ESC-circuits verkennen (circuit met elektronische snelheidsregelaar)

Introductie

In dit artikel onderzoeken we ESC-circuits (elektronische snelheidsregelaarcircuits).

We gaan eerst onderzoeken wat het doel van een ESC is en hoe deze werkt. Vervolgens zullen we kijken naar de factoren die bepalen hoe ESC de motor van het apparaat beschermt. Ten slotte zullen we kijken naar de zaken waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van ESC-circuits.

Introductie ESC-circuits

Wat is een elektronisch snelheidsregelaarcircuit?

Een elektronisch snelheidsregelaarcircuit wordt gebruikt om de snelheid van een machine of apparaat te regelen. Het werkt door de spanning van een elektromotor te bewaken en de eigen uitgangsspanning aan te passen om veranderingen in de belasting te compenseren.

Hoe werken ESC-circuits?

Een ESC (Electronic Speed ​​Controller) is een circuit dat de snelheid van een motor regelt. In RC-voertuigen wordt het gebruikt om het accelereren, vertragen en remmen te regelen. ESC's kunnen ook worden gebruikt met andere mechanische apparaten zoals pompen, ventilatoren en blowers.

De ESC doet dit door signalen van de zender te ontvangen via de ontvangstaansluiting . De ontvanger stuurt deze signalen naar een microprocessor in de ESC. De microprocessor interpreteert deze signalen en reageert door ze door een H-brugcircuit te sturen, waardoor de motor naar behoefte wordt in- of uitgeschakeld.

Wat is de voeding van het ESC-circuit?

Een ESC (Electronic Speed ​​Controller ) is een hoogspanningsvoeding voor elektronica. Het is belangrijk om te weten dat een ESC geen onderdeel is van het circuit zelf, maar een accessoire dat met elk circuit kan worden gebruikt. Een ESC is een hoogspanningsvoeding die verkrijgbaar is in zowel bipolaire als unipolaire uitvoeringen. De bipolaire versie kan een spanning van 15 kVDC (+/- 7.5 kVDC) leveren, terwijl de unipolaire versie een spanning van 10 kVDC (+/- 5 kVDC) levert.

Twee soorten ESC-circuits

Er zijn twee basistypen ESC-circuits: geborsteld en borstelloos.

Geborsteld

Het type ESC-circuit met borstels is het populairst van de twee, omdat het relatief goedkoop, eenvoudig en gemakkelijk te begrijpen is. Een ESC-circuit met borstels maakt gebruik van een gelijkstroommotor met borstels. Een gelijkstroommotor met borstels heeft twee draden die ronddraaien wanneer er stroom op wordt gezet. De borstels wrijven tegen het anker, waardoor wrijving ontstaat en een elektromotorische kracht (EMK) wordt opgewekt in de tegenovergestelde richting van de stroom door de spoel . Deze EMK genereert een magnetisch veld dat magnetisch materiaal in de buurt afstoot en de motor laat draaien.

Geborsteld

borstelloze

Borstelloze ESC's kunnen worden gebruikt om de snelheid van een motor te regelen door spanning op de wikkelingen aan te leggen. De spanning wordt meestal geleverd door een batterij , maar kan ook afkomstig zijn van het lichtnet of een gelijkstroomvoeding.

Wanneer een signaal wordt toegepast op één zijde van elke wikkeling, vloeit er stroom door die wikkeling en de bijbehorende spoel naar aarde. Wanneer er stroom door beide spoelen in tegengestelde richtingen vloeit, wordt het door de spoelen geproduceerde magnetische veld opgeheven, waardoor de motor vrij kan draaien.

borstelloze

Welke componenten zitten er in een ESC-circuit?

Een ESC-circuit bestaat uit drie hoofdcomponenten:

Stap over voor slechts

Dit regelt hoeveel stroom er uit het accupakket komt om de motor en andere elektronica in je systeem van stroom te voorzien. Als er niet genoeg stroom naar de voedingseenheid gaat, kan deze niet genoeg stroom leveren om al deze componenten tegelijk te laten werken. Deze regelaar zorgt er dus voor dat je ze niet overbelast door ze alleen de juiste hoeveelheid stroom te geven.

Spanningsregelaar

Dit regelt hoeveel spanning er van de schakelende regelaar naar uw motoren gaat via PWM-signalen die heen en weer tussen elkaar worden verzonden via draden die ertussen zijn aangesloten (en andere draden die ertussen zijn aangesloten), zodat ze allebei goed kunnen samenwerken wanneer dat nodig is.

Gegevensverwerker

De processor is het ‘brein’ van het ESC-circuit. Het is verantwoordelijk voor het nemen van beslissingen over wanneer de motor moet worden ingeschakeld en hoeveel stroom er naartoe moet worden gestuurd.

ESC-schakelschema

Welke factoren beschermen ESC-circuits uw motor?

Het ESC-circuit is ontworpen om uw motor tegen verschillende factoren te beschermen. Deze omvatten:

Te heet

Dit is wanneer de temperatuur van de motor te hoog wordt. Het ESC-circuit is ontworpen om te voorkomen dat uw motor te heet wordt. Als de temperatuur te hoog wordt, kan dit schade aan de motor veroorzaken en de levensduur ervan verkorten.

Overstroom

Als er veel stroom door uw accu en motor stroomt, kan de warmte die door die stroom wordt gegenereerd ervoor zorgen dat zowel de accu als de motor oververhit raken. Als je geen ESC-circuit hebt geïnstalleerd, zal deze hitte zich ophopen totdat je batterij leeg is en de motor doorbrandt.

Overspanning

Dit is wanneer de spanning in een ESC-circuit de maximale spanning overschrijdt die is toegestaan ​​door de fabrikant van de motor. Als dit gebeurt, kan de motor beschadigd of vernield worden.

Overspanningsbeveiliging is een veiligheidsvoorziening die dit probleem ondervangt voordat het zich voordoet en het circuit uitschakelt om uw apparatuur te beschermen.

Desynchronisatie

Dit is een plotselinge discrepantie in de rotatie van een elektromotor. Het treedt op wanneer de rotatiesnelheid en richting van de motor onverwacht veranderen.

ESC-circuits beschermen uw motor door te voorkomen dat deze desynchroniseert. Dit kan schade aan de motor veroorzaken en tot ernstige veiligheidsproblemen leiden.

ESC-circuitfuncties

Dingen om te overwegen bij het kiezen van ESC-circuits

Bij het kiezen van ESC-circuits moet u rekening houden met het volgende:

Nominale stroom

Houd bij het kiezen van een ESC-circuit rekening met de stroomsterkte. De stroomsterkte geeft aan hoeveel stroom het circuit aankan. Het wordt gemeten in ampère. Hoe hoger het versterkervermogen, hoe krachtiger uw ESC zal zijn. Als u bijvoorbeeld een motor met een hoog koppel gebruikt, moet u een ESC met een hoge stroomsterkte kiezen.

Ingangsspanning

Bij het kiezen van een ESC-circuit is het belangrijk om rekening te houden met de ingangsspanning. De ingangsspanning is de maximale spanning die op het circuit kan worden aangelegd zonder het te beschadigen. Dit is belangrijk omdat sommige apparaten verschillende stroomvereisten hebben . Je moet ervoor zorgen dat je ESC al deze vereisten aankan.

firmware

De firmware is de software die de ESC bestuurt. Hiermee kunt u uw ESC's configureren en wijzigingen aanbrengen. Deze functie is essentieel omdat u deze nodig heeft als u probeert uit te vinden hoe u uw ESC's voor een specifieke toepassing kunt instellen.

Het vertelt de elektronica wat te doen als reactie op uw invoer. De firmware bepaalt hoe snel en soepel uw motor start, stopt en accelereert. Het controleert ook of er al dan niet problemen optreden in uw rijervaring, bijvoorbeeld wanneer u te hard gas geeft en uw wielen ongecontroleerd gaan draaien.

ESC-verbinding met motor

Bij het kiezen van een ESC moet u rekening houden met de verbinding tussen de ESC en uw motor. Je kunt kiezen tussen een enkeldraads aansluiting of een dubbeldraads aansluiting.

Bij gebruik van een borstelmotor wordt vaak gebruik gemaakt van een enkeldraads aansluiting, maar het is ook mogelijk om borstelloze motoren te gebruiken. Een enkelbedrade verbinding zorgt voor een betere efficiëntie en controle dan een dubbelbedrade verbinding. Dit komt omdat er minder draden in de weg zitten van het signaal dat van de controller naar uw motor gaat.

Als u echter een borstelmotor gebruikt en de hoogst mogelijke efficiëntie wilt, kunt u overwegen om in plaats daarvan een ESC met een dubbelbedrade verbinding aan te schaffen. Dit type circuit zorgt voor een nauwkeurigere controle over het energieverbruik van uw batterij, omdat het twee draden gebruikt in plaats van slechts één.

protocollen

Het protocol is de communicatietaal voor de ESC. Het vertelt hem hoe hij de gegevens die hij van zijn sensoren ontvangt, moet interpreteren en hoe hij op die gegevens moet reageren.

Als je bijvoorbeeld wilt dat je ESC-circuit informatie van een temperatuursensor kan uitlezen, moet het begrijpen hoe een temperatuursensor werkt. Dit betekent dat elk ESC-circuit een ander protocol heeft. Daardoor kan elk ESC-circuit verschillende soorten sensoren uitlezen.

Dit kan een goede of een slechte zaak zijn, afhankelijk van wat je zoekt in een ESC-circuit. Als u bijvoorbeeld wilt dat uw ESC-circuit informatie van elk type sensor kan lezen en dienovereenkomstig kan reageren, kan het nuttig zijn om meer protocollen beschikbaar te hebben, omdat dit gebruikers meer opties geeft bij het kiezen van een ESC-circuit. Als u op zoek bent naar een ESC die alleen bepaalde soorten sensoren kan lezen, dan is het wellicht beter om minder protocollen beschikbaar te hebben, omdat dit uw keuzes beperkt. Het is gemakkelijker voor u om precies te vinden wat u nodig heeft, zonder dat er te veel opties in de weg staan.

Processoren

Wanneer u ESC-circuits kiest, moet u rekening houden met de processor. De processor is het ‘brein’ van het elektronische circuit. De processor bepaalt hoe uw apparaat op stimuli reageert en hoe het daarop reageert.

Zorg ervoor dat u over een geschikte processor beschikt. De verwerker moet de hoeveelheid gegevens kunnen verwerken die uw aanvraag vereist. Als u bijvoorbeeld met high-definition videosignalen werkt, heeft u een processor nodig die de grote hoeveelheden gegevens kan verwerken die bij dat soort signaalverwerking betrokken zijn.

Waar gebruik je ESC-circuits?

ESC-circuits worden in veel verschillende toepassingen gebruikt, maar er zijn er een paar die vooral veel voorkomen.

Elektrische voertuigen

Elektrische voertuigen gebruiken ESC-circuits om de veiligheid van hun passagiers te garanderen. Het ESC-circuit bestaat uit sensoren die de wielsnelheid van het voertuig meten en deze informatie naar een computer sturen . De computer vergelijkt deze informatie vervolgens met de snelheid van het voertuig. Het circuit stuurt vervolgens signalen terug naar de wielen om ze onder controle te houden en te voorkomen dat ze doorslippen.

ESC zorgt ervoor dat de auto stopt wanneer dat nodig is, en zorgt ervoor dat hij niet te snel accelereert. Het is vooral handig bij elektrische voertuigen, omdat ze niet zoveel koppel hebben als traditionele motoren, en dus niet hetzelfde vermogen hebben om snel te accelereren of vertragen.

ESC wordt ook gebruikt in industriële toepassingen met veel zware lasten. Je ziet het bijvoorbeeld terug bij heftrucks of andere grote machines die vaak moeten stoppen en starten.

Elektrische voertuigen

Drones

ESC's worden gebruikt om de snelheid van de propellers van een drone te regelen. Dit is belangrijk omdat het bepaalt hoe snel of langzaam de drone kan vliegen. Dit bepaalt ook hoeveel kracht de propellers nodig hebben om te bewegen.

Naast het aandrijven van de drone , stellen ESC's je ook in staat om de hoeveelheid vermogen die naar elke propeller gaat afzonderlijk aan te passen. Zorg ervoor dat al je propellers op volle capaciteit werken.

Drones

Op afstand bestuurbaar speelgoed

ESC-circuits worden gebruikt in veel op afstand bestuurbare speeltjes, zoals auto's, boten en vliegtuigen. Deze circuits regelen de snelheid van de motoren en zorgen ervoor dat ze niet oververhitten of doorbranden. De meeste ESC-circuits hebben ook een achteruitrijfunctie, dus als je auto tijdens een race of tijdens het spelen in de woonkamer van de baan raakt, kun je gewoon de achteruitversnelling inschakelen om hem weer op gang te krijgen.

Op afstand bestuurbaar speelgoed

Conclusie

Het volledig begrijpen van hoe ESC's werken en wat verschillende combinaties van componenten kunnen doen, valt waarschijnlijk buiten het bereik van de meeste mensen, maar als je nieuwsgierig bent naar hun innerlijke werking en specifieke vragen hebt, hopen we dat we hier enkele antwoorden hebben gegeven. En als je geïnteresseerd bent in hoe ESC's werken, kan dit artikel je in de goede richting helpen om verder te gaan.