একটি বৈদ্যুতিক যানকে হাইওয়েতে দ্রুত গতিতে চলতে কল্পনা করুন বা একটি রিমোট-নিয়ন্ত্রিত বিমান নির্ভুলতার সাথে আকাশে চলাচল করছে। এই প্রযুক্তিগত বিস্ময়গুলির পিছনে একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান অবিরাম কাজ করে চলেছে—ইলেকট্রনিক স্পিড কন্ট্রোলার (ESC)। এটি একজন সতর্ক পরিবাহকের মতো কাজ করে, যা মোটর গতি নিয়ন্ত্রণ করে, যা আমাদের নির্দেশ অনুযায়ী ডিভাইসগুলিকে পরিচালনা করতে সক্ষম করে। কিন্তু কীভাবে এই অখ্যাত নায়ক কাজ করে এবং বিভিন্ন ক্ষেত্রে এর অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে এত উল্লেখযোগ্য করে তোলে?

ESC: মোটর গতির জন্য বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র

একটি ইলেকট্রনিক স্পিড কন্ট্রোলার হল একটি ইলেকট্রনিক সার্কিট যার প্রাথমিক কাজ হল মোটর গতি নিয়ন্ত্রণ করা। মৌলিক গতি সমন্বয়ের বাইরে, এটি মোটর বিপরীত এবং ডাইনামিক ব্রেকিংও সক্ষম করতে পারে, যা আরও নমনীয় এবং সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে। ক্ষুদ্র রিমোট-নিয়ন্ত্রিত মডেল থেকে শুরু করে সম্পূর্ণ আকারের বৈদ্যুতিক যান পর্যন্ত, ESC-গুলি একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে।

ESC থ্রোটল লিভার, জয়স্টিক বা অন্যান্য ম্যানুয়াল ইনপুট ডিভাইস থেকে গতির রেফারেন্স সংকেত গ্রহণ করে কাজ করে, তারপর ফিল্ড-এফেক্ট ট্রানজিস্টর (FET) নেটওয়ার্কের সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করে মোটর গতিকে মডুলেট করে। বিশেষ করে, এটি মোটরে পাওয়ার সরবরাহ পরিবর্তন করতে ট্রানজিস্টরগুলির ডিউটি ​​সাইকেল বা সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য করে, যার ফলে গতি নিয়ন্ত্রণ করা যায়। কম গতিতে মোটর দ্বারা নির্গত উচ্চ-পিচ শব্দ এই দ্রুত কারেন্ট সুইচিংয়ের ফলস্বরূপ।

বিভিন্ন মোটর প্রকারের জন্য তৈরি সমাধান

ESC-গুলি ব্রাশড বা ব্রাশলেস ডিসি (DC) মোটরের জন্য ডিজাইন করা বিভিন্ন সংস্করণে আসে। ব্রাশড মোটরগুলির জন্য, আর্মেচারে ভোল্টেজ পরিবর্তন করে গতি নিয়ন্ত্রণ করা হয়। তবে, ব্রাশলেস মোটরগুলির জন্য বিভিন্ন নিয়ন্ত্রণ কৌশল প্রয়োজন—এগুলি প্রতিটি মোটরের ওয়াইন্ডিংয়ে সরবরাহ করা কারেন্ট পালসের সময় পরিবর্তন করে গতি সমন্বয় করে।

ব্রাশলেস ESC সিস্টেমগুলি মূলত থ্রি-ফেজ এসি পাওয়ার তৈরি করে, যা ব্রাশলেস মোটরগুলি পরিচালনা করতে ব্যবহৃত ভেরিয়েবল-ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভের মতো। এই মোটরগুলি রেডিও-নিয়ন্ত্রিত বিমান উত্সাহীদের মধ্যে তাদের উচ্চতর দক্ষতা, পাওয়ার আউটপুট, দীর্ঘায়ু এবং হালকা ওজনের নির্মাণের কারণে পছন্দের। তবে, ব্রাশলেস ডিসি মোটর কন্ট্রোলারগুলি তাদের ব্রাশড প্রতিরূপের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে আরও জটিল।

একটি ESC-কে অবশ্যই মোটরের ঘূর্ণন অবস্থার সাথে সঙ্গতি রেখে কারেন্ট ফেজ সরবরাহ সামঞ্জস্য করতে হবে, যা সাধারণত মোটর ওয়াইন্ডিংগুলিতে ব্যাক ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স সনাক্ত করে অর্জন করা হয়। কিছু প্রকার আলাদা চৌম্বকীয় (হল প্রভাব) সেন্সর বা অপটিক্যাল ডিটেক্টর ব্যবহার করে। প্রোগ্রামযোগ্য ESC প্রায়শই কাস্টমাইজযোগ্য বৈশিষ্ট্যগুলি অফার করে যেমন কম-ভোল্টেজ কাটঅফ সীমা, সময়, ত্বরণ, ব্রেকিং এবং ঘূর্ণন দিক। ESC এবং মোটরের মধ্যে যেকোনো দুটি লিড অদলবদল করে মোটর বিপরীতও সম্পন্ন করা যেতে পারে।

মূল পরামিতি এবং নির্বাচন মানদণ্ড

ESC-গুলি সাধারণত তাদের সর্বোচ্চ কারেন্ট ক্ষমতা দ্বারা রেট করা হয় (যেমন, 25A)। সাধারণত, উচ্চতর রেটিংগুলি বৃহত্তর শারীরিক মাত্রা এবং ওজনের সাথে মিলে যায়—বিমান ভর এবং ভারসাম্য গণনা করার সময় এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা। অনেক আধুনিক ESC বিভিন্ন ইনপুট এবং কাটঅফ ভোল্টেজের সাথে নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড, লিথিয়াম পলিমার এবং লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি সমর্থন করে।

একটি ব্যাটারি এলিমিনেশন সার্কিট (BEC) নির্বাচন করার সময়—কন্ট্রোলারে একত্রিত হোক বা একটি স্বতন্ত্র ইউনিট হিসাবে—ব্যাটারির প্রকার এবং সেল সংখ্যা গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। লিনিয়ার রেগুলেটরগুলি সংযুক্ত ব্যাটারির সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে পাওয়ার রেটিং হ্রাস করে, যার ফলে একটি সমন্বিত BEC সমর্থন করতে পারে এমন সার্ভোগুলির সংখ্যা হ্রাস পায়। সুইচিং রেগুলেটর ব্যবহার করে সু-পরিকল্পিত BEC-গুলি এই ধরনের সীমাবদ্ধতাগুলি এড়িয়ে যায়।

বেশিরভাগ সমসাময়িক ESC-এ মাইক্রোকন্ট্রোলার থাকে যা ইনপুট সংকেতগুলি ব্যাখ্যা করে এবং বিল্ট-ইন প্রোগ্রাম বা ফার্মওয়্যারের মাধ্যমে মোটর নিয়ন্ত্রণ করে। কিছু কারখানার ফার্মওয়্যারকে ওপেন-সোর্স বিকল্পগুলির সাথে প্রতিস্থাপনের অনুমতি দেয়, সাধারণত নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ESC-কে মানিয়ে নিতে। কিছু মডেল ব্যবহারকারী-আপগ্রেডযোগ্য ফার্মওয়্যার সরবরাহ করে, অন্যরা প্রোগ্রামার সংযোগের জন্য সোল্ডারিং প্রয়োজন। 2014 সালে সুইডিশ প্রকৌশলী বেঞ্জামিন ভেড্ডার দ্বারা শুরু করা VESC প্রকল্পটি, উন্নত কাস্টমাইজেশন বিকল্প এবং প্রিমিয়াম ESC-এর তুলনায় তুলনামূলকভাবে সাশ্রয়ী মূল্যের নির্মাণ ব্যয়ের জন্য মনোযোগ আকর্ষণ করেছে।

অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশন: বৈদ্যুতিক বিপ্লবকে শক্তিশালী করা

বৃহৎ, উচ্চ-কারেন্ট ESC-গুলি বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় যেমন Nissan Leaf, Tesla Roadster (2008), Model S/X/3, এবং Chevrolet Bolt। EV শক্তি খরচ সাধারণত কিলোওয়াটে পরিমাপ করা হয়—Nissan Leaf-এর 160 kW মোটর 340 Nm পর্যন্ত টর্ক তৈরি করে। বেশিরভাগ উত্পাদন EV-গুলি উপকূল বা ব্রেকিংয়ের সময় শক্তি ক্যাপচার করতে সক্ষম ESC ব্যবহার করে, গাড়িকে হ্রাস করার জন্য একটি জেনারেটর হিসাবে মোটর ব্যবহার করে।

এই পুনরুত্পাদনশীল ব্রেকিং সিস্টেম ক্যাপচার করা শক্তিকে ব্যাটারি রিচার্জ করতে চালিত করে, যা ড্রাইভিং পরিসীমা বাড়ায়। টেসলার মতো যানবাহনে, এই পদ্ধতিটি এত কার্যকর প্রমাণ করে যে প্রচলিত ব্রেকগুলি শুধুমাত্র খুব কম গতিতে প্রয়োজন হয়। Nissan Leaf-এর মতো অন্যান্য যানবাহন উপকূলের সময় হালকা প্রতিরোধ প্রদর্শন করে, ESC সম্পূর্ণ স্টপের জন্য শক্তি ক্যাপচার নিয়ন্ত্রণ করতে ঐতিহ্যবাহী ব্রেকের সাথে সমন্বয় করে।

উত্পাদন EV ESC-গুলিতে সাধারণত বিপরীত কার্যকারিতা থাকে, যা দ্বিমুখী মোটর অপারেশন করার অনুমতি দেয়। কিছু একক-গিয়ার EV কেবল মোটরের দিক পরিবর্তন করে, যখন ডিসি মোটর-সজ্জিত মডেলগুলি বিপরীত করার জন্য বৈদ্যুতিক সুইচ ব্যবহার করে। অন্যরা ধ্রুবক মোটর ঘূর্ণন দিক বজায় রাখে, বিপরীত করার জন্য প্রচলিত ট্রান্সমিশন ব্যবহার করে—বিশেষ করে রূপান্তরিত যানবাহনের জন্য তাদের আসল ড্রাইভট্রেন ধরে রাখা সুবিধাজনক।

হালকা ওজনের গতিশীলতা: ই-বাইক এবং স্কুটার

উচ্চ প্রাথমিক টর্কের প্রয়োজনীয় ই-বাইক মোটরগুলি প্রায়শই গতি পরিমাপের জন্য হল প্রভাব সেন্সর ব্যবহার করে। তাদের কন্ট্রোলারগুলিতে সাধারণত ব্রেক অ্যাপ্লিকেশন সেন্সর, প্যাডেল ঘূর্ণন সেন্সর এবং পটেনশিওমিটার-নিয়ন্ত্রিত গতির সেটিংস অন্তর্ভুক্ত থাকে। কিছু আনুপাতিক মোটর সহায়তার জন্য প্যাডেল টর্ক সেন্সর প্রয়োগ করে, অন্যরা পুনরুত্পাদনশীল ব্রেকিং সমর্থন করে—যদিও বিরল ব্রেকিং এবং কম গাড়ির ভরের কারণে সীমিত। Zilog-এর হোয়াইট পেপার ই-বাইকের জন্য 200W, 24V ব্রাশলেস ডিসি হাব মোটর কন্ট্রোলার বাস্তবায়নের বিস্তারিত তথ্য দেয়।

আরসি অ্যাপ্লিকেশন: ক্ষুদ্রাকরণ এবং স্মার্ট কন্ট্রোল

রেডিও-নিয়ন্ত্রিত মডেলগুলিতে, ESC-গুলি রিসিভার থ্রোটল চ্যানেলে প্লাগ করা স্বতন্ত্র ইউনিট হতে পারে বা খেলনা-গ্রেড আরসি-এর মতো রিসিভারগুলিতে একত্রিত হতে পারে। কিছু নির্মাতা এন্ট্রি-লেভেল যানবাহনের জন্য একটি একক সার্কিট বোর্ডে উভয়কে একত্রিত করে।

আরসি ESC-গুলিতে প্রায়শই রিসিভার ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য BEC অন্তর্ভুক্ত থাকে, যা আলাদা রিসিভার ব্যাটারিগুলি সরিয়ে দেয়। এগুলি 1ms (মোটর বন্ধ) থেকে 2ms (পূর্ণ গতি) পর্যন্ত পালস প্রস্থের সাথে স্ট্যান্ডার্ড 50Hz PWM সংকেত গ্রহণ করে। গাড়ি-নির্দিষ্ট ESC-গুলিতে বিপরীত অপারেশন বা আর্মেচারকে বৈদ্যুতিকভাবে লোড করে ডাইনামিক ব্রেকিং থাকতে পারে। হেলিকপ্টার ESC-গুলি ব্রেকিং বাদ দেয় (একমুখী বিয়ারিং দ্বারা অকার্যকর করা হয়েছে) তবে বিপরীত ক্ষমতা ধরে রাখতে পারে।

হাই-এন্ড হেলিকপ্টার ESC-গুলি গভর্নর মোড অফার করে যা নির্দিষ্ট মোটর গতি বজায় রাখে—বিশেষ করে CCPM-ভিত্তিক ফ্লাইট এবং কোয়াডকপ্টারগুলির জন্য উপযোগী। এয়ারক্রাফ্ট ESC-গুলি নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্যগুলি অন্তর্ভুক্ত করে যা কম-পাওয়ার পরিস্থিতিতে নিয়ন্ত্রণ পৃষ্ঠের ক্রিয়াকলাপকে অগ্রাধিকার দেয়, যা গ্লাইডিং বা কম-পাওয়ার পুনরুদ্ধারের সক্ষমতা দেয়।

মেরিন ESC-এর জন্য জলরোধী নির্মাণ প্রয়োজন, কমপ্যাক্ট, বায়ু-আটকে থাকা হাউজিং সহ এবং শীতল করার জন্য জল সঞ্চালন বা প্রপেলার-প্ররোচিত ভ্যাকুয়ামের উপর নির্ভর করে। অটোমোটিভ ESC-এর মতো, এগুলিতে ব্রেকিং এবং বিপরীত ফাংশন রয়েছে।

আধুনিক কোয়াডকপ্টার (এবং সমস্ত মাল্টিরোটার) কমপ্যাক্ট, উচ্চ-পাওয়ার ESC-এর উপর নির্ভর করে যা মোটরে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, উচ্চ-রেজোলিউশন থ্রি-ফেজ এসি সরবরাহ করে। বিস্তৃত পরিসরে সূক্ষ্ম গতি নিয়ন্ত্রণ সমস্ত ফ্লাইট কৌশল সক্ষম করে। স্ট্যান্ডার্ড 50Hz আরসি সংকেতগুলির বিপরীতে, কোয়াডকপ্টার ESC-গুলি Oneshot, Multishot, এবং DShot-এর মতো দ্রুত প্রোটোকল সমর্থন করে—একটি ডিজিটাল প্রোটোকল যা ক্রমাঙ্কন ছাড়াই উচ্চতর রেজোলিউশন, CRC চেকসাম এবং অসিলেটর স্থিতিশীলতা প্রদান করে। আধুনিক ESC প্রোটোকলগুলি 37.5kHz বা তার বেশি গতিতে যোগাযোগ করতে পারে, DSHOT2400 ফ্রেমগুলি মাত্র 6.5µs-এ সম্পন্ন হয়।

যেখানে বেশিরভাগ মডেল ট্রেন ট্র্যাক বা ওভারহেড লাইন থেকে শক্তি আহরণ করে (ESC-গুলি অফ-বোর্ডে স্থাপন করে), ডিজিটাল নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমগুলি যা একটি ট্র্যাকে একাধিক ট্রেনের অনুমতি দেয় তাদের অনবোর্ড স্পিড কন্ট্রোলার প্রয়োজন। বৃহত্তর রাইডযোগ্য মডেলগুলি (5" বা 7" গেজ) সাধারণত ব্যাটারি এবং স্পিড কন্ট্রোলার বহন করে।