une batterie est 10C, cela veut dire qu'elle est capable de débiter toute son énergie en un dixième d'heure, soit 6 minutes. Une batterie 30C est capable de débiter son courant en un trentième d'heure soit 2 minutes. Une batterie 10C convient en principe pour un quadrirotor qu'elle fera voler pendant 8 minutes, puisque 8 minutes est un peu plus que 6 minutes. Mais si on utilise une batterie 30C, elle chauffera moins et le vol durera un peu plus longtemps.

Les batteries de petits quadrirotors sont tous des éléments simples ou « 1s », donc qui présentent une tension nominale de 3,7 Volts. Cela veut dire que chargé à fond ils présentent une tension de 4,2 Volts. Une batterie 2s est constituée de deux éléments en série et présente donc une tension de nominale de 7,4 Volts, donc une tension maximum, chargée à fond, de 8,4 Volts. Une 3s contient trois éléments en série, etc. Une 2s de 500 mAh contient deux fois plus d'énergie qu'une 1s de 500 mAh.



batterie Li-ion 260mAh





La mécanique de vol


Les hélices étant toutes les quatre horizontales, si elles tournaient dans le même sens l'appareil tournerait à toute vitesse dans le sens opposé.





Pour que l'appareil puisse rester immobile, il faut qu'une moitié des hélices tourne dans un sens et l'autre moitié tourne dans l'autre sens.


sens de rotation des hélices d'un quadrirotor


Pour tourner dans une direction, l'appareil diminue la vitesse des hélices qui tournent dans cette direction et augmente la vitesse de celles qui tournent dans la direction opposée. De la sorte la poussée totale des hélices reste constante et l'appareil ne monte ni ne descend, mais il tourne sur lui-même.


quadrirotor tournant vers la gauche en augmentant les
          hélices horaires


Pour reculer, l'appareil doit se pencher pencher vers l'arrière, pour que le souffle de ses hélices soit partiellement dirigé vers l'avant. Pour cela il va un peu augmenter la vitesse de ses hélices arrières et diminuer celle de ses hélices avant.


Un quadrirotor augmente la vitesse de ses hélices avant
          pour reculer


Si un quadrirotor est stable en vol, ce n'est pas parce que ses moteurs et ses hélices sont parfaitement symétrique. C'est tout au contraire parce que son circuit électronique contient une plate-forme inertielle. C'est un peu comme l'oreille interne d'un animal ; cela permet au microcontrôleur du circuit électronique de connaître tous les changements d'inclinaison ou de direction. Il exerce un contrôle actif, en modifiant constamment la vitesse de rotation des quatre hélices.

Quand le pilote pousse le levier de droite pour ordonner à l’appareil d'avancer, l'appareil ne cherche pas à acquérir une certaine vitesse. Il veille seulement à se pencher dans la direction demandée, ce qui aura pour conséquence que l'appareil se déplacera dans cette direction. Dans un premier temps il y a aura une accélération, puis une vitesse constante. En mode débutant, l'appareil se penche peu quand on pousse le levier de droite à fond. En mode expert il se penche fortement. C'est ce qui fait la différence entre les deux modes. Il y a aussi une différence dans le vitesse de rotation de l'appareil sur lui-même, quand on déplace le levier de gauche latéralement.



Les améliorations et bricolages


L'amélioration qui mange le moins de pain et qui est la plus utile consiste à faire sortir l'antenne de l'appareil. On peut aussi faire sortir l'antenne de la télécommande. Quand l'antenne est repliée sur la carte mère, elle reçoit mal les signaux radio. Une fois que celle d'un Eachine H8 est dépliée et dressée au dessus de l'appareil, la portée va jusqu'à 70 mètres !


quadrirotor Eachine H8 avec antenne sortie


Un Eachine H8 est tout juste assez puissant pour soulever une caméra miniature. Il faut débarrasser la caméra de son boîtier et n'utiliser que son circuit imprimé et la batterie. Il est possible d'obtenir une caméra 808 ou Y2000 pour 6 € mais leurs performances sont faibles. Des modèles plus sérieux sont les Y3000 et 808 #16. La photo ci dessous a été prise avec une 808 à 6 € fixée sous un Eachine H8 avec du papier collant double face épais. Comme l'appareil utilisait une petite batterie de 150 mAh, la puissance disponible était trop faible et il a juste réussi à monter en altitude puis aussitôt redescendre. La batterie était trop chaude, ce qui était la preuve que l'assemblage était inadéquat.


photo de Liège prise par une camera 808 sous un
          quadrirotor Eachine H8


On peut ajouter des LED. C'est utile pour bien situer l'appareil et sa direction lors de vols de nuit et cela peut rendre les vols spectaculaires.


quadrirotor Eachine H8 avec LED ajoutées


La photo ci dessous a été prise de nuit avec un long temps de pose. Un Eachine H8 équipé de LED rouges et bleues est monté tout en tournant sur lui-même à grande vitesse.


vrille dessinée par les LED d'un Eachine H8, long temps
          de pose de l'appareil photo


Pour permettre à des personnes d'essayer de piloter j'ai bricolé une télécommande. Un long câble en sorte, avec des interrupteurs au bout, qui me permettent de réduire ou de couper les moteurs. Si l'élève-pilote menace de causer un problème, j'actionne les interrupteurs. Dans un premier temps je laisse les hélices tourner un peu, pour que l'appareil soit capable de se maintenir horizontal pendant la chute. Ainsi il ne risque pas de percuter le sol en en étant sur la tranche, ce qui casse souvent quelque chose.


télécommande de quadrirotor Eachine H8 avec interrupteurs
          pour arrêter les moteurs


On peut construire de nouveaux appareils à partir des pièces d'appareils existants, par exemple un octocorotor.
www.4p8.com/eric.brasseur/octocopter.html



Eric Brasseur  -  14 avril  au  21 juillet 2016
www.000webhost.com