ESC — electronic speed controller, переводится как электронный контроллер скорости.В русскоязычном сообществе принято называть их как «регуляторы оборотов», в простонародье «регули» или «регуляторы».
Принцип действия ESC.
Контроллер полета посылает данные регулятору оборотов, что нужно прибавить или убавить газ на двигателе.
Но двигателю квадрокоптера нельзя просто подать напряжение, так как он трехфазный и требуется попеременно подавать напряжение на определенные участки обмотки. Этим и занимается регулятор оборотов (ESC).
В зависимости от требуемой скорости вращения регулятор будет в строго заданной последовательности с определенной скоростью подавать на обмотки двигателя напряжение, что будет вызывать вращение ротора.
Обмотки бесколлекторного мотора намотаны и соединены между собой по специальной схеме. Имеют три вывода. К электронному регулятору нужно подключить эти выводы обмоток мотора, а также подвести питание от аккумулятора. Подключать провода можно в каком угодно порядке.
Это будет влиять только на направление вращения двигателя, которое потом можно будет настроить в специальной программе.
Для того, чтобы сообщать регулятору с какой скоростью требуется крутить мотор, служит вот этот сигнальный вывод.
Сигнальный вывод ESC
Выбирая регулятор для квадрокоптера вы столкнетесь со следующими параметрами.
Максимальный ток.
Это та сила тока, которую выходные транзисторы контроллера могут держать продолжительное время, то есть постоянно.
Иногда указывают величину кратковременного пикового тока, допустимого в течение нескольких секунд.
Пример расчета максимального тока.
На картинке аккумуляторная батарея, может отдавать постоянный ток силой не более 80 ампер.
Делим это значение на 4 и получаем, что на каждый регулятор приходится не более 20 ампер постоянного максимального тока.
Да, аккумулятор может кратковременно отдать ток и больше 80 ампер, но и хороший регулятор способен кратковременно его выдержать.
Таким образом, нужны регуляторы с максимальным током 20-25 ампер.
Если не желаете рисковать, берите с запасом, но помните, чем больше максимальный ток, тем дороже и больше по размерам регулятор.
Также на регуляторе указывается максимальное рабочее напряжение.
Пометка, на какой аккумулятор рассчитан ESC
Важно убедиться, что регулятор рассчитан на то количество банок, которые содержатся в вашем аккумуляторе.
Чем быстрее передаются в регулятор сведения о скорости вращения двигателя, тем выше реакция силовой установки на расчеты полетного контроллера и тем лучше квадрокоптер ведет себя в воздухе.
Поэтому постоянно разрабатываются все новые и новые протоколы, позволяющие все быстрее и быстрее доставлять данные в регулятор.
Самый медленный и поддерживаемый всеми регуляторами протокол обозначается буквами PWM или если по-русски ШИМ, широтно-импульсная модуляция.
В гоночных квадрокоптерах он не используется, поскольку очень медленный.
Минимумом для регулятора гоночного квадрокоптера является поддержка протокола OneShot 125.Один пакет данных этого протокола передается за 250 микросекунд, что 8 раз быстрее обычного ШИМ. MultiShot является самым быстрым протоколом связи и он в 10 раз быстрее, чем OneShot 125.
Виды и скорость протоколов передачи данных в ESC
В настоящее время повсеместно внедряется принципиально новый тип протокола, цифровой, который называется DSHOT.
Цифровой протокол отличается более точной и помехоустойчивой передачей данных и высоким разрешением.
На данный момент есть 3 варианта этого протокола в зависимости от скорости интерфейса DSHOT 150, DSHOT 300 и DSHOT 600.
Как видите DSHOT 600 по скорости передачи информации сопоставим с MultiShot. Однако преимущество цифрового сигнала вне конкуренции.
Скорость цифровых протоколов DShot
Какие по строению бывают регуляторы оборотов?
Регуляторы оборотов бывают «4 в 1» и отдельные.
4 в 1 — это одна большая плата размером с полетный контроллер, которая крепится над или под ним. Придумана для экономии места и веса и используется в основном на микро-дронах, но сейчас набирает популярность и на мини.Но есть один минус — если выйдет из строя один регулятор, придется менять всю плату целиком.
Регулятор оборотов «4 в 1»
Отдельные регуляторы оборотов представляют из себя изолированные платы с компонентами с индивидуальным питанием и подсоединением.
Чаще всего покупают регуляторы для крепления на лучах рамы, так как такие проще поменять в случае необходимости, да и проще следить за их состоянием. Крепятся они обычно пластиковыми стяжками:
Поскольку каждый индивидуальный ESC питается от основной батареи, основной разъем АКБ должен быть как-то разделен на четыре ESC.
Для этого используется плата распределения питания или жгут распределения питания.
Плата распределения питания
Жгут распределения питания
Плата распределение питания.
Плата имеет специальные площадки-контакты силовой линии питания, к которым припаиваются провода от регуляторов оборотов.
Внутри этой платы все плюсовые и все минусовые контакты соединены между собой.
И выведены в отдельное место для подсоединения разъёма аккумулятора.
Получается аккуратный монтаж без всяких скруток и навесных спаек.
Часто полетный контроллер уже имеет места для подключения ESC. Смотрите лекцию «Полетный контроллер».