Il y a un aspect du pilotage d’un drone qui est très frustrant : au moment où vous commencez à avoir le vent en poupe, vous devez atterrir parce que votre batterie est à plat. Il ne fait aucun doute que la technologie des batteries a fait des progrès considérables au cours des dernières années. Mais il manque encore quelque chose en matière de technologie des batteries, ce qui signifie que le temps de vol moyen se situe entre trois minutes et 30 minutes. Tout dépend du type de drone que vous achetez – plus le drone est bon marché, moins vous pouvez vous attendre à une durée de vol importante.
Les temps de vol des drones sont si courts car il doit y avoir un équilibre complexe entre le rapport puissance/poids du drone. La technologie des batteries au lithium-polymère qui maintiennent la majorité des drones dans les airs sont bien meilleures que les batteries au lithium-ion (car elles sont beaucoup plus légères), mais elles nécessitent un soin et une attention particuliers – et ne transportent toujours qu’une certaine quantité d’énergie pour alimenter le vol. Les drones sont des appareils gourmands en énergie qui ont besoin d’une batterie à taux de décharge rapide – et la technologie n’a pas encore tout à fait rattrapé la façon dont nous voulons utiliser nos drones.
Dans cet article – nous allons passer en revue les raisons pour lesquelles les temps de vol des drones sont si courts et ce que vous pouvez faire pour augmenter la quantité de temps de vol que vous obtenez de votre drone. Nous attendons toujours le prochain moment eurêka pour les batteries de drone, mais en attendant, il y a quelques trucs et astuces que vous pouvez employer pour que votre drone vole plus longtemps.
Débutons!
Table des matières
Des temps de vol courts pour les drones
Si vous rencontrez des temps de vol significativement courts pour votre drone, cela peut signifier que votre batterie se dégrade avec l’utilisation ou cela peut aussi être une indication que votre style de vol est trop agressif. Cependant, il y a des choses que vous ne pouvez pas contrôler, comme le poids de votre drone, qui dicte le rapport entre la puissance et la distance que votre batterie est capable de fournir. Si vous construisez votre propre drone, vous pouvez remplacer la batterie par une batterie de plus grande capacité, mais cela augmentera le poids. Si vous êtes le propriétaire d’un drone commercial, vous ne pouvez probablement pas échanger la batterie et vous devrez compter sur d’autres techniques pour prolonger la durée de vie de votre batterie.
Rapport poids-puissance
Les batteries au lithium polymère ont constitué une avancée importante dans la technologie des batteries pour les drones. Avant cela, nous étions limités aux batteries au fer lithium – les mêmes que celles que vous avez dans votre ordinateur portable – celles-ci sont beaucoup plus lourdes et ont un rapport puissance/poids beaucoup plus faible que les batteries au lithium polymère.
Ces batteries offrent la meilleure combinaison de poids et de densité énergétique. Chaque batterie individuelle au lithium-polymère est composée de cellules individuelles. Celle qui se trouve dans votre drone en compte entre une et huit. Chacune d’entre elles a une tension nominale de 3,7 V et est entièrement chargée à 4,2 V.
Les batteries au lithium polymère nécessitent un traitement très spécial et si vous laissez la batterie descendre en dessous de 3,7 V, vous l’endommagerez définitivement. Cela signifie que de nombreux amateurs de drones endommagent leurs drones sans s’en rendre compte. Vous pouvez simplement oublier de charger votre drone pendant quelques mois et la batterie peut être endommagée de manière réparable.
Composants gourmands en énergie
Les drones sont des bêtes très gourmandes en énergie.
Si vous pensez à toute la programmation logicielle avancée ainsi qu’au matériel que les drones exécutent lorsqu’ils sont en l’air, il peut être étonnant qu’ils décollent tout court.
Les drones sont très gourmands en énergie.
Vous voyez que les drones exécutent des composants comme:
- unités de mesure inertielle
- moteurs
- unités GPS
- boussoles électroniques
- baromètres
- lumières
- caméras
- accéléromètres
- gimbals
- et beaucoup, beaucoup de puissance de calcul pour exécuter des algorithmes d’intelligence artificielle.
De plus, lorsque l’électricité circule dans le drone, il y a une réduction de l’efficacité énergétique due à la génération de chaleur, car le circuit conduit l’électricité rapidement vers les composants qui en ont le plus besoin.
Des batteries intelligentes qui se déchargent pendant le stockage
Une autre raison pour laquelle les drones ont un temps de vol court est due à la façon dont les fabricants programment leurs batteries intelligentes.
Parce que les batteries lithium-polymère sont très capricieuses en ce qui concerne la façon dont elles doivent être stockées, les fabricants leur permettent de prendre certaines décisions concernant leur décharge pendant le stockage.
Une batterie au lithium polymère ne doit pas être stockée à 100% de charge. Au lieu de cela, elle devrait être chargée à quelque part entre 30 % et 50 % de sa charge maximale. Cela permet de s’assurer que la batterie dure le plus longtemps possible pendant le stockage.
Les batteries intelligentes se déchargent en fonction de leur charge maximale.
Les batteries intelligentes se déchargent toutes seules jusqu’à ce qu’elles atteignent environ 30 % de leur capacité de stockage. Cela signifie que si vous n’avez pas fraîchement chargé votre batterie avant un vol de drone, la batterie se sera déchargée un peu à beaucoup selon le temps écoulé depuis sa dernière charge. Cela signifie que votre drone peut ne pas atteindre son temps de vol complet si les batteries se sont autodéchargées pendant le transport et le stockage.
Une façon simple de contourner ce problème est de s’assurer que les batteries de votre drone sont fraîchement chargées pour chaque vol. Vous pouvez même acheter des chargeurs de voiture pour vous assurer qu’il n’y a pas un instant de retard entre le chargement et le vol. Cela augmentera le temps de vol du drone.
Mauvais entretien de la batterie
Vous pouvez également endommager par inadvertance vos batteries afin qu’elles ne durent pas aussi longtemps. Les batteries au lithium-polymère doivent être maintenues propres et sèches, et on doit les laisser refroidir complètement avant de les recharger.
Et le transfert de cette énergie dans le drone entraîne un réchauffement important du drone et de la batterie. Vous devez toujours laisser vos batteries refroidir avant de les recharger pour maintenir leur efficacité maximale.
Il est également question de cycler vos batteries au lithium polymère pour leur première utilisation. Si vous avez acheté une nouvelle batterie, vous pouvez la cycler quelques fois pour aider à augmenter la longévité de la batterie.Après un couple initial de cycles, vous pouvez répéter cela tous les quelques mois. Il s’agit de combattre ce que l’on appelle la « mémoire de la batterie », où la batterie se souvient de la distance à laquelle elle a été déchargée pour la dernière fois et qui fait qu’elle réduit artificiellement sa capacité.
Voltage agressif
Enfin, votre drone peut ne pas durer aussi longtemps dans les airs que vous le souhaitez en raison de votre style de vol. Les styles de vol agressifs signifient que le drone utilise beaucoup d’énergie pour surmonter son propre élan tout en changeant de direction ou en ralentissant.
Ce phénomène peut être aggravé par l’utilisation d’un mode sport sur votre drone qui fera en sorte que le drone se déplace à une accélération maximale lors du mouvement des joysticks.
Si vous voulez savoir pourquoi la batterie de votre drone meurt si vite, consultez mon autre article où je passe en revue tout ce que vous devez savoir sur l’examen de votre batterie au lithium-polymère ainsi qu’un guide pour des vols plus longs – cliquez ici pour être dirigé vers l’article.
En outre, regardez ma vidéo YouTube ci-dessous:
Quel est le temps de vol moyen d’un drone?
Le temps de vol moyen d’un drone très significativement ainsi que la capacité de la batterie. Dans le tableau, ci-dessous, j’ai énuméré certains des drones les plus populaires actuellement disponibles et les temps de vol de chacun des drones. Notez que ces temps de vol sont ceux indiqués dans la fiche technique du fabricant. Généralement, ces temps sont en position de vol stationnaire, sans vent à compenser.
Tableau des drones courants et de leur temps de vol
Le temps de vol moyen de ces drones est de : 31 minutes.
Evidemment, ce temps de vol moyen dépend d’une variété de variables qui peuvent avoir un impact significatif sur le temps de vol d’un drone.
Quel est le temps de vol maximal d’un drone?
L’une des plus longues durées de vol de drone jamais enregistrées est de quatre heures et 40 minutes. Étant donné que le drone moyen ne peut planer que pendant une demi-heure, c’est assez impressionnant. Ce record est revendiqué par le fabricant espagnol de drones Quaternium. Le drone utilise une source de carburant hybride qui comprend un moteur électrique et un moteur à combustion. Le moteur à combustion permet de maintenir la batterie chargée pendant toute la durée du vol.
La mission de la société est la suivante:
La mission de Quaternium est de concevoir les drones multirotors les plus avancés du marché. Nous combinons expérience et haute technologie pour développer un produit disruptif qui vise à révolutionner le domaine des multirotors. Avec cette innovation ultime, la durée de vol est multipliée par 6 par rapport aux alternatives existantes.
C’est assez impressionnant et c’est quelque chose qu’ils semblent avoir réussi à réaliser. L’un des modèles actuels de drones implique un moteur à combustion à deux temps qui nécessite un mélange d’octane 95 +4% d’huile. Il contient également une batterie au lithium-polymère. Il peut transporter jusqu’à 10 kg et, à pleine charge, peut rester en l’air pendant environ deux heures. La vitesse de croisière est de 50 km/h, avec une vitesse maximale de 80 km/h.
C’est un drone assez impressionnant qui a une charge d’applications potentielles où les batteries au lithium polymère seules ne suffiront pas.
Comment puis-je faire voler mon drone plus longtemps?
Si vous voulez que votre séchage vole plus longtemps, il y a un certain nombre de choses que vous pouvez faire pour prolonger le temps de vol. Nous avons déjà abordé certaines d’entre elles dans la première vidéo, mais voici les éléments que vous devriez examiner pour prolonger le temps de vol.
Réduire le poids
Regardez votre drone et assurez-vous qu’il n’y a pas de poids excessif. Même si vous avez obtenu des décalcomanies personnalisées ou d’autres autocollants sur le drone, vous pourriez augmenter le poids au point que le drone doive dépenser un peu plus d’énergie pour rester en l’air.
La réduction du poids est une question de temps.
Santé et entretien de la batterie
En prenant soin de votre batterie et en veillant à ce qu’elle soit stockée de manière appropriée, vous ferez en sorte que, lorsque vous viendrez à votre vol, votre drone sera dans le meilleur état possible pour prolonger vos temps de vol.
La santé et l’entretien de la batterie sont des éléments essentiels.
Voici quelques conseils simples que vous pouvez utiliser pour garder les batteries de votre drone en bonne santé:
- Gardez-les propres et sèches – stockez vos batteries dans un endroit propre et sec qui n’a maintenant ni humidité ni accès à la poussière. Si la batterie entre en contact avec l’humidité, elle peut corroder les contacts électriques. Vous pouvez nettoyer une partie de la corrosion avec de l’alcool isopropylique si vous en trouvez.
- Stocker à 30 à 50% de charge – ne laissez jamais votre batterie de drone est complètement chargée si vous stockez pendant de longues périodes. Le stockage à court terme votre batterie devrait être déchargé entre 60 et 80%. Et pour le stockage à long terme (plus de 10 jours), vous devez stocker la batterie entre 40 et 60 %. La batterie ne devrait pas être laissée pendant plus de trois mois ils être en charge comme la vie de la batterie sera considérablement réduite et peut être complètement endommagé tout à fait.
- Store dans un endroit frais – stockage de vos batteries dans un endroit frais signifiera qu’ils vont échapper aux extrêmes de la chaleur expérimentée si vous étiez de les laisser sur un rebord de fenêtre et cetera. Le composite lithium-polymère à l’intérieur de la batterie est fortement affecté par la chaleur et si vous vivez dans un climat chaud, assurez-vous de les stocker raisonnablement loin des fluctuations extrêmes de chaleur.
- Des batteries fraîchement chargées – juste avant de vous apprêter à voler, assurez-vous que les batteries de votre drone sont fraîchement chargées pour votre vol. C’est une façon de vous assurer que les batteries de votre drone transportent la quantité maximale de charge pour votre vol.
Porter plus de batteries
C’est une évidence mais en emportant plus de batteries pour votre mission de vol, vous pourrez passer plus de temps dans les airs. C’est une solution simple à un problème courant et tout ce qu’il faut, c’est un peu de budget pour une deuxième batterie, ou plus.
Porter une autre batterie signifie également que vous pouvez voler tout en chargeant l’une des pièces de rechange. Veillez simplement à laisser complètement refroidir la batterie du drone avant de la recharger.
Voler par temps calme
Un autre moyen de s’assurer que vos temps de vol sont augmentés est de choisir des jours où il n’y a pas une quantité importante de vent ou d’autres facteurs environnementaux contre lesquels votre drone doit se battre. Si vous avez une mission de vol où vous êtes contre la montre, attendre une journée pour que l’hiver se calme peut être la meilleure façon d’être assuré que votre mission de vol se déroulera comme prévu.
J’aime atterrir avec au moins 15% de batterie restante, ce qui signifie qu’en cas de problème de dernière minute, je peux retourner en toute sécurité à mon lieu d’atterrissage et ne pas atterrir court. Parfois, la direction du vent peut changer, ce qui signifie que votre drone doit travailler plus fort contre le vent pour revenir au point d’atterrissage. La batterie supplémentaire de 15% signifie que vous avez une barre d’erreur pour vous sauver.
Planifiez vos vols
Enfin, veillez à bien planifier vos vols. Beaucoup de temps de vol est utilisé pour couvrir une distance dont vous n’avez pas besoin. De plus, si vous n’avez pas fait fonctionner le drone récemment, vous devriez l’allumer à la maison afin de pouvoir vérifier les mises à jour qui peuvent prendre du temps précieux de batterie avant votre vol.
S’assurer que votre plan de vol fait l’utilisation la plus efficace de votre batterie signifiera également que vous en ferez plus pendant la précieuse durée de vie de votre batterie.
Recherche sur les batteries – l’avenir des drones
À quoi ressemble l’avenir des batteries de drones? Compte tenu des progrès récents de la technologie des batteries lithium-polymère, il est difficile d’imaginer à quoi ressemblera la prochaine étape. Peut-être s’agira-t-il d’une innovation en matière de batterie ou, ce pourrait être autre chose. Par exemple, nous pourrions voir une pile à combustible mixte dominer le marché comme dans la vidéo de cet article.
Des stations de recharge de drones sans fil
Une étude publiée en 2016 nous donne une idée de ce à quoi pourrait ressembler cette technologie. L’équipe a fabriqué une station de recharge sans fil de Quadro à drone. La station détecte le drone à l’aide de capteurs à ultrasons et par conséquent le scanne avec une paire de lasers pour déterminer sa coordonnée centrale.
Lors de la charge sans fil, le courant électrique fourni par le récepteur était de 30 mA avec une tension de 5 V, ce qui représente environ 65 % de ce que l’on peut obtenir en chargeant avec un fil. Le temps de charge moyen était de 75 minutes contrairement aux 50 minutes nécessaires à la charge avec fil.
Cette technologie nécessitera des investissements importants.
Cette technologie devra faire l’objet de recherches et d’investissements importants avant de devenir une alternative commercialement viable à la recharge de vos batteries via un fil, mais il a été question d’utiliser le transfert d’énergie sans fil pour recharger les drones lorsqu’ils sont dans les airs.
Nous devrons attendre pour voir ce que l’avenir nous réserve…
Le mot de la fin
Les vols des drones sont si courts en raison des limites de la batterie lithium-polymère ainsi que du rapport puissance/poids que ces batteries sont capables d’atteindre. Le drone moyen de niveau grand public vole pendant environ 30 minutes, ce qui est nettement mieux qu’il y a environ cinq ans.
Il est possible d’augmenter la durée de vie d’un drone.
Vous pouvez également augmenter vos temps de vol en réduisant l’agressivité de votre pilotage tout en tenant compte de votre plan de vol et du poids de votre drone.
Il ne fait aucun doute qu’il y a une technologie passionnante dans le futur – nous devons juste attendre pour savoir à quoi cela ressemble.
Les drones peuvent également être utilisés pour le transport de passagers.