Pièce essentielle pour monter votre drone fpv, un ESC drone fpv permet de contrôler la vitesse des moteurs sur un drone. Contrôleur de moteur brushless, ESC drone, ces noms font tous référence à la même chose, les ESC.
Dans cet article, je vais expliquer ce qu’est un ESC, montrer tous les critères à prendre en compte pour choisir un ESC drone fpv. En bonus, vous pourrez également savoir comment flasher un ESC d’un drone fpv.
Avertissement : les informations figurant sur ce guide fpv sont des astuces. Il est de votre responsabilité de vérifier la compatibilité des pièces de drone !
Comment fonctionne un esc drone fpv
L’ESC relie le contrôleur de vol et le moteur. Chaque moteur brushless d’un drone fpv nécessite un ESC, un quadcoptère aura besoin de 4 ESC individuels ou de 1 ESC 4 en 1. L’ESC reçoit le signal des gaz du contrôleur de vol et entraîne le moteur brushless à la vitesse requise.
L’appellation ESC est l’abréviation de Electronic Speed Controller (contrôleur électronique de vitesse).
Un ESC de bonne qualité offre une expérience de vol fiable et fluide. Un certain nombre de facteurs sont pris en compte lors du choix de l’ESC:
- Choisir entre ESC individuel ou 4 en 1
- Le firmware de l’ESC
- L’ampérage du contrôleur de moteur (courant nominal)
- La tension d’entrée nominale
- Les protocoles ESC
- Les condensateurs externes
- Le poids et taille du contrôleur de moteur
- La présence du BEC
Choisir un ESC 4 en 1 ou un ESC individuel
Comme le titre le suggère, il existe 2 types d’ESC pour les drones fpv:
- les ESC 4 en 1.
- les ESC individuels
Pourquoi choisir un ESC 4 en 1
À l’origine, un ESC 4 en 1 est composé de 4 ESC individuels soudés ensemble, formant ainsi un et même composant.
Cela permet d’empiler votre contrôleur de moteurs avec la FC afin de faciliter le câblage. Pour un drone fpv plus léger, ou avec un look plus propre, vous pouvez choisir d’acheter un ESC 4 en 1.
Le seul inconvénient que l’on peut reprocher à l’ESC 4 en 1, est que si vous griller un composant de l’ESC, la carte entière devient inutilisable.
Les meilleurs ESC 4 en 1 (stack ESC + FC)
Les meilleurs ESC 4 en 1 (seul)
Choisir un ESC individuel
Placé sur le bras du drone, entre le contrôleur de vol et le moteur, l’esc individuel est plus facile à remplacer. Si un des ESC venait à griller, il vous suffit de le retirer pour en mettre un nouveau. L’utilisation d’un ESC individuel est plus rentable à long terme pour les débutants. En effet, remplacer un 4 en 1 ESC qui coûte 60 € n’est pas plus rentable que de remplacer un seul ESC à 15 €.
Pour les débutants, nous vous recommandons d'acheter des ESC individuels pour commencer, car vous aurez plus de crashs et les ESC individuels se remplacent plus facilement et sont aussi économiques.
Les meilleurs ESC individuels / single
Le firmware de l’ESC drone
Les 2 principaux firmwares (micrologiciels) installés sur les ESC sont : BLheli, et KISS. KISS est un firmware à source fermée, ce qui indique que le micrologiciel KISS est exclusif aux ESC de la marque KISS, tandis que BLheli est à source ouverte (open source). Un troisième firmware appelé SimonK était utilisé, cependant, du fait de la vétusté du logiciel, il n’est plus très utilisé. Le choix le plus populaire aujourd’hui est donc le firmware BLheli, car il est riche en fonctionnalités et son interface est intuitive.
Le micrologiciel BLHeli_S
Le micrologiciel BLHeli_S est la deuxième génération de micrologiciel du Firmware BLHeli.
Ce sont des processeurs 8 bits avec une interface utilisateur considérablement simplifiée.
En général, on peut repérer un retard de réponse du signal de 1-2ms.
Le micrologiciel BLHeli_32
Le firmware BLHeli_32 quant à lui, est le dernier firmware (troisième génération) destiné aux ESC avec un processeur (MCU) de 32 bits (d’où le nom : BLHeli_32).
L’ESC 32 bits est plus évolutif que les générations précédentes d’ESC 8 bits et permet plus de fonctionnalités :
- Inverser le sens de rotation d’un moteur pour le mode tortue “turtle mode” (redressement d’un drone retourné grâce aux moteurs).
- Fournir une fonction de télémétrie pour obtenir les informations de l’ESC à la FC comme : la vitesse, l’intensité du courant, la température
- BLHeli_32 peut communiquer avec des protocoles numériques plus rapides, tel que DSHOT 1200.
Bien que le firmware BLHeli_32 fournit des fonctionnalités très intéressantes, de nombreux contrôleurs 8 bits restent tout à fait fonctionnels.
Cette version (BLHeli 32) de firmware est devenue “source fermée” depuis sa sortie fin 2016. Cela implique que le fabricant de l’ESC doit payer un droit au développeur de BLHeli, ce qui indique que le coût sera légèrement plus élevé.
Pour bénéficier des dernières technologies sur votre drone fpv (télémétrie, turtle mode etc…), choisissez en priorité des ESC drone avec le micrologiciel BLHeli 32.
L’ampérage de l’ESC drone fpv
Lorsque vous choisissez un ESC, l’un des critères déterminants est l’intensité du courant / l’ampérage que peut supporter le contrôleur de moteur (ESC). Le moteur consomme de l’énergie lorsqu’il tourne. Si le moteur consomme plus de courant que l’ESC ne peut en supporter, il commencera à surchauffer et finira par griller l’ESC !
Il existe deux types d’ampérage affiche sur un ESC :
- Le courant continu est la quantité maximale de courant constant qu’un ESC peut supporter en toute sécurité.
- Le courant “burst” : les ESC peuvent supporter un courant légèrement supérieur pendant une courte durée, généralement inférieure à 10 secondes, Il est courant de voir un ESC étiqueté d’un courant continu de 35 ampères avec un « burst » de 40 ampères.
Comme indiqué dans l’article comment choisir une batterie LiPo de drone fpv, il est préférable de choisir un ESC avec un ampérage légèrement supérieur à vos besoins.
En effet, il serait dommage d’endommager votre composant avec une surcharge de tension.
Concernant les pièces de votre drone qui ont tendance à consommer plus de courant, on peut repérer :
- Les hélices : des hélices plus grosses ou les hélices à pas plus élevé entraînent une consommation de courant plus importante.
- Les moteurs : des moteurs brushless un un KV (tours / min) plus grand consomme nécessairement plus qu’un moteur avec un KV plus faible
Choisir l’ESC FPV en fonction du moteur, de l’hélice et la batterie
Au moment de choisir un ESC, il est crucial de tenir compte de 3 critères :
- Le moteur : la consommation de votre moteur brushless indique l’ampérage nécessaire que votre ESC doit être capable de supporter. La plupart du temps, les constructeurs de moteurs vous indiquent l’ampérage consommer par le moteur à un certain niveau des manettes gaz.
- La batterie Lipo : une batterie Lipo 4S, ne fournira pas autant d’ampérage qu’un Lipo 6S.
- L’hélice : l’hélice à son importance dans l’histoire. Comme indiqué précédemment, une hélice avec un pas plus élevé entraînera une consommation plus importante.
Par exemple sur l’image ci-dessus, on peut voir qu’il s’agit d’un moteur 1800KV (3-6S). À 100% des gaz, la consommation du moteur est de 33,28 Ampères (soit 133,12 ampères pour les 4 moteurs).
On va donc choisir un ESC qui peut supporter 35 à 40 Ampères par moteur (40A étant plus sûr afin d’éviter les risques de surcharges).
De plus, une batterie LiPo 6S de 1300 mAh 120 C conviendra parfaitement (il est possible de prendre une lipo de 1500 mAh…). En effet, une LiPo de 1300 mAh 120 C peut fournir 156 Ampères (1,3 A x 120 C).
Il y a donc 39 A de disponibles pour chaque moteur (156 A ÷ 4 moteurs = 39 ampères/moteurs max), ce qui est plus que nécessaire pour notre moteur qui consomme au maximum 33,28 ampères.
Vous l’aurez compris, ces trois critères (hélices, Lipo, moteur) vous permettront d’adapter votre choix pour trouver le meilleur ESC pour votre drone fpv.
La tension d'entrée du contrôleur de moteur
La tension d’entrée est un critère clé vous permettant de bien choisir vos contrôleurs de moteur brushless.
Cette tension fait référence au nombre de cellules de LiPo que peut supporter un ESC. Une grande quantité des ESC sur le marché prennent en charge des tensions d’entrée jusqu’à 6S, et certains prennent en charge une tension jusqu’à 14.8V (soit une lipo 4 cellules – “4S”).
Ainsi, pour pouvez voir les appellations suivantes :
- 3-4S
- 3-6S, etc…
Faites également attention à bien lire les indications du constructeur.
Un exemple concret : sur l’image ci-dessous, Il est noté sur l’étiquette que l’ESC supporte du 3 à 6 S, cependant, si on lit la description, on peut voir que cet ESC supporte 60A en 5S et 45A en 6S…
Enfin, il est important de s’assurer que les ESC choisis sont compatibles avec la tension de la LiPo de votre futur drone Fpv.
Si vous faites fonctionner vos contrôleurs de moteurs à une tension excessive, vous pourrez faire griller vos ESC, entraînant vos moteurs brushless dans la même situation…
Les protocoles supportés par un ESC drone
Le protocole de l’ESC détermine la vitesse à laquelle le signal est envoyé de la FC (contrôleur de vol) à l’ESC, ce qui affecte grandement le contrôle et les performances du drone fpv.
Anciennement, les protocoles PWM régnaient en maître dans le domaine des ESC grâce à une latence allant jusqu’à 2 ms (soit 2000 µs).
Avec les avancées technologiques, les protocoles sont de plus en plus rapides et permettent beaucoup plus de fonctionnalités.
Dans la plupart des situations, les ESC seront étiquetés des protocoles suivants :
- DSHOT
- Dshot 1200 : 13,4 µs
- Dshot 600 : 26,7 µs
- Dshot 300 : 53,4 µs
- Dshot 150 : 106,8 µs
- Multishot : 5 µs – 25 µs
- Oneshot
- Oneshot 42 : 42 µs – 84 µs
- Oneshot125 : 125 µs – 250 µs
- Standard PWM : 1000 µs – 2000 µs
On peut voir que le Dshot1200 a évidemment la latence la plus faible et est le dernier protocole connu à ce jour (et PWM étant le protocole le plus ancien).
De nos jours, les protocoles ont une latence de plus en plus faible et ne cessent d’évoluer.
Concrètement, les fabricants d’ESC indiquent que leurs contrôleurs de moteur sont compatibles avec plusieurs protocoles. Il n’est pas rare de voir un ESC avec la mention Multishot, Dshot150, Dshot300 / 600 / 1200 etc…
Pour acheter vos ESC drone, regardez si l’ESC est compatible avec les protocoles Oneshot125, Oneshot42, Multishot, Dshot150, et plus particulièrement le Dshot300 / 600 / 1200 qui sont utilisés pour le RPM filter.
Vous pourrez ensuite choisir celui que vous voulez en fonction de vos besoins. Cela permettra de couvrir tous vos besoins lorsque vous souhaitez faire vos propres tests.
Les condensateurs
Les condensateurs pour la batterie Lipo
Pour filtrer la plupart des pics de tension générés par la Lipo, les pilotes ont tendance à ajouter un condensateur aux bornes de la batterie du drone fpv.
Les condensateurs pour les ESC
Bien que les fabricants d’ESC essaient d’installer des condensateurs sur les contrôleurs de vitesse, ces condensateurs ne sont généralement pas assez performants pour réduire les pics de tension générés par les moteurs brushless. C’est la raison pour laquelle, les pilotes ajoutent des condensateurs supplémentaires pour absorber les pics de tension générés par les moteurs brushless.
L’utilisation de condensateurs sur un drone fpv avec des ESC individuels est donc recommandée (par manque de place, les ESC 4 en 1 ne permettent généralement pas l’installation de condensateur).
Placés sur chaque contrôleur de vitesse de moteur individuel, les condensateurs aident à lisser la puissance du drone fpv. De plus, les condensateurs protègent grandement l’électronique, éliminent le bruit électronique du flux vidéo.
Concrètement, un pilote de drone fpv racer peut choisir des condensateurs 1000uF 35V.
La taille et le poids d’un ESC de drone fpv racer
Habituellement, les ESC individuels possèdent une taille raisonnable (pas plus épais qu’un bras de drone 5 pouces en général) et un poids d’environ 4g à 8g. L’ESC 4 en 1 pèse environ 10 à 15 g et fait la taille d’une Flight Controller (FC).
Malgré les avancées technologiques, il semble compliqué pour les constructeurs de fabriquer des ESC plus petits et plus légers sans sacrifier les performances et la capacité de refroidissement.
Si vous souhaitez gagner du poids sur votre multirotor, l’ESC n’est certainement pas le meilleur composant du drone fpv à regarder en premier pour un réel gain de poids.
Qui dit ESC plus petit et plus léger, dit souvent moins bonne dissipation de chaleur, ce qui peut engendrer des soucis de surchauffe.
Un ESC drone avec BEC ou sans Bec ?
Le BEC (opto) est l’abréviation de Battery Eliminator Circuit. Très utilisés pour les avions (modélisme), ils servent d’alimentations aux composants (récepteurs, servos etc…).
Mais dans le monde du drone fpv, nous n’avons pas vraiment besoin d’ESC avec BEC. En effet, un drone fpv peut être équipé d’une PDB (dédiée ou une PDB intégrée dans la FC) qui est destinée à faire ce travail.
De plus, les ESC équipés d’un BEC ont tendance à être beaucoup beaucoup plus bruyants, plus lourds et plus gros que les ESC sans cette technologie.
Il est donc inutile d’acheter des ESC équipées d'un BEC….
FAQ
Comment calibrer les esc sur Betaflight ?
Avant de calibrer les ESC, assurez-vous que votre drone FPV n’ait pas d’hélices et de bien déconnecter la batterie Lipo.
Pour calibrer les ESC sur le logiciel Betaflight, suivez les étapes suivantes :
- Connectez votre contrôleur de vol à Betaflight Configurator via le port (micro-USB, type-C etc…)
- Allez dans l’onglet « moteur » dans Betaflight Configurator, et cochez la case à cocher « Je comprends les risques » en bas à droite. Déplacez le curseur “maître” jusqu’en haut, cela enverra le signal d’accélération maximum à tous les moteurs.
- Vous pouvez maintenant brancher la batterie Lipo du drone fpv. Lorsque l’ESC reçoit le signal d’accélération maximale à la mise sous tension, il entre en mode de calibration et vos moteurs émettent un bip pendant quelques secondes pour vous l’indiquer.
- Lorsque les moteurs cessent de biper, vous pouvez faire glisser le curseur “maître” jusqu’en bas. Cela enverra une valeur d’accélération nulle à l’ESC, et les moteurs émettront à nouveau des bips (sons musicaux) pour indiquer que la calibration est terminée avec succès.
Comment flasher un esc sur BLHeli suite ?
Flasher un Esc consiste à mettre à jour le logiciel intégré dans vos contrôleurs de moteur.
Pour flasher votre ESC, veillez à bien choisir le programme :
- BLHeliSuite32 pour Blheli_32
- BLHeliSuite pour Blheli_S
Ne téléchargez pas le mauvais, sinon cela ne fonctionnera pas !
La procédure que vous allez voir est valable pour les ESC équipés du micrologiciel BLHeli (qui est le plus commun sur le marché des ESC).
Comme je vous l’ai indiqué précédemment, vous avez 2 micrologiciels (Blheli) disponibles. Il vous suffit de regarder ce qu’indique le constructeur de vos ESC. Pour rappel, vous trouverez en général :
- Blheli_32
- Blheli_S
Comment flasher un esc Blheli_32 ?
Pour flasher un esc Blheli_32, vous devez télécharger BLHeliSuite32, disponible ci-dessous :
Avant de flasher votre ESC, sauvegardez les paramètres en faisant des captures d'écran de la configuration par défaut de l’ESC.
Connectez votre drone via le câble dédié (micro USB ou Type C) à votre ordinateur et alimentez l’ESC du drone fpv avec une batterie LiPo.
Dans le configurateur BLHeliSuite32, cliquez sur « Select BLHeli_32 interface » dans le menu supérieur, et sélectionnez l’option « BLHeli32 Bootloader (Betaflight/Cleanflight) ».
En bas à gauche du programme, choisissez le port COM de votre contrôleur de vol dans « Port » (laissez la valeur par défaut de 115200 dans “Baud”), et cliquez sur « Connect ».
Avant toute chose, vous devez connaître les points suivants :
- L’ESC #1 doit être bleu (c’est l’“ESC maître »). Si vous effectuez un changement sur cet « ESC maître », et que vous appuyez sur le bouton « Write Setup », les paramètres seront copiés sur tous les « ESC esclaves » (2, 3 et 4 dans notre cas).
Les ESC #2, #3 et #4 (image ci-dessus) sont soit verts soit orange, soit verts. Le vert indique que l’ »ESC esclave » possède exactement les mêmes réglages que le maître. La couleur orange signifie que le contrôleur de moteur a un ou plusieurs réglages différents de l’esc maître.
Idéalement, les 4 ESC doivent avoir les mêmes réglages. Si vous voyez un chiffre orange, vous devez faire attention et vérifier. La seule exception est « Motor Direction« , parfois nous voulons inverser le sens de rotation du moteur. Dans ce cas, il est normal de voir un chiffre orange.
Notez que vous pouvez désélectionner un ESC que vous ne souhaitez pas modifier en cliquant sur un numéro d’ESC et il disparaîtra.
Reprenons le flash de l’ESC.
Une fois la connexion établie, cliquez sur « Read Setup ». Une fenêtre s’ouvre et vous aurez accès à toutes les données concernant le contrôleur de moteur (Version, type de micrologiciel etc…).
Par la suite, cliquez sur « Flash BLHeli ». Il vous sera demandé si vous voulez flasher le firmware de l’ESC, cliquez sur « OK ».
Une “dernière question” vous sera demandé : “Voulez vous flasher ce firmware”, cliquez sur « Yes ».
Patientez durant le flash de l’ESC. Un flash nécessite environ 30 secondes pour chaque ESC. Il est donc important de ne pas débrancher la Lipo pendant le flash (ce qui pourrait endommager votre ESC).
Lorsque le flash du firmware est terminé, BLHeliSuite32 vous demandera si vous voulez enregistrer les paramètres actuels dans l’ESC, cliquez sur “Yes”.
Lorsque cela est fait, le programme passe à l’ESC suivant. Répétez les mêmes étapes citées précédemment jusqu’à ce que les 4 ESC soient mis à jour.
Lorsque c’est terminé, cliquez sur « Disconnect » dans BLHeliSuite32, débranchez votre batterie et rebranchez-la pour redémarrer vos ESC.
Vérifiez les paramètres de votre ESC et assurez-vous qu’ils sont corrects, comme la direction du moteur et d’autres paramètres.
Voilà, vos ESC de drone fpv sont mis à jour.
Comment flasher tous vos ESC en même temps sur Blheli_32 ?
La dernière version de BLHeliSuite32 offre la possibilité de flasher les 4 ESC en même temps. Il suffit d’aller dans l’onglet “ESC Flash”, de sélectionner les 4 ESC et de cliquer sur « Flash Selected ESC ».
Comment faire le branchement de l’esc moteur
Comment connecter un ESC individuel ?
Pour faire le branchement d’un ESC individuel (FC, ESC et moteur), vous pouvez suivre le schéma suivant (ce schéma est une indication, veuillez toujours suivre les instructions du constructeur) :
Comment connecter un ESC 4 en 1 ?
Pour connecter un ESC 4 en 1 (FC, ESC et moteur), suivez le schéma ci-après (cette image donne une idée générale, suivez les instructions du fabricant ) :
Conclusion, choisir les esc drone Fpv
Choisir un esc drone fpv n’a rien de compliqué. En effet, vous devez prendre en compte les critères suivants :
- Le firmware de l’ESC (Kiss, BLHeli_32 ou BLHeli_S)
- L’ampérage du contrôleur de moteur (esc 60a, esc 40a etc…) en faisant attention au courant continu et “burst”
- La plage de tension d’entrée (3S-6S, 3-5S etc…)
- Sélectionner un ESC individuel ou ESC 4 en 1
- Les protocoles ESC (Dshot 300/600/1200…)
- Les condensateurs externes
- Le poids et taille
Voilà, vous avez toutes les clés en main pour faire le meilleur choix d’ESC drone fpv.
- Jean-Baptiste
- janvier 6, 2024
- 6 commentaires
Bonjour Jean-Baptiste,
Je me suis lancé il y a peu de temps dans la conception d’un drone (pas assemblé) et j’ai trouvé dans ton article beaucoup d’éléments de réponses à mes questions. C’est une revue structurée, concise et comparative. Un grand merci pour ce partage. Ca aide ! 🙂
Christian
Bonjour Christian,
Merci pour ton soutien. Ça me fait très plaisir. 🙂
Jean-Baptiste
Et quelques temps plus tard… J’ai conseillé ton site auprès d’un groupe de jeune que j’ai en cours de SI. Ils ont pour projet de fabriquer un drone. Mais compte tenu du temps imparti, ils vont fractionner ça en bancs de tests… Tu aides à former des jeunes en formation initiale, sans peut-être le savoir ! 🙂
Christian
Bonjour Christian,
Merci pour ton commentaire. 🙂
C’est une grande joie d’apprendre que les ressources que j’ai mises en ligne puissent être utiles à des jeunes en formation.
Bon courage à eux pour leur projet !
Jean-Baptiste
Super review bravo pour ton travail
Hello
Merci pour ton soutien ! 🙂
Jean-Baptiste