همه چیز درباره اسپید کنترل ها (ESC) در موتور های براشلس

اسپید کنترل ها ماژول هایی برای کنترل سرعت موتور های براشلس هستند که با PWM سرعت موتور را کنترل می کنند. در ذیل به معرفی و نحوه انتخاب انواع آنها می پردازیم.

ریتینگ جریان

اگر موتور انتخابی، جریانی بیش از جریان ریتینگ اسپید کنترل بکشد، اسپید کنترل از کار افتاده و حتی ممکن است مشتعل شود. عواملی که منجر به کشیدن جریان اضافی می شوند عبارتند از:

  • KV موتور بیشتر
  • سایز بزرگتر موتور
  • پروانه سنگین تر

دو ریتینگ جریان برای اسپید کنترل ها وجود دارد: جریان دائمی (continuous) و جریان هجومی (burst). جریان ریتینگ دائمی همان مقداری است که اسپید کنترل می تواند در حالت کار دائم تحمل کند. از آنجاییکه احتمال آن کم است که از حداکثر تراتل حتی هنگام مسابقه استفاده شود، اسپید کنترل ها معمولا طوری طراحی می شوند که جریان بالاتری را برای بازه زمانی کوتاه تحمل کند (مثلا 10 ثانیه) و آن ریتینگ جریان هجومی است.

گاهی در انتخاب جریان ریتینگ اسپید کنترل سردرگمی بوجود می آید، اما باید در نظر داشت این جریان حداکثر موتور است که جریان ریتینگ اسپید کنترل را تعیین می کند. در واقع حسنی در انتخاب اسپید کنترل با جریان بالاتر وجود ندارد. مثلا وقتی یک اسپید کنترل با ریتینگ 20 آمپری را با یک 40 آمپری تعویض کنید، افتی را در عملکرد به دلیل سنگین تر شدن پرنده خود مشاهده خواهید کرد.

چگونه جریان مصرفی موتور براشلس را پیدا کنیم

می توانید خودتان جریان مصرفی موتور را با یک پایه پیشران و میتر توان اندازه گیری کنید. همچنین نتایج اندازه گیری ها در سایت ها موجود اند که می توانید موتور و سیستم ترکیبی را انتخاب کنید. بعضی سازندگان موتور نیز این نتایج را در صفحه تولیدات خود دارند.

برای مثال، اگر بخواهید موتور FPVModel 2206 را با پروانه های 5030 و باتری لیتیوم-پلیمر 4 سل انتخاب کنید، در تراتل 100%، 10 آمپر می کشد، بنابراین یک اسپید کنترل با جریان ریتینگ 12 آمپر کافی و حتی بیشتر از آن را هم می تواند تحمل کند. البته اگر از پروانه های 6045 با این موتور استفاده کنید، جریان حداکثر می تواند به 20 آمپر نیز برسد که در این صورت اسپید کنترل با ریتینگ 20 آمپر استفاده شود.

اگر مقداری بازه خطا در نظر گرفته شود مشکلی پیش نمی آید، اما نیازی نیست که از محدوده، فراتر رفت. می توان اسپید کنترلر با ریتینگ 30 یا حتی 40 آمپر نیز برای جریان 20 آمپر استفاده کرد، اما این کار بدون توجیه است و تنها وزن و هزینه اضافه می کند (اسپید کنترل های بزرگتر گران قیمت ترند).

اضافه-نیروی پیشران و جریان در تست های نیروی پیشران

باید در نظر داشت که بیشتر تست های نیروی پیشران استاتیکی از پرواز های واقعی، جریان و نیروی بیشتری را نشان می دهند.

اولا فلایت کنترلر ها (FC) همواره یک مقدار لبه بالای پدال تراتل می گذارند تا پرنده را متعادل کنند، پس در هنگام پرواز هیچگاه به تراتل 100% نمی رسد. ثانیا موتورها نیازی ندارند که در حالت پرواز حرکت به جلو در هوای آزاد تا آن حد سخت کار کنند؛ بنابراین جریان کمتری می کشند.

برای اثبات این حرف، یک آزمایش با نمایشگر روی صفحه (OSD) انجام شده است که جریان کلی را در کل زمان پرواز نشان می دهد. در این تست DYS Storm 2207 2500KV با پروانه های DAL Cyclones 5045×3 استفاده شده است. تست نیروی استاتیکی این موتور 30 آمپر جریان در 100% تراتل را نشان می دهد، درحالیکه حداکثر جریان در حالت پرواز حدود 22 تا 24 آمپر است.

بعلاوه، نحوه پرواز هر کس متفاوت است، شاید شما اغلب اوقات پدال تراتل را در حالت 100% فشار ندهید، در این صورت جریان کلی، کمتر از این خواهد بود.

باتری ها ضعیف اند

فاکتور دیگری که باید در نظر داشت، مقدار جریانی است که می توان از باتری های LiPo کشید. بیشتر پروانه های 5 اینچی می توانند در اسپید کنترل های 20 آمپری دوام بیاورند، چون بیشتر باتری های 4 سل 1300 تا 1500 میلی آمپر ساعت حتی جریان کافی را برای مدت کافی تامین نمی کنند که یک اسپید کنترل 20 آمپری را بسوزانند (با فرض اینکه ریتینگ اسپید کنترل کاملا غلط نباشد).

اسپید کنترل های 25 یا 30 آمپری تقریبا برای هر موردی بیشتر از حد نیاز هستند. اگر حتی یک باتری واقعا باکیفیت 1300 تا 1600 میلی آمپر ساعت استفاده کنید، یک اسپید کنترل 35 آمپری شاید بیشتر از حد نیاز نیز باشد اما مشکلی پیش نمی آید.

از تست های بسیاری که در اینترنت موجود است، نتیجه گیری می شود که حداکثر جریان یک باتری 4 سل 1500 میلی آمپرساعت به بیش از 80 آمپر نمی رسد.

برای مثال یک ترکیب موتور و پروانه ای را که بتواند تا 120 آمپر بکشد می توانید داشته باشید، اما معمولا تا بیشتر از دو ثانیه دوام نمی آورد. با محدودیت های موجود باتری ها، افت ولتاژ های زیادی را خواهید داشت و در نتیجه آن با افت جریان، مقدار جریان بسیار کمتری خواهد کشید.

استفاده از اسپید کنترل های بزرگتر از مورد نیاز

استفاده از اسپید کنترل های بزرگتر مشکلی ایجاد نمی کند جز اینکه سایز، وزن و قیمت را افزایش می دهد. در واقع فوایدی هم دارد که اسپید کنترل بزرگتر احتمال افزایش دمای خارج از محدوده کمتر و راندمان بالاتر است.

در اسپید کنترل ها FET ها هستند که همه کار سخت را انجام داده و کل جریان را متحمل می شوند. با اسپید کنترل های جریان بالاتر FET های جریان بالاتر هستند و به اندازه کوچکتر ها گرما تولید نمی کنند. بنابراین می توانند بازده بالاتر انرژی نسبت به کوچکتر ها داشته باشند هر چند که هر دو جوابگو هستند.

فرمویر ها

سیمونکی (SimonK) و بی ال هلی (BLHeli)

دو فرمویر از قدیمی ترین ها برای مولتی روتور ها SimonK و BLHeli هستند. در اصل این دو منبع باز (open source) بودند که بوسیله آرسی کار ها توسعه و بهبود یافتند. در قدیم الایام فرمویر های نوشته شده توسط سازنده ها بهینه نبود، لذا آرسی کار ها مایل بودند که BLHeli یا SimonK را بر روی اسپید کنترل هایشان نصب کنند. به تدریج این کار، استاندارد شد و اکثر اسپید کنترل ها با BLHeli یا SimonK نصب شده روی آن ها آمدند.

اکثر کاربران به خاطر طیف ویژگی ها و رابط کاربری جذاب از BLHeli استفاده می کنند. بهرحال گفته می شود که SimonK منقضی شده و دیگر بروزرسانی نمی شود، لذا به BLHeli می پردازیم.

BLHeli_S

فرمویر BLHeli_S نسل دوم فرمویر BLHeli است که بطور خاص برای اسپید کنترل ها با پردازنده Busybee با سخت افزار PWM ساخته شده اند. همچنین دارای رابط کاربری بسیار ساده تری است. Aikon SEFM 30A و سری های XS از DYS از قدیمی های فرمویر آپدیت شده BLHeli_S است.

KISS

این فرمویر منبع بسته بوده و منحصر به اسپید کنترل های KISS است.

 

پردازنده

اتمل (ATMEL) و سیلابس (SILABS)

سه خانواده از پروسسور ها برای مولتی کوپتر های RC نیاز است. در حال حاضر اکثر ESC های مولتی روتور از این پردازنده ها استفاده می کنند: اتمل، سیلابس و آرم کورتکس. پردازنده های مختلف ویژکی های متفاوتی دارند که به شما امکان می دهند فرمویرهای مختلف را اجرا کنید.

  • ATMEL 8-bit توسط SimonK و BLHeli پشتیبانی می شود
  • SILABS 8-bit تنها BLHeli و BLHeli_S را اجرا می کند
  • Atmel ARM Cortex 32-bit (بطور خاص تر STM32 F0) – BLHeli_32 را اجرا می کند

قبل از اینکه بازار اسپید کنترل ها تحت سیطره SILABS در آید، ATMEL 8-bit رایج تر بود. اسپید کنترل های Silabs بجز اسپید کنترل های KISS عملکرد بهتری نسبت به ATMEL هشت بیتی داشت. از سال 2017، پردازنده Atmel Arm برای اسپید کنترل های 32 بیت رایج شد.

SILABS F330 و F39X

در اسپید کنترل های بر پایه SiLabs پردازنده های متفاوتی وجود دارد که عملکرد های متفاوتی دارند، برای مثال، 2 مورد اصلی F330 و F39X است (F390 و F396).

F330 سرعت کلاک کمتری دارد، و مشکلات زیادی در راه اندازی موتور های با KV بالا دارد. F39X این مشکلات را ندارد و همچنین پروتکل Multishot ESC و Oneshot42 را بطور کامل پشتیبانی می کند. دو نمونه معروف Littlebee 20A (F330) و DYS XM20A (F39X) هستند.

DYS_XM20A_F390
DYS_XM20A_F390

Busybee (EFM8BB)

پردازنده های BUSYBEE ارتقا یافته F330 و F39X است. اسپید کنترل های BLHeli_S معمولا این دو را اجرا می کنند

BusyBee1 – BB1 (EFM8BB10F8)

BusyBee2 – BB2 (EFM8BB21F16)

اینها بهترند چون بجای استفاده از PWM نرم افزاری، سخت افزار خاصی دارند که می تواند یک سیگنال PWM تولید کند که با دیوتی سایکل پردازنده سینک می شود، نتیجه آن پاسخ تراتل بسیار نرم تر است. همچنین آخرین پروتکل های D-Shot ESC را پشتیبانی می کند. نمونه های اسپید کنترل که از این پردازنده ها استفاده می کنند Aikon SEFM و DYS XS30A هستند.

بطور خلاصه درجه بندی عملکرد از بهترین به بدترین به شرح زیر اند:

  • BB2
  • BB1
  • F39X
  • F330
  • Atmel 8-bit

Aikon_SEFM_20A_BusyBee ESC
Aikon_SEFM_20A_BusyBee ESC

 

8 بیت و 32 بیت

بسیاری از اسپید کنترل ها همچنان از پردازنده های 8 بیت (F330, F39X, Busybee,…) استفاده می کنند، اما از سال 2016 بعضی از ESC های 32 بیتی بر پایه STM32 ورود پیدا کردند، مثل KISS 24A Race Edition، V-Good Firefly، و  Gemfan Maverick. این پردازنده های 32 بیتی قدرتمند ویژگی های بسیاری را ارائه می دهند که با پردازش و ظرفیت محدود پردازنده های 8 بیت امکان پذیر نیست. ویژگی هایی از قبیل ESC Telemetry در KISS 24A یا “تغییر جهت چرخش در هنگام راه اندازی” در Firefly – بعنوان بخشی از ویژگی ها.

Wraith32_32bit_ESC
Wraith32_32bit_ESC

پروتکل های اسپید کنترل

پروتکل های اسپید کنترل مشخص می کنند که با چه سرعتی سیگنال ها از فلایت کنترلر به اسپید کنترل می توانند منتقل بشوند که تاثیر زیادی بر عملکرد پرنده دارند. پروتکل اصلی (قدیمی ترین) PWM استاندارد است که تا 2 میلی ثانیه تاخیر دارد، در حالیکه در حال حاضر سریعترین Multishot  تاخیر را به فقط 5 تا 25 میکروثانیه کاهش داده است.

عملکرد پروتکل های اسپید کنترل
عملکرد پروتکل های اسپید کنترل

در زیر، لیستی از پروتکل های استفاده شده از قدیمی ترین تا جدید ترین آمده است:

  • Standard PWM
  • Oneshot125
  • Oneshot42
  • Multishot
  • DShot (DShot150, DShot300, DShot600, DShot1200)
  • ProShot

هر ESC هر پروتکلی را پشتیبانی نمی کند، قبل از خرید، از ویژگی ها اطمینان حاصل کنید.

پشتیبانی از ترمز اکتیو و PWM سخت افزاری

ویژگی هایی کلیدی در اسپید کنترل است که باعث می شود عملکردی عالی داشته باشند و ارزش اشاره کردن را دارد.

  • Damped Light، معروف به ترمز فعال – عملکرد واکنشی را بسیار بهبود می بخشد
  • PWM سخت افزاری – نرمی و واکنش را بهبود می بخشد، پرنده را به وضوح کم صدا تر و مقداری پر راندمان تر می کند. همچنین اجازه می دهد که کنترل بهتری داشته باشید.
  • درایور گیت در نظر گرفته شده – اسپید کنترل های ارزانتر برای درایو گیت های FET از ترانزیستور استفاده می کنند، اما استفاده از یک درایور گیت تاثیر ترمز فعال را بهبود می بخشد.

سایز و وزن اسپید کنترل

به طور طبیعی سایز و وزن یک اسپید کنترل با ریتینگ جریان آن متناسب است.

امروزه اسپید کنترل هایی که برای مینی کواد ها طراحی شده اند ابعاد و وزن استانداردی حدود 4 تا 6 گرم دارند. ساخت اسپید کنترل کوچکتر و سبک تر بدون فدا کردن عملکرد و خنک سازی، یک چالش محسوب می شود. برای مسابقات باید پرنده را تا حد ممکن سبک ساخت، هر چند که اگر بخواهید بیش از چند گرم وزن را کم کنید،  اسپید کنترل بهترین قسمت برای کاهش وزن نیست.

اسپید کنترل های کوچک تر باعث گرم شدن سریعتر می شوند و خنک سازی آنها سخت تر است، که باعث نگرانی در مورد خنک سازی اسپید کنترل های کوچک می شود.

مقایسه ابعاد اسپید کنترل ها
مقایسه ابعاد اسپید کنترل ها

ولتاژ ورودی

بعضی اسپید کنترل ها می توانند تا 6 سل ولتاژ ورودی بپذیرند، برخی شاید تنها 4 سل بپذیرند. از انطباق آن ها با ولتاژ باتری LiPo که میخواهد برای پرنده تان استفاده کنید اطمینان حاصل کنید. اعمال ولتاژ اضافی به اسپید کنترل آن را و احتمالا موتور ها را نیز می سوزاند.

اسپید کنترلبا یا بدون BEC – Opto

بعضی اسپید کنترل ها با یک BEC (مدار حذف کننده باتری) که خروجی 5 ولت می دهد (که با آن می توانید FC، RX و دیگر اجزاء را برق دهی کنید) به بازار می آیند.  آنهایی که BEC داخلی ندارند اغلب Opto ESC نامیده می شوند، بدون در نظر گرفتن اینکه حتی شاید از ایزولاتورهای نوری (opto-isolators) استفاده نکنند.

یک ایزولاتور نوری سیگنال ها را با نور می فرستد. اساسا بخش ولتاژ با لا را از ولتاژ پایین جدا می کند و از آسیب ناشی از تغییر ولتاژ ناگهانی یا تداخل با سیگنال های FC جلوگیری می کند.

اسپید کنترل های بدون BEC مزیت سبک تر بودن، کوچکتر بودن و نویز کمتر داشتن را (به علت ایزولاسیون گیرنده و فلایت کنترلر با اسپید کنترل) دارند.

هرچند بدون BEC 5 ولت، FC و RX یک منبع تغذیه جداگانه نیاز خواهند داشت. (توجه: اسپید کنترل های بدون BEC سیم سروو قرمز رنگ را ندارند و فقط گراند و سیگنال است).

اسپید کنترل با BEC
اسپید کنترل با BEC

 

اسپید کنترل بدون BEC
اسپید کنترل بدون BEC

اتصال اسپید کنترل به موتور براشلس

این سوال پیش می آید که سه سیم را چطور به موتور متصل کنیم. با هر ترتیبی که متصل کردید موتور کار می کند. با تعویض اتصال دو سیم از این سه سیم، جهت چرخش موتور عوض می شود. همچنین در تنظیمات BLHeliSuite (برای کاربران فرمویر BLHeli) می توان جهت را عوض کرد. برای کاربران KISS، دو پین وجود دارد که با اتصال آن دو به هم، جهت چرخش عوض می شود.

تنظیم کننده BLHeli

BLHeliSuite تنها برای سیستم عامل ویندوز ارائه شده است، اما یک کروم اپ با نام BLHeli Configurator وجود دارد که می توان با داشتن گوگل کروم در هر سیستم عاملی اسپید کنترل خود را فلش کرد.

(تنها با BLHeli و BLHeli_S کار می کند نه با BLHeli_32)

محیط BLHeli
محیط BLHeli

کالیبراسیون اسپید کنترل در اتوپایلوت های APM و Pixhawk

بیشتر اسپید کنترل ها می بایست کالیبره شوند تا بدانند که مقدار مینیمم و ماکزیمم تراتل با توجه به مقدار PWM ارسالی آنها، کدام است.

درباره کالیبراسیون

کالیبراسیون اسپید کنترل بسته به برند اسپید کنترل متفاوت است و برای آشنایی از آن باید به دستورالعمل ها مراجعه کرد. کالیبراسیون “همگی یکجا” برای بیشتر اسپید کنترلر ها به خوبی جواب می دهد. پس ایده خوبی است که ابتدا آن را امتحان کرده و اگر جواب نداد، روش اسپید کنترل به اسپید کنترل دستی را امتحان کرد.

  • اگر از اسپید کنترل BLHeli و یا DShot استفاده می کنید، به این منبع مراجعه کنید: پشتیبانی اسپید کنترل DShot و BLHeli برای تنظیم.
  • بعضی اسپید کنترل ها مثل اسپید کنترل های DJI Opto به کالیبراسیون نیاز نداشته و از آن پشتیبانی نمی کنند.
  • بعضی برند های اسپید کنترل تا وقتی که پایانه های تراتل RC را تنظیم نکنید به طوریکه تراتل در مینیمم حدود 1000 PWM بوده و در ماکزیمم حدود 2000 باشد، به شما اجازه کالیبراسیون را نمی دهند. توجه داشته باشید که اگر ترمینال های TX را تغییر دهید، مجددا نیاز به کالیبراسیون RC خواهید داشت. به همین صورت با Copter-3.4 (و بالاتر) احتمالا نیاز است که MOT_PWM_MIN را به 1000 و MOT_PWM_MAX را به 2000 تنظیم کنید.
  • اگر از اسپید کنترل های OneShot استفاده می کنید، MOT_PWM_TYPE را به 1 (برای OneShot روتین) یا به 2 (برای OneShot125) تنظیم کنید. توجه داشته باشید که فقط در Copter-3.4 (و بالاتر) ساپورت می شود.

هشدار: قبل از کالیبراسیون اسپید کنترل، اطمینان حاصل کنید که کوپتر شما بدن پروانه است و APM به کامپیوتر از طریق USB وصل نباشد و باتری ها جدا باشد. در ادامه، کالیبراسیون ESC ها توسط اتوپایلوت های APM و Pixhawk به روش های مختلف آمده است.

کالیبراسیون همگی یکجا

1- فرستنده را روشن کرده و تراتل را در حداکثر خود قرار دهید.

فرستنده را روشن کنید. تراتل را تا انتها فشار دهید
فرستنده را روشن کنید. تراتل را تا انتها فشار دهید

 

 

2- باتری LiPo را وصل کنید. LED های قرمز، آبی و سبز با ترتیب خاصی شروع به روشن شدن می کنند. این یعنی دفعه دیگر که وصل کنید، آماده کالیبراسیون است.

باتری را وصل کنید
باتری را وصل کنید

3- همانطور که تراتل در 100% است، باتری را جدا کنید.

باتری را جدا کنید
باتری را جدا کنید

4- در PX4 یا Pixhawk، کلید ایمنی را فشار داده و نگه دارید تا قرمز شود.

5- الان اتوپایلوت در حالت کالیبراسیون اسپید کنترل است. (در APM، LED های قرمز و آبی متناوبا مثل یک ماشین پلیس روشن و خاموش می شوند).

6- صبر کنید تا اسپید کنترل صدای بیپ دهد. تعداد بیپ ها، تعداد سل های باتری را مشخص می کند و صدای دو بیپ اضافه بر آن مشخص می کند که تراتل حداکثر را دریافت کرده است.

7- تراتل را تا مینیمم آن پایین بیاورید.

تراتل را پایین بیاورید
تراتل را پایین بیاورید

8- حال، اسپید کنترل ها می بایست یک بیپ طولانی از خود آزاد کنند که نشانگر دریافت تراتل مینیمم و کامل شدن پروسه کالیبراسیون است.

9- اگر صدای بیپ طولانی ناشی از موفقیت آمیز بودن کالیبراسیون شنیده شد، اسپید کنترل ها آماده کار بوده و اگر تراتل را مقداری بالا ببرید، موتور ها باید شروه به چرخیدن کنند. امتحان کنید که با یک مقدار بالا بردن تراتل، موتور ها چرخیده و سپس آن را پایین بیاورید.

10- تراتل را در حالت مینیمم قرار داده و باتری را جدا کنید تا از حالت کالیبراسیون خارج شوید.

 

کالیبراسیون دستی اسپید کنترل به اسپید کنترل

  • یکی از سیم های سه گانه اسپید کنترل را به کانال تراتل گیرنده RC وصل کنید (معمولا کانال 3 است).
  • فرستنده را روشن کرده و تراتل را در مقدار ماکزیمم قرار دهید.
  • باتری LiPo را وصل کنید.
  • یک صدای موزیکال و سپس دو بیپ خواهید شنید.
  • بعد از دو بیپ، تراتل را به مینیمم پایین بیاورید.
  • تعدادی بیپ خواهید شنید (به تعداد سل های باتری مورد استفاده) و در نهایت یک بیپ طولانی پایان پروسه کالیبراسیون خواهید شنید.
  • باتری را قطع کنید و این گام ها را برای همه اسپید کنترل ها تکرار کنید.
  • اگر معلوم شد که اسپید کنترل ها کالیبره نشده اند، کانال تراتل در فرستنده احتمالا باید معکوس شود.
  • اگر بعد از انجام این روش ها همچنان مشکل داشتید (مثلا اسپید کنترل ها همچنان بوق ممتد می زدند) تراتل را 50% کمتر کنید.
  • همچنین می توانید بورد APM را ابتدا با USB تغذیه کنید تا قبل از اتصال باتری LiPo آن را بوت کنید.

کالیبراسیون اسپید کنترل به اسپید کنترل نیمه اتوماتیک

  • از یک ایستگاه زمینی مثل Mission Planner به فلایت کنترلر وصل شده و پارامتر ESC_CALIBRATION را به 3 تنظیم کنید.
  • باتری و کابل USB را جدا کنید تا فلایت کنترلر بی برق شود.
  • باتری را وصل کنید.
  • صدای روشن سدن شنیده خواهد شد (اگر پرنده بازر داشته باشد).
  • اگر فلایت کنترلر را با یک کلید ایمنی استفاده می کنید (مثل Pixhawk) آن را فشار داده تا به رنگ قرمز درآید.
  • یک صدای موزیکال و سپس دو بیپ خواهید شنید.
  • بعد از چند ثانیه می بایست چند صدای بیپ (به تعداد سل های باتری) شنیده و در نهایت یک بیپ طولانی نشان دهنده پایان کالیبراسیون اسپید کنترل به صدا درآید.
  • باتری را قطع و مجددا وصل کنید و به شرح زیر تست کنید.

تست

بعد از اینکه کالیبراسیون انجام شد، می توانید با اتصال باتری، آن را تست کنید. به یاد داشته باشید: بدون پروانه!

  • مطمئن شوید که سوییچ حالت پرواز روی Stabilize Mode باشد.
  • پرنده را روشن کنید
  • مقداری تراتل بهید. همه موتور ها باید تقریبا در یک سرعت بچرخند. اگر موتور ها همگی در یک زمان مشخص استارت نخورده و در یک زمان نچرخیدند، اسپید کنترل ها همچنان درست کالیبره نشده اند.
  • پرنده را بی برق کنید.

 

نکات / عیب یابی

حالت کالیبراسیون همگی-یکجا اسپید کنترل، باعث می شود که APM تراتل خلبان را مستقیما از طریق اسپید کنترل ها ببیند. اگر APM را در این حالت تغذیه کنید، سیگنال PWM یکسانی را به همه اسپید کنترل ها ارسال خواهید کرد. این همه چیزی است که انجام می دهد. خیلی از اسپید کنترل ها از تراتل کامل در هنگام روشن شدن استفاده می کنند تا به حالت پروگرمینگ وارد شوند. مکان تراتل کامل به عنان پایانه انتهایی ذخیره می شود و وقتی تراتل را به صفر می برید، آن مکان به عنوان نقطه ابتدایی ذخیره می شود.

اگر بعد از کالیبراسیون، موتور ها با همان سرعت نچرخیده و در همان زمان استارت نشوند، پروسه کالیبراسیون را تکرار کنید. اگر کالیبراسیون اتوماتیک را امتحان کردید و عمل نکرد یا اینکه اسپید کنترل ها موتور ها را بطور یکسان نراندند، روش کالیبراسیون دستی شرح داده شده در بالا را امتحان کنید. این روش تقریبا باید همیشه جواب دهد. (به ندرت بعد از کالیبراسیون دستی به یک کالیبراسیون اتوماتیک اضافی نیاز خواهید داشت).

تعداد بسیار زیادی برند و انواع اسپید کنترل ها موجود بوده و بعضی از آنها از پروگرمینگ معمول، پیروی نمی کنند (حتی با اینکه بعضی اوقات ادعای آن را دارند) و شاید به روش حاضر با APM کار نکنند. این گفته متاسفانه صحیح است.

 

تنظیمات پیشنهادی اسپید کنترل به شرح زیر است:

  • ترمز: خاموش
  • نوع باتری: Ni-xx (NiMH یا NiCd) (حتی اگر از باتری های LiPo استفاده می کنید، این تنظیم احتمال اینکه حس کردن ولتاژ کم اسپید کنترل ها موتور را خاموش کند کاهش می دهد).
  • حالت CutOff: Soft-Cut (پیشفرض)
  • آستانه CutOff: Low
  • Start Mode: Normal (پیشفرض)
  • Timing: MEDIUM

 

تایمینگ موتور

تایمینگ موتور تنظیماتی روی اسپید کنترل است که برای راندمان موتور، قابلیت اطمینان، گشتاور و RPM مولتی روتور ها بسیار مهم است.

سیم پیچی و مگنت ها در موتور براشلس وجود دارد. برای به حرکت در آوردن موتور، از درون سیم پیچی ها جریان گذرانده و این باعث بوجود آمدن میدان مغناطیسی در سیم پیچی شده و مگنت را جذب می کند.

هر زمان که سیم پیچی را شارژ و دشارژ می کنیم، القا رخ می دهد. این یعنی وقتی به سیم پیچی جریان می دهیم، ساختن میدان مغناطیسی و حذف آن زمان بر است.

هدف تایمینگ موتور، سوییچ کردن زود هنگام سیم پیچی موتور است تا میدان مغناطیسی برای زمان مناسب آماده شود.

اثرات متفاوتی هنگامیکه شروع به شارژ سیم پیچی در زمان های متفاوتی می کنید وجود دارد. اگر سیم پیچی را زودتر از هنگامیکه هنوز از مگنت دور است جریان دهید، RPM موتور را افزایش داده اما گشتاور را کاهش می دهد. اما وقتی سیم پیچی را دیرتر وقتی خیلی نزدیک به مگنت است جریان دهید، گشتاور موتور را افزایش داده و RPM را کاهش می دهد.

تایمینگ موتور بسیار به القاء بستگی دارد و القء نیز به فاکتور های بسیاری از قبیل بار (جریان)، مقاومت سیم پیچی، تعداد دور های سیم پیچی و غیره بستگی دارد.

در بعضی اسپید کنترل ها تایمینگ خودکار (یا تایمینگ انطباقی) وجود دارد که برای شما اینکه چه تایمینگ موتوری باید استفاده شود، پیدا کرده و تصمیم گیری می کند (مثل اسپید کنترل های KISS). در حالیکه در BLHeli کاربر باید تایمینگ موتور را انتخاب کند (پیشفرض، متوسط است). در حال حاضر، هیچ نتیجه گیری نسبت به اینکه نشان دهد تایمینگ خودکار بهتر است یا تایمینگ ثابت، موجود نیست.

 

چه چیزی باعث می شود که ESC سریعتر عمل کند

  • گیت درایور ها
  • MCU سریعتر
  • FET های بهتر

 

فواید/نقص های تامینگ بالای موتور چیست

  • تامینگ بالاتر موتور از ناهماهنگی های موتور جلوگیری می کند
  • اندکی نیروی پیشران بیشتر
  • بازدهی کمتر، تلفات بیشتر گرمایی ناشی از سوییچینگ سریعتر سیم پیچی ها (سیم پیچی مقاومت دارد)، بنابراین موتور نیز بیشتر گرم می شود.

چرا در گذشته موتور های KV بالا عموما با تایمینگ متوسط در BLHeli بهتر عمل می کردند؟

اول اینکه تعداد زیادی دستورالعمل در سایت ها موجود است که تایمینگ موتور را مرتبط با قطب ها یا مگنت ها کرده است. این درست نیست.

همانطور که QuadMcFly پیشنهاد می کند، عمده موتور های نسل جدید با تایمینگ موتور متوسط خوب عمل می کنند (یا نقطه شروع خوبی است)، به علت:

  • مگنت های قویتر N52، که اکتشاف EMF واکنشی (back EMF) را زودتر و راحت تر می سازند
  • سیم پیچی های بسیار کم مقاومت

 

چه تایمینگی باید استفاده کنم؟

چون پاسخ واحدی برای همه وجود ندارد، شاید بهترین راه، آزمایش تایمینگ های متفاوت توسط خودتان است و ببینید که کدام برای شما بهترین عملکرد را دارد. حتی بهتر است که پایه نیروی پیشران داشته باشید، چند مورد را با تراتل های متفاوت تست کرده و ببینید که کدام تایمینگ بهترین عملکرد را به شما می دهد.

 

ترمز فعال – در BLHeli معروف به Damping Light

ترمز فعال یک ویژگی در فرمویر BLHeli است. بسیاری از افراد آن را با Oneshot125 فعال می کنند تا نتایج واکنش پذیر تری دریافت کنند.

با فعال بودن Damping Light (ترمز فعال)، اسپید کنترل سرعت موتور را سریع تر از پایین بردن تراتل کاهش می دهد. بدون این قابلیت، پروانه تنها با مقاومت هوا به کندی کاهش سرعت می دهد. نتیجه، کنترل تراتل با واکنش پذیری بیشتر و عملکرد چابک تر است. وقتی این ویژگی غیرفعال است، کواد به حالت تعلیق بیشتری حس می شود.

اثر منفی ترمز فعال، اسپایک های ولتاژ بوجود آمده هنگام ترمز است که می تواند به مقداری بد باشد که تاثیر بدی را بر ویدیو گذاشته یا حتی به قطعات الکترونیکی در پرنده آسیب زند. یک راه آسان برای حل این مشکل، نصب خازن های کم ESR در تغذیه یا اسپید کنترل است.

موتور های یکپارچه شده با ESC

موتورهایی دیده شده است که در آن ها اسپید کنترل وجود دارد مثل ZTW Black Widow. اگرچه به نظر راحت و صرفه جویی در فضا می آمد، اما در واقع ایده ای با مخالفت فراوان بود. در هنگام خرابی یا ارتقا، هر دو می بایست تعویض می شدند که در دراز مدت هزینه بیشتری در پی داشت.

اسپید کنترل4in1

یک آپشن آسان، اسپید کنترل  4 در 1 است که در واقع چهار اسپید کنترل تجمیع شده در یک برد هم سایز با یک فلایت کنترلر یا PDB است، که می توان آن ها را به هم متصل کرده و سیم کشی تمیز تری داشت. هرچند خراب شدن یک ESC به معنی از کار افتادن کل برد است. این موضوع، یک سبک سنگین کردن بین ریسک و آسانی است.

برای حل این موضوع، بعضی سازندگان طرحی را ارائه کرده اند که 4 اسپید کنترل جداگانه به یکدیگر متصل شده و شکل یک برد واحد را می گیرند مثل  Quadrant 4-in-1. یک اسپید کنترل 4 در 1 مزیت توزیع وزن در پرنده را دارد، چون جرم بیشتر متمرکز شده است، ممان اینرسی کمتری در پرنده وجود خواهد داشت که باعث واکنش پذیری بیشتر آن می شود.

اسپید کنترل 4 در 1
اسپید کنترل 4 در 1

 

اسپید کنترل و نیروی پیشران

بعضی اسپید کنترل ها می توانند در یک سیستم مشابه، نیروی پیشران بیشتری ایجاد کنند. می توانند در شرایط یکسان تا 20% تفاوت نیروی پیشران بین ضعیف ترین و قوی ترین ESC موجود در بازار باشد. هرچند این کیفیت اسپید کنترل را نشان نمی دهد، که می تواند بر فاکتور های بیشتری وابسته باشد: کیفیت ساخت، طول عمر، رنج ولتاژ پشتیبانی، نرمی عملکرد، سطح نویز الکتریکی و … همگی وابسته به آن است که چه نوع پروازی دارید.

در واقعیت همه اسپید کنترل های برندهای مطرح قدرت و عملکرد عالی دارند.

اتو تایمینگ یا فیکس تایمینگ

دو حالت زمانبندی موتور عبارتند اتوتایمینگ و فیکس تایمینگ، که در آن به طور تجاری به ترتیب در KISS و BLHeli بکار رفته است. این دو تاثیراتی در عملکرد و قابلیت اطمینان اسپید کنترل دارند.

بوت لودر

بوت لودر بخش مهمی است که برای فلش کردن اسپید کنترل نیاز است، البته BLHeli با بوت لودر مخصوص خود و SimonK نیز با بوت لودر مخصوص خود نصب می شود که BLHeli دارای ویژگی های بیشتر و قابل ارتجاع تری است. می توانیم با رابط یک-سیمه  فرمویر را با سیگنال لید فلش کنیم. اخیرا “passthrough” یک آپشن شده است که اساس فلایت کنترلر را بعنوان پروگرمر استفاده می کند.