Immaginate un drone che vola costantemente nell'aria, eseguendo ogni comando con precisione.trasformazione delle istruzioni del controllore di volo in potenza effettivaLa selezione e la configurazione dei protocolli ESC svolgono un ruolo cruciale nel raggiungimento di prestazioni ottimali dei droni.

Nei sistemi di droni PX4, i motori senza spazzole fungono da componenti vitali della propulsione.L'ESC interpreta questi comandi per regolare l'alimentazione del motore, che consente un controllo preciso della velocità di rotazione.

Il sistema di controllo di volo PX4 supporta più protocolli di comunicazione ESC, ciascuno con vantaggi distinti e casi di utilizzo ideali:

La modulazione della larghezza dell'impulso (PWM) rappresenta un protocollo tradizionale che regola la potenza del motore variando la durata dell'impulso.Mentre comunemente usato in aerei ad ala fissa e veicoli a terra dove la latenza non è critica, la maggior parte delle applicazioni multirotore favoriscono alternative più veloci come OneShot o DShot a causa dei loro tempi di risposta superiori.

I protocolli OneShot offrono una risposta significativamente più veloce rispetto al PWM, rendendoli preferibili per gli aeromobili multirotori.OneShot è stato in gran parte sostituito da DShot nelle applicazioni moderne.

Questo protocollo digitale offre una bassa latenza, un'eccezionale affidabilità e una forte resistenza alle interferenze.Ulteriori vantaggi includono l'eliminazione dei requisiti di taratura e il supporto opzionale del feedback telemetrico in alcuni modelli.

Consigliato per i sistemi che utilizzano il bus DroneCAN come comunicazione primaria, questo protocollo offre alte velocità di trasmissione dati, connessioni stabili, feedback telemetrico e nessuna necessità di taratura.Le attuali implementazioni PX4 limitano il tasso di aggiornamento a 200Hz.

Il sistema supporta anche gli ESC PCA9685 (via bus I2C) e alcuni ESC UART di Yuneec.

Gli ESC PWM controllano i motori attraverso impulsi periodici, in cui la larghezza determina il livello di potenza.con massime teoriche vicine a 500 Hz- tassi più elevati favoriscono le prestazioni dell'ESC, in particolare quando è necessaria una risposta rapida alle variazioni dei valori di riferimento.

Le limitazioni includono:

• Tempo di risposta relativamente lento
• Calibrazione obbligatoria dovuta alla variazione tra valori elevati e bassi tra i CSE
• Mancanza di capacità di feedback telemetrico

Questo protocollo riduce la larghezza degli impulsi di 8 volte rispetto al PWM (range 125-250μs), consentendo cicli di lavoro più brevi e tassi di aggiornamento più elevati.anche se il rendimento effettivo dipende da specifiche capacità ESC.

Questo protocollo digitale riduce significativamente la latenza migliorando al contempo la robustezza.DShot offre molteplici opzioni di velocità (150, 300, 600, 1200) dove tassi più elevati riducono la latenza ma tassi più bassi migliorano la stabilità, particolarmente vantaggioso per aeromobili più grandi con cablaggio esteso.

Condividendo molti vantaggi di DShot, DroneCAN eccelle nelle applicazioni ad alto tasso di dati con robuste connessioni a lunga distanza.La limitazione del tasso di aggiornamento a 200Hz rimane il suo vincolo principale nelle implementazioni PX4.

La scelta del protocollo appropriato dipende dalle esigenze specifiche dell'applicazione:

• Veicoli ad ala fissa/a terra:PWM spesso è sufficiente
• Aeromobili multirotore:OneShot 125 o DShot (preferito per i droni da corsa)
• Sistemi basati su DroneCAN:Gli ESC DroneCAN forniscono un'integrazione ottimale

I sistemi PWM e OneShot ESC richiedono una calibrazione per garantire una corretta risposta ai segnali di controllo.Le implementazioni DShot e DroneCAN eliminano questo requisito.

La selezione e la corretta configurazione dei protocolli ESC influisce fondamentalmente sulle prestazioni dei droni.La comprensione delle caratteristiche tecniche e dei requisiti operativi consente ai costruttori di creareQuesto esame delle opzioni di protocollo ESC di PX4 fornisce una base per un processo decisionale informato nei progetti di sviluppo dei droni.