Guida alla connessione UAV ESC e motori (inclusi passaggi e precauzioni)

 

In qualsiasi drone multirotore, il collegamento tra l'ESC (Electronic Speed Controller) e il motore costituisce la spina dorsale del sistema di alimentazione. L'ESC non solo converte la corrente continua della batteria negli impulsi trifase necessari per azionare i motori brushless, ma gestisce anche funzioni essenziali come il controllo della velocità, l'avvio/arresto e i cambi di direzione.

 

Se sei un produttore di droni, un appassionato di assemblaggio, un acquirente di tecnologia o stai cercando di sostituire o testare il motore di un drone, è fondamentale padroneggiare il corretto metodo di collegamento tra l'ESC e il motore:

Un cablaggio errato può causare l'inversione del motore, causando l'imbardata del velivolo o persino il fallimento del decollo.

 

Il segnale è collegato in modo errato? L'ESC non riesce a riconoscere il comando di controllo del volo e il motore non può rispondere.

 

ESC non calibrato? Spinta instabile e volo incontrollato.

 

Ignori le precauzioni? In casi estremi, potrebbe persino causare la bruciatura dell'ESC o il danneggiamento del controllore di volo.

 

Anche se a prima vista può sembrare tecnicamente complesso, una volta comprese le basi, l'intero processo di connessione e calibrazione può essere completato in pochi minuti.

 

Prima di fare qualsiasi cablaggio, è molto importante comprendere il principio di lavoro tra ESC e il motore senza spazzole, che è correlato al normale funzionamento e all'accuratezza del controllo dell'intero sistema di alimentazione dei droni .

 

1. Che cos'è ESC (Electronic Speed Controller)?

Un ESC (Electronic Speed Controller) è un componente elettronico che gestisce l'avvio, la velocità, la direzione e la frenata del motore .

Le sue funzioni fondamentali sono:

Convertire la corrente continua (DC) fornita dalla batteria in corrente alternata trifase;

 

Regolare la frequenza corrente in base al segnale PWM o digitale inviato dal controller di volo per ottenere il controllo della velocità del motore;

 

Alcuni ESC hanno anche una tensione/protezione della corrente integrata, frenata, commutazione della direzione e altre funzioni .

 

2. Come funziona un motore senza spazzole?

Il motore DC senza spazzole (BLDC) comunemente usato nei droni è generalmente una struttura trifase con tre terminali di uscita, che sono collegati ai tre terminali di uscita dell'ESC (contrassegnati come A/B/C o tre fasi) .

 

La sua operazione dipende da:

Commutazione elettronica: la sequenza di commutazione della corrente trifase è controllata da ESC;

 

Il campo magnetico cambia alternativamente: si forma un campo magnetico rotante per guidare il rotore per ruotare;

 

Hall o controllo senza sensore: determinare la posizione del motore per determinare quando alimentare .

 

Nota: non esiste un requisito di ordine assoluto quando si collega i fili trifase, perché la direzione del motore può essere invertita semplicemente scambiando due fili, il che facilita notevolmente le regolazioni successive .

 

3. Come vengono trasmessi i segnali di controllo?

Il controller di volo trasmette i comandi di controllo all'ESC attraverso una riga di segnale (di solito una linea principale 3-: riga di segnale + linea di terra + linea di alimentazione) . I protocolli di controllo mainstream includono:

Nome del protocollo	Caratteristiche
PWM	Più comune, segnale analogico, facile da essere compatibili
Oneshot125/42	Migliora la velocità di risposta, adatto ai droni da corsa
DShot150/300/600	Il controllo del segnale digitale, più preciso e stabile, supporta la comunicazione a due vie (ESC parziale)

 

Esistono diversi passaggi chiave per collegare correttamente l'ESC al motore Brushless del drone . Si consiglia di funzionare con il potenziamento e rimuovere le eliche prima del test per garantire la sicurezza .

 

Passaggio 1: confermare che i parametri ESC e Motor corrispondono

Prima di connettersi, confermare che i seguenti parametri sono compatibili:

L'intervallo di tensione è coerente (come 4S/6S/8S)?

 

La capacità di carico di corrente massima è sufficiente? (Si consiglia di lasciare una ridondanza di oltre il 20%)

 

È il tipo di interfaccia universale (per lo più plug da 3,5 mm/interfaccia di filo senza saldatura)

 

Ad esempio, la corrente di picco del motore 4720 di VSD è di quasi 100A ed è consigliabile utilizzare un ESP ad alte prestazioni maggiore o uguale a 100A .

 

Passaggio 2: collegare il terminale di uscita dell'ESC al filo trifase del motore

Trova i tre fili spessi dell'ESC (solitamente neri, gialli (bianchi) e fili rossi /tre-color)

 

Collegalo ai tre fili di uscita del motore senza spazzole (in qualsiasi ordine)

 

Utilizzare la connessione plug o saldare direttamente per garantire un contatto aziendale

 

Regolazione della direzione di rotazione: se il motore ruota nella direzione sbagliata dopo essere stato acceso, può essere invertito semplicemente scambiando eventuali fili di fase .

 

Passaggio 3: collegare l'ingresso ESC all'alimentazione della batteria al litio

L'ingresso dell'ESC è di solito due fili rossi e neri spessi (+ potenza / - terra)

 

Collegarsi alla porta XT60 / XT90 della batteria al litio

 

Assicurarsi che la polarità sia corretta: filo rosso a un filo nero positivo a negativo

 

Nota: la polarità inversa danneggerà direttamente l'ESC!

 

Passaggio 4: collegare il cavo del segnale ESC al controller di volo

 

C'è anche un filo sottile di 3- sull'ESC, di solito:

Bianco/giallo (linea di segnale)

 

Rosso (linea di alimentazione da 5 V, alcuni ESC lo hanno annullato)

 

Nero (terra)

 

Collegare questo set di fili al canale di output PWM del controller di volo o all'interfaccia di controllo DShot, con numeri corrispondenti come M1, M2, M3, M4, ecc. .

 

Passaggio 5: accendi e controlla

Assicurati che tutte le linee siano collegate correttamente

 

Rimuovere l'elica (per evitare la rotazione accidentale)

 

Collegare la batteria e accendersi

 

Ascolta il tono prompt ESC (indica l'avvio riuscito)

 

Usa il telecomando per tirare l'acceleratore a bassa velocità per verificare se il motore inizia normalmente

 

Nell'assemblaggio dei droni, la corretta rotazione del motore influisce direttamente sulla fluidità del decollo, sul mantenimento dell'assetto o sul controllo dello sterzo del velivolo. Se il motore ruota in senso inverso, può persino causare il ribaltamento, la deriva o persino la rotazione del drone sul posto.

 

Come determinare se il motore sta ruotando nella direzione corretta?

Il sistema di controllo del volo di un drone multi-rotore richiede a ciascun motore di ruotare in una direzione specifica, come ad esempio:

Numero motorio	Direzione di rotazione
M1	In senso orario (CW)
M2	In senso antiorario (CCW)
M3	In senso orario (CW)
M4	In senso antiorario (CCW)

Per numeri e direzioni specifici del motore, consultare il manuale del controller di volo o il diagramma di layout del motore ufficiale (come PX4, Betaflight, Ardupilot e altre piattaforme) .

 

Per verificare la corretta direzione di rotazione:

Rimuovi l'elica (must!)

 

Dopo l'accensione, spingere lentamente l'acceleratore

 

Osservare se la direzione di rotazione dell'albero motore soddisfa i requisiti

 

Come faccio a cambiare la direzione di rotazione di un motore?

Esistono due modi per raggiungere l'adeguamento della commutazione motoria:

Metodo 1: scambiare due linee di fase motoria

Questo è il metodo più comune e diretto:

Scambiare tutti i tre dei tre fili del motore collegati all'uscita ESC (ad esempio, scambia i fili A e B)

 

Dopo che la potenza è stata ripristinata, la direzione di rotazione del motore verrà completamente invertita

 

Applicabile a tutti i tipi di motori senza spazzole trifase, indipendentemente dalle impostazioni del software .

 

Metodo 2: configurare tramite software ESC (come BLHELI)

Alcuni ESC che supportano la regolazione del software (come Blheli _ S, BLHELI _32 serie) possono modificare la direzione del motore tramite un PC o dispositivo mobile:

1. Collega l'ESC al computer usando la porta USB .

 

2. Open Blhelisuite o altro software ufficiale

 

3. Dopo aver letto le impostazioni ESC, selezionare Normal / Inverted nell'opzione "Motor Direction"

 

4. Scrivi la configurazione e riavvia ESC

 

Questo metodo è adatto per scenari in cui è richiesta la regolazione dei parametri batch o lo spazio di installazione è limitato e il cablaggio è scomodo per modificare .

 

Suggerimenti

Il sistema di controllo del volo richiede una direzione del motore molto precisa . Se si verifica un errore, l'atteggiamento non può essere controllato normalmente .

 

Quando si utilizza il software per cambiare direzione, non modificare i parametri non correlati a velocità, protezione della tensione, ecc. ., per evitare di causare problemi di compatibilità al controllo del volo;

 

Se stai usando un motore con una direzione preimpostata (come alcuni motori a struttura simmetrica CW/CCW di VSD), si prega di dare la priorità al cablaggio corrispondente secondo le istruzioni .

 

Dopo aver completato la connessione tra ESC e il motore, ** la calibrazione dell'acceleratore ESC ** è un passaggio chiave per garantire che il controller di volo o il segnale di uscita di controllo remoto corrisponda al segnale di ingresso ESC .

 

Senza calibrazione, l'ESC potrebbe non identificare correttamente l'intervallo dell'acceleratore, con conseguente risposta di spinta ritardata, acceleratore massimo limitato o persino una zona morta .

 

Quanto segue è un processo di calibrazione standard che utilizza un sistema di controllo del segnale PWM (comune nel controllo del volo tradizionale) come esempio:

Passaggi standard per la calibrazione ESC (prendendo un singolo ESC come esempio)

Assicurati di rimuovere l'elica dal motore prima del funzionamento per impedire all'inizio del motore e causando pericolo .

 

1. Spegnere la potenza della batteria e scollegare l'alimentazione ESC

 

2. attiva il telecomando e aumenta l'acceleratore al 100%

 

3. Collega la batteria e accendi l'ESC

L'ESC emetterà una serie di "bip acuti" per indicare che l'acceleratore massimo è stato rilevato .

 

{{0}} mantieni il trasmettitore e spingi l'acceleratore in basso (0%)

L'ESC emetterà un "tono di conferma" (di solito un tono in aumento di "beep-beep-beep"), indicando che la calibrazione è completa .

 

5. spegne e riavvia, quindi puoi usarlo

 

Descrizione del tono prompt comune (comune alla maggior parte degli ESC)

Suono rapido	Senso
Segnalino, segnale acustico, bip (pitch alto più volte)	In modalità calibrazione inserita correttamente e rilevato massimo l'acceleratore
Di-di-di (tono in aumento)	Calibrazione riuscita, accelerazione minima rilevata
Short Drip continue (bassa frequenza)	Il segnale dell'acceleratore non viene riconosciuto o l'ESC non riceve il segnale di controllo
Drip-drip (ritmo costante)	La tensione della batteria è troppo bassa/alta, entra in modalità di protezione

 

Istruzioni supplementari (calibrazione multi-ESC)

Se si desidera calibrare più ESC contemporaneamente (come quadricotteri o esacoptri):

Utilizzare il controller di volo per produrre uniformemente segnali PWM di quattro canali;

 

O utilizzare PDB + multipli ESC per accendersi contemporaneamente;

 

Alcuni controller di volo supportano la calibrazione automatica con un taglio (come Betaflight, Pixhawk)

 

Dopo la calibrazione, l'ESC può guidare linearmente il motore per rispondere alle variazioni di velocità in base alle variazioni dell'acceleratore, ottenendo un controllo di volo più fluido e preciso .

 

Dopo aver collegato gli ESC ai motori e completato la calibrazione, ci sono ancora alcuni dettagli chiave da verificare prima del volo per evitare danni all'hardware, interferenze di segnale o un volo instabile. In questa sezione, elencheremo uno per uno questi problemi comuni e i relativi suggerimenti.

 

1. Problemi di compatibilità tra diversi protocolli ES (PWM vs DShot)

I protocolli del segnale di controllo dei droni sono in continua evoluzione e diversi protocolli hanno requisiti diversi per il controllo del volo e il controllo della velocità elettronica:

Tipo di protocollo	Caratteristiche	Raccomandazioni di compatibilità
PWM	Segnale analogico, ampiamente usato, risposta leggermente lenta	Adatto per sistemi entry-level e la maggior parte dei controller di volo, con forte versatilità
Oneshot125/42	Variante PWM veloce, adatta per scene di corse	Il controller di volo deve supportare questo protocollo, altrimenti non sarà disponibile
DShot150/300/600	Segnale digitale, più accurato e forte contro l'interferenza	Sia l'ESC che il controller di volo devono supportare il protocollo, la comunicazione non funzionerà .

Nel software di debug di controllo del volo (come Betaflight), si consiglia di controllare e impostare il protocollo di comunicazione ESC corretto .

 

2. rischio di polarità errata dell'alimentazione ESC

Metodo di connessione errata: collegamento dei fili di alimentazione rossa e nera dell'ESC con la polarità inversa farà bruciare l'ESC all'istante!

 

Si prega di prestare attenzione ai seguenti dettagli:

Il filo rosso è collegato al terminale positivo (+) della batteria e il filo nero è collegato al terminale negativo ( -)

 

La saldatura a spina deve essere strettamente distinta nella direzione (XT60, interfaccia XT90, ecc. .)

 

Se più ESC condividono un alimentatore comune, assicurarsi che le linee di alimentazione siano chiare e abbiano una polarità uniforme .

 

Si consiglia di utilizzare un tappo di alimentazione con una struttura a prova di follia e sigillarla con un tubo di restringimento del calore dopo la saldatura .

 

3. Suggerimenti sull'evitare l'interferenza tra ESC e controller di volo

Quando l'ESC e il motore funzionano, genereranno interferenze elettromagnetiche ad alta frequenza, che possono influire sul giudizio del segnale di controllo del volo o l'accuratezza del sensore .

 

I modi per evitare includono:

Separare la linea di alimentazione e la linea del segnale per evitare l'entanglement incrociato

 

Mantieni la linea del segnale ESC il più breve possibile e usa il filo schermato (se supportato)

 

L'interfaccia di cablaggio tra il controller di volo ed ESC dovrebbe essere saldamente fissa e resistente agli shock .

 

Utilizzare una scheda di controllo del volo con una progettazione di terra comune per migliorare la coerenza del segnale

 

4. dovrebbe essere utilizzato i condensatori o i BEC esterni?

Su alcune piattaforme UAV ad alta potenza, per migliorare la stabilità del sistema, puoi aggiungere:

 

Condensatore filtro (condensatore elettrolitico a basso ESR):

Viene utilizzato per assorbire le fluttuazioni di potenza e proteggere il controller ESC e Flight, che è particolarmente necessario quando si utilizzano batterie ad alta corrente o più ESC sono in esecuzione contemporaneamente .

 

BEC esterno (circuito di eliminatori della batteria):

Se l'ESC non ha un output regolato o il controllo del volo richiede un alimentatore da 5 V/9 V stabile, è più affidabile utilizzare un Bec indipendente .

 

Alcuni ESC ad alte prestazioni abbinati a motori VSD supportano la stabilizzazione della tensione integrata e la protezione dei condensatori, ma in uso effettivo si consiglia di scegliere se installare ulteriori moduli in base al controllo di volo e al livello di corrente .

 

Il completamento della connessione e della calibrazione ESC è solo il primo passo nella costruzione di un sistema di volo stabile . Ciò che determina davvero la prestazione di volo è ancora l'unità di alimentazione principale - il motore senza spazzole .

 

Se stai cercando un motore drone con prestazioni stabili, qualità affidabile e installazione flessibile, la serie di motori VSD sarà la tua scelta ideale .

 

Perché scegliere il motore Drone VSD?

L'intera serie è compatibile con protocolli ESC mainstream come BLHELI _ S / BLHELI _32 per garantire un'elevata compatibilità e un facile debug;

 

Copre l'intera tensione gamma dai droni leggeri ai droni di mappatura a carico pesante (supporta 4s ~ 12s);

 

Elevato rapporto di spinta a peso + design a bassa vibrazione aiuta il sistema di controllo del volo ad essere più accurato e stabile;

 

L'interfaccia standard o la trecce personalizzata sono opzionali, installazione rapida e cablaggio ordinato;

 

Supporta i servizi tecnici personalizzati: se si dispone di requisiti speciali (direttività, curva corrente, test di compatibilità), possiamo fornire consulenza professionale e valutazione personalizzata .

 

Panoramica rapida dei modelli popolari consigliati

modello	Intervallo di valori KV	Potenza massima	Spinta massima	Piattaforma di volo adattiva
5315 Motore di droni	380KV	4257W	9034g	Drone/carico di grado industriale che trasportano multi-rotore
4720 Motore di droni	420KV	3037W	7232g	Piattaforma di fotografia/mappatura aerea commerciale
3115 Motore di droni	900–1520KV	1617W	4185g	Fotografia aerea media/droni di ricognizione
2808 Motore di droni	1300-1950KV	1623.5W	2910g	Racing/Crossing Multirotor
2306 Motore di droni	1800–2400KV	~900W	~1700g	Drone FPV/micro drone

 

Forniamo ai nostri clienti:

Schema di cablaggio, raccomandazioni di selezione ESC e Rapporto sul test di compatibilità ESC

 

SEMPLICE POWING, GUARDA DI INSTALLAZIONE E SUPPLETTAZIONE DELLA SELEZIONE

 

Servizio personalizzato OEM / ODM (valore KV, dimensione del motore, lunghezza della linea, preimpostazione dello sterzo, ecc. .)

 

Che tu sia uno sviluppatore di droni, un integratore del settore o un acquirente tecnico, sentiti libero di contattare dettagli tecnici, consigli sui prodotti o un team di preventivi personalizzato è qui per aiutare .