Construire son drone DIY! – Choix des pièces

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Article mis à jour le 12/05/2020

Avant de construire son propre drone, la chose essentielle est de bien savoir choisir les différentes pièces qui vont le composer. Si vous voulez vous lancer, construire un drone peu prendre du temps et il sera nécessaire de savoir souder (ou ne pas avoir peur d’apprendre).

Pour pouvoir voler, un drone aura besoin de certaines pièces élémentaires, à savoir :

  • châssis
  • moteurs
  • hélices
  • ESC (Electronic Speed Controler)
  • contrôleur de vol
  • PDB (Power distribution board) ou PDB intégrée au contrôleur de vol
  • batterie

et pour pouvoir le piloter :

  • radiocommande et récepteur radio

Avec toutes ces pièces assemblées, le drone pourra décoller, vous pourrez faire du vol a vue et utiliser les fonctions de base de votre drone.

Mais à cette liste, vous pourrez ajouter différents composants / options, afin d’améliorer le fonctionnement, le comportement et l’utilisation du drone :

  • Camera FPV + émeteur (VTX) + moniteur et/ou lunettes FPV (pour le pilotage en immersion)
  • GPS
  • Sonar
  • OSD – On Screen Display (affichage d’information sur l’écran)

Il vous faudra évidemment aussi un chargeur de batteries.

Je vous propose à la fin de cet l’article, 2 listes de matériels type (pour débuter), en fonction du type de drone que vous souhaitez construire.

1- Le châssis

Il faut choisir le châssis en fonction du type et de la taille du drone que l’on veut monter.

La taille d’un drone est définie en fonction de la distance (D) en mm, de la diagonale entre 2 moteurs (voir image ci-dessous).

Il y a énormément de châssis différents. En fonction de l’utilisation que vous ferez de votre drone (courses, prise de vue, embarquement de matériel, environnement spécial de vol…), la taille du drone, le nombre de bras moteurs et les matériaux seront a adapté.

Pour un drone de prise de vue, assez léger, de style DJI Phantom, le châssis en général adapté est de type 450 (image ci-dessous).

Pour un drone racer, le châssis est en général en carbone pour plus de légèreté et une meilleure résistance lors des chocs. Plusieurs catégories de drone racer existent maintenant, allant de la XClass, des maxi drones de courses qui peuvent mesurer jusqu’à 1,2m de diagonale, jusqu’au nano racer d’une diagonale de 65mm. Un drone racer classique avec des hélices de 5 pouces mesurera autour des 250mm de diagonale entre moteurs.

Attention!  Quand vous choisirez votre châssis, il faudra bien vérifier que le châssis soit compatibles avec la taille des hélices, les moteurs et les dimensions du controleur de vol que vous aurez choisis!

2- Les moteurs

Pour pouvoir voler, bien évidement, il faut des moteurs qui entraînent les hélices! On peut trouver des drones avec 3, 4, 6, 8… moteurs en fonction de leurs utilisations.

Il existe 2 types de moteurs : les moteurs dit « brushed »(avec balais) et les « brushless »(sans balais).

Les moteurs « brushed »

Les moteurs « brushed » (avec balais) sont généralement utilisés sur les drones de type « jouets » ou des nano-racers (moins de 100 mm). Ils ne coûtent pas grand chose, sont légers mais s’usent très rapidement.

La désignations de ces moteurs sont faite  en générale par rapport au diamètre et la longueur du moteur. Exemple : moteur 8520 = diamètre 8,5 mm et longueur 20 mm.

Les moteurs « brushless »

Les moteurs « brushless » (moteurs sans balai) ont un bien meilleur rendement que les « brushed » et sont aussi plus résistants. ils sont néanmoins plus lourds.

La désignation d’un moteur se fait grâce à 2 caractéristiques : la taille de son stator et son kV (vitesse de rotation pour 1 Volt, à vide). Exemple : moteur 2306 2300kV = diamètre du stator 23 mm, longueur du stator 6 mm et vitesse de rotation de 2300 kV.

Plus la taille du stator du moteur est grande et plus le moteur aura de couple.

Le kV permet de définir la vitesse max de rotation du moteur en fonction de la tension de la batterie.

Exemple : pour une batterie 3S (3 cellules de 3.7 Volts) et un moteur de 2300kV : 11,1 x 2300 = 25530 tr/min

Il faut savoir que plus un moteur va tourner vite et plus l’hélice sera petite. Un moteur de drone Racer de plus de 2000kV aura une hélice de 4, 5 ou 6 pouces alors qu’un drone de prise de vue (ex : Dji Phantom) avec un moteur d’environ 900kV aura une hélice de 8, 9 ou 10 pouces.

Il faut faire attention a ce que le châssis soit compatible avec le diamétre et  les fixations du moteur (voir les fiches techniques).

Les moteurs ne tournant pas dans le même sens sur un drone, pour un quadrirotor, il faut 2 moteurs CW (sens horaire) et 2 moteursCCW (sens anti-horaire). Si rien n’est précisé prendre 4 moteurs identiques, une inversion des fils moteurs lors de l’installation permettra de les faire changer de sens de rotation.

Le choix du moteur se fait en parallèle du choix de la batterie et des hélices. Pour cela il faut s’aider des tableau de caractéristiques des moteurs fourni par le constructeur.

3- Les hélices

Les hélices ont souvent dans leur dénomination, deux valeurs, la taille (en pouces) et le pas (en pouces). Plus l’hélice est grande et plus elle aura une meilleure portance (vol plus stable) mais demandera plus d’énergie pour faire un tour. Au niveau du pas, plus il est grand et meilleure sera la traction à faible vitesse mais perdra aussi en vitesse max.

Une troisième valeur peut être ajoutée, le nombre de pâles.

Exemple :

Gemfan 5040 : 50 (lire 5.0) correspond à la taille /diamètre de  l’hélices en pouces, 40 (lire 4.0) correspond au Pas en pouces.

Peut être aussi désigné 5×4.

Dans le cas d’une hélice tripale, l’hélice sera désigné 5x4x3.

On choisit les hélices aussi en fonction de la poussée que l’on veut obtenir (voir leurs fiches techniques).

Attention, les hélices ont un sens de rotation a respecter, comme les moteurs, sur les quadrirotor, il faut deux hélices en CW (sens horaire) et deux en CCW (sens antihoraire).

Attention aussi à la taille maximum des hélices que peut prendre en charge le châssis!

Dans le cas d’un Racer, ne pas hésiter à en prendre plusieurs paires d’hélices de rechange, le nombre d’hélices cassées au début est impressionnant!

4- La batterie

Il y a 3 caractéristiques sur une batterie : le nombres de cellules (S) , la capacité (mah) et le taux de décharge  (C). Ex : 3S 1500mah 40C

Une batterie est composée d’une ou plusieurs cellules de 3.7 Volts. Les batteries sont nommées comme suit : 1S (une cellule), 2S (2 cellules), 3S (3 cellules)…. Ce qui correspond en volts à 1S=3.7V, 2S=7.4V, 3S=11.1V, 4S=14.8V…

La capacité de la batterie influe sur le temps de vol (une batterie 2200mah aura un temps de vol plus long en théorie seulement car son poids sera aussi plus élevé et cela joue sur le temps de vol).

Le taux de décharge de la batterie est choisi en fonction de son intensité maximum qu’elle peut délivrer. Pour une batterie de 40C et de 1500mah 40(C)x1,5(ah) = 60A, la batterie peut délivrer 60A maximum. soit 15A maximum par moteurs.

Attention au poids de la batterie (et du drone en général), plus elle est lourde et plus les moteur auront besoin d’énergie et moins le drone aura d’autonomie et de réactivité.

Il faut aussi faire attention au type de connecteur utilisé (fiche XT60 ou fiche en T) pour le branchement de la batterie. Prévoir l’achat du connecteur mâle pour la connexion a la carte PDB (si non fourni).

5- Les ESC

L’ESC est un contrôleur de vitesse électronique, il y en a un par moteur. Il permet à la carte contrôleur de contrôler la vitesse et le courant maximum consommé par le moteur. Il existe aussi des cartes ESC 4 en 1, qui rassemble les 4 ESC sur une seule carte.

Pour choisir les ESC, il faut se référer au tableau de caractéristiques des moteurs pour connaitre l’intensité maximum demandé par un moteur.

Exemple : pour les moteurs DYS1806 2300kv, le courant maximum demandé par le moteur sera de 6,5A avec une batterie 3S(11,1V) et des hélices en 5×3 (5030). Il faudra donc prendre des ESC de minimum 12A pour avoir un peu de marge. Il faut savoir que qui peut le plus peut le moins, vous pouvez très bien prendre un ESC de 20, 25 ou 30A pour les moteurs DYS 1806, mais le prix est un peut plus élevé.

Si vous choisissez des ESC avec sortie BEC, cela permet d’alimenter la carte contrôleur directement avec un seul ESC (sans passer par la PDB).

6- Le contrôleur de vol (FC)

Le contrôleur de vol (Flight Controller : FC) est véritablement le cerveau du drone, c’est lui qui permet de commander les différents organes de la machine. Il peut embarquer différents capteurs (gyroscope, accéléromètre, magnétomètre, baromètre, boussole…).

Sur certaines FC, on peut y voir des références comme F1, F3, F4, F7. Ce sont des évolutions de versions, les dernières sont les F7. On y gagne entre autre une augmentation de la puissance de traitement. Les plus utilisés actuellement sont les F4 et les F7.

Les FC ont généralement 2 dimensions (dimensions entre les trous de montages):

  • 30.5X30.5 pour un montage classique
  • 20X20 pour les montage dans un espace restreint ou besoin de gagner du poids, par contre les soudures sont plus compliqué car les pistes sont plus petites et donc doivent êtres très précises.

Il est possible de trouver des contrôleurs de vol qui peuvent intègrer PDB, ESC et même VTX. Ces cartes sont surtout utilisées pour les petites machines ou l’espace pour l’intégration est réduit, le point noir est que si un élément de la carte flash, c’est toute la carte qu’il faudra remplacer.

Pour faciliter l’intégration et la compatibilité entre les ESC et FC, on peut acheter des ensembles prémontés (STACK) avec une carte ESC 4 en 1 et une FC.

Il faudra paramétrer le contrôleur de vol avec un logiciel type Betaflight et ses différentes déclinaisons (voir le tuto).

7 – La PDB (Power distribution board)

La PDB ou carte de distribution électrique et une carte qui permet de regrouper toutes les alimentations électriques (batterie, ESC, autres alimentations auxiliaires.) au même endroit.

Bien vérifier que différentes sorties tensions soient disponibles (12V, 5V,…) pour pouvoir alimenter tous vos équipements.

En général, maintenant, la PDB est directement intégré sur les cartes ESC 4 en 1 ou sur les cartes contrôleurs de vol, a vérifier sur leur fiche technique.

8- La radiocommande et le récepteur radio

Il existe plusieurs mode de pilotage sur les radiocommande (stick gauche / stick droit) :

Le mode le plus utilisé est le mode 2 (avec les gaz à gauche). Lors de l’achat de votre radiocommande, vérifier que le mode que vous avez choisi est disponible sur celle ci (car toutes les radiocommande ne permettent pas de passer d’un mode à l’autre).

Il faut aussi faire attention à ce que le protocole utilisé par le récepteur radio (PPM, DSM2, S-BUS, I-BUS, FPORT…) soit compatible avec le contrôleur de vol.

 

Exemples de configurations pour débuter

Les prix sont susceptibles de changer, ils sont donné à titre indicatifs!

Je vous propose ces configurations qui pour moi ont un bon rapport qualité prix. Ce n’est pas du low cost, on peut choisir des pièces pour un peu moins cher au détriment de la qualité et des performances.

Il vaut mieux mettre un peu plus cher au début sur des éléments que l’on va garder dans le temps (radiocommande, lunettes FPV) car plus on évolue et plus on est exigeant avec le matériel. Prendre du meilleur matériel dès le départ évite donc d’acheter plusieurs fois la meme chose.

L’indispensable pour commencer

Partie commande :

ou si le budget le permet :

Chargeur Batterie :

 

Configuration drone racer / freestyle : MAJ 12/05/2020

Pièces de base :

Prix de la base : 154,08€

Partie FPV :

ou si le budget le permet :

Option :

Pour un drone de prise de vue : MAJ 12/05/2020

pièces de base :

Prix de la base : 184,51€

Partie FPV / Retour vidéo :

Nacelle stabilisée :

Option :

 

J’espère avoir été clair dans mes explications, Si vous avez des questions n’hésitez pas à poster un commentaire.

Une fois que vous avez récupéré toutes vos pièces vous pouvez passer à la partie assemblage! voir le tuto.

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24 commentaires Ajoutez les votres
  1. Merci pour ce post clair et précis, ce n’est pas toujours évident de trouver dans un seul article toutes les infos cherchées jusqu’à une liste complète de composants basiques pour la construction d’un drone destiné à la prise de vue (surtout pour un débutant en la matière)
    J’en viens à ma question : Pourrais-je m’attendre à 15min de vol avec les composants proposés avec nacelle et caméra ? Ce serait pour moi le point essentiel pour commencer, je suis habitué à piloter un Hubsan H107 et ses 7 min de vol. Maintenant j’adorerais construire un drone pour mieux comprendre comment tout çà fonctionne.
    Si un tuto de montage était à venir je serais ravis. Quoi qu’il en soit comptez sur moi pour faire un retour d’expérience si jamais je me lance.
    Courage pour le site, bon boulot en tout cas

    1. Bonjour, tout d’abord merci pour ton commentaire, ça fais plaisir 😉
      Concernant ta question sur l’autonomie, avec les composants que je propose, l’autonomie sera moindre, je n’ai pas fait le montage pour tester. Pour atteindre cette autonomie, il faudra alléger au maximum le drone et mettre une plus grosse batterie.
      Je suis en train de tester un montage avec un châssis plus petit (310) , des hélices tripales de 8″ , les moteurs racerstar 2212, et une nacelle moins lourde imprimée en 3D. Mais j’ai du mal à faire mes essais en ce moment à cause du mauvais temps. Je ferai un post quand tout sera OK!
      Sinon oui un tuto montage est prévu pour bientôt, ce sera plutôt sur un drone racer mais le principe reste le même!
      A bientôt!

  2. Salut François,
    Très sympa ton site, et particulièrement cet article de vulgarisation très bien fait. Ça aide énormément quand on débarque dans le monde des drones.
    J’ai en projet de faire un drone de prises de vue, avec des options avancées (follow path, double gps pour tracking/aiming et ‘fly around’, gestion gimbal, etc…
    J’ai vu des montages à base d’arduino ou raspberry pi, wifi, et autres…
    Je suis un peu perdu, pourrais-tu m’éclairer un peu? Éventuellement un petit article spécifique à la prise de vue? 😉
    A plus.

    1. Bonjour, merci pour ton commentaire !
      alors oui j’ai en projet de faire un article pour le montage d’un drone orienté prise de vue. j’ai quasiment récupéré toutes les pièces pour le faire mais j’hésite sur le contrôleur de vol, j’ai une spracing f3 en stock (plutôt orienté racing, fait le job mais demande pas mal de paramétrage…) ou une carte ardupilot.
      Pour ton projet, j’utiliserai la carte ardupilot (basé sur de l’arduino) pour sa simplicité de mise en route et ses entrées disponibles.
      Si tu as besoin de conseil, n’hésite pas à reposter un commentaire ou envoi moi un mail adm.makeandfly@gmail.com
      A bientôt!

  3. bonjour,
    alors n’y connaissant rien je me suis laissé tenté par ton site. j’ai monté le drone photo…. comment dire… comme ton tuto n’est pas avec la même carte, c’est pas tout à fait la même chose (un peu grenouiller pour trouver du coup je conseille de prendre en plus pour l’alim du contrôleur de vol un module de puissance https://www.banggood.com/APM-2_6-2_5-2_52-Power-Module-With-5_3V-DC-BEC-p-925901.html?rmmds=search&stayold=1&cur_warehouse=CN, et aussi ne pas oublier les colliers de serrage,.
    je tien à souligner que les esc ont des câbles trop court pour ce châssis, j’ai du faire des rallonges.
    enfin je tien à signaler que je n’y connaissait rien en soudure, mais en fait il faut pas avoir peur c’est hyper simple
    il me reste à découvrir comment configurer correctement la radiocommande et tout sera nickel

    1. Bonjour,
      merci pour ton retour, je vais rajouté ton lien pour le module!
      C’est cool pour les soudures, en général c’est vrai les gens on un peu peur, suffit de se lancer!
      Pour la configuration de ta carte normalement il y a rien de sorcier avec l’ardupilot, si jamais tu as un soucis n’hésite pas, j’essaierai de t’aider.
      je sais pas si tu as pris la nacelle mais je vais bientôt sortir un tuto pour en fabriquer une, avec impression 3D.
      a bientôt

    1. salut, alors pour la partie FPV, pas de soucis, ça va fonctionner et pour les moteurs, c’est pareil, c’est du classique ils peuvent pousser bien plus que ça!
      tu as déjà acheté tes pièces? tu as pris quoi pour le reste de ta config ?

  4. salut super ton post ….je vais me lancé d ii peu a me construire mon propre drone prise de vue et ton tuto va bien m’aidé par contre je voudrais juste rajouté un gps avec le mode retour maison est il possible de le rajouté sur la config que tu mis ?
    merci d avance et bonne continuation

    1. salut, merci pour ton commentaire 😉
      Pour ce qui est du GPS, tu peut en trouver directement compatible avec ta carte de vol (c’est juste les connecteurs qui changent). si tu prend la carte APM 2.8, tu as par exemple celui la (Mini-Ublox-M8N-GPS-Module-NEO-M8N-GPS) et tu choisis directement la carte compatible. Sinon c’est a toi de faire le connecteur. A voir ce que tu préfère, mais autant prendre du plug and play 😉
      a bientôt!

  5. Bonjour,
    Merci pour votre site car depuis le temps que je cherchais….c’est le plus clair, bien concis mais très bien expliqué aussi. Je voudrais commencer à m’y mettre pour monter un petit drone de base (sans fpv d’abord) et je vois que les achats des gens ici se font sur banggood.com. Pour acheter sur ce site, y aurait-il des astuces ou des conseils que vous pouvez donnez pour ne pas avoir des problèmes (delai de livraison, taxes, utilisation des CB…) ? J’ai jamais eu de chance avec les sites en Chine : gearbest ou autres sur amazon…)
    Je vous remercie beaucoup tous…

    1. Bonjour, merci pour ton commentaire 😉
      Concernant banggood, c’est un des site les plus utilisé par les pilotes de drones, il y a aussi aliexpress mais je trouve qu’il y a moins de choix.
      il faut savoir que ce sont des sites chinois, donc la livraison prend plus ou moins 1 mois. Je n’ai jamais eu de problème sur banggood pour le paiement, on peut payé soit par paypal ou carte bancaire. Pour la livraison lors de la commande il faut choisir « standard shipping » le plus long mais moins de chance que le colis se fasse arrêté par la douane. Tous les colis que j’ai pu commandé, un seul n’est pas arrivé mais banggood m’a rembsoursé. A oui aussi, si grosse commande, il vaut mieux décomposer cette commande en plusieurs colis !
      Bien sur si la commande pressée ou si l’argent n’est pas un problème, il faut plutôt passer par les shop français 😉

      1. Bonjour
        Merci beaucoup d’avoir répondu…
        Je crois que je vais opter pour les shop français (espérons qu’il n’y a pas trop de différence de prix !)
        Vous n’auriez pas un ou deux sites à me conseiller ?
        Bravo et merci encore pour votre site et votre amabilité.

        1. Bonjour,
          alors pour les shop français, y’a du choix, par exemple studiosport.fr, drone-fpv-racer.com, fpv4drone.com, all-drones-racers.fr et y’en a bien d’autres encore. Moi j’ai testé ceux la, y’a pas de soucis!
          A bientot

    1. Bonjour Thierry,
      La seule possibilité que je connaisse actuellement pour le wifi est de posséder une caméra qui possède le wifi nativement et de passer par l’application de la caméra.
      Par contre je déconseille l’utilisation du wifi, car il utilise les mêmes fréquences radio que les radiocommande ou le retour vidéo de la caméra classique et il y a de la latence en wifi.
      La solution que je te conseille si tu veut le retour vidéo sur ton smartphone, c’est d’acheter ce genre de récepteur, a brancher directement sur ton smartphone.
      J’espère avoir répondu a ta question 😉
      a bientôt!

  6. Bonjour,
    J’aimerais me lancer mais j’ai une petite question, le contrôleur du drone prise de vue (Ardupilot) est-il compatible avec betaflight ? Ou faut il en prendre un autre ? Pour pouvoir suivre le tuto complet ! 🙂
    Merci d’avance !

    1. Bonjour, la carte ardupilot n’est pas compatible avec betaflight.
      Selon l’utilisation que tu veut faire du drone je te conseille pour de la prise de vue l’ardupilot (la config de la carte est aussi plus facile de mon point de vue) et pour de la race ou du freestyle, prend plutôt une carte avec firmware betaflight ( plus pointue niveau réglage mais plus performant). Actuellement j’utilise des systèmes F4 pro V2 qui sont très fiables.
      Une carte betaflight peut très bien se monter sur un drone de prise de vue!
      Je vais refaire les configs de base de l’article début 2019 avec des composants plus récent. Mais tu peut déjà retrouver ces configs sur mes derniers articles 😉
      A bientôt

      1. Merci pour la réponse rapide !
        Pour moi ce serait plus de la prise de vue et du loisir, pour débuter, vu que j’adore l’électronique et l’impression 3d le projet est super intéressant !
        Ça marche je suis pas vraiment pressé je vais attendre un peu alors ! Les config récentes sont celles des drones de Noël ?

        1. Pour de la prise de vue, je n’ai pas fait de config pour noël. Tu veux faire de la prise de vue avec quoi? gopro simple, sur nacelle ou autre? et quelle taille de drone tu voudrais a peu prés. Je devrais sortir un châssis de 250/300 pour hélices de 5 pouces à imprimer en 3D pour un usage prise de vue simple, si ça t’intéresse!

  7. Oui justement je n’ai pas trouvé de config prise de vue, tu vas en refaire une pour 2019 ?
    Pour l’instant je ne sais pas pour la caméra je débute ! Je pense partir sur une nacelle 2 axes et une caméra mais je sais pas si ce sera une style gopro ou petite embarquée.
    Pour la taille,dans les 300 et 400 je pense que c’est pas mal pour la prise de vue et le loisir non ? Du coup le châssis pourrais m’intéresser en effet ! Hâte de voir ça !

  8. bonjour
    tout nouveau je me lance mais un gros souci
    l’anglais m’est insupportable
    je cherche et ne trouve pas un branchement de la racerrace35a anniversiare
    j’ai peur de faire des betises
    existe-t-t un guide pour brancher tout ce petit monde?
    merci de votre patience?

  9. bonjour.
    Tout d’abord merci pour cet article bien fait. Jeme posais des questions concernant la fabrication et le materiel a acheter pourfaire mon drone.
    Ma question est la suivante:
    Je possede 2 radiocommandes (modelisme) 1 Graupner mx24s et une FG8 de chez futaba.
    Je voudrais savoir si il est possible de les utiliser pour faire volé mon futur drone ?
    Cordialement

  10. bonjour.
    Tout d’abord merci pour cet article bien fait. Je me posais des questions concernant la fabrication et le matériel a acheter pour faire mon drone.
    Ma question est la suivante:
    Je possède 2 radiocommandes (modélisme) 1 Graupner mx24s et une FG8 de chez futaba.
    Je voudrais savoir si il est possible de les utiliser pour faire volé mon futur drone ?
    Cordialement

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