Faire voler un drone avec un seul moteur et une seule hélice est possible en théorie, mais en pratique le contrôle est presque impossible ; c’est pourquoi les hélicoptères ont besoin d’un second rotor pour l’équilibre et l’orientation. Les solutions à rotor unique se révèlent généralement lourdes à cause d’hélices gigantesques. Joshua Bird a voulu développer un drone très petit, à hélice unique.
La clé de la solution a été un moyeu d’hélice articulé qui, à très haut régime et en modifiant l’angle des pales, assure le contrôle du tangage et du roulis. Les ESC standard, qui ne mesurent pas directement la vitesse du moteur et s’appuient sur la contre-EMF, se sont révélés insuffisants : il a fallu un code de contrôle spécial et de longs essais. Le problème du drone qui perdait sa position et s’écrasait a été surmonté grâce à une balise infrarouge placée dans la pièce et à un capteur embarqué sur le drone.
Les fichiers du projet sont partagés sur GitHub. La prochaine étape consiste à ajouter un scanner permettant au drone de voler aussi à l’extérieur en prenant comme référence les éléments de son environnement.
Pourquoi c’est important
Ce projet remet en question, ne serait-ce qu’à l’échelle du loisir, l’idée reçue selon laquelle l’équilibre et l’orientation d’un drone ne peuvent être assurés que par un second rotor. Contrôler une hélice unique par un régime élevé et un angle de pale variable est un problème d’ingénierie que les pilotes de moteur standard ne suffisent pas à résoudre et qui impose de repenser aussi le volet logiciel ; la solution constitue donc un exemple aussi bien pour ceux qui s’intéressent à l’algorithme de contrôle qu’au matériel. L’ouverture des fichiers sur GitHub évite à ceux qui voudraient plancher sur le même problème de repartir de zéro. Mais le drone doit toujours sa position à la balise infrarouge placée dans la pièce ; tant que cette dépendance à l’espace clos n’est pas levée, la valeur pratique de la conception reste limitée. Le prochain véritable test du projet sera de savoir si l’ajout prévu d’un scanner permettra le vol en extérieur.