¿Qué es un controlador de velocidad? Reguladores de velocidad ESC, qué son, cómo funcionan y cómo elegir ¿Qué tipos de reguladores hay?

17.10.2023

Qué es un regulador de velocidad (controlador) y por qué es necesario se puede aprender en el artículo anterior. Y hoy hablaremos sobre configuraciones típicas de los reguladores y cómo cambiarlas.

Configuración del controlador de velocidad

Freno. Opciones: encendido, apagado, a veces también hay un "freno suave". Cuando el freno está puesto, cuando se quita el gas a cero, el regulador detendrá forzosamente el motor; cuando está apagado, el motor seguirá girando durante un tiempo por inercia.
Tipo de Batería. Opciones: Li-xx, Ni-xx, a veces Li-Fe. Seleccionar el tipo de batería entre litio (iones de litio, polímero de litio) y níquel (níquel-hidruro metálico, níquel-cadmio). Este parámetro afecta los voltajes de corte umbral.
tipo de corte. Opciones: corte suave, corte y, a veces, también corte medio. El tipo de operación de corte del motor cuando cae la tensión de alimentación es fuerte, cuando el motor simplemente se para inmediatamente, o suave, cuando se reduce gradualmente la velocidad.
Cortar voltaje. Opciones: voltaje bajo, medio, alto o de corte directo. Establece el umbral de voltaje en el que se produce el corte. Este parámetro también se ve afectado por el tipo de batería configurado: el voltaje de corte para las baterías de níquel es menor que para las de litio. Un umbral de corte alto es el menos peligroso para la batería, pero el más peligroso para el modelo.
Modo de inicio. Opciones: Normal, Suave, Muy suave. Modo de arranque del motor. En el modo normal, el motor gira inmediatamente a plena potencia; durante el arranque suave, se introduce un retraso artificial. El modo normal se utiliza principalmente para motores con hélices, el modo suave es para motores de helicópteros, para no arruinar los dientes del engranaje de plástico.
Modo de sincronización. Opciones: Baja, Media, Alta. Lo que es la sincronización, lo describí en una publicación anterior: este es un cambio de fase en el suministro de voltaje a los devanados, para diferentes motores y sus condiciones de funcionamiento, el valor óptimo puede variar. Generalmente se establece según la mayor eficiencia del motor. Por regla general, los motores con un gran número de polos magnéticos requieren una sincronización mayor. Al cambiar esta configuración, es necesario verificar el funcionamiento del motor en pruebas en banco, ya que si la sincronización es incorrecta, existe el riesgo de que el motor pierda la sincronización en determinadas condiciones.
Música (música). Algunos modelos de reguladores tienen la capacidad de seleccionar varias melodías musicales que se reproducirán cuando el regulador esté encendido y se realice la autoprueba. Un matiz interesante: los reguladores no tienen su propio altavoz para indicar sonidos, para ello utilizan los devanados del motor conectado, suministrándoles corriente alterna. Es decir, el regulador de chirrido es en realidad un motor chirriante. 🙂
Celdas Li-po (número de latas). Normalmente, esta configuración está disponible en reguladores diseñados para funcionar con baterías de varias celdas (más de 4). Le permite establecer rígidamente la cantidad de latas de la batería de energía utilizadas.
Modo gobernador. Opciones: encendido, apagado. El término "gobernador" nos llegó de los modelos de control remoto con motores de combustión interna, donde un regulador es un dispositivo que mantiene rígidamente ciertas velocidades del motor en una posición determinada del acelerador. Aquí significa lo mismo. El modo gobernador se utiliza habitualmente en helicópteros CP para evitar que el motor se "hunda" durante las maniobras.
PWM (frecuencia PWM). Algunos controladores le permiten configurar la frecuencia de modulación de la señal de control al motor. La elección suele estar entre 8 y 16 kHz. Una frecuencia más alta le permite regular la velocidad con mayor precisión y suavidad, pero reduce la eficiencia del regulador (en este modo se calienta más).
Contrarrestar. Algunos controladores le permiten cambiar la dirección de rotación del motor mediante programación. Para aquellos controladores que no pueden hacer esto, pueden hacerlo "cableados" intercambiando dos cables cualesquiera al motor.
Limitacion actual. Esta configuración también es bastante rara. Le permite establecer un límite de corriente en el motor en el que se apaga el regulador.

Estas son las configuraciones básicas. Algunos modelos específicos (especialmente los caros) pueden tener otras configuraciones, que generalmente se indican en las instrucciones del regulador.

Métodos para programar controladores de velocidad.

Hay varias opciones de programación ESC:

Programación con el puño del acelerador. Esta opción no requiere ningún dispositivo adicional, pero es terriblemente inconveniente. El caso es que el regulador está conectado al receptor, se enciende cuando se gira el acelerador al 100%, al mismo tiempo entra en modo de programación y empieza a hacer chirridos. Según la cantidad de chirridos y las pausas entre ellos, se determina qué parámetro se está cambiando actualmente y, al mover la manija del gas, se toman acciones para cambiar la configuración. En general, esto es similar a programar algunas mini-PBX rusas antiguas, que también se programaban por teléfono basándose en pitidos y pitidos. Para ser honesto, este método es tan confuso e inconveniente que ni siquiera me molesté en resolverlo, porque existe el método número 2.
Programación de controladores mediante tarjeta de programación. Este es el método más simple y obvio, pero para ello necesitará comprar un dispositivo especial: una tarjeta de programación. Es económico: entre 5 y 15 dólares. El problema es que los distintos fabricantes de reguladores necesitan sus propias tarjetas de programación. Además, diferentes líneas de reguladores del mismo fabricante a veces requieren diferentes tarjetas de programación. Los reguladores Hobbyking requieren tarjetas de programación Hobbking, que también admiten reguladores de H-Wing, OEMRC y Turnigy Speed. Los reguladores Hobbywing requieren una tarjeta correspondiente, que también programa los reguladores RCtimer. Como regla general, todas las tarjetas de programación tienen indicadores para mostrar la configuración actual, varios botones para moverse entre configuraciones y cambiarlos, así como un botón para guardar la configuración. El proceso de programación es En este caso, es mucho más simple y conveniente que usar el acelerador, así que considere comprar una tarjeta de programación si va a personalizar su ESC.
El tercer método es exótico: normalmente sólo está disponible para reguladores caros. Esta es la programación mediante un adaptador USB o mediante un control remoto por infrarrojos. En este caso, el dispositivo viene con un adaptador especial (o se compra por separado) y la configuración se cambia mediante el control remoto o mediante un programa en la computadora. Algunos controladores con programación USB tienen configuraciones muy avanzadas, por ejemplo, la capacidad de configurar la curva del acelerador directamente para el controlador o cargar una melodía para reproducir al inicio.

Programar el controlador usando una tarjeta de programación

Te mostraré cómo programar un regulador usando el ejemplo de una tarjeta para reguladores Hobbywing, que también es adecuada para reguladores RCtimer. Para reguladores con estabilizador incorporado, simplemente conecte el cable de control del regulador al conector "BEC" de la tarjeta de programación, luego conecte la batería al regulador. Después de unos segundos, las luces de la tarjeta se encienden y muestran la configuración actual.

Al programar reguladores sin estabilizador de potencia, o con el cable de alimentación desconectado, es necesario alimentar la tarjeta de programación desde el exterior. Esto se puede hacer, por ejemplo, desde el receptor o desde otro lugar. Tensión de alimentación: 5-6 Voltios. Me pareció más conveniente utilizar para estos fines un casete para pilas AA con conector para el receptor, como este. De lo contrario, el proceso no es diferente.

Bueno, escribí sobre la programación ESC, ahora puedes programar tus 6 controladores para el quad con la conciencia tranquila. 🙂

Quizás mi experiencia en la creación de un controlador de velocidad para un modelo radiocontrolado sea de utilidad para alguien.

Esto fue hace casi 15 años, en aquella época los motores de conmutador eran comunes. Los motores sin escobillas y los controladores de velocidad apenas comenzaban a aparecer y eran muy caros. Entonces realmente necesitaba un controlador de velocidad (ESC) para el motor con escobillas de un automóvil radiocontrolado. Esta pregunta me desconcertó y encontré un diagrama que podía armar yo mismo. Algunas piezas estaban en stock, algunas las compré en una tienda de piezas de radio y todo salió bastante barato. Ahora el costo de un nuevo regulador no es tan alto como antes, a veces es más barato comprarlo, pero el modelador no busca formas fáciles.

El circuito regulador es el siguiente.

El regulador funciona de 6 a 15 V. Canal de control 4,8 - 6 V

Decidí hacer el controlador en una placa de circuito. Aunque podría haber sido grabado al ácido (había un dibujo). Para hacer esto, necesitará un laminado de fibra de vidrio de una sola capa.

Transistores

T 1 = BD 676 o BD 678

T 2 = BD 675 o BD 677

T 3 = BD 676 o BD 678

T 4 = BD 675 o BD 677

Resistencias

P2 = 250 kOhmios

Resistencia

R7 = 2,7 kOhmios

Condensadores

C3 = 0,010 mF

Chip

Las primeras pruebas mostraron que los transistores lo pasan muy mal; en los picos se observaron cargas bastante grandes. En este sentido, se soldaron fuera de la placa y se seleccionaron análogos más potentes del catálogo para los transistores enumerados en la especificación (KT853V y KT829A).

Dado que el calor se libera cuando aumenta la carga, es necesario eliminarlo en alguna parte. Para ello seleccioné un radiador. Utilicé el radiador de una computadora; de todos modos, era viejo e innecesario, estaba inactivo, pero aquí me resultó útil. Decidí no quitarle el ventilador, ya que la fuente de alimentación es de 12V, así que lo conecté directamente a la batería. Atornillé los transistores al radiador con tornillos.

El radiador se cortó en dos partes, esto era necesario debido al diseño del circuito.

Los pasadores largos en la parte superior sostienen el refrigerador y, en el otro lado, presionan los transistores contra el radiador para un enfriamiento efectivo. En la parte inferior coloqué una placa de fibra de vidrio a modo de aislante.

El regulador debe calibrarse mediante resistencias variables; le permiten configurar el regulador. El primero es responsable del valor cero, el segundo del acelerador máximo. Movemos la palanca del acelerador a la posición adecuada y ajustamos el regulador.

Cuando está ensamblado, todo se ve así.

Para crear modelos en miniatura con cargas ligeras, no se requiere refrigeración. El controlador sin radiador tiene un tamaño de 25 x 25 mm, lo que es bastante compacto.

Si el ESC está sometido a cargas elevadas, seguramente se necesitará un sistema de refrigeración.

Este regulador se instaló en un automóvil radiocontrolado en lugar de un interruptor electromecánico. En general, el regulador cumplió con las expectativas y aún cumple su función.

Si al menos una vez durante el proceso de uso del cuadricóptero le hicieron preguntas sobre el propósito de tal o cual pieza (sobre el motor ESC, por ejemplo), entonces nuestro artículo es para usted.

El motor ESC, también conocido como controlador de velocidad eléctrico, es un controlador de velocidad instalado en motores sin escobillas. La tarea principal de esta parte es transferir energía de la batería a un motor trifásico sin escobillas y convertirla en energía CC. Otra tarea del controlador de velocidad eléctrico es limitar la corriente que pasa por las fases durante la conmutación.

Para comprender el funcionamiento del controlador ESC con más detalle, primero debe aprender más sobre el diseño del motor, lo cual haremos en el artículo siguiente.

¿Cómo funciona un motor de cuadricóptero sin escobillas?

Un motor sin escobillas tiene tres fases (o devanados) en su diseño. Convencionalmente se les llama con las letras latinas A, B y C. Todos los conductores están conectados en fases con terminales al final. En la siguiente imagen puedes ver dos métodos de conexión:

Los procesos que ocurren dentro de un motor sin escobillas durante el funcionamiento son similares a la reacción de un marco a la corriente bajo la influencia de un campo magnético, el mismo de los experimentos escolares de física. Cuando se colocó en un campo magnético, el marco comenzó a girar, y este movimiento no realizaba constantemente, sino hasta cierto punto. Para una rotación constante, se necesitaba un interruptor de dirección actual.

Por analogía con la experiencia física: en un motor sin escobillas, el marco es el devanado (o fases) y el interruptor es la electrónica, que en ciertos momentos suministra voltaje constante a las fases requeridas del arrancador.

Para que el motor funcione de forma continua, la electrónica debe poder reconocer la posición del rotor. Lo hace con la ayuda de sensores: ópticos, magnéticos, discretos, etc. Estos últimos, por cierto, se utilizan en la mayoría de los modelos modernos.

En un motor sin escobillas que tiene tres fases, se instalan tres sensores respectivamente. Gracias a ellos, la electrónica de control siempre tiene información precisa sobre la posición del rotor, en qué momento y en qué fases se debe aplicar tensión.

Pero también entre los motores sin escobillas hay tipos en los que no están previstos sensores. En este caso, la electrónica determina la posición del rotor midiendo la tensión en el devanado que no está en funcionamiento en el momento de la prueba.

¿Cuándo no están instalados los sensores?

Los motores sin escobillas, que tienen en su diseño los sensores comentados anteriormente, se consideran los más modernos, funcionales y técnicamente equipados, pero al mismo tiempo los más sencillos. Todo esto los hace más preferibles para su instalación en un modelo de radio. Sin embargo, nada es ideal en el mundo, por lo que este tipo de motor también tiene ciertas desventajas.

En primer lugar, para un funcionamiento correcto, se debe tender un cable desde cada sensor del motor para proporcionar energía. En segundo lugar, si falla al menos uno de los sensores, todo el motor no podrá funcionar. En tercer lugar, reemplazar el sensor requiere un desmontaje completo de todo el motor, lo que significa que es un servicio costoso en un centro de servicio.

Los motores con sensores se instalan principalmente en aquellos cuadricópteros cuyo arranque implica cargas pesadas en el eje del motor.

Si no se proporcionan cargas sobre el eje, se puede utilizar un motor sin sensores. Este subtipo también se utiliza en modelos en los que el diseño no permite la colocación de un motor con sensores.

Sin embargo, a la hora de instalar motores de este tipo, hay que tener en cuenta que en el momento del arranque pueden producirse oscilaciones o rotación del eje del motor en diferentes direcciones.

¿Qué característica te gustaría mejorar en los cuadricópteros?

Nodo electrónico obligatorio

Volvamos al controlador de velocidad eléctrico. Este mecanismo es necesario para regular la velocidad de rotación del campo magnético eléctrico y al mismo tiempo suministrar tensión a aquellas fases que sean necesarias.

El diseño del ESC es un microcontrolador con un programa incorporado e interruptores de alimentación MOSFET.

ESC se caracteriza por la corriente máxima suministrada desde la batería al motor.

Debido a esto, los diseñadores de radioaficionados novatos a menudo dan preferencia a reguladores con altas reservas de corriente; esto no siempre es cierto. Por lo tanto, a menudo puedes elegir un controlador con un margen menor, pero funcionará mejor. Además, la ventaja será un menor coste y un menor peso.

Pero donde los controladores difieren es en la calidad; desafortunadamente, a menudo hay casos en que los fabricantes incluso escatiman en pasta térmica. Debido a la negligencia en la producción, los reguladores rápidamente se agotan. Es por este motivo que si vas a elegir entre dos ESC de idénticas características pero de diferente precio, dale preferencia al más caro.

Hay dos tipos de controladores de velocidad: BEC y UBEC. BEC - Circuito eliminador de batería: un regulador que tiene un estabilizador de voltaje incorporado en su diseño. La potencia nominal promedio de este modelo es de 5 V, que es lo que alimenta el receptor y muchos otros equipos del cuadricóptero.

UBEC - Circuito eliminador de batería universal - estabilizador de voltaje extraíble. Algunos modelistas de radio en el diseño de cuadricópteros prefieren el circuito eliminador de batería universal, ya que creen que esta opción es más confiable, ya que no depende de la temperatura del regulador.

Los UBEC también se dividen en dos tipos: de pulso y de iones. En general son casi idénticos, pero los primeros destacan especialmente por su alta eficiencia (que, por cierto, aumenta con el precio del producto) y su menor sobrecalentamiento. Sin embargo, en el caso de este tipo de estabilizadores, es sumamente importante no paralelizar la alimentación. Cuando se trabaja con estabilizadores iónicos, dicha instalación, aunque no recomendada, todavía está permitida.

El microcontrolador instalado en todos los reguladores tiene varios parámetros ajustables: freno, voltaje, tiempo de arranque y rigidez, etc.

Calibración del regulador

A pesar de que la calibración de los reguladores depende del modelo específico de cuadricóptero en el que se utiliza este controlador, existe un método que es común a todos: configurar y calibrar todos los reguladores a la vez.

Vale la pena señalar que si tiene un quadcopter de DJI, no necesitará calibración.

Nota importante: antes de comenzar a calibrar los controladores, calibre la radio y conecte los controladores a los motores.

Antes de comenzar a trabajar, asegúrese siempre de que estén seguros: retire las hélices y desconecte el quadcopter de la red o USB.

El trabajo adicional se llevará a cabo en varias etapas.

En la primera etapa, encienda el control remoto y mueva la palanca encargada de suministrar energía a la posición máxima. Si después de conectar la batería de polímero de litio las luces del equipo de vuelo comienzan a encenderse cíclicamente en rojo, azul y amarillo, entonces has hecho todo correctamente y el APM está listo para el procedimiento de calibración.

En el segundo paso, sin tocar la palanca de alimentación, desconecta y vuelve a conectar la batería. Este procedimiento habilitará el modo de calibración para el piloto automático. La confirmación de esto será el parpadeo alternativo de las luces LED rojas y azules, como en un coche de policía.

Solo después de que la señal suene exactamente tantas veces como celdas tiene su batería (por ejemplo, para 3S debe haber 3 señales), puede quitar la palanca de alimentación a la posición mínima.

Si después de esto escucha una señal única pero continua, significa que el proceso de calibración está completo.

Como comprobación, dé un poco de gasolina a los motores; si comienzan a girar, significa que todo se ha hecho correctamente.

En la tercera etapa, se sale del modo de calibración del controlador de velocidad; para ello, la palanca de alimentación se coloca en la posición mínima y se apaga la batería.

Puede ver el vídeo a continuación para obtener instrucciones más detalladas sobre la calibración de controladores.

En este artículo discutiremos qué son los controladores de velocidad ESC, qué son y cómo funcionan. También le diremos cómo elegir los controladores de velocidad adecuados y le ofreceremos una selección de varios nombres de reguladores recomendados.

ESC- controlador electrónico de velocidad, traducido como controlador electrónico de velocidad. En la comunidad de habla rusa se acostumbra llamarlos “reguladores de velocidad”, entre la gente común, “reguli” o “reguladores”.

¿Qué hacen los controladores de velocidad ESC y cómo funcionan?

¿Cuáles son las tareas del ESC? Para entenderlo sin profundizar, todo es muy sencillo, los controladores de velocidad, según el nombre, regulan la velocidad del motor en función de las órdenes del controlador de vuelo. Cuanto más rápido gira el motor, más empuje crea y más rápido vuela el cuadricóptero.

La forma en que los ESC interactúan con los motores afecta la velocidad y el empuje del dron, así como su comportamiento en el aire.

Visita miniquadtestbench.com QuadMcFly ha descubierto en las pruebas que la diferencia de empuje entre el mejor regulador y el peor es de sólo el 20%. Puedo comparar la elección de un coche entre varias marcas y la elección de un buen regulador le dará tanta potencia como un motor de coche correctamente elegido (más precisamente, un coche con un buen motor).

¿Cómo se comunican los ESC con el controlador de vuelo?

Para una comprensión más sencilla, el controlador de vuelo, a través de un protocolo especial, envía datos al controlador de velocidad para aumentar o disminuir la aceleración del motor. Pero el motor del cuadricóptero no puede simplemente recibir voltaje, ya que es trifásico y es necesario aplicar voltaje alternativamente a ciertas secciones del devanado. Esto es lo que hace el controlador de velocidad. Contiene microcircuitos llamados Mosfets (MOSFET) y estas placas actúan como llaves: abren y cierran el flujo de corriente a ciertas secciones del devanado.

Como se mencionó anteriormente, los protocolos se utilizan para la comunicación entre el controlador de vuelo y el controlador de velocidad. En la siguiente lista, los controladores de velocidad ESC admiten varios protocolos, como Dshot1200, Dshot600, Oneshot125, Multishot. Se diferencian en la velocidad del intercambio de datos: cuanto mayor sea la velocidad, más rápido responderán los motores a sus órdenes.

Intente elegir ESC que admitan protocolos más modernos, pero asegúrese de que su controlador de vuelo también admita ese protocolo.

Cómo elegir un ESC

¿A qué debe prestar atención al elegir los controladores de velocidad ESC? Para un principiante será un poco difícil, pero intentaremos describirlo con el mayor detalle posible y cubrir todos los parámetros. En cualquier caso, a continuación habrá una lista de ESC recomendados, lo que simplificará enormemente tu tarea de elección.

En la descripción se indica como “Potencia nominal” o “Constante”. Para los cuadricópteros de clase mini y micro (normalmente los mini drones se construyen sobre un marco de hasta 220 mm de tamaño...) se utilizan 3 clasificaciones de potencia principales:

<18А;

<18А: такие регуляторы используются на микро-дронах и мини, но с рамами до 180мм, так как с рамами выше вам просто не будет хватать мощностей.

20A: Los mini drones suelen utilizar reguladores de 20 amperios: es decir, tienes un marco de 180-220 mm y hélices de hasta 6 pulgadas de tamaño + batería 3-4S.

30A: Este es ahora el estándar para los cuadricópteros de carreras y con estos controles tendrás un gran dron para carreras y estilo libre. Los cuadros se pueden utilizar para tamaños de carrera de hasta 250 mm.

Hay reguladores con una potencia aún mayor, pero el precio, el tamaño y el peso son significativamente mayores.

Potencia máxima o potencia explosiva

La descripción lo indica como "potencia nominal de ráfaga". Ésta es la cantidad de energía que el regulador puede manejar en un corto período de tiempo. Este es un parámetro bastante importante para los mini drones de carreras, ya que los de carreras a menudo experimentan un cambio brusco en la velocidad: ahora debes reducir la velocidad para volar sobre un obstáculo y luego, de repente, acelerar a fondo para acelerar.

Soporte de batería

Todos los ESC de nuestra lista admiten baterías LiPo 4-6S, pero ahora cada vez más personas construyen drones 5S y 6S, por lo que si compras un ESC que admita un 6S y construyes un drone 3S, por ejemplo, sería un perdida de dinero. ¿Qué tipo de batería tienes? Busque el regulador debajo de este, esto también está indicado en las características, como se indica en la captura de pantalla anterior.

Factor de forma (tamaño)

Los factores de forma de los controladores de velocidad ESC vienen en 3 tipos:

Para montaje en vigas de marco;
4 en 1: para montaje encima o debajo del controlador de vuelo;
Cada placa controladora tiene un tamaño de 35x35 mm y está ensamblada en una torre encima o debajo del controlador de vuelo.

La mayoría de las veces, los reguladores se compran para montar en los brazos del marco, ya que son más fáciles de cambiar si es necesario y también es más fácil controlar su estado. Suelen estar asegurados con bridas de plástico:

Un 4 en 1 es una placa grande del tamaño de un controlador de vuelo que se monta encima o debajo de ella. Se inventó para ahorrar espacio y peso y se utiliza principalmente en microdrones, pero ahora está ganando popularidad en minidrones. Pero hay un inconveniente: si falla un regulador, será necesario reemplazar toda la placa.

Se utilizan reguladores separados de 35x35 mm para eliminar el problema anterior y se montan encima o debajo del controlador de vuelo. La comodidad es que nada cuelga de los brazos del marco, especialmente si el marco es pequeño y con brazos delgados. Si un regulador se quema, puedes reemplazarlo fácilmente, a diferencia del 4 en 1.

Peso

Cada regulador tiene su propio peso, hay 4, lo que significa que multiplicamos el peso de uno por 4. Ésta es la ventaja del 4 en 1: la placa pesa menos que individualmente. Busque las tablas más livianas para garantizar el dron más maniobrable. Ahorrará aquí, ahorrará en la cámara, en las antenas, etc.; al final, ahorrará entre 50 y 100 g.

Firmware para controladores de velocidad

Esta información siempre la escribe la tienda. El más famoso:

BLHeli. Fue popular en 2015-2016. Después de lo cual este firmware fue reemplazado por la siguiente versión: BLHeli_S. Actualmente no se utiliza.
BLHeli_S: creado para los controladores BB1 y BB2. El controlador que ejecuta este firmware funciona mucho mejor. S - aquí significa esa misma "suavidad".
BLHeli_32: actualmente este es el firmware utilizado en la mayoría de los reguladores. Se distribuye con código cerrado y ya tiene la capacidad de configurar telemetría en los controladores, configurar LED y más.
Los reguladores con BLHeli_32 son un poco más caros ya que tienen sensores y telemetría. Los drones de carreras no suelen utilizar este "oropel", pero si lo quieres, ¿por qué no?)
KISS: firmware para ESC que funcionan con el controlador de vuelo KISS.
SimonK es un firmware que alguna vez fue popular y ahora se ha salido de control. No recomendamos comprar reguladores con este firmware.

chip controlador

Hace tiempo que no es un parámetro definitorio, pero en ocasiones se indica en las especificaciones. De los reguladores BLHeli_S o BLHeli_32 con soporte DSHOT siempre son buenos chips.

alambres

La mejor opción es soldar los cables del motor directamente a la placa del regulador, pero a menudo se venden reguladores con sus propios cables y es necesario desoldarlos o soldarlos de cable a cable.

Controlador PWM de hardware

Si sus ESC tienen esta característica (puede que no la tengan), los motores serán un poco más silenciosos y un poco más eficientes. La función también proporciona un control más preciso, pero en la práctica pocos lo notarán.

Cómo funciona: La velocidad de los motores se controla aumentando o disminuyendo el voltaje suministrado a los motores. Esto está regulado por transistores de efecto de campo (mosfets), los mismos cuadrados en el tablero, se abren y cierran, controlando el proceso de rotación del motor. El tiempo de apertura y cierre de los mosfets depende directamente de la potencia suministrada.

Entonces, hasta hace poco, este proceso estaba controlado únicamente por un chip que controlaba el regulador. KISS agregó otro chip que solo es responsable del proceso de salida de señal.

Gracias a esto, los reguladores, o más precisamente los motores, funcionaron muy bien y a la comunidad de pilotos le gustó mucho.

Además de KISS, los reguladores BLHeli_32 también tienen un controlador PWM de hardware.

¿Qué más deberías considerar?

Los parámetros anteriores son importantes, pero también es necesario tener en cuenta el consumo de energía de los propios motores. No hay duda de que los reguladores de 30 amperios cubrirán las necesidades de casi todos los motores, por lo que se decidió escribir sobre esto al final, para no confundirte por completo, porque tendrás que mirar la tabla con el motor. características:

Bloque de corriente de carga (A)— es decir, cuánto consumirá el motor en carga máxima. En nuestro caso, es un Racerstar 2205 y en su punto máximo consume 27,6 amperios, que está completamente cubierto por los ESC de 30 amperios.

A continuación te presentamos una lista de controladores de velocidad recomendados que, en nuestra opinión, merecen atención y que puedes comprar sin miedo a un bajo rendimiento. No podemos decir nada sobre el precio, ya que el tipo de cambio del rublo cambia con frecuencia y nuestros amigos chinos venden todo en dólares.

Además, puedes simplificar tu tarea y buscar reguladores con firmware BLHeli_32 o _S (pero S todavía es un firmware desactualizado para 2019) y con una potencia de 20-30 amperios. Si eres principiante, estos parámetros definitivamente serán suficientes para ti, no te puedes equivocar.

Nombre	Potencia (Amperios)	Soporte de batería	Precio por juego (USD)	firmware	Comercio

Hoy quiero escribir brevemente sobre los "componentes básicos" de los grandes modelos de radio: receptores, reguladores, servos y motores. En los microhelicópteros, todo esto (a excepción de los motores) suele estar integrado en una sola placa para reducir tamaño y peso, pero en modelos grandes, cada uno de estos elementos representa una unidad funcional separada, y tenemos la oportunidad de elegir las características y nosotros mismos el coste de los dispositivos y adquirir un dispositivo con uno u otro parámetro. Quienes se encuentren con estos dispositivos por primera vez pueden tener dudas sobre cómo conectar todos estos nodos entre sí. No hay nada complicado allí, pero aún así a veces hay algunas características interesantes que quizás no todos conozcan y trataré de considerarlas en mi artículo.

Receptores de modelos de control remoto (Receptores)

Dado que mi hogar está formado principalmente por la familia Spektrum, hablaré exclusivamente de los receptores DSM2/DSMX. Spectrum tiene bastantes modelos de receptores que se diferencian en el número de canales, el peso y las capacidades. Según el tamaño y el rango de recepción, se dividen en clases: ultra micro: para modelos de aviones ultra micro, a menudo se trata de receptores con servos incorporados; modelos Parkflyer: receptores sin satélites con un radio de recepción pequeño (en términos generales, para aviones que tienen suficiente espacio para volar en un pequeño césped); así como receptores diseñados para rango completo. Estos últimos suelen estar diseñados para su uso con “satélites”, pequeños receptores adicionales que se conectan al principal para proporcionar diversidad espacial de las antenas. No todas las empresas disponen de receptores con satélites. Por ejemplo, Futaba, hasta donde yo sé, básicamente no utiliza satélites, lo que proporciona una mejor inmunidad al ruido al codificar la señal. Sin embargo, la diversidad de antenas espaciales es una forma eficaz y relativamente sencilla de aumentar el alcance de recepción. El objetivo principal de los satélites es evitar que la señal ensombrezca el material del cuerpo del modelo, por lo que el receptor principal y el satélite se colocan en diferentes lugares del modelo y preferiblemente en ángulo entre sí, y el receptor simplemente toma el mejor de las dos señales en un momento dado. Para los modelos con carrocería íntegramente de carbono, existen tipos especiales de receptores con módulos remotos para montaje externo.

Algunos receptores Spectrum también tienen conectores para conectar un módulo de telemetría. La unidad de telemetría utiliza su propio transmisor para enviar datos desde los sensores conectados al control remoto; puede ser el nivel de señal del receptor, el voltaje de la batería, la temperatura, la velocidad del motor, etc.

Además, el receptor suele tener una luz indicadora que, al parpadear o encenderse, indica el estado actual de comunicación con el mando a distancia.

A pesar de la simplicidad de implementación, el coste de los receptores originales suele ser bastante elevado. Afortunadamente, los chinos una vez más acudieron al rescate y remacharon sus versiones para que se ajustaran a una variedad de protocolos. Para el Spectrum DSM2, estos son los receptores OrangeRx de Hobbyking: OrangeRx R610 de seis canales, R410 y R415 livianos de cuatro canales, OrangeRx R710 de siete canales y R910 de nueve canales; Pues un satélite para ellos: el receptor de satélite OrangeRx R100. Como muestra la práctica, es muy posible utilizar estos receptores y el precio es casi un orden de magnitud menor que el de los originales. Todos ellos funcionan sólo en modo DSM2.

Conexión de receptores de modelos radiocontrolados.

Aquí no hay nada complicado. Tomemos como ejemplo el receptor Spectrum AR6100E de seis canales. Dispone de 7 conectores de 3 pines. 6 conectores son salidas de canal, están marcados de acuerdo con las marcas de canal generalmente aceptadas: Thro (gas), Aile (alerones), Elev (elevador), Rudd (timón), Gear (chasis, canal 5), Aux1 (canal 6). ). Las salidas de los canales también están marcadas como “-”, “+” y la señal de control. En consecuencia, a cada uno de los canales se puede conectar un servoaccionamiento, un regulador de voltaje de motor sin escobillas o algún otro componente electrónico, que será alimentado por más y menos y controlado por una señal de control. El séptimo conector suele estar marcado como Batt y se utiliza para suministrar energía al receptor (si no está ya suministrada a través de algún otro conector), así como para cambiar el receptor al modo “Bind”, es decir, para el procedimiento de vinculante al control remoto. Para cambiar a este modo, cuando el receptor está encendido, el contacto de control del conector Bat debe estar en cortocircuito a tierra, generalmente se inserta un puente especial para esto: "Bind Pug". En los receptores habilitados para telemetría, este conector también se utiliza para comunicarse con el módulo de telemetría. La alimentación del receptor se puede suministrar a través de cualquiera de los conectores “+” y “-”, ya que todos están simplemente conectados entre sí dentro del receptor. De la misma manera, los dispositivos electrónicos reciben energía del receptor: no regula el voltaje de ninguna manera, simplemente transmite energía directamente a través de sus conectores, por lo que no hay restricciones de corriente especiales aquí, pero habrá restricciones si decide conecte algún tipo de consumidor de energía (por ejemplo, una luz de fondo LED) directamente a la señal de control.

En cuanto al marcado de los cables de los dispositivos conectados al receptor, hasta ahora me he encontrado con 2 "estándares": amarillo/rojo/marrón y blanco/rojo/negro, el cable de señal es amarillo o blanco.

Motores sin escobillas

Los microhelicópteros suelen tener motores con escobillas, es decir, motores con escobillas y conmutador. A pesar de su simplicidad, tienen un gran inconveniente: los recursos limitados. Los cepillos se queman y se deshilachan y tarde o temprano fallan. Los motores sin escobillas no tienen escobillas y, además, la eficiencia es mucho mayor, pero requieren el uso de un componente electrónico obligatorio: un controlador de velocidad (ESC - Controlador electrónico de velocidad, también llamado "controlador"), que controla la rotación del campo magnético eléctrico aplicando rápidamente voltaje a los devanados correspondientes del motor.

El controlador de un motor sin escobillas necesita conocer la posición del rotor en cada momento, para ello se pueden utilizar sensores integrados en el motor o pulsos de campo electromagnético inverso (por cierto, es por eso que cada motor sin escobillas requiere su propio controlador). Los motores sin sensores tienen un diseño más simple, por lo que en los modelos de radio se usa principalmente la segunda opción: el controlador calcula la posición del rotor en función del tiempo entre el pulso de voltaje de suministro y el pulso del campo electromagnético inverso y usa esta información para determinar la fase y dónde para aplicar el siguiente impulso de tensión de alimentación. La velocidad de rotación del motor se regula cambiando la duración del pulso de potencia (modulación de ancho de pulso): una serie de pulsos más larga crea un campo magnético más grande, lo que hace que el rotor gire más rápido, lo que obliga al controlador a aumentar la frecuencia del pulso.

Todo lo anterior está relacionado con dos conceptos más importantes: sincronización del regulador y falla en la sincronización del motor sin escobillas. La sincronización es algo así como establecer el ángulo de encendido en los motores con carburador. Determina el cambio de fase del suministro de energía al motor. Los reguladores generalmente le permiten ajustar el tiempo seleccionando entre varios valores. Para cada motor y sus condiciones de funcionamiento, la sincronización óptima puede ser diferente. Generalmente está determinado por la eficiencia máxima del motor en su rango de velocidad de funcionamiento. A veces puede surgir una situación en la que, debido a un cambio repentino en la carga o la velocidad del motor, el regulador puede "perder" datos sobre la posición real del rotor y bloquear el suministro de energía al motor; este fenómeno se llama falla de sincronización. La probabilidad de que esto suceda aumenta si el tiempo se configura incorrectamente. En este caso, tendrás que volver a arrancar el motor.

Según su diseño, los motores pueden ser de entrada (inrunner) y de salida (ourrunner), en los de entrada el imán permanente está fijado a un rotor giratorio, en los de salida, a una campana giratoria, es decir, en los de salida, la parte exterior del motor gira. Dado que los outrunners, por su diseño, permiten el uso de una mayor cantidad de polos magnéticos, desarrollan un mayor par y permiten prescindir de una caja de cambios, por lo que son más habituales para los modelos con mando a distancia. El número de devanados eléctricos en los motores sin escobillas es siempre tres y, en consecuencia, están conectados con tres cables.

Además de las dimensiones y la potencia, el motor tiene otra característica importante: kV. Así es como se acostumbra denominar la relación entre la velocidad del motor (rpm) y la tensión de alimentación del motor (V). En términos generales, kV muestra qué tan rápido girarán diferentes motores con el mismo voltaje. Para diferentes modelos, diferentes engranajes y hélices utilizadas, los kV requeridos del motor se seleccionan y calculan individualmente.

Algunos corredores típicos

Por lo general, los motores usados se venden con una cruz de montaje y un adaptador para hélice, pero a veces el equipamiento es más escaso.

Reguladores de voltaje (ESC)

Creo que qué es un regulador de velocidad (controlador) y por qué es necesario ya quedó claro en el párrafo anterior. Básicamente, el regulador es un microcontrolador con un programa incorporado e interruptores de alimentación para controlar los devanados del motor.

Varios reguladores de voltaje típicos con BEC incorporado

La característica principal de un ESC es la corriente máxima que puede proporcionar para alimentar el motor. Por alguna razón, existe la costumbre común entre los modeladores de seleccionar reguladores con una gran reserva de corriente. Esto no siempre es racional, y los ejemplos de la vida real muestran que un regulador seleccionado "espalda con espalda" no funciona peor, pero pesa y cuesta mucho menos (al menos esto es cierto para el suministro de energía con baterías de tres celdas; a medida que aumenta el voltaje , es mejor tener una reserva). Pero, lamentablemente, los reguladores pueden variar mucho en calidad. Desafortunadamente, a menudo hay casos en que el regulador se quema debido a defectos internos o mal montaje, cuando uno de los chinos decidió ahorrar en pasta térmica.

Estructuralmente, la mayoría de las veces el regulador es una placa embutida en termorretráctil. Para proteger la electrónica de la humedad, muchos modelistas sellan adicionalmente estos dos extremos con termorretráctil usando sellador o pegamento caliente antes de instalar el regulador.

Los controladores de velocidad vienen con o sin regulador de voltaje incorporado (BEC - Circuito Eliminador de Batería). El estabilizador de voltaje produce 5 V y se utiliza para alimentar el receptor, los servos y otros equipos diseñados para este voltaje. Si su regulador no tiene un BEC incorporado, tendrá que usar un estabilizador de voltaje separado: UBEC (Circuito universal eliminador de batería) para alimentar el receptor y el equipo. Algunas personas instalan UBEC específicamente para una mayor confiabilidad (para que no dependen del calentamiento del regulador), o distribuyen la potencia de los consumidores potentes (servidores) e importantes (receptores) a diferentes circuitos. Los estabilizadores de voltaje, a su vez, son de dos tipos: lineales y pulsados (marcados como Conmutación). Los estabilizadores de conmutación tienen un mayor eficiencia (especialmente los buenos y costosos estabilizadores de conmutación) y, por lo tanto, se calientan menos. No se recomienda paralelizar la alimentación de varios estabilizadores. En el caso de los estabilizadores lineales, esto simplemente no se recomienda debido a la variación en los parámetros de sus componentes electrónicos, y en el caso de los estabilizadores de conmutación, esto es absolutamente imposible de hacer. Por lo tanto, si tiene varios controladores de velocidad con BEC incorporado y desea conectarlos todos a un receptor (como se hace en los multicópteros), entonces Es mejor quitar los cables positivos de los estabilizadores de todos los reguladores excepto uno.

El microcontrolador regulador suele tener varios parámetros que se pueden configurar. El conjunto suele ser estándar: freno, tipo de corte, tipo de batería, voltaje de corte, sincronización, arranque suave y frecuencia PWM, pero a veces hay parámetros específicos adicionales. Te contaré más sobre esto y la programación de reguladores en el próximo artículo.

Me gustaría señalar que diferentes modelos de reguladores pueden tener diferentes “propósitos”. Por ejemplo, un regulador que funciona perfectamente en un avión será completamente inútil en un cuadricóptero, o viceversa. Es difícil evaluar objetivamente esto, por lo que es mejor centrarse en las reseñas de la vida. A veces se practica este tipo de entretenimiento como actualizar el programa del microcontrolador regulador para mejorar sus características.

Conexión de motores sin escobillas y controladores de velocidad.

El controlador de velocidad está conectado al motor b/c con tres cables. La secuencia de conexión no importa, pero si el motor no gira en la dirección deseada, entonces solo necesita intercambiar 2 cables. Los conectores que se utilizan normalmente son del tipo "Conector Banana Gold Bullet" y vienen en una variedad de diámetros. Los propios motores y reguladores, según el precio, se pueden vender con conectores ya soldados o simplemente con cables pelados. Sin embargo, si no planea quitar/instalar estas piezas con frecuencia, simplemente puede soldar los cables.

La conexión de los cables restantes del controlador de velocidad no debería generar ninguna pregunta: el conector con el "chip" está conectado al canal requerido del receptor, a través de este conector el regulador recibe información para controlar la velocidad del motor, y si tiene un incorporado -en estabilizador, luego a través de este conector también alimenta el receptor. El regulador en sí funciona con una batería (generalmente hay cables pelados, por lo que es necesario soldar el conector de alimentación, por ejemplo). Los reguladores modernos pueden determinar automáticamente el número de celdas de la batería, por lo que generalmente no es necesario ajustar este parámetro). Naturalmente, el rango de tensión de entrada del regulador no es ilimitado y suele estar indicado en sus características. Los reguladores más comunes pueden funcionar con baterías con un número de celdas de 2 a 6. Los reguladores diseñados para una mayor cantidad de celdas suelen costar mucho más, ya que es a 25 V donde pasa la frontera entre transistores de efecto de campo relativamente baratos y más caros. .

Hay uno Un punto muy importante a la hora de conectar el regulador., que quizás no todo el mundo sepa: alargar los cables de los reguladores No recomendado. Si aún no tiene más remedio que alargar, entonces: 1. Es mejor extender los cables desde el controlador hasta el motor, 2. Es recomendable utilizar un cable con una sección transversal mayor que la del controlador.

El hecho es que cuando se alargan los cables del controlador a la batería, su inductancia comienza a afectar y puede surgir una situación en la que el nivel de interferencia en el voltaje de suministro en la entrada del controlador se vuelve tan alto que el controlador no puede determinar correctamente la posición. del rotor del motor (a veces también "el procesador del controlador se cuelga"). Hay varios casos conocidos de controladores que "se queman completamente hasta convertirse en humo" cuando los cables del lado de la batería se extienden hasta 30 cm. Al mismo tiempo, al extender los cables desde el controlador al motor, el retardo de sincronización del controlador solo cambia ligeramente. Cuanto mayor sea el voltaje con el que se alimenta el regulador, más crítico es el alargamiento de los cables.

como un currículum

En caso de emergencia, puedes extender el cable desde el regulador a la batería, si lo haces con un cable grueso y de manera que la longitud final en cualquier caso no supere los 20 cm, en otros casos es mejor extender el cable. cables al motor y no haga esto a menos que sea innecesario.

Servoaccionamientos

No me extenderé mucho en este punto, ya que el material que hay en los servidores es muy extenso y no se puede describir en pocas palabras. Escribiré lo principal.

Un servoaccionamiento (servo o máquina de dirección, servo) no es solo un motor con una resistencia y engranajes, sino también una placa electrónica que convierte la señal de control del receptor y controla el funcionamiento del servomotor. En consecuencia, los servos son digitales y analógicos. Los servos digitales tienen en su interior un microcontrolador (sí, ese otra vez) con un programa de control; funcionan más rápido y con mayor precisión que los analógicos, pero consumen más energía.

Por tamaño, todos los servos se dividen en varias clases estándar: gigante, normal, mini, micro, nano. También hay servos de perfil bajo y altura reducida. Las principales características son la velocidad de transferencia y la potencia de fuerza. Dos propiedades más importantes son la precisión y la confiabilidad.

De hecho, elegir los servos para un modelo es una acción muy importante y responsable, aquí también hay favoritos y la diferencia de precios entre servos baratos y caros puede llegar a decenas de veces. Por lo tanto, es mejor abordar este asunto de manera responsable y estudiar detenidamente los consejos y reseñas antes de comprar, ya que de esto depende, en primer lugar, la precisión del comportamiento del modelo en el aire y, en segundo lugar, la probabilidad de perder el modelo en un momento "maravilloso". momento debido a una falla del servo.

Conexión de servos

Al conectar servos, hay que tener en cuenta que algunos servos están diseñados para funcionar a voltajes más altos y su alimentación desde el estabilizador incorporado no les permitirá desarrollar toda la potencia declarada. El otro lado del problema es que si el modelo es grande y tiene servos potentes, entonces la corriente máxima suministrada por el estabilizador del controlador puede no ser suficiente para su funcionamiento, existe el riesgo de una caída de voltaje, lo cual es muy complicado para el funcionamiento. del receptor, por lo tanto, cuando se utilizan servos potentes, es necesario calcular sus apetitos y capacidades del estabilizador, o mejor aún, medir todo esto en la práctica u organizar una línea separada para alimentar el receptor.

Además por lo que he oído a veces hay problemas con la compatibilidad de algunos servos digitales con algunos giroscopios, este punto también hay que tenerlo en cuenta.

Imagen general de conexiones.

Bueno, espero que quede todo más o menos claro con las conexiones de estos dispositivos. En general, resulta algo como esto:

El artículo resultó largo y aburrido, todavía no es posible cubrirlo todo, pero espero haber podido revelar la idea general.