Электронный контроллер скорости дрона ESC

1.

ESC ЭЛЕКТРОННЫЙ КОНТРОЛЛЕР
СКОРОСТИ ДРОНА
Определение. Как подключить. Анатомия.Принцип работы. Максимальный
ток. Процессор. Прошивка. Протоколы. Активное торможение и
аппаратный ШИМ (Active Braking и Hardware PWM). Размер и вес.
Напряжение питания. Регуляторы с BEC и без него. Регуляторы «4-в-1».
Бренды. Регуляторы и тяга. Загрузчик.
1

2.

ESC ЗНАЧИТ ELECTRONIC SPEED CONTROLLER —
РЕГУЛЯТОР ХОДА ИЛИ СКОРОСТИ. КАК ВИДНО ИЗ
НАЗВАНИЯ — ОНИ НУЖНЫ ДЛЯ РЕГУЛИРОВКИ
СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ МОТОРОВ (НАПРИМЕР, В
ГОНОЧНЫХ ДРОНАХ). ESC ПОЛУЧАЕТ СИГНАЛ
(УРОВЕНЬ ГАЗА) ОТ ПОЛЕТНОГО КОНТРОЛЛЕРА И
УПРАВЛЯЮТ БЕСКОЛЛЕКТОРНЫМ МОТОРОМ,
МЕНЯЯ ЕГО СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ЗА СЧЕТ
УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ. КАЧЕСТВЕННЫЕ
РЕГУЛЯТОРЫ ПОЗВОЛЯТ ИЗБЕЖАТЬ МНОЖЕСТВА
ПРОБЛЕМ И ДАДУТ ПОЛНОСТЬЮ НАСЛАДИТЬСЯ
ПОЛЕТОМ.
2

3.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ
ESC ПИТАЮТСЯ ОТ АККУМУЛЯТОРА, А
СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ МОТОРА
УПРАВЛЯЕТСЯ СИГНАЛОМ, ОБЫЧНО
ИДУЩИМ ОТ ПОЛЕТНОГО КОНТРОЛЛЕРА.

4.

ТИПИЧНЫЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ СОСТОИТ ВОТ ИЗ ЭТИХ
КОМПОНЕНТОВ:
МИКРОКОНТРОЛЛЕР
ДРАЙВЕРЫ КЛЮЧЕЙ
СИЛОВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ (КЛЮЧИ, MOSFET)
LDO (СТАБИЛИЗАТОР ПИТАНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА)
КУЧА КОНДЕНСАТОРОВ (ФИЛЬТРЫ)
ОПЦИОНАЛЬНО: ДАТЧИК ТОКА
ОПЦИОНАЛЬНО: СВЕТОДИОДЫ
А Н АТ О М И Я
4

5.

НА ВХОД ESC ПОДАЕТСЯ НАПРЯЖЕНИЕ С АККУМУЛЯТОРА И
СИГНАЛЫ ОТ ПОЛЕТНОГО КОНТРОЛЛЕРА, А НА ВЫХОД
РЕГУЛЯТОР ОТДАЕТ УПРАВЛЯЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ ДЛЯ
ПРИВОДА. СООТВЕТСТВЕННО РЕГУЛЯТОР ДОЛЖЕН
ОБЕСПЕЧИВАТЬ:
П Р И Н Ц И П РА Б О Т Ы
1. СОВМЕСТИМОСТЬ С ПОЛЕТНЫМ КОНТРОЛЛЕРОМ.
2. МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК ДЛЯ МОТОРА (РАССЧИТЫВАЕТСЯ
ИЗ СПЕЦИФИКАЦИЙ МОТОРА И ПРОПЕЛЛЕРА) ПЛЮС 20 –
30%.
3. ПОТРЕБЛЕНИЕ ТОКА МЕНЬШЕ, ЧЕМ ТОК, ОТДАВАЕМЫЙ
АККУМУЛЯТОРОМ ПОДЕЛЕННЫЙ НА КОЛИЧЕСТВО ESC.
5

6.

МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК — АМПЕРЫ
ЕСТЬ ДВА ЗНАЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО ТОКА:
МАКСИМАЛЬНЫЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЫЙ ТОК И
ПИКОВЫЙ ТОК. МАКСИМАЛЬНЫЙ
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЫЙ ТОК (CONTINUOUS
CURRENT) — ЭТО ТОК ЧЕРЕЗ МОТОР, КОТОРЫЙ
МОЖЕТ ВЫДАВАТЬ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ БЕЗ ВРЕДА ДЛЯ
СЕБЯ. ДАЖЕ В ГОНКАХ ВЫ НЕ БУДЕТЕ
ИСПОЛЬЗОВАТЬ МАКСИМАЛЬНЫЙ ГАЗ
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ, А РЕГУЛЯТОРЫ
ОБЫЧНО СПОСОБНЫ ВЫДЕРЖИВАТЬ ГОРАЗДО
БОЛЬШИЙ ТОК В ТЕЧЕНИЕ КОРОТКОГО ВРЕМЕНИ
(ПОРЯДКА 10 СЕКУНД), ЭТО И ЕСТЬ ПИКОВЫЙ
М А К С . Т О К ( B U R S T C U R R E N T R AT I N G ) .
6

7.

SIMONK И BLHELI
ДВЕ САМЫЕ СТАРЫЕ ПРОШИВКИ ДЛЯ
РЕГУЛЯТОРОВ МУЛЬТИКОПТЕРОВ —
SIMONK И BLHELI. ДАВНЫМ-ДАВНО
РЕГУЛЯТОРЫ ПОСТАВЛЯЛИСЬ С
ПРИМИТИВНЫМИ ПРОШИВКАМИ,
НАПИСАННЫМИ ПРОИЗВОДИТЕЛЯМИ,
ТАК ЧТО МОДЕЛИСТАМ ПРИХОДИЛОСЬ
СТАВИТЬ СТОРОННИЕ ПРОШИВКИ,
НАПРИМЕР SIMONK ИЛИ BLHELI.
ПОТИХОНЬКУ ЭТИ ПРОШИВКИ СТАЛИ
СТАНДАРТНЫМИ ДЛЯ БОЛЬШИНСТВА
РЕГУЛЯТОРОВ, И В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ
ПОЧТИ ВСЕ РЕГУЛЯТОРЫ ИДУТ С УЖЕ
ПРЕДУСТАНОВЛЕННЫМИ BLHELI ИЛИ
SIMONK.
ПРОШИВКА
7

8.

ПРОЦЕССОР
БОЛЬШИНСТВО СОВРЕМЕННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ ИСПОЛЬЗУЮТ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
ФИРМ ATMEL, SILABS ИЛИ ARM CORTEX. РАЗНЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ ИМЕЮТ
РАЗЛИЧНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И РАБОТАЮТ ПОД УПРАВЛЕНИЕМ РАЗНЫХ
ПРОШИВОК.
НА ATMEL (8 БИТ) МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ КАК SIMONK ТАК И BLHELI
НА SILABS (8 БИТ) МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ТОЛЬКО BLHELI ИЛИ BLHELI_S
ATMEL ARM CORTEX 32-BIT, STM32 (КОНКРЕТНЕЕ: STM32 F0) — BLHELI_32
ВОСЬМИБИТНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НА ATMEL РАНЬШЕ БЫЛИ ОЧЕНЬ ПОПУЛЯРНЫ,
ПОТОМ, БЛАГОДАРЯ БОЛЬШЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ, ДОМИНИРОВАТЬ НАЧАЛИ
МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ ОТ SILABS. В 2016 ГОДУ ПОЯВИЛИСЬ РЕГУЛЯТОРЫ НА 32БИТНЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРАХ.
8

9.

8 Б И Т И 3 2 Б И ТА
32-БИТНЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ ИМЕЮТ БОЛЬШЕ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МОЩНОСТЕЙ, С НИМИ ПОЯВЛЯЮТСЯ
ВОЗМОЖНОСТИ, НЕДОСТУПНЫ 8-БИТНЫМ. НАПРИМЕР,
«ESC TELEMETRY», ДАТЧИКИ ТОКА, ПРОГРАММИРУЕМЫЕ
RGB СВЕТОДИОДЫ И Т.Д.
ОДНАКО ДО СИХ ПОР В ПРОДАЖЕ ЕСТЬ КУЧА 8-БИТНЫХ
РЕГУЛЯТОРОВ Т.К. У НИХ ИМЕЕТСЯ ВЕСЬ МИНИМАЛЬНО
НЕОБХОДИМЫЙ ФУНКЦИОНАЛ ТИПА DSHOT, RPM FILTER И
Т.Д. ПО ОЧЕНЬ ДОСТУПНОЙ ЦЕНЕ. ДЛЯ МНОЖЕСТВА
ПИЛОТОВ ЭТОГО ДОСТАТОЧНО.
9

10.

ПРОТОКОЛЫ
ПРОТОКОЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РЕГУЛЯТОРАХ СКОРОСТИ ОПРЕДЕЛЯЮТ СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ
СИГНАЛА ОТ ПОЛЕТНОГО КОНТРОЛЛЕРА К САМОМУ РЕГУЛЯТОРУ, А ЭТО МОЖЕТ ОКАЗАТЬ ЗАМЕТНОЕ
ВЛИЯНИЕ НА ПОВЕДЕНИЕ КОПТЕРА. ОРИГИНАЛЬНЫЙ (САМЫЙ СТАРЫЙ) ПРОТОКОЛ — PWM ИЛИ
ШИМ, ИМЕЕТ ЗАДЕРЖКУ ДО 2 МС, А ОДИН ИЗ САМЫХ БЫСТРЫХ — MULTISHOT — 5-25 МКС.
10

11.

А К Т И В Н О Е Т О Р М О Ж Е Н И Е И А П П А РАТ Н Ы Й
ШИ М ( AC T I VE B R AKI NG И HAR DWAR E PWM)
ЕСТЬ НЕСКОЛЬКО ФИШЕК РЕГУЛЯТОРОВ О КОТОРЫХ ВЫ
ОБЯЗАТЕЛЬНО ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ:
АКТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ ИЛИ DAMPED LIGHT ИЛИ ACTIVE
BRAKING — УЛУЧШАЕТ ОТЗЫВЧИВОСТЬ
АППАРАТНЫЙ ШИМ (HARDWARE PWM) — УЛУЧШАЕТ
ОТЗЫВЧИВОСТЬ И ПЛАВНОСТЬ, ДЕЛАЕТ ВАШ КВАДРИК ЗАМЕТНО
ТИШЕ И НЕМНОГО БОЛЕЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫМ. ДАЕТ НЕМНОГО
БОЛЕЕ ТОЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ОТДЕЛЬНЫЙ ДРАЙВЕР ЗАТВОРОВ ПОЛЕВЫХ
ТРАНЗИСТОРОВ — ДЕШЕВЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ИСПОЛЬЗУЮТ ОБЫЧНЫЕ
ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНЫМИ СИЛОВЫМИ
ТРАНЗИСТОРАМИ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ АППАРАТНЫХ
ДРАЙВЕРОВ УЛУЧШАЕТ АКТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ
11

12.

РА З М Е Р И В Е С
КАК ПРАВИЛО РАЗМЕР И ВЕС РЕГУЛЯТОРОВ ПРОПОРЦИОНАЛЕН
МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОМУ ТОКУ.
РЕГУЛЯТОРЫ, РАЗРАБОТАННЫЕ ДЛЯ МИНИ-КВАДРИКОВ ИМЕЮТ
ДОСТАТОЧНО СТАНДАРТНЫЕ РАЗМЕРЫ И ВЕС ОКОЛО 4-6 ГРАММ.
ВСЁ СЛОЖНЕЕ И СЛОЖНЕЕ СДЕЛАТЬ РЕГУЛЯТОРЫ ЕЩЁ МЕНЬШЕ И
ЛЕГЧЕ БЕЗ УХУДШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК. ДЛЯ ГОНОК ОБЫЧНО
СТАРАЮТСЯ СДЕЛАТЬ КОПТЕР КАК МОЖНО БОЛЕЕ ЛЕГКИМ, НО
ЕСЛИ ВЫ ХОТИТЕ ОБЛЕГЧИТЬ КОПТЕР, ТО ЛУЧШЕ ОБРАТИТЬ
ВНИМАНИЕ НА ЧТО-ТО ЕЩЁ, А НЕ НА РЕГУЛЯТОРЫ.
МЕЛКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ БЫСТРЕЕ НАГРЕВАЮТСЯ, И БЫВАЕТ
ДОВОЛЬНО СЛОЖНО ИХ ОХЛАДИТЬ, ПОЭТОМУ СТАВЯ ОЧЕНЬ
МЕЛКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ СТАРАЙТЕСЬ ПОДУМАТЬ ОБ ОХЛАЖДЕНИИ.
12

13.

Р Е Г УЛ Я Т О Р Ы С B E C И Б Е З Н Е Г О
(OPTO ESC)
ОПТОПАРА — ЭТО ОПТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, КОТОРЫЙ ПЕРЕДАЕТ
СИГНАЛ ПРИ ПОМОЩИ СВЕТА. ОН ОТДЕЛЯЕТ
ВЫСОКОВОЛЬТНУЮ ЧАСТЬ СХЕМЫ ОТ НИЗКОВОЛЬТНОЙ И
ПРЕДОТВРАЩАЕТ ПОВРЕЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОНИКИ ВЫСОКИМ
НАПРЯЖЕНИЕМ, СНИЖАЕТ ИНТЕРФЕРЕНЦИЮ СИГНАЛОВ.
OPTO РЕГУЛЯТОРЫ ИМЕЮТ ПРЕИМУЩЕСТВО: МЕНЬШИЙ ВЕС,
РАЗМЕР И ШУМ (Т.К. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ МОТОРОМ
ИЗОЛИРОВАНА ОТ УПРАВЛЯЮЩИХ СХЕМ: ОТ ПРИЕМНИКА И
ПОЛЕТНОГО КОНТРОЛЛЕРА).
ОДНАКО БЕЗ BEC НА 5 ВОЛЬТ ПРИХОДИТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ
ОТДЕЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ДЛЯ ПИТАНИЯ ПРИЁМНИКА И
ПОЛЁТНОГО КОНТРОЛЛЕРА (ЗАМЕТЬТЕ, У ТАКИХ РЕГУЛЯТОРОВ
ВСЕГО 2 КОНТАКТА НА СЕРВОРАЗЪЕМЕ, А НЕ ТРИ: ЕСТЬ ЗЕМЛЯ И
СИГНАЛ, НО НЕТ ПИТАНИЯ — КРАСНОГО ПРОВОДА).
13

14.

Р Е Г УЛ Я Т О Р Ы « 4 - В - 1 »
В КАЧЕСТВЕ КОМПРОМИССА НЕКОТОРЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ
ВЫПУСКАЮТ ОТДЕЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ, КОТОРЫЕ МОЖНО
СОЕДИНИТЬ МЕЖДУ СОБОЙ И ПОЛУЧИТЬ ПЛАТУ 4-В-1,
НАПРИМЕР QUADRANT 4-IN-1. ЕЩЁ ОДНО ПРЕИМУЩЕСТВО
ПЛАТ 4-В-1 — БОЛЕЕ ПРАВИЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА В
КОПТЕРЕ, ОСНОВНАЯ МАССА КОМПОНЕНТОВ ОКАЗЫВАЕТСЯ В
СОБРАННОЙ В ОДНОМ МЕСТЕ, ЧТО ДАЕТ МЕНЬШИЙ
МОМЕНТ ИНЕРЦИИ КОПТЕРА. БЛАГОДАРЯ ЭТОМУ
УВЕЛИЧИВАЕТСЯ ЕГО ОТЗЫВЧИВОСТЬ.
РЕГУЛЯТОРЫ 4-В-1 ОБЫЧНО СТАВЯТСЯ ПРЯМО ПОД
ПОЛЕТНЫМ КОНТРОЛЛЕРОМ, ПОЭТОМУ ЕСТЬ СМЫСЛ
ПОДУМАТЬ О ПОМЕХАХ, КОТОРЫЕ МОГУТ ПОВЛИЯТЬ НА
ЛЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КАЧЕСТВО ВИДЕО.
14

15.

Тел:+7 (861) 298-47-70
Почта:flyseeagro@gmail.com
Спасибо за внимание!