Já se perguntou como os drones, aparentemente simples, conseguem controlar a velocidade com precisão e voar de forma estável?A resposta reside num dos componentes fundamentais do sistema de propulsão dos drones, o controlador eletrónico de velocidade (ESC).Atuando como uma ponte crítica entre o motor e o sistema de controlo de voo, o desempenho do ESC afeta directamente a manobrabilidade, a duração da bateria e até a segurança de um drone.Este artigo aprofunda os princípios de trabalho, tipos e estratégias de seleção de ESCs de drones para ajudar a otimizar o desempenho para várias aplicações.

O que é um Drone ESC?

O Controlador Eletrônico de Velocidade (ESC) é um componente indispensável do sistema de propulsão de um drone.O ESC recebe sinais de modulação de largura de pulso (PWM) do controlador de voo e ajusta a frequência de comutação e o ciclo de trabalho do circuito de energia do motor.Isto, por sua vez, modifica a tensão de entrada e a corrente para o motor, permitindo ajustes precisos de velocidade.

Dependendo do tipo de motor acionado, os ESCs podem ser classificados em dois tipos:

• ESC escovado:Usado para motores escovados.
• ESC sem escovas:Mais comumente usado, ele converte energia CC em energia AC de três fases para acionar motores sem escovas.

O papel do ESC nos drones: além do controlo de velocidade

Se um drone fosse comparado a um organismo vivo, o ESC funcionaria como o sistema nervoso que liga o cérebro (controlador de voo) e o corpo (motor).Realiza várias tarefas críticas:

1. Controle de velocidade do motor:O ESC atua como um regulador de tensão, convertendo a potência de entrada em níveis de tensão variáveis para ajustar a velocidade do motor.
2. Controle da direção do motor (apenas ESC escovado):Os ESC escovados podem inverter o fluxo de corrente para mudar a direção de rotação do motor.
3. Conversão CC-AC (apenas ESC sem escovas):Os ESCs sem escovas convertem energia CC em energia AC de três fases, exigindo circuitos e algoritmos de controle sofisticados.

Além disso, o ESC serve como um amortecedor entre a bateria e o motor, evitando surtos repentinos de corrente que poderiam danificar o motor ou criar riscos de voo.Ajusta dinamicamente a corrente de saída com base na carga do motor, protegendo contra o sobreaquecimento e sobrecarga.

Tipos de ESC de drones: variações estruturais e de controlo

A selecção de ESC pode ser esmagadora para os iniciantes devido à grande variedade disponível.

1Classificação estrutural

Para pequenos drones como os drones de corrida FPV, os ESCs vêm em duas formas:

• CSE único:Cada motor tem o seu próprio ESC, simplificando a manutenção e reduzindo os custos de substituição.
• ESC 4 em 1Quatro ESCs integrados numa única placa de circuito, reduzindo a complexidade da fiação e melhorando a fiabilidade.

2. BEC vs. OPTO ESC

Drones multi-rotor tipicamente usam:

• BEC ESC:Inclui um circuito de eliminação de bateria (BEC) para diminuir a tensão da bateria (por exemplo, para 5V) para alimentação de receptores ou controladores de voo.
• Optó ESC:Falta um BEC, requer um regulador de tensão externo, oferece melhor resistência a interferências eletromagnéticas.

3Classificação do método de controlo

Os drones maiores podem utilizar:

• Esquadrão de onda ESC:Utiliza modulação PWM para um controle simples e econômico, mas pode causar ondulação de binário e estagnação em altas velocidades.
• Sistema ESC de onda senoidal:Emprega SPWM (PWM sinusoidal) para uma operação mais suave, eliminando ondulação de binário e estagnação.

Selecção do CSE adequado: considerações fundamentais

A escolha do ESC correto é crucial para o desempenho e confiabilidade do drone.

1. Ordem de selecção: Motor → ESC → Bateria

O ESC é o mediador entre a bateria e o motor, por isso a compatibilidade é essencial.

2Parâmetros críticos: corrente e tensão

• Corrente:Aponte a corrente nominal do ESC (por exemplo, 30A) à corrente máxima do acelerador do motor (por exemplo, 26A), acrescentando uma margem de segurança de 10~20%.
• Voltagem:Assegurar-se de que a tensão da bateria não exceda a tensão máxima nominal do ESC (por exemplo, uma bateria 6S para um ESC 2 ′6S).

3Outros fatores

• Tamanho e Peso:Os drones de corrida priorizam ESCs leves, enquanto os drones maiores preferem modelos mais volumosos para melhor dissipação de calor.
• Frequência PWM:Frequências mais elevadas (500 Hz+) permitem tempos de resposta mais rápidos.

Instalação e calibração de cabos ESC

Conexão:

1. Conectar os fios de entrada do ESC (vermelho/preto espesso) à bateria.
2. Conecte os fios de saída ao motor.
3. Conectar o fio de sinal (denso) ao controlador de voo.

Calibração:

1. Alimenta o transmissor e põe o acelerador no máximo.
2. Conecte o ESC à bateria e, após dois bipes, abaixe o acelerador em 3 segundos para completar a calibração.

Resolução de problemas comuns do CES

Perguntas Frequentes

Todos os CSE dispõem de mecanismos de protecção?
As proteções comuns incluem proteção de inicialização, proteção contra perda de sinal do acelerador, proteção contra bloqueio do motor e proteção contra sobrecarga.

Onde posso comprar ESCs?
As marcas tradicionais são recomendadas por sua confiabilidade.

Quanto custam os ESC?
Os preços variam de acordo com os materiais, o desempenho e a aplicação.