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La propultion, bien choisir c'est pièces

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seb03000

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Tuto réaliser par PapyMaurice.







Je vous propose aujourd’hui de rentrer dans le détail des différentes pièces qui composeront la partie propulsion de votre drone. A noter bien évidemment que ces infos sont valables pour tout type de multicoptère : tricoptère, quadricoptère, hexacoptère, …

Avant tout chose, il faut bien identifier vos besoins :
– Que voulez vous embarquer (Caméra, FPV, nacelle, …) et donc quel poids fera votre machine au total ?

– Quelle sera la taille de votre machine (quelle taille max d’hélice pouvez-vous mettre) ?

 Les moteurs :





Moteur Sunnysky


Pour choisir correctement un moteur plusieurs paramètres entrent en compte.
Tout d’abord le KV, est l’unité principale à connaitre. Il s’agit du nombre de rotations par minute de votre moteur pour 1 volt. Un moteur 900kv alimenté avec une batterie 3S (11.1v) tournera à environ 10 000 tours par minute (900*11.1).
Pour un multirotor standard, on utilise généralement des moteurs aux alentours de 800-1000kv avec des batteries 3S.
De manière générale, plus un moteur tourne vite moins il a de couple, et inversement. Un moteur avec un KV bas, pourra donc supporter de plus grandes hélices qu’un moteur à KV élevé.
Mais le KV ne fait pas tout. En effet votre moteur va avoir d’autres caractéristiques comme sa puissance max en continu (exprimée en Ampères ou en Watts). Pour un KV identique on trouve des moteurs de tailles différentes et donc de puissances différentes. Lorsque vous choisissez votre moteur vous devez en parallèle choisir à quel voltage vous allez l’alimenter et vérifier quel type d’hélices vous pouvez employer afin de ne pas dépasser les limites.
Autre élément à savoir, tous les moteurs n’ont pas le même rendement. La qualité des roulements, des aimants, du bobinage, ou encore le nombre de pôles magnétiques jouent un rôle essentiel. La taille des hélices et le voltage choisi pour l’alimentation ont aussi leur importance.
Lorsque vous choisissez vos moteurs il est important de choisir des moteurs qui sont fournis avec des données constructeur cohérentes.
Des outils comme eCalc vous permettent de simuler vôtre configuration en fonction des données de vos moteurs (avec une précision plus ou moins bonne…).
Quelques exemples de configurations que j’utilise :
Gros quadricoptère (~2Kg) : Moteurs Sunnysky V2216 800KV (avec des hélices 13″)
Quadricoptère moyen (~1,2Kg) : Moteurs SunnySky X2212 980KV (avec des hélices 10″)
Mini quadricoptère (~500g) : Moteurs DYS BE1806 2300KV (avec des hélices 5″)

Les variateurs / ESC :




ESC Afro 30A


Cette pièce est très importante car elle va conditionner la réactivité du moteur. Pour les multirotors il faut utiliser des ESC particuliers capables de travailler avec un taux de rafraichissement d’environ 450hz. Pour cela vous avez deux possibilités.
– Acheter des ESC certifiés pour multirotor (généralement flashés avec le firmware SimonK) (Maytech, Afro, …)
– Acheter des ESC compatibles et les les flasher vous même avec le firmware SimonK (nécessite d’ouvrir l’ESC et d’acheter un câble particulier si vous ne voulez pas y passer des heures)
Votre ESC doit supporter un ampérage au moins égal à l’ampérage max de votre moteur. Généralement on prend un ESC un peu supérieur afin qu’il ne chauffe pas trop. Si notre moteur consomme 14A max, on prendra un ESC 20A plutôt qu’un 15A afin de garder un peu de marge (la différence de poids étant minime).
BEC ou pas BEC ?
Le BEC est une sortie 5v intégrée à l’ESC permettant d’alimenter d’autres équipements en 5v (généralement radio, contrôleur de vol). Beaucoup d’ESC sont équipés d’un BEC mais certains non (les ESC de type OPTO ne le sont pas par exemple). Afin de gérer l’alimentation de vôtre équipement 5v, vous pouvez choisir des ESC avec des BEC intégrés, où utiliser un BEC dédié (appelé UBEC).
Quelques exemples de configurations que j’utilise :
Gros quadricoptère (~2Kg) : ESC Emax SimonK 25A
Quadricoptère moyen (~1,2Kg) : ESC Emax SimonK 20A
Mini quadricoptère (~500g) : ESC Emax SimonK 12A

La batterie :




Batterie LiPo


Pour un multirotor on utilise un batterie de type LiPo (Lithium Polymère), 3 informations essentielles :
– La capacité expimée en mah (ex: 2200mah)
– Le Voltage exprimé en S (nombre de cellules) : chaque cellule donnant 3.7V (sur une LiPo) (1S = 3.7V; 2S = 7.4V; 3S = 11.1V, 4S = 14.8v, …)
– Taux de décharge, exprimé en C : 1C représente un courant égal à 1 fois la capacité de la batterie. Notre batterie de 2200mah (2,2Ah) en 30C doit être capable de délivrer une intensité max de 2,2*30 = 66A
Vous devez donc choisir une batterie avec :
– une capacité suffisante (mah) pour avoir un temps de vol correct (sans exploser le poids)
– un voltage cohérent avec vos moteurs et vos ESC (par exemple 3S),
– un taux de décharge suffisant pour alimenter vos moteurs (ex : 4 moteurs 15A max = 60A, batterie 2200mah 30C -> 2,2*30 = 66A).
Dans les faits, les moteurs sont rarement au maximum mais on garde tout de même de la marge afin de ne pas trop solliciter la batterie à son maximum.
Celà évite aussi que le voltage de la batterie baisse trop en cas de forte sollicitation et déclenche du coup l’alarme « batterie faible ».
Sans compter que d’autres équipements consomment aussi un peu d’énergie (radio, contrôleur de vol, …).
Beaucoup de machines de taille moyenne sont alimentées en 3S car ce voltage est suffisant dans la plupart des cas et qu’il permet d’alimenter pas mal d’équipements prévus directement pour ce voltage (Nacelle caméra, émetteur vidéo, leds, …).
Si on veut avoir plus d’autonomie, lever plus de poids, on aura tendance à augmenter le voltage de la batterie, diminuer le KV des moteurs.
Quelques exemples de configurations que j’utilise :
Gros quadricoptère (~2Kg) : Batterie LiPo 3S 30C 5200mah
Quadricoptère moyen (~1,2Kg) : Batterie LiPo 3S 30C 2200mah
Mini quadricoptère (~500g) : Batterie LiPo 3S 25C 1300mah


Les hélices :




hélices carbone


Il existe différents types d’hélices, différentes matières et deux caractéristiques principales qui les définissent :
– La taille : exprimée en pouces c’est la longueur de l’hélice. Plus l’hélice est grande plus elle offre de portance (pour un quadricoptère on oscille généralement être 8″ et 13″).
– Le pas : c’est l’inclinaison de l’hélice (varie généralement entre 4 et 6). Plus le pas est petit, plus l’hélice offre de traction à faible vitesse, mais sa vitesse de rotation maximum est plus limitée qu’une hélice à pas élevé.
Les configurations avec de grandes hélices (et donc une vitesse de rotation moins élevée) offrent un vol plus stable mais moins réactif que celles avec de petites hélices qui seront plus nerveuses.
A noter également que sur un multirotor toutes les hélices ne tournent pas dans le même sens. Vous avec donc des hélices CW (clockwise : sens des aiguilles d’une montre) et CCW (counter clockwise : sens inverse).
Voilà, j’espère que je n’ai rien oublié, n’hésitez pas si vous avez des questions je compléterai (ou corrigerai si j’ai dit des bêtises).
Quelques exemples de configurations que j’utilise :
Gros quadricoptère (~2Kg) : Hélices 13″
Quadricoptère moyen (~1,2Kg) : Hélices 10″
Mini quadricoptère (~500g) : Hélices 5″


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Faite passé l'information les amies , merci a vous tous.
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