ESC kullanıldığı sektöre göre farklı anlamlar taşır, en bilinir ikisi; Arabalar ve Uzaktan Kumandalı araçlar. Arabalarda Elektronik denge kontrolü anlamına gelir, Uzaktan kumandalı araçlarda, RC Arabalar, RC ucaklar ve tekneler, İHA, Drone ve Rc Helikopterlerde ise Elektronik Hız Kontrolü anlamına gelecektir.
Arabalar için ESC Nedir?
Elektronik Denge Kontrolü
Elektronik stabilite programı (ESP) veya dinamik stabilite kontrolü (DSC) olarak da adlandırılan elektronik stabilite kontrolü (ESC), çekiş kaybını (patinaj) tespit edip azaltarak aracın stabilitesini artıran bilgisayarlı bir teknolojidir[1] [2] .[3] ESC, direksiyon kontrolünün kaybedildiğini tespit ettiğinde, aracın sürücünün gitmek istediği yere yönlendirilmesine yardımcı olmak için otomatik olarak fren uygular. Frenleme, arkadan savrulma için dış ön tekerlek veya önden savrulma için iç arka tekerlek gibi tekerleklere ayrı ayrı otomatik olarak uygulanır. Bazı ESC sistemleri, kontrol yeniden sağlanana kadar motor gücünü de azaltır. ESC aracın viraj alma performansını iyileştirmez; Bunun yerine sürücünün aracın kontrolünü kaybetme olasılığını azaltmaya yardımcı olur.
ABD Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi ve Karayolu Güvenliği Sigorta Enstitüsü’ne göre sırasıyla 2004 ve 2006 yıllarında, ölümcül kazaların üçte biri teknolojinin kullanılmasıyla önlenebilirdi.[4] [5] Avrupa’da elektronik stabilite programı tahminen 15.000 hayat kurtardı. ESC, sırasıyla 2011, 2012 ve 2014’ten beri Kanada, ABD ve Avrupa Birliği’ndeki yeni otomobillerde zorunludur. Dünya çapında tüm yeni binek otomobillerin yüzde 82’sinde patinaj önleme sistemi bulunuyor.[6]
Uzaktan Kumandalı Araçlar için ESC Nedir?
ESC türleri
1 Fırçalı ve fırçasız
Fırçalı ve fırçasız olarak ikiye ayrılabilen motor tabanı için. Motorun hızını ayarlamak için kontrol sinyaline göre. Bağlantıları için genellikle şöyle olur:
Aküye bağlı ESC giriş hattı;
ESC hattının çıkışı (fırçalılarda iki hat, fırçasızlarda üç hat) motora bağlanır;
Alıcıya bağlı ESC sinyal hatları.
Fırçalı ve fırçasız ESC arasındaki fark nedir?
Fırçalı Motor ve Fırçasız Motor, Bilgisayar Ağındaki Hub ve Switch gibidir. Fırçalı Motor, doğru akım/voltajla çalışan normal bir motordur (Yalnızca DC alanına odaklanıyoruz. AC Motor YOK)
2 Blheli, Simonk ve Kiss ürün yazılımı
ESC programı açık kaynağa ve açık kaynağa bölünmüştür. Açık kaynak ürün yazılımına dayalı olarak, ESC’nizde alabileceğiniz blheli, simonk ve öpücük ürün yazılımına bölünebilen 3 ana ürün yazılımı türü vardır.
3 BEC ve UBEC
BEC, Pil Eliminasyon Devresi anlamına gelir. Pratikte bu, BEC’li ESC’lerin sabit bir voltaj üretebildiği ve böylece uçan platformunuzdaki alıcınız, servolarınız veya uçuş kontrol cihazınız gibi ekipmanlara güç sağlayabildiği anlamına gelir. Rx’iniz ve servolarınız için ~5v’de güç sağlar (ancak genellikle 2A-3A’yı aşmaz). UBEC, evrensel BEC veya bazen nihai BEC anlamına gelir; bu, tipik olarak voltajı 4s+ paketlerden gerekli ~5v’ye düşürebilen ve birçok büyük dijital servoya ve sunucunuza güç sağlamak için 10A’ya kadar güç sağlayabilen bir anahtar modu ünitesidir. Rx.
RC ESC nedir? BEC/UBEC nedir? BEC/UBEC ne yapar?
ESC (Elektronik Hız Kontrolü), elektrik motorlarının hızını kontrol etmek için kullanılan bir hız kontrol devresidir. Elektrik motorlu uzaktan kumandalı model araçlarda kullanılır. Yani model uçakların, arabaların, teknelerin, helikopterlerin ve dronların donanımının bir parçasıdır. ESC olmadan motorun hızını kontrol edemeyiz. Ve motorlar doğrudan alıcıya bağlanamaz.
Fırçalı motorlar için fırçasız ESC gereklidir, fırçasız motorlar için fırçasız ESC gereklidir.
ESC’lerin bir özelliği olarak BEC/UBEC nedir? Ne işe yarıyor?
ESC’ler genellikle BEC veya UBEC özelliğine sahiptir. BEC (Pil Giderici Devre) ve UBEC (Evrensel Pil Giderici Devre); Bu iki özelliğin görevi aynıdır. Bunlar voltaj düşürücü devrelerdir. Fakat çalışma prensipleri farklıdır. BEC devreleri doğrusal voltaj düşürücülerdir. Daha az maliyetlidirler, ancak verimlilikleri biraz daha düşüktür. UBEC devreleri anahtarlamalı (Switchmode) voltaj düşürücülerdir. UBEC devreleri daha verimlidir, daha az ısı üretir ancak maliyeti daha yüksektir. Bir ESC’nin BEC veya UBEC’ye sahip olması, motor devrini kontrol etme yeteneği ile ilgili değildir. Ve ESC’nin kalitesini belirlemez. Çünkü motor hız kontrol özelliği BEC/UBEC fonksiyonundan bağımsızdır.
Sonuç olarak BEC ve UBEC aynı şekilde çalışır. Yani ESC’ye bağlı akünün voltajını alıcı ve servoların çalışmasına uygun voltaj değerine düşürür. Genellikle alıcı ve servolar 5-6V aralığında çalışma voltajını destekler. Bazı alıcılar ve servolar 8,4 volta uygundur. Ancak çoğunlukla ESC’nin BEC/UBEC devreleri 5 veya 5,5V çıkış sağlar. İstisnalar var. 8,4V’a kadar ayarlanabilen BEC/UBEC’li ESC’lerde üretilmektedir.
ESC’nin BEC/UBEC özelliği yoksa (örneğin drone’lar için üretilen Opto ESC’ler), alıcı ve servolar harici bir güç kaynağından güç alır. Harici bir güç kaynağı olarak bağımsız bir BEC/UBEC devresi veya uygun voltajdaki bir pil kullanılabilir.
RC Arabalar İçin ESC Nedir?
RC arabaları gerçek arabalara benzer bileşenlere sahiptir, ancak tek bir önemli istisna vardır: ESC.
Hobide yeniyseniz ESC’nin ne olduğunu ve RC arabanız için ne işe yaradığını merak ediyor olabilirsiniz.
Elektronik hız kontrol cihazı (ESC), bir RC arabanın, motorun hızını ve yönünü kontrol eden çok önemli bir parçasıdır. Aracın uzaktan kumandasından sinyalleri alır ve güç çıkışını buna göre ayarlar. Bu, sürücünün otomobilin hızını ve yönünü doğru bir şekilde kontrol etmesini sağlar.
ESC’ler fırçalı ve fırçasız motorlu RC arabalarda bulunur, o halde nasıl çalıştıklarına ve ne yaptıklarına bakalım.
Fırçalı veya fırçasız bir RC araba motoruna güç verdiğinizde, sahip olduğu elektrik akımı miktarına bağlı olarak daha hızlı veya daha yavaş döner. Motor kendi başına hızını kendi kendine düzenleyemez, dolayısıyla güç artana veya azalana kadar aynı hızda dönmeye devam edecektir. Elektronik Hız Kontrol Cihazının (ESC) devreye girdiği yer burasıdır. ESC, motora giden güç miktarını düzenlemekten ve dolayısıyla motor dönüşünü kontrol etmekten sorumludur. RC araba vericinizdeki gazı ayarladığınızda, ESC sinyali alır ve motora giden akımı buna göre ayarlar. Motora daha fazla güç verirseniz daha hızlı döner. Daha az güç verirseniz daha yavaş dönecektir. ESC olmasaydı, elektrik motoru akü tarafından belirlenen sabit bir hızda dönecek ve ne kadar hızlı gideceğiniz üzerinde hiçbir kontrolünüz olmayacaktı. Ek olarak elektronik hız kontrol cihazı motorun yönünü de kontrol eder. Akımın polaritesini tersine çevirerek motor ters yönde dönerek RC arabanızı durdurur veya tersine çevirir.
Drone’lar için ESC nedir?
ESC, Elektronik Hız Kontrol Cihazı anlamına gelir. Temel amacı drone’un hızını ve yönünü değiştirmek olan, motoru, pili ve uçuş kontrol cihazını birbirine bağlayan elektronik bir devredir.
Fırçalı ve fırçasız motorlu drone’ların uçuş kumandası, motor teknolojisindeki farklılıktan dolayı motorlarla doğrudan iletişim kuramıyor. ESC, bağlantı kurmalarına yardımcı olarak drone’nun uçuş sırasında motorların hızını kontrol etmesine ve düzenlemesine olanak tanıyor.
Drone için ESC türleri
Fırçalı ve fırçasız olmak üzere iki tip drone elektronik hız kontrol cihazı bulunmaktadır. Fırçalı motorlarda fırçalı ESC’ler, fırçasız motorlarda fırçasız ESC’ler kullanılır. Fırçalanmış ESC’ler bir süredir ortalıkta dolaşıyor. Oldukça uygun fiyatlıdırlar ve çeşitli kullanıma hazır (RTR) RC araçlarda kullanım için idealdirler. Fırçasız ESC’ler drone hız kontrol cihazlarının gelişmiş bir versiyonudur. Biraz pahalı olabilseler de fırçalanmış elektronik hız kontrol cihazlarına göre daha yüksek performansa sahiptirler ve daha dayanıklıdırlar.
ESC nasıl çalışır?
Fırçalı veya fırçasız ESC’ler olsun, ikisi de temelde aynı prensipte çalışır. ESC’ler, hızda bir değişikliğe dönüştürülen zamanlı bir elektrik sinyali ileterek motorun dönüşünü kontrol eder. İlk olarak pilot, İHA’ya sabitlenmiş bir radyo alıcısı tarafından alınan bir radyo vericisinden bir sinyal iletir ve daha sonra bu sinyali, uygun bir sinyal üretip BEC/ESC’ye ileten uçuş kontrol panosuna gönderir. bu sinyalin gücüne bağlı olarak motoru hızlandırır.
Drone’lar için ESC nasıl seçilir?
Kaliteli bir ESC kullanmak, güvenilir ve sorunsuz bir uçuş deneyimi yaşamanız gerektiği anlamına gelir ancak elbette dikkate alınması gereken başka faktörler de vardır. İşte quadcopter ve FPV drone’lar için en iyi ESC’yi nasıl seçeceğinize dair bir kılavuz:
- ESC akım derecesi
İHA’lar için bir ESC seçtiğinizde dikkate almanız gereken ilk şey, kaldırabileceği akım miktarı olan mevcut değerdir. ESC, Amper cinsinden ölçülür, bu nedenle bazen amper değeri olarak da anılır. Uygun motor boyutunu seçtikten sonra ESC’nin mevcut değerine karar vermeniz önerilir. Çünkü motor dönerken akım çeker ve ESC’niz çok fazla akım tutarsa aşırı ısınmaya başlar ve sonunda bozulur. Genel olarak ESC, %100 gazda motorun maksimum akımından %10-20 daha yüksek olarak derecelendirilmelidir. . Örneğin motorunuz tam gazda 10A üretiyorsa 12A veya 15A ESC kullanmalısınız.
Güvenlik nedeniyle sıcaklık sensörleriyle donatılmış bazı ESC’leri de tercih edebilirsiniz. Bu sensörler yalnızca sıcaklıklarını izleyip aşırı ısınmayı önleyecek şekilde ayarlama yapmakla kalmıyor, aynı zamanda drone’nuzun keskin bir şeye çarpması veya yüksek termal iletkenliğe sahip bir nesneye çok yakın uçması durumunda hasarı da önlüyor.
- Giriş voltajı değeri
Amperajın yanı sıra, ESC’lerin destekledikleri maksimum voltaj miktarı da vardır; bu voltaj değeridir. Bazı ESC’ler 3S-4S için derecelendirilmişken diğerleri 6S’ye kadar dayanabilir. Bu büyük ölçüde drone’unuzda hangi akü voltajını çalıştırmak istediğinize bağlıdır; ESC’nize güç sağlamak için kullanılan çok yüksek bir voltaj hem ESC’ye hem de motora zarar verecektir. Bir motorun gücü, voltajın amperajla çarpımı olan watt cinsinden ölçülebilir. (volt x amper = watt). Bu nedenle voltaj arttıkça motorun toplam gücünü eşit tutmak için amper düşebilir. Bu, daha yüksek voltajlı bir akünün daha düşük bir akım çekişinde aynı motor çıkış gücünü sağlayabileceği anlamına gelir.
Üstelik ESC’nin voltajı arttığında pilot daha fazla gaz vermeyi tercih etme eğiliminde olacaktır. Bu amperajı artırır ve motorun toplam gücü (watt) artar. Bu nedenle yüksek voltajlı bir drone, alçak voltajlı bir drone ile karşılaştırıldığında daha hızlı uçacaktır.
- Ağırlık ve boyut
Tipik olarak bir ESC’nin ağırlığı ve boyutu, mevcut derecelendirmesine göre belirlenir ve onunla orantılıdır. Bugün piyasadaki çoğu ESC, boyut ve ağırlık bakımından benzerdir; tekli ESC’ler 4-6 gram arasında, dörtlü ESC’ler ise yaklaşık 12 gram ila 15 gram ağırlığındadır.
Daha hafif ESC’ler yarış drone’ları için daha uygundur; drone’un daha hızlı dönmesine ve yavaşlamasına olanak tanır ve daha hızlı hız değişimi sağlar. Ancak ESC ne kadar hafif olursa, ısı dağılımı da o kadar düşük olur ve bu da aşırı ısınmayla ilgili endişeleri artırır.
Bir Drone’un İçinde – ESC
Çok yönlü olan ve gerçekte ne önü ne de arkası olmayan quadcopterlerin hala nasıl yön bulmayı başardığını hiç merak ettiniz mi? Bunların hepsi ESC veya Elektronik Hız Kontrol Cihazı adı verilen küçük bir cihaza bağlı. Bu, pilotun kontrollerini, hareketi kontrol etmek için motorlara gönderilen kesin talimatlara dönüştüren şeydir.
İç işler
Çok rotorlu uçaklar, motorun hızı ve dolayısıyla uçağın pervanelerinin dönme hızı ayarlanarak kontrol edilir. Motor hızını artırarak veya azaltarak yüksekliğini artırır veya azaltır. Arkadaki pervanelerin hızını artırarak ileri doğru uçar ve bunun tersi de geçerlidir ve sağ taraftaki pervaneleri daha hızlı çalıştırarak sola gider. Dönüşler, iki motorun saat yönünde ve diğer ikisinin saat yönünün tersine dönmesinden yararlanılarak ve ardından her bir motorun hızının hassas bir şekilde ayarlanmasıyla elde edilir. Bunu yapma süreci, pilotun talimatlarını alan ve ardından bunları ESC’ye göndereceği dijital komutlara dönüştüren uçağın uçuş kontrol cihazıyla başlar. ESC sırayla bu talimatları yorumlar ve her bir motora giden voltajı artırır veya azaltır.
Aktif Frenleme
DJI ESC’ler çevikliği artıran ve enerji tasarrufu sağlayan bir özellik olan Aktif Frenlemeyi destekler. Açıkça söylemek gerekirse, Aktif Frenlemenin yaptığı şey, frenleme başlatıldığında motorun voltajını arttırmaktır, böylece uçağın havada asılı kalmaya yavaşlamasından önceki süre ve mesafe en aza indirilir. Frenleme yapılırken motor otomatik olarak jeneratör moduna alınır, böylece mekanik enerjisi ısı enerjisine çevrilerek boşa gitmek yerine, aküye geri gönderilerek şarj edilen elektrik enerjisine dönüştürülür.
Aktif Frenleme özelliği uçuş performansını ve verimliliğini artırır. Uçağın çevikliğini ve tepki verme yeteneğini daha da artırmak için, DJI ESC’ler yüksek frekanslarda çalışarak pilotun kontrol sinyallerini motorlara gönderilen talimatlara daha doğru bir şekilde çevirerek uçuşun sorunsuz olmasını ve tepkinin anında verilmesini sağlar.
Entegrasyon ve İstihbarat
Phantom 4’teki ESC, dünyanın Çip Üzerinde Sistem (SoC) çözümü olarak tasarlanan ilk ESC’sidir. Bu, genellikle ayrı modüller olan mikro denetleyici ünitesinin, güç yönetim ünitesinin ve diğer elektroniklerin tek bir çipte entegre edildiği anlamına gelir. Bu, genel olarak daha küçük boyut, daha düşük ağırlık ve artırılmış uçuş süreleri anlamına gelir.
SoC, strese ve çeşitli zorlu koşullara dayanabilmelerini sağlamak için otomotiv sınıfı bileşenler kullanılarak üretilmiştir. Bir tasarım üretime geçmeden önce, yayılan emisyonun, elektrostatik deşarj bağışıklığının ve RF elektrik alanı bağışıklığının DJI mühendisleri tarafından tanımlanan katı standartlar dahilinde olduğundan emin olmak için eksiksiz bir Elektromanyetik Uyumluluk Testi gerçekleştirilir. ESC, motorlar ve pervaneler, dayanıklılığını ve komutlara hızlı tepki vererek yüksek hassasiyette performans gösterme yeteneğini garantilemek için zorlu, yüksek sıcaklıklarda 2000 saatten fazla bir süre boyunca stres testine tabi tutulur.
Basitlik ve Güvenilirlik
Tek bir çipe entegrasyon aynı zamanda bileşen sayısını da azaltır ve bununla birlikte olası arıza noktalarının sayısını da azaltır. Normal analog bağlantının yanı sıra dijital bağlantı, ESC’nin ana denetleyiciyle bağlantısını kaybetmesini önlemek için yedeklilik sağlar. Birlikte ele alındığında bu, uçağın güvenilirliğinin büyük ölçüde artmasıyla sonuçlanır.
DJI’ın ESC’leri her platforma ve kullanım durumuna en iyi şekilde uyacak şekilde özenle tasarlanmıştır. Sinüs dalgalı ESC’ler verimliliğin ve gücün önemli olduğu yerlerde kullanılırken, kare dalga ESC’ler boyut ve ağırlığın düşük tutulması gereken kompakt sistemlerde kullanılır.
Tasarım sürecinin bir diğer odak noktası kullanım kolaylığıdır. Pek çok ESC’nin, özellikle kendi hava platformunuzu oluştururken manuel olarak kalibre edilmesi gerekirken, DJI’nin Akıllı ESC’leri (iESC’ler), motorun yönündeki, hızlanmadaki ve diğer parametrelerdeki anlık değişiklikleri algılar ve optimize edilmiş stabilite ve kontrol hassasiyeti için buna otomatik olarak uyum sağlar.
Motor çalıştırıldığı anda, iyi çalışır durumda olduğundan emin olmak için akıllı bir kendi kendine kontrol gerçekleştirir. Motorlar çalışırken sürekli olarak hız, voltaj, sıcaklık, voltaj, akım ve daha fazlasını içeren kendi durumu hakkında bilgi toplar ve verileri ESC aracılığıyla ana denetleyiciye geri gönderir. Ana kontrolör, gelecekteki sorunları teşhis etmek için veri günlüğünü kaydetmenin yanı sıra, verileri analiz eder ve gerçek zamanlı olarak verilere dayalı olarak karar verir.