ESC

L’Acronimo ESC sta per Electronic Speed Controller, ovvero è quel componente che gestisce la velocità dei nostri motori elettrici. E’ necessario precisare che esistono ESC per motori brushless ed ESC per motori brushed: gli uni non sono compatibili con gli altri, considerata anche l’evidente differenza strutturale fra i due tipi di motori.
La maggior parte degli ESC comunicano con la scheda di controllo mediante una tecnica di modulazione digitale chiamata PPM, ovvero Modulazione a posizione di impulso. 
In poche parole la FC (Flight Control) invia una sequenza di impulsi d’onda quadra all’ESC che, interpretandone la posizione e/o la durata (τ), varia la velocità angolare dei motori.
La FC invia un impulso di periodo T  e la durata  τ (tau) in cui il segnale è alto (ovvero quando è a 1 in logica booleana) è il fattore che determina la velocità angolare finale del motore.
Il range PPM in genere varia da 1000 µs a 2000 µs, il che significa che se la FC invia un impulso in cui il segnale rimane alto per 1000 µs (1 ms) il motore sta fermo, mentre se la FC invia un impulso in cui il segnale sta alto per 2000 µs (2 ms) il motore gira alla massima velocità.

genPWM (1)

Tornando all’ ESC in mio possesso: 20A Blue Series ESC
Avendo scelto dei motori con un assorbimento massimo di 18A occorreva acquistare un ESC da almeno 20A. Ovviamente, come i motori, anche gli ESC funzionano a 11,1V.
Gli ESC assorbono una corrente continua di 20A e una corrente di burst di 30A: ciò significa che, a livello ideale, nello sprint iniziale che devono dare ai motori per muoverli dallo stato di “quiete”, assorbono 30A.
Hanno una frequenza di lavoro di default a 8Khz ma la si può anche aumentare portandola a 16 Khz: per i motori outrunner (come i miei) è consigliato portare la frequenza degli ESC a 16Khz in quanto ne aumenta l’efficienza, anche se in questo modo sono più soggetti a disturbi elettromagnetici.

Questo è lo schema di collegamento di un ESC:

schema4

Come si può vedere un ESC (regolatore) ha in entrata i cavi di alimentazione (quello rosso e quello nero che arrivano dalla batteria) e in uscita ha i tre cavi che sono collegati direttamente ai motori: non ha importanza l’ordine di collegamento dei cavi di output, possono essere collegati in maniera completamente casuale; se si vuole invertire il verso di rotazione di un motore basta invertire il collegamento di due di quei tre cavi.
Si notano poi tre cavetti che escono dal regolatore: uno di quei cavi (nell’immagine quello giallo) è quello che porta l’informazione del segnale PPM dalla FC al regolatore mentre gli altri due (nero e rosso) sono l’uscita del circuito BEC (Battery Eliminator Circuit) dell’ESC.
Il BEC, come dice la sigla, è un circuito appartenente all’ESC che permette di alimentare l’elettronica di bordo evitando la necessità di avere una batteria secondaria. Nel nostro caso il BEC sarà particolarmente utile per alimentare la FC (e l’eventuale Raspberry); tale circuito fornisce in uscita 5V e 2A: io personalmente ho messo in parallelo tutti i cavi di uscita dei BEC dei quattro ESC, ottenedo un’ unica uscita a 5V e 8A.

Gli ESC che ho scelto permettono di poter programmare alcuni loro parametri, mediante questa piccola scheda: ESC programming card
Per programmare un ESC occorre prima collegare i tre cavetti (cavetto nero, rosso e giallo) ai tre pin della schedina (-  +  P) e successivamente alimentare l’ESC: il regolatore salverà all’interno della propria memoria i parametri impostati sulla schedina di programmazione.
L’ESC può essere programmato anche via software, giocando con il throttle, ma ogni ESC ha una sua determinata procedura specifica.

Questi sono, in genere, i parametri di un ESC che possono essere programmati con la schedina:
Battery: permette di scegliere il tipo di batteria: LiPo o NiMH
Governor Mode: permette di impostare un ritardo (delay) sull’accensione dei motori
Start: permette di scegliere se la partenza dei motori deve avvenire in modo soft o sprint
Brake: permette di scegliere se spegnere i motori quando il throttle è al minimo o se mantenerli a una velocità minima
Timing: permette di settare il timing dei motori (lasciare AUTO)
Rotation: permette di scegliere se avere rotazione oraria o antioraria in un motore
Cut Off Voltage: permette di settare il voltaggio sotto il quale gli ESC taglieranno la corrente ai motori. Scegliendo 3.2V significa che gli ESC taglieranno quando la tensione del pacco batteria scenderà sotto i 9.6V (3.2*3)
Cut Off Power: permette di scegliere se gli ESC devono ridurre gradualmente o tagliare bruscamente la corrente ai motori una volta raggiunto il cut off voltage

Una risposta a ESC

  1. Pingback: Predisposizione ESC – Fase 2 | RaspDrone

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo di WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google photo

Stai commentando usando il tuo account Google. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...