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Les fans de modélismes qui construisent avec un grand souci du détail de magnifiques maquettes qui, une fois terminées, sont bien protégés de la poussière et des manipulations brutales dans des vitrines bien éclairées, n'ont pas besoin d'électronique de modélisme. Mais lorsqu'il s'agit d'ajouter des ampoules à un modèle ou de faire bouger ou tourner certaines pièces comme l'original, les choses deviennent déjà plus intéressantes. C'est au plus tard lorsque le modèle fini doit être radiocommandé que l'électronique de modélisme entre en jeu.
En effet, les fonctions de direction, de commande et de commutation les plus diverses doivent désormais être réalisées de manière fiable. Et pour cela, il faut de véritables composants high-tech, qui doivent en outre être correctement installés, raccordés de manière professionnelle et également parfaitement réglés.
Tous ceux qui ont déjà eu la chance de jeter un coup d'œil à l'intérieur d'une maquette de bateau minutieusement construite, d'un hélicoptère fidèle à l'original ou d'une maquette de camion ou de jet savent de quoi il s'agit.
Mais c'est précisément cette combinaison de modélisme éprouvé et d'électronique de pointe qui rend le modélisme RC (radiocommandé) intéressant pour tant de gens.
Qu'il s'agisse de modélisme naval, automobile, aérien ou fonctionnel, dès qu'un modèle doit être déplacé conformément à son modèle, la technique de télécommande entre en jeu. Et c'est justement dans ce domaine que le développement a fait d'énormes progrès ces dernières années.
Autrefois, seules les plages de fréquences 27, 35 ou 40 MHz étaient malheureusement disponibles pour le pilotage des modèles réduits. Outre les perturbations de fréquences causées par les radios CB très répandues à l'époque, de nombreux modèles ont été cassés à cause de la double occupation des canaux d'émission. Plus d'un amateur de modélisme a dû être stoïque pour ne pas perdre l'envie de pratiquer son hobby. Mais ce passé désastreux est définitivement révolu, pour le plus grand plaisir de nombreux passionnés de modélisme.
La nouvelle technologie de radiocommande à 2,4 GHz
Avec la libération de la bande de fréquences 2,4 GHz et la disponibilité de la technologie d'émission et de réception mature dans le domaine du WiFi, ce n'était qu'une question de temps avant que cette technique intelligente ne soit également utilisée pour les télécommandes de modélisme. Et l'introduction de la nouvelle technique de radiocommande 2,4 GHz n'a pas seulement résolu de nombreux anciens problèmes. En outre, de nouvelles caractéristiques très intéressantes ont été rendues possibles :
Meilleure sécurité de transmission
Contrairement aux anciens systèmes qui émettaient en permanence sur un canal fixe, les nouvelles télécommandes sautent d'un canal à l'autre et n'occupent l'un des 80 canaux disponibles que pendant une fraction de seconde. Ce procédé, appelé "Frequency Hopping", a le grand avantage de ne perdre qu'un minimum d'informations si un canal devait être perturbé. De plus, certaines télécommandes supportent la fonction LBT (Listen Before Talk). Avec cette fonction, l'émetteur vérifie d'abord si le nouveau canal est vraiment libre avant d'envoyer ses informations au récepteur sur la fréquence de ce canal.
Meilleure suppression des interférences
Comme le récepteur est lié numériquement à l'émetteur, le récepteur ne réagit qu'aux signaux de "son" émetteur. L'utilisation parallèle de plusieurs émetteurs ou modèles dans un espace restreint (par exemple sur un terrain d'aéromodélisme ou lors d'une course de modèles réduits) n'est donc plus du tout un problème avec les radiocommandes 2,4 GHz.
Correction des erreurs de transmission
Grâce à la transmission d'informations supplémentaires, le récepteur a la possibilité de vérifier l'exactitude du signal reçu. Ainsi, le récepteur du modèle ne peut transmettre que des informations de commande correctes aux servos, aux régulateurs et aux composants électroniques. L'indépendance tant redoutée des modèles en raison de perturbations appartient donc au passé.
Transmission rapide de signal
En raison de la plus grande largeur de bande des canaux de transmission, les informations de commande sont transmises avec une plus grande résolution et à une vitesse plus élevée. En combinaison avec des servos rapides, des mouvements de commande réflexes, tels qu'ils sont nécessaires par exemple pour le pilotage de voitures miniatures rapides, sont ainsi possibles en une fraction de seconde.
Pose facile des antennes
Comme les antennes d'un système de télécommande 2,4 GHz ne mesurent qu'environ 3 cm de long, il est plus facile de les "cacher" dans le modèle. Les modèles particulièrement fidèles à l'original sont nettement valorisés lorsqu'aucun long fil d'antenne ne vient gâcher leur apparence. De plus, une antenne d'émission courte facilite considérablement la manipulation des émetteurs de télécommande. Les antennes télescopiques extensibles, qui ont tendance à se plier ou à se casser, n'existent plus..
Utilisation du canal retour
Les télécommandes de modélisme de qualité ne se contentent pas de transmettre des signaux de commande de l'émetteur au récepteur du modèle. Le canal de retour permet de transmettre des informations du modèle à la télécommande. En combinaison avec les capteurs de télémétrie correspondants, l'écran de l'émetteur peut afficher entre autres la puissance et la qualité du signal du récepteur, la tension de l'accu du récepteur, la température du moteur ou encore l'altitude ou la vitesse de vol.
Bien entendu, il existe également une large offre de télécommandes 2,4 GHz couvrant l'ensemble des possibilités d'utilisation. Elle va de la simple télécommande à bouton rotatif à 2 canaux pour les modèles de voiture aux émetteurs manuels ou pupitres entièrement équipés permettant de piloter des hélicoptères, des jets et des grands modèles haut de gamme, en passant par des télécommandes manuelles à 4 canaux bon marché.
Récepteur avec fonctions supplémentaires
Comme il est possible d'utiliser ou de connecter plusieurs récepteurs 2,4 GHz à un émetteur 2,4 GHz, de nombreux amateurs de modélisme profitent naturellement de cette option et construisent leur propre récepteur dans chaque modèle.
Il est ainsi possible de passer très rapidement d'un modèle à l'autre sur un terrain d'aéromodélisme, par exemple. Certains récepteurs sont équipés de deux ou même de quatre niveaux de réception, chacun avec sa propre antenne.
L'avantage est que chaque antenne peut être orientée dans une direction différente, ce qui permet au modèle de bénéficier d'une réception parfaite, quelle que soit la position de vol ou la situation de conduite.
En outre, les fabricants intègrent d'autres fonctions utiles dans les récepteurs. Ainsi, un récepteur gyroscopique dispose d'une électronique intégrée avec des capteurs de position et d'accélération afin de maintenir un modèle volant absolument stable dans toutes les positions de vol. Un vent transversal soudain à l'atterrissage ne fait alors plus dévier le modèle de sa trajectoire.
Sur un émetteur de télécommande, les mouvements des manettes de commande ainsi que les positions des interrupteurs et des régulateurs rotatifs/à poussoir sont convertis en signaux électroniques. Ces signaux sont codés (cryptés) et transmis par ondes radio au modèle. Côté modèle, les informations de commande électroniques doivent être reçues, décodées et converties à nouveau en un mouvement mécanique.
Des servos de modélisme ont été conçus pour transformer un signal de commande en mouvement. En plus d'un circuit électronique, les servos contiennent un petit moteur qui entraîne un levier à friction (croix de levier) via un engrenage. Le mouvement du levier est proportionnel à celui de la manette. Si la manette est en position centrale, le levier du servo est également en position centrale. Si la manette est déplacée, le levier de servo se déplace simultanément dans la même direction.
Ce qui est assez simple sur le plan technique à réaliser côté émetteur via des potentiomètres ou des capteurs à effet Hall représente déjà un défi bien plus grand dans le modèle. En effet, les spécialistes du modélisme posent les exigences les plus diverses aux servos de leurs modèles.
Outre la commande mécanique des gouvernes ou de la tringlerie de direction, il est également nécessaire de pouvoir influencer les moteurs à l'aide de la télécommande. Il existe à cet effet des régulateurs de moteur ou des variateurs de vitesse qui sont commandés de la même manière qu'un servo. Cela signifie que le régime du moteur est modifié en fonction de la position de la manette sur l'émetteur.
Régulateur ou variateur de vitesse
Bien que l'on parle souvent de régulateurs de vitesse, il ne s'agit pas toujours de régulateurs de vitesse, mais la plupart du temps de variateurs de vitesse. Cela signifie que si la manette de l'émetteur est réglée sur 50% de la puissance maximale pour la fonction moteur, le régulateur de vitesse alimente le moteur du modèle avec 50% de la puissance de l'accu. Un régulateur de vitesse ne peut pas détecter ou influencer si le moteur fonctionne réellement à 50 % de sa puissance ou s'il tourne plus ou moins vite en raison d'une charge variable.
Un régulateur de vitesse, en revanche, enregistre le régime momentané du moteur et ajuste automatiquement l'énergie pour le moteur si le régime augmente ou diminue en raison d'un changement de charge. Ce mode de régulation est par exemple important pour les hélicoptères électriques, car ceux-ci doivent fonctionner avec une vitesse de rotor constante.
Régulateur à balais ou sans balai
Pour choisir le variateur de vitesse approprié, il faut d'abord tenir compte du moteur. Si le moteur est un moteur à collecteur, dans lequel le courant est transmis à l'induit via deux balais de charbon, il faut également utiliser un régulateur à balais.
Les moteurs à balais présentent toutefois de nombreux inconvénients. Les charbons s'usent et doivent être entretenus ou remplacés en permanence. Lorsque le moteur est en marche, il se produit des frottements sur les balais, qui peut entraîner de graves perturbations dans la réception des signaux émis par la radiocommande.
C'est pourquoi les moteurs sans balai se sont de plus en plus imposés dans le modélisme. Ces moteurs fonctionnent comme des moteurs triphasés, ils ont donc trois câbles de raccordement et ne nécessitent pas de balais de charbon (brushless). Par conséquent, ces moteurs nécessitent des régulateurs adaptés.
Les illustrations suivantes montrent les différences entre les deux types de moteurs :
Moteur à balais pour modélisme
Sur le flasque arrière, on voit bien les supports pour les charbons du moteur, y compris le câble de raccordement.
Moteur sans balai pour modélisme
Contrairement à un moteur à balais, les moteurs brushless ont trois fils de connexion au lieu de deux.
Régulateur de vitesse ou régulateur de vol
En principe, quel que soit le modèle qu'un moteur électrique entraîne, les régulateurs ont des caractéristiques de performance appropriées en fonction du modèle pour lequel un régulateur ou variateur de vitesse est nécessaire.
Bien que dans un modèle de voiture ou de bateau, il soit tout à fait logique de pouvoir faire tourner le moteur de propulsion dans les deux sens, les adeptes d'aéromodélisme n'accordent aucune importance au fait que l'hélice de leur aéronef puisse également tourner en sens inverse.
Dans ce cas, une fonction de freinage raisonnable est bien plus importante, afin que, par exemple, sur les modèles de planeurs électriques, l'hélice s'arrête immédiatement lorsque le moteur est coupé et se replie correctement vers l'arrière. Si l'hélice continuait à tourner comme une girouette sans l'entraînement du moteur, le modèle ne pourrait pas planer de façon raisonnable.
En revanche, le modélisme naval nécessite des régulateurs ou des variateurs de vitesse spéciaux qui peuvent être refroidis à l'eau. C'est pourquoi les modèles de régulateurs les plus divers sont proposés.
Attention! Respecter les caractéristiques techniques
Lors du choix d'un variateur/régulateur de vitesse, il faut absolument tenir compte des caractéristiques techniques dans tous les cas. Alors que l'intensité maximale et la tension de service maximale ne doivent en aucun cas être dépassées, l'indication des enroulements du moteur (spires*) est une valeur minimale en dessous de laquelle il ne faut pas descendre pour les régulateurs de modèles réduits de voitures.
Comme les régulateurs protègent en partie aussi, par exemple, les accus Lipo contre une décharge profonde et qu'ils peuvent être adaptés individuellement au moteur raccordé, il faut absolument respecter les instructions du fabricant et de programmation lors de l'installation.
Notre conseil pratique
Comme la consommation électrique des moteurs de modèles réduits varie fortement et dépend toujours de la conduite du moment, les conducteurs de modèles réduits ne choisissent pas leur variateur de vitesse en fonction de l'intensité, mais en fonction du nombre d'enroulements du moteur (spires). Plus le nombre d'enroulements du moteur est faible, plus le courant que le moteur peut absorber est élevé. Par conséquent, le régulateur doit être conçu de manière à ce que le nombre de spires du moteur utilisé soit identique ou supérieur au nombre de spires que le régulateur peut supporter.
Si un modèle réduit doit être équipé d'autres fonctions que celles de conduite et de direction, des modules électroniques sont nécessaires. Avec ces modules et un peu d'habileté, il est alors très facile d'allumer et d'éteindre les feux de position, les phares, les relais ou d'autres éléments à l'aide de la télécommande. Si, en plus, un bruit de moteur fidèle à l'original se fait entendre sous le capot, c'est le modélisme au plus haut niveau.
Mais la fiabilité de l'alimentation électrique du modèle via un sélecteur d'accu est également très importante. Afin d'améliorer la sécurité fonctionnelle de leurs modèles, de nombreux passionnés de modélisme utilisent deux accus pour alimenter le récepteur et les servos. Un sélecteur d'accu surveille alors la tension des deux accus et utilise toujours l'accu avec la tension la plus élevée pour l'alimentation du modèle. Si un accu devait tomber en panne pour des raisons techniques, le deuxième accu peut toujours alimenter le modèle en énergie de façon fiable.
Les passionnés de modélisme ne doivent pas seulement tout savoir sur leur modèle et sur l'électronique intégrée. Ils doivent également maîtriser la technique relative aux accus et à la charge. C'est d'ailleurs une nécessité absolue car les batteries fournissent aux modèles une énergie vitale, voire indispensable à leur survie. C'est pourquoi de nombreux modélistes expérimentés accordent une grande importance à la fiabilité de l'alimentation électrique de leurs modèles.
Accus NiMH et packs d'accus
Les accumulateurs ronds NiMH disponibles dans le commerce, par exemple de type mignon, sont utilisés en premier lieu pour l'alimentation de l'émetteur dans les kits d'entrée de gamme. Pour l'alimentation du récepteur, il est préférable d'utiliser des packs d'accumulateurs soudés de différentes formes.
En effet, avec les secousses auxquelles un modèle est continuellement soumis lors de son utilisation, les contacts d'un compartiment de batterie peuvent rapidement être interrompus ou devenir instables.
Les conséquences de tels contacts fragiles sont des défaillances du système de réception, ce qui peut conduire à une perte totale de contrôle. Un cauchemar pour tout amateur de modélisme.
Batteries au lithium
Dans le domaine des batteries de propulsion, les accumulateurs lithium-polymère (LiPo) ont depuis longtemps pris le pas sur les accumulateurs NiMH. Ce n'est pas étonnant car les accumulateurs LiPo présentent un poids inférieur et une densité énergétique nettement supérieure à celle des accumulateurs NiMH.
Toutefois, ces accumulateurs doivent être traités correctement. Une décharge trop profonde est tout aussi nocive qu'une surcharge. Dans les cas extrêmes, cela peut entraîner une destruction mécanique de l'accumulateur avec un risque aigu d'incendie et d'explosion.
C'est pourquoi il est important de définir le type d'accu et le nombre d'éléments lors de la programmation des régulateurs/variateurs de vitesse. Les régulateurs/variateurs coupent alors le moteur ou réduisent la puissance en cas de menace de décharge profonde.
Afin de pouvoir surveiller chaque élément lors du processus de charge, les batteries LiPo disposent, en plus des câbles de raccordement à courant fort, de raccords d'équilibrage spéciaux. Comme les batteries LiPo ne sont en partie recouvertes que d'un film, il faut en outre veiller à ce que les objets pointus ou tranchants ne puissent pas endommager l'enveloppe extérieure.
Cependant, lorsqu'elles sont manipulées correctement, les batteries LiPo offrent un plaisir de conduite et de vol de longue durée.
Batteries au plomb
Mais si vous pensez qu'à l'époque des batteries au lithium et des moteurs brushless, les batteries au plomb éprouvées ne sont plus nécessaires, vous vous trompez. Dans le domaine du modélisme naval, les batteries au plomb sont toujours très prisées car, d'une part, elles ont une haute capacité et, d'autre part, sont peu coûteuses. De plus, le poids élevé des batteries est nécessaire pour que les maquettes de bateaux fidèles à l'original présentent une bonne tenue à l'eau. .
Mais les fans de modèles à moteur à combustion au méthanol utilisent aussi volontiers des accumulateurs au plomb. Parfois comme alimentation pour la bougie de préchauffage ou pour l'alimentation du démarreur électrique. Ils utilisent de préférence des batteries plomb-gel car elles ne fuient pas et peuvent être utilisées dans n'importe quelle position.
Les grandes batteries au plomb sont parfois utilisées pour recharger rapidement des batteries de voiture ou d'avion RC sur le terrain, en l'absence de prise de courant.
Chargeurs pour modélisme
Contrairement aux chargeurs de piles rondes courants que l'on trouve dans tous les ménages, les chargeurs de modélisme se distinguent par leur capacité à charger des packs d'accumulateurs à plusieurs cellules. De plus, les chargeurs sont conçus de manière à pouvoir charger et aussi décharger des accus de différentes technologies comme NiCd, NiMH, LiPo, LiIon, LiFePO ou plomb..
Mais ce n'est pas tout. De nombreux passionnés de modélisme utilisent des batteries interchangeables pour pouvoir faire fonctionner leur modèle sans devoir faire de longues pauses de chargement. Dans ce cas, il est pratique que le chargeur puisse charger deux ou plusieurs accus en même temps.
Et pour que les batteries puissent être rechargées rapidement, les chargeurs fonctionnent avec des courants de charge parfois très élevés. Pour cela, il faut bien sûr que les câbles de charge et les connecteurs soient parfaitement adaptés aux accumulateurs, sinon des erreurs de contact et des dommages peuvent survenir très rapidement.
Étant donné que les chargeurs sont utilisés aussi bien à la maison qu'en déplacement, de nombreux appareils disposent d'une prise 12 V en plus d'une prise 230 V. Ainsi, en déplacement, la batterie de la voiture peut servir de source de tension. D'autre part, certains clubs, qui doivent pouvoir se passer d'un raccordement électrique 230 V, disposent de puissantes installations solaires 12 V auxquelles les chargeurs peuvent également être raccordés. Les chargeurs qui ne disposent que d'un raccordement 12 V sont tout simplement alimentés à la maison par de puissants blocs d'alimentation 12 V.
L'abréviation FPV signifie First Person View (vue à la première personne) et signifie dans ce contexte voir comme si on pilotait depuis le cockpit. En principe, le FPV permet de réaliser ce dont les amateurs de modélisme rêvent depuis de nombreuses années. Ils peuvent désormais voir exactement ce qui se passe s'ils pouvaient voler eux-mêmes avec leur modèle ou regarder à travers le pare-brise de leur voiture RC.
Pour ce faire, de petites caméras légères et performantes sont installées dans la maquette et transmettent leurs signaux d'image par radio à un récepteur. Les images peuvent ensuite être visualisées sur un smartphone, une tablette ou un écran.
Si le modèle doit être piloté exclusivement depuis la vue du cockpit, les lunettes à écran ont largement fait leurs preuves. Il faut toutefois un peu d'entraînement pour que cette vision inhabituelle soit perçue comme normale. En premier lieu, les coptères ou les drones sont équipés de caméras, mais il faut tenir compte des dispositions légales.
Conditions légales pour le vol en FPV
En règle générale, les drones ou les copters de la catégorie ouverte ne peuvent être pilotés qu'à vue. Cela signifie que la personne à l'émetteur doit voir son drone à tout moment. En conséquence, il ne doit pas non plus voler trop loin, sinon la situation de vol n'est pas clairement identifiable.
L'utilisation de casque vidéo pour piloter le coptère n'est autorisée que si une autre personne qualifiée (observateur) observe en permanence le modèle à portée de vue. La personne qui observe doit se trouver à proximité de la personne portant les lunettes FPV et être en mesure d'attirer l'attention sur les dangers. Ceci est alors considéré comme une opération dans le champ de vision du pilote. En outre, l'enregistrement est obligatoire et, selon le type d'exploitation, une preuve de compétence est requise.
La classe reine du vol FPV
Entre-temps, le vol FPV s'est également imposé sur la scène des courses. Des racecopters puissants y sont utilisés pour voler à une vitesse folle dans des parkings ou pour attirer des dizaines de milliers de visiteurs lors de grandes courses dans des lieux épiques, comme la Drone Champions League (DCL).