Construction d’un drone : Assemblage

Drone assemblé

Ça y est, vous avez reçu tous vos composants ? Vous êtes impatients de tout monter ? Super, c’est ce que je vais faire avec vous dans cet article. Pour ceux qui n’auraient pas suivi, cet article est le second de mon projet de construction d’un drone, le premier était destiné à vous présenter les composants que j’ai choisis et où je les ai commandés. Dans celui-ci je vais vous montrer comment monter votre quadricoptère. À la fin de l’article, votre machine devrait ressembler à la photo ci-contre. C’est pas mal, non ? Un dernier article expliquant comment configurer l’ensemble arrivera plus tard. Pour que ce soit accessible à tous, même aux bricoleurs occasionnels, je vais essayer de donner le maximum de détails mais suivez l’article à votre rythme !

Sortez votre caisse à outils, voici les instruments dont vous allez avoir besoin :

  • Une pince coupante
  • Un cutter
  • Des tournevis plats et cruciformes de petite taille
  • Des clés allen
  • Un fer à souder (30W minimum)
  • Une troisième main (je ne rigole pas !)
Si vous n’avez ni fer à souder, ni troisième main, Brico Dépôt propose un kit de soudure à moins de 20€. À ce prix ce n’est pas de la superbe qualité mais ça fera l’affaire. Tant que vous êtes dans votre magasin de bricolage préféré, voici quelques éléments dont vous allez avoir besoin :
  • Une fiche électrique 2 pôles + terre
  • De l’étain, pour souder

Distribution de l’énergie

Le cordon de raccordement de la batterie

Ce cordon va permettre de relier la batterie à la plaque de distribution de l’énergie du drone.

Préparation :
  • Coupez deux morceaux de câble de 8cm, un rouge et un noir.
  • Dénudez les deux extrémités de chaque câble sur 4mm.
  • Fixez le câble rouge dans votre troisième main et déposez un peu d’étain sur une de ses extrémités, c’est ce qu’on appelle « étamer ». Répétez l’opération avec le câble noir.

Étamage

Soudage des connecteurs :

  • Munissez-vous d’une des fiches mâles fournies avec les connecteurs HXT et fixez-là, partie connecteur en bas, sur votre troisième main.
  • Faites en sorte que votre fer à souder soit en contact avec le connecteur et attendez une trentaine de secondes que le connecteur monte en température.
  • Insérez votre fil d’étain dans l’orifice du connecteur, s’il ne fond pas c’est que le connecteur n’est pas encore assez chaud. Faites fondre de l’étain jusqu’à ce que l’orifice soit rempli à moitié. Laissez votre fer à souder en contact avec le connecteur.
  • Insérez le morceau de câble rouge (le côté étamé) dans l’orifice du connecteur.
  • Maintenez le câble en place et écartez le fer à souder du connecteur. L’étain va refroidir et sceller le câble.
  • Répéter l’opération avec le câble noir et un connecteur femelle.

Soudage d'une fiche banane (étain) Soudage d'une fiche banane (fil) Fiche banane assemblée

Assemblage de la prise HXT :

  • Mettez en place la protection en plastique rouge sur les deux câbles. Le côté le moins gros de la protection doit être sur le fil rouge et le côté le plus gros sur le fil noir.
  • Enfoncez chaque connecteur dans la protection. Vous pouvez utiliser une pince coupante fermée, il faut pousser jusqu’à ce que vous sentiez un déclic. À ce moment-là le connecteur est en place et ne doit plus bouger.

Assemblage d'un connecteur HXT Blocage d'un connecteur HXT Connecteur HXT assemblé Cordon de raccordement de la batterie

Préparation des ESC

À l’origine, j’avais prévu de mettre en place des connecteurs bullet de 3.5mm entre la plaque de distribution de l’énergie et les ESC. Ça aurait permis de changer les ESC sans avoir à tout démonter et sans devoir ressortir le fer à souder. Mais lorsque j’ai commencé le montage du châssis, je me suis rendu compte que ça ferait trop de longueur de fil à caser sur les bras du drone (longueur des fils moteur + longueur des fils ESC + longueur des fils des connecteurs bullet). J’ai donc abandonné cette idée. J’ai soudé directement les ESC sur la plaque de distribution de l’énergie :

  • Coupez les connecteurs bullet mâles de chaque ESC (du côté alimentation, là où il n’y a que deux fils, ne coupez surtout pas les connecteurs côté moteur). Faites en sorte qu’il reste 6cm de fil, ne coupez pas plus court.
  • Dénudez les deux fils de chaque ESC sur 4mm.

Soudage sur la plaque

Bien, tout ce qu’on va devoir souder sur la plaque de distribution de l’énergie est prêt. Suivez les étapes suivantes :

  • Étamez tous les fils à souder (les 2 fils de chaque ESC, les 2 fils du cordon de raccordement de la batterie et les 2 fils du cordon JST si vous en avez acheté).
  • Munissez-vous de votre plaque de distribution de l’énergie et déposez de l’étain sur chaque plot en cuivre destiné à recevoir un fil.
  • Soudez les 4 ESC et le cordon de raccordement de la batterie en respectant la polarité (le rouge est le plus et le noir est le moins). Pour souder les éléments, il suffit de refaire fondre l’étain que vous avez précédemment déposé et d’y insérer le fil étamé. Laissez refroidir et le tour est joué.
  • Si vous avez acheté les cordons JST dans le but de relier la batterie au contrôleur de vol n’oubliez pas d’en souder un au même emplacement que le cordon de raccordement de la batterie.
  • Si vous avez un pistolet à colle vous pouvez déposer un peu de colle sur chaque point de soudure, ça permettra de les isoler.

Je suis loin d’être un expert en soudure alors ne vous moquez pas :

Plaque de distribution de l'énergie Soudures de la plaque de distribution Connecteur JST pour le contrôleur de vol

Assemblage

Montage du châssis

Tenez bon, vous avez fait le plus compliqué. Maintenant, nous allons tout assembler. Les vis à utiliser pour le montage du châssis sont celles qui sont livrées avec le DJI F450, les plus petites. Voici les étapes à suivre :

  • Fixez la plaque supérieure du châssis sur les quatre bras. Faites attention au sens de la plaque et à la disposition des bras. J’ai choisi de mettre les bras rouge à l’arrière, pour que le quadricoptère soit plus visible dans le ciel mais vous pouvez faire comme bon vous semble.
  • Retournez le châssis, fixez la plaque inférieure, faites également attention au sens dans lequel vous la posez. De mon côté, j’ai décidé de mettre le côté le plus long dans la sens de la marche. Ça sera plus simple pour fixer une caméra à l’avant du drone.
  • Mettez un collier de type colson sur chaque bras pour maintenir les ESC.
  • Enfin, faites passer les câbles de commande des ESC dans l’orifice le plus à droite de la plaque supérieure du châssis. Passez-les dans l’ordre de branchement sur le contrôleur de vol : haut gauche, haut droit, bas droit, bas gauche. Ne gardez au niveau de la plaque supérieure que la longueur de câble nécessaire au branchement sur le contrôleur.
  • Comme vous pouvez le voir sur la quatrième et cinquième photo, j’ai attaché mes câbles avec quatre colsons que j’ai fixés à la plaque supérieure (deux en haut et deux en bas). Il faut que l’espace entre la plaque supérieure et la plaque inférieure soit libre, c’est ici que l’on va mettre la batterie. Aucun câble ne doit bouger quand on l’insère.
  • Ceux qui ont soudé un câble JST peuvent le faire passer dans l’orifice le plus à gauche de la plaque supérieure.

Montage de la plaque supérieure Montage de la plaque inférieure Fixation des ESC
Fils de commande des ESC attachés Accrochage des câbles de commande des ESC

Fixation des moteurs

Ça commence à prendre forme, vous ne trouvez pas ? Allez, on continue :

  • Fixez un moteur sur chaque bras. Les vis à utiliser ne sont pas celles qui sont fournies avec les moteurs car elles sont trop courtes. Utilisez les vis les plus grosses qui ont été livrées avec le châssis.
  • Enfin, mettez en place l’axe de chaque moteur grâce aux petites vis cruciformes livrées avec les moteurs.

Fixation des moteurs Mise en place des axes

Mise en place de l’électronique de commande

Tout est en place, il ne reste qu’à fixer l’intelligence de la machine, l’électronique de commande : le contrôleur de vol et le récepteur.

Fixation du contrôleur de vol et du récepteur

Le DJI F450 est livré avec un scratch, nous allons l’utiliser pour fixer le contrôleur de vol et le récepteur :

  • Coupez un morceau de scratch de 5cm.
  • Collez la partie la moins souple du scratch sur le châssis.
  • Collez l’autre partie sur le contrôleur de vol.
  • Posez le contrôleur de vol sur le châssis, à l’emplacement où vous avez collé le scratch.

Et voilà, vous venez de fixer le contrôleur de vol. Répétez les trois dernières opérations avec le récepteur et le morceau de scratch restant.

Fixation du scratch pour le contrôleur Mise en place du scratch sur le contrôleur Fixation du scratch pour le récepteur

Câblage

Après quelques branchements, votre drone sera presque prêt pour son premier vol :

  • Maintenant que le contrôleur de vol est fixé, branchez les câbles de commande des ESC sur les prises situées à droite du contrôleur de vol. Les prises doivent être branchées dans l’ordre suivant (en commençant par le haut) : haut gauche, haut droit, bas droit, bas gauche. Les prises se branchent de façon à ce que le fil orange (ordre de commande) soit du côté de l’écran.
  • Munissez-vous de 5 câbles « servo », nous allons relier le récepteur au contrôleur de vol. Les prises destinées au branchement du récepteur se trouvent à gauche du contrôleur de vol. La prise CH1 du récepteur doit être reliée à la première prise du contrôleur de vol, la prise CH2 du récepteur à la deuxième prise du contrôleur de vol, … Vous l’aurez compris, il faut aller jusqu’à CH5. Du côté contrôleur de vol, le fil orange doit être du côté de l’écran et du côté du récepteur, il doit être en haut.
  • Si vous l’avez mis en place, pensez à brancher le câble JST qui va permettre au contrôleur de vol d’afficher la tension de la batterie. Encore une fois, respectez la polarité (plus = rouge = gauche ; moins = noir = droite) et surtout, ne vous trompez pas de prise. Si vous branchez ce câble sur la prise du buzzer vous allez griller la carte. Les deux prises sont identiques alors faites attention ! La batterie se branche sur la prise rouge.
  • Branchez aussi le buzzer, la prise est juste à côté de celle qui reçoit la tension de la batterie.

Câblage des fils de commande des ESC Câblage du récepteur Câblage de la batterie Câblage du buzzer

Vous pouvez mettre quelques colsons pour que ça fasse un peu plus propre. Votre quadricoptère devrait à présent ressembler au mien.

Modification du chargeur

Nous allons bientôt avoir besoin de la batterie, avez-vous déballé votre chargeur ? Si oui, vous avez dû vous rendre compte de deux problèmes : la prise électrique de l’alimentation est au format américain et les câbles permettant de charger une batterie munie d’un connecteur HXT ne sont pas fournis. Dans l’état, il vous sera impossible de charger la batterie de votre quadricoptère, mais comme nous sommes des bricoleurs du dimanche, nous allons rectifier ça rapidement. En plus, nous avons tout ce qu’il nous faut pour le faire.

Changement de la prise de l’alimentation

Pour remplacer la prise de l’alimentation, il suffit de couper celle qui est au format américain et de la remplacer par la nouvelle, au format français. La seule « difficulté » est d’identifier la couleur des fils une fois la prise coupée (ils ne font rien comme nous ces américains). Je me suis renseigné pour vous : le fil noir correspond à la phase, le fil blanc au neutre et le fil vert à la terre. C’est parti :

  • Coupez la fiche qui est en place (le plus près possible de la fiche). Ne vous trompez pas de côté, la fiche à couper est celle qui a des morceaux de métal apparents !
  • Grâce à votre cutter, dénudez le câble sur 2.5cm. Veillez à ne pas atteindre la gaîne des fils sinon vous êtes bons pour tout couper et recommencer.
  • Dénudez chaque fil sur 4mm.
  • Montez la nouvelle prise en respectant le code couleur donné plus haut. Lorsque vous tenez la prise prête à être branchée, le pôle de gauche correspond au neutre, celui de droite à la phase et celui du haut à la terre. Selon le type de prise que vous avez acheté, le montage peut être différent mais le câblage est identique.

Fils dénudés Prise câblée Prise terminée

Création d’un cordon de chargement avec connecteur HXT

Maintenant, nous allons créer un cordon qui nous permettra de relier la batterie munie d’un connecteur HXT au chargeur. Ce dernier dispose de deux prises (une pour le plus, une pour le moins) destinées à accueillir des fiches banane mâles de 4mm. Nous n’avons pas commandé ce type de fiche mais ce n’est pas grave car les fiches mâles utilisées dans les connecteurs HXT sont des fiches banane de 4mm, c’est merveilleux !

Mise en place du connecteur HXT (côté batterie) :

Pour cette partie je vais vous laisser faire comme des grands, la procédure à suivre est exactement la même que pour le cordon de raccordement de la batterie alors si vous avez un doute, vous pouvez la relire. La seule différence est que cette fois, il faut prendre des fils plus longs, pour pas que la batterie ne soit collée au chargeur (j’ai fais des morceaux de 16cm).

Mise en place des fiches banane (côté chargeur) :

  • Faites comme si vous mettiez en place une prise HXT sauf que cette fois il ne faut pas mettre la protection en plastique rouge et souder deux connecteurs mâles.
  • Coupez deux morceaux de gaîne thermorétractable (2cm), mettez-les au niveau des deux connecteurs que vous venez de souder et chauffez-les avec un briquet ou votre fer à souder. La gaîne va se rétracter et assurer l’isolation de vos connecteurs.

Fiche banane avec gaine Fiches banane Câble de chargement

Ça y est, votre drone est monté, votre chargeur est prêt, il ne reste plus qu’à tout configurer avant d’effectuer votre premier vol ! Ne vous inquiétez pas, j’ai prévu de rédiger un article sur la configuration de la radiocommande, du contrôleur de vol et des autres éléments. Promis, je me dépêche !

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Commentaires

louis - Il y a 10 mois - Répondre

bonjour qu’est ce q’une fiche électrique 2 pole plus terre ?

Ludovic - Il y a 9 mois

Bonjour Louis,

Une fiche électrique 2 pôles + terre est une fiche électrique classique, comme celle qui permet de brancher votre PC sur une prise électrique (2 pôles = phase + neutre).

Bonne journée

Ludovic

Condé mamadou sadio - Il y a 8 mois - Répondre

J’ai bien aimé . une question : quels sont les principaux fournisseurs de matériels de drones pour !’Afrique de l’ouest ?

Ludovic - Il y a 7 mois

Bonjour,

Je pense qu’Hobby King livre dans le monde entier 😉

Have fun !

Benoit - Il y a 6 mois - Répondre

Bonjour Ludovic,
Sur la liste de courses tu parlais d’une carte d’alarme de basse tension de la batterie. Je ne sais pas où la raccorder ?
Je ne trouve pas l’info dans ton article.
Peux-tu me renseigner s’il te plaît?

Merci

Ludovic - Il y a 6 mois

Bonjour Benoit,

C’est effectivement un point que j’ai oublié d’aborder dans l’article. Sur la batterie tu as la prise principale qui sert à alimenter le drone et une autre prise qui est utilisée par le chargeur pour vérifier la tension de chaque cellule. C’est cette prise qu’il faut utiliser :

Branchement de l'avertisseur de batterie faible

Lorsque toutes les leds sont vertes, tout va bien. Si une led passe au rouge et que l’alarme sonne, il faut arrêter de voler et recharger la batterie.

Bonne journée

Gaël - Il y a 6 mois - Répondre

Bjr j’aime bien vos article sur le montage d’un drone. faut des pièces convenables, est ce que ce serait mieux d’utiliser les dinamons dans les DVD comme moteur de propulsion ?

Ludovic - Il y a 5 mois

Bonjour Gaël,

Par « dinamons dans les DVD », tu veux-dire les moteurs des lecteurs de DVD ? Je doute que ça fasse l’affaire car les moteurs des drones sont des moteurs Brushless qui fournissent un couple très important nécessaire à faire voler le drone.

Bonne journée


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