- hanjin
El ESC funciona de manera similar a la caja de cambios de los vehículos. La caja de cambios del vehículo dirige la rueda para que gire a la velocidad seleccionada. Del mismo modo, la velocidad del motor sin escobillas en el sistema de drones está determinada por el ESC. En esta publicación, discutiremos la noción fundamental de un ESC, cómo elegir Esc para Quadcopter y los parámetros a considerar al seleccionar uno para su dron.
¿Qué es un ESC?
ESC significa controlador electrónico de velocidad. Recibe las señales del acelerador de un controlador de vuelo y hace funcionar el motor sin escobillas a la velocidad deseada.
El controlador electrónico de velocidad funciona de la misma manera que la transmisión de un automóvil. El ESC le dice a las ruedas qué tan rápido deben girar y controla la velocidad en el giro del motor para aplicar el acelerador. Esta señal del acelerador es enviada por el controlador de vuelo al motor giratorio ESC.
Funciona de la misma manera que la caja de cambios de un automóvil. Le dice a las ruedas qué tan rápido deben girar, y el ESC controla la velocidad a la que debe girar el motor para aplicar el acelerador. El controlador de vuelo envía esta señal de aceleración al motor giratorio del controlador electrónico de velocidad.
Un ESC de buena calidad proporciona una experiencia de vuelo fluida y fiable. Los siguientes son algunos de los factores a considerar al seleccionar un ESC.
- Valoración actual
- Clasificación de voltaje de entrada
- peso y tamaño
- Firmware ESC
- BEC
- Conexión a ESC
- procesadores ESC
- Protocolos ESC
¿Por qué son importantes los ESC?
Los cuadricópteros son inestables porque tienen cuatro motores. Puede ser muy caótico porque cada motor proporciona empuje. Los helicópteros, por otro lado, solo un juego de palas proporciona empuje. También son mucho más estables (el rotor de cola simplemente contrarresta el par generado por el rotor principal).
El controlador de vuelo está equipado con un giroscopio sensible que detecta la ubicación de las naves y hace pequeñas conexiones cada segundo para garantizar que los motores giren a la velocidad adecuada para mantener la estabilidad.
Los ESC actúan como intermediarios entre los controladores de vuelo y los motores. Envían señales a los ESC, que luego indican a los motores que ajusten su velocidad.
El controlador de vuelo no puede comunicarse directamente con motores sin ESC.
Los ESC envían corriente al motor a través de tres cables. La cantidad de corriente que envían determina la velocidad de los motores.
¿Factores a considerar al elegir ESC para Quadcopter?
Valoración actual
Al elegir un ESC, lo primero que debe considerar es su calificación actual. Los motores consumen corriente a medida que giran. Si la clasificación actual o la clasificación de amperios es más alta que la capacidad de su ESC, puede sobrecalentarse y eventualmente causar daños. Después de seleccionar el motor del tamaño adecuado para usted, determine la clasificación actual de sus ESC.
- Consumo actual de sus ESC
- Motores con altas clasificaciones de KV
- Hélices más grandes (longitud y paso)
- Tamaño del motor más grande (ancho y alto del estator)
Hay dos clasificaciones actuales para ESC: continuo y en ráfaga. La clasificación de corriente continua indica la corriente continua máxima que el controlador electrónico de velocidad puede manejar de manera segura. La clasificación de ráfaga se refiere a la corriente máxima que el control electrónico de velocidad puede manejar de manera segura durante un período breve (p. ej., la clasificación de ráfaga es la corriente máxima que el ESC puede manejar durante un período breve (p. ej., 10 segundos) sin dañar el ESC.
Clasificación de voltaje de entrada
La clasificación de voltaje de un ESC es el voltaje más seguro que puede manejar. Algunos de los ESC admiten voltaje de batería 3S-4S, mientras que otros pueden admitir voltaje de batería 6S. Aquí, asegúrese de que sean compatibles con el voltaje LiPo. Alimentar su controlador electrónico de velocidad con un voltaje excesivamente alto dañará su ESC y el motor.
Picos de voltaje
Debido a la posibilidad de picos de voltaje superiores al voltaje de la batería, algunas personas prefieren ESC más grandes. La mayor tolerancia de voltaje es una característica de los MOSFET en ESC más grandes. Esto es particularmente popular para las compilaciones 6S.
peso y tamaño
Normalmente, el tamaño y el peso de un ESC son proporcionales a la clasificación de amperios.
La clasificación actual de los ESC determina el peso y el tamaño de los ESC. Es difícil crear ESC que sean más ligeros y pequeños sin sacrificar su rendimiento y eficacia en la refrigeración.
En su mayoría, los ESC independientes individuales están diseñados con un peso de alrededor de 4 gramos a 6 gramos, y el ESC 4 en 1 pesa alrededor de 12 gramos a 15 gramos. La disipación de calor del ESC más ligero es menor, lo que puede provocar un sobrecalentamiento.
Firmware ESC
El firmware ESC es el software que se ejecuta en cada ESC. Controla el rendimiento del ESC. Proporciona información sobre los protocolos admitidos y la interfaz de configuración. Hay muchos tipos de firmware ESC
- BL Heli ESC.
- BLHeli_S ESC
- SimonK ESC
- beso de firmware
- BLHeli_32
El firmware de Simonk y el firmware de BLheli son de código abierto, mientras que el firmware de KISS solo se puede ejecutar con KISS ESC.
SimonK y BLHeli
SimonK y BLHeli son dos de los firmware ESC de código abierto más duraderos para rotores múltiples.
Para un mejor rendimiento, los primeros ESC venían con firmware primitivo de los fabricantes. Los aficionados tendían entonces a flashear firmware de terceros como SimonK y BLHeli. BLHeli fue adoptado más tarde por la industria de FPV y está preinstalado en casi todos los ESC.
BLHeli es un producto popular debido a sus muchas funciones y su interfaz fácil de usar. Aquí hay una comparación de los dos firmware. SimonK ya no se mantiene.
BLHeli_S
El firmware BLHeli_S fue el firmware BLHeli de segunda generación. Está diseñado específicamente para ESC con procesadores Busybee. El configurador ofrece una interfaz de usuario simplificada. Aikon 30A y DYS XS son los primeros en adoptar el nuevo firmware BLHeli_S.
BLHeli_32
El firmware BLHeli_32 ESC, la tercera generación de BLHeli, es el más reciente. Este firmware está diseñado específicamente para ESC de 32 bits. Se ha hecho de código abierto. Estos procesadores son más potentes y permiten un mayor desarrollo futuro. También brindan un rendimiento más fluido, confiable y preciso que los ESC anteriores.
El hardware y el procesador determinan qué firmware ESC se puede instalar en un ESC.
Hay muchas configuraciones disponibles en BLHeli_32, lo que puede hacer que sea confuso
El ESC de 32 bits será más confiable y estable que las versiones de 8 bits, ya que hay desarrollos en protocolos más rápidos. Estos ESC tienen un sensor de corriente, que le permite rastrear el consumo actual de cada ESC durante el vuelo. Estas características adicionales vienen con un inconveniente. Código cerrado significa que los fabricantes de ESC tienen que pagar una tarifa de licencia por BLHeli. Esto significa que los ESC costarán más.
Empuje y corriente exagerados en las pruebas de empuje
Las condiciones estáticas son más propicias para que la hélice empuje el aire que para el vuelo. Por lo tanto, cuando el motor está en el banco, produce más empuje y consume más corriente. El dron volará hacia adelante, moviéndose a través del aire libre, por lo que el consumo de amperaje es menor. El FC también deja algo de margen de aceleración para la estabilización, por lo que no verá el 100% de las capacidades de su motor.
Mi experiencia personal muestra que el consumo máximo de amperios en vuelo suele ser entre un 20 % y un 30 % más bajo que en las pruebas estáticas.
BEC con o sin BEC ((Opto ESC)
BEC es circuito de eliminación de batería. El BEC es un dispositivo de corriente constante que proporciona un voltaje. Proporciona alimentación de 5 V para el controlador de vuelo, un receptor de radio (RX) y otros componentes de 5 V. La placa de distribución de energía ahora se usa en cuadricópteros, por lo que no necesitamos ESC con BEC.
Opto ESC es un ESC que no incluye un BES. Su controlador de vuelo y RX necesitarán una fuente de alimentación separada si el BEC de 5 V no está disponible. Un Optp ESC no tiene el cable de servo rojo, como se muestra en la imagen de arriba. Solo utiliza la señal y el cable de tierra.
Conexión del motor a ESC
Para encender, ESC utiliza una batería de litio LiPo. La velocidad de los motores es controlada por la señal recibida del controlador de vuelo. Los tres cables en un ESC sin escobillas están conectados directamente a los motores de tres cables. A continuación se muestra un solo ESC independiente que incluye una batería LIPO, un receptor RC y un motor sin escobillas.
Protocolos ESC
Los protocolos se pueden describir como el sistema operativo para el control electrónico de velocidad. Controlan la rapidez de la comunicación entre ESC (controlador de vuelo) y ESC (controlador de vuelo). Este es un factor clave en el rendimiento y manejo de un cuadricóptero.
Esta es una lista de todos los protocolos actuales que se utilizan en los cuadricópteros, desde el más antiguo hasta el más reciente:
- PWM estándar
- oneshot125
- oneshot42
- Disparo múltiple
- Disparo
- ProShot
Procesadores ESC
Los procesadores utilizados por la mayoría de ESC son ATMEL, Silabs y ARM Cortex. Todos estos procesadores tienen diferentes características, especificaciones y admiten diferentes firmware.
ATMEL de 8 bits funciona con firmware BLHeli y SimonK
SLABS de 8 bits solo es compatible con BLHeli_S o BLHeli_S
ARM Cortex de 32 bits (por ejemplo, STM32 F0 y F3, L4 se puede ejecutar con BLHeli_3
Esperamos que este artículo le resulte útil para comprender los conceptos básicos de los ESC. Este artículo lo ayudará a elegir el ESC adecuado para su multirotor.
Limitaciones de la batería
La resistencia interna hace que el voltaje caiga cuando extrae corriente de las baterías LiPo. El voltaje caerá hasta el límite de descarga, y luego no podrá soportar altos consumos de corriente.
Para 5 compilaciones que usan 4S 1300mAh-1500mAh LiPo, 30A EESC son suficientes. Esto se debe a que LiPo de este tamaño no puede contener 120A por mucho tiempo (unos segundos mejor). La mayoría de las baterías 4S de 1500 mAh que he probado ni siquiera pueden alcanzar una tasa de descarga máxima de 100 A.
Se recomiendan ESC de mayor calificación para baterías más grandes y construcciones más potentes.
Soporte de hardware y frenado activo
Un ESC tiene algunas características clave que les permiten funcionar bien y vale la pena mencionarlas.
Luz amortiguada, también conocida como frenado activo Esto mejora en gran medida la capacidad de respuesta
Hardware PWM Aumenta la suavidad y la capacidad de respuesta. Tu quad es notablemente más silencioso y un poco más eficiente. También puedes tener más control.
Controlador de puerta dedicado Mientras que los ESC más baratos usan transistores para controlar las puertas FET, un controlador de puerta dedicado aumenta la efectividad del frenado activo.
ESC Anatomía
Un ESC se compone de los siguientes componentes:
- Microcontrolador
- Controladores de puerta
- MOSFET
- YO HAGO
- Matrices de condensadores de filtrado
- Opcional: Sensor de corriente
- Opcional: LED
¿Cómo conecto ESC?
ESC funciona con una batería LiPo. La velocidad del motor se controla a través de una señal del controlador de vuelo.
Tres cables conectan los motores al ESC. Realmente no importa en qué orden estén los cables. Y Si el motor gira en la dirección incorrecta, simplemente intercambie dos cables. También puede ajustar la dirección de rotación en BLHeliSuite.
SILABS F330 & F39X
Hay muchos procesadores disponibles para ESC basados ??en SiLabs. Por ejemplo, F330 o HTML390/HTML396.
La velocidad del reloj del F330 es inferior a la del F39X y es posible que no pueda hacer funcionar motores de alto KV. Estos problemas no están presentes en el F39X, que también es compatible con el protocolo ESC Multishot. El DYS XM20A (F333) y el Little bee 20A (F39X) son dos ejemplos bien conocidos.
¿Cómo elegir el mejor Quadcopter ESC?
Bethel, simonk o kiss es el firmware más popular que se ejecuta en ESC multirotor. Esto es posible gracias al soporte de CleanFlights para el paso de BLHeli, que está integrado en todos los controladores de vuelo basados ??en CleanFlight. Esto le permite programar y actualizar sus ESC multirotor directamente desde la computadora conectada a su controlador de vuelo.
Si desea cambiar a un modo de conmutación más eficiente que el tipo de modo lineal más complicado BEC, debe asegurarse de comprar el correcto. Necesita aprender un poco sobre números y palabras (tipos, voltajes de entrada, voltajes de salida, clasificaciones, etc.). Para asegurarse de que tiene lo que necesita,
Los motores sin escobillas suelen tener una eficiencia del 85-90 % o más, eficiencias más altas para un motor eléctrico sin escobillas, de hasta el 96,5 %, mientras que los motores de CC con engranajes de escobillas suelen tener una eficiencia del 75-80 %. Cuando se requiere un control de velocidad preciso, a menudo se utilizan motores de CC sin escobillas. Debe elegir el ESC correspondiente en función de los motores sin escobillas. Este también es un ESC sin escobillas.
preguntas frecuentes
¿Puedo usar un ESC diferente en mi cuadricóptero?
¿Puede un cuadricóptero/multicóptero usar un ESC de otro fabricante? Esto es posible, pero no se recomienda. Aunque podría funcionar, no se recomienda. Los controladores de vuelo pueden detectar helicópteros múltiples desequilibrados y recibir una señal de mayor potencia.
¿Qué tamaño ESC debe usar?
Puede elegir el control de velocidad electrónico según el voltaje o la clasificación de corriente máxima. Un ESC debe tener al menos 5 A más de potencia que su clasificación máxima. Esto se debe a que podría estar usando los ESC para alimentar servos y receptores. Siempre redondea hacia arriba
¿Cómo puedo seleccionar el mejor ESC?
Al elegir un ESC, la calificación actual es lo primero que debe mirar. Esto se mide en amperios. Cuando los motores giran, consumen corriente. Si sus ESC consumen más amperios, pueden sobrecalentarse y eventualmente morir. Su ESC podría incluso incendiarse si experimenta una falla catastrófica.
¿Cómo se combina con un motor ESC?
¿Cuánto ESC voy a necesitar?
La corriente excesiva puede causar daños a un ESC. Los motores que consumen más corriente son más grandes. Las hélices con pasos más altos y las hélices con motores más grandes consumen más corriente. Actualmente, la mayoría de los pilotos pueden volar con un ESC de 30 amperios.
Conclusión
Las habilidades de programación (rango de aceleración, modos de batería, etc.) son críticas. Solo examine los ESC que hayan recibido comentarios de los usuarios. Agregue todos los pesos al cálculo si desea optimizar la capacidad de carga de su cuadricóptero. Comparta sus conocimientos sobre cómo seleccionar el mejor quadcopter ESC.
Lucidcam espera que este artículo le sea útil. ¡Comparta esta publicación si la encontró útil para que otros también puedan ver su contenido! ¡Gracias por leer!
Puede consultar otra información, si lo desea: Cómo elegir un dron 2022: la mejor guía completa para usted.