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Fabriquer un drone: Électronique: ESC, Batterie et Branchements

Bonjour, après s’être penché sur les moteurs et hélices dans un autre article, on va parler des ESC et des batteries. Ces composants représentent l’alimentation électrique et la conversion du signal pour les moteurs. Pour fabriquer un drone, ils sont cruciaux. La batterie définira l’autonomie du drone également.

Choisir ses ESC:

Un ESC est un composant électronique qui permet de contrôler la vitesse et le sens de rotation d’un moteur. Il est branché entre la batterie et le moteur. Il faut bien sûr autant d’ESC que de moteurs sur un drone.

Pour choisir un ESC, il faut prendre en compte l’intensité, le BEC et la réactivité.

  • L’ESC doit supporter une intensité (en Ampère) au moins égal à l’intensité maximale du moteur. Cependant, il est conseillé de prendre une intensité supérieure afin que l’ESC ne chauffe pas trop.
  • Certains ESC possèdent un BEC. C’est tout simplement une sortie généralement en 5V qui permet d’alimenter d’autres composants. Un ESC avec un BEC possède donc un fil de plus. Cela peut être utile pour alimenter un contrôleur de vol par exemple.
  • Pour assurer la réactivité de l’ESC, il faut qu’il ait une fréquence élevée. Pour cela il suffit de prendre un ESC équipé d’un Firmware(micro-programme). Il en existe plusieurs, les plus connus étant SimonK ou encore Blheli.

Choisir sa batterie:

Les 4 caractéristiques à prendre en compte dans le choix d’une batterie LiPo sont la tension, la capacité, le poids et le taux de décharge. C’est souvent le composant le plus lourd sur drone. Il existe d’autres type de batterie que LiPo mais ils sont moins utilisés et moins performants.

  • Quand on a parlé des moteurs et hélices, on choisissait le moteur aussi en fonction de sa tension. La batterie est constitué de cellules de 3,7V. Si une batterie est en 3S, elle délivrera 3 fois 3,7V, donc 11,1V car elle possédera 3 cellules. La plupart du temps, on utilise des batteries de 3S.
  • La capacité de la batterie détermine la durée de vol du drone. Plus la capacité est élevée, plus la batterie sera lourde et imposante. C’est à vous de choisir la capacité de votre batterie en fonction de vos besoins et de vos autres composants. Les batteries de drone sont souvent comprises entre 0,5 Ah et 6 Ah.
  • La décharge est le courant maximal que la batterie pourra délivrer. Une batterie avec une décharge de 20C pourra délivrer au maximum 20 fois sa capacité. Si elle a une capacité de 3 Ah (Ampère/heure), sa décharge sera donc de 20*3= 60 Ah. Il faut absolument que la décharge de la batterie soit supérieure à la consommation du moteur, sinon la batterie s’endommagera très vite.
  • La charge de la batterie est le courant maximal que l’on peut délivrer à la batterie pour la recharger. Il est égal à la capacité moins 10%. Pour une batterie de capacité 3 Ah, la charge idéale sera 2,7 Ah. On peut aussi charger une batterie avec un taux de charge plus élevé, cela sera plus rapide mais risque d’abîmer la batterie.

Branchements:

  • Concernant les branchements entre la batterie, les ESC, les moteurs et le contrôleur de vol, j’ai trouvé ce schéma qui résume bien. Sur un drone, on mettra un contrôleur de vol à la place du récepteur du schéma.

esc

  • Sur le premier schéma, c’est un ESC avec BEC. Gros avantage, le récepteur est alimenté directement avec l’ESC, pas besoin de batterie, ni BEC externe supplémentaire.
  • Sur le deuxième schéma, c’est un ESC sans BEC intégré. Il y a donc un BEC externe qui est relié à la batterie pour alimenter le récepteur.
  • Sur le troisième schéma, c’est un ESC sans BEC, et il n’y a pas de BEC externe non plus. Il y a simplement une batterie dédiée au récepteur qui est rajoutée dans le système.

Chaque système possède ses avantages et ses inconvénients. Mais sur un drone, on utilise plus souvent le premier système car les autres demandent d’ajouter une batterie ou une carte électronique au drone. Or sur un drone le poids est très important !

 

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