Controladores de velocidade caseiros para modelos de navios. A localização da eletrônica e mecânica no navio no rádio

Era noite, não havia nada…. Do lado de fora da janela chovia tristemente.... A esposa foi para os pais... Vagar sem rumo pelas extensões da Internet não trouxe nenhum prazer .... E nas mãos algum tipo de coceira crescia cada vez mais .... Eles queriam criar!
Recentemente, enquanto limpava a garagem, encontrei um brinquedo antigo da época da URSS - um modelo do carro Niva, com rodas giratórias e unidade de propulsão inercial. Mesmo assim pensei - preciso fazer algo com isso, pensei, coloquei na prateleira e esqueci ....

E agora, pensando no que fazer com as mãos, lembrou-se desse brinquedo. Já é o século 21 no pátio e o carro ainda não é controlado por rádio. Precisamos fazer alguns ajustes!
Vasculhando minhas lixeiras, tirei uma máquina servo de 9 gramas e um motor comutador com caixa de câmbio de algum brinquedo chinês. Depois de pensar um pouco, encaixar, trabalhar com furadeira e limas de agulha, a máquina servo foi colocada na estrutura da máquina, fixada com dois parafusos.

Instalei o motor da mesma forma.

Foi aí que surgiu o principal problema - eu não tinha regulador para o motor coletor. Não queria pedir aos chineses e esperar um mês. Sim, este não é o meu caminho. Se alguma coisa, eu posso fazer isso sozinho, prefiro fazer isso sozinho!
A primeira coisa que me veio à cabeça foi fazer algo “servo-mecânico”, conectar o servo a um resistor variável e alterar a rotação do motor através dele. O método está funcionando bastante, mas me pareceu de alguma forma não confiável.
Depois de ler como regulador, você pode usar a eletrônica de um servo. Remova a caixa de engrenagens, coloque o resistor na posição intermediária, solde uma ponte H mais potente aos fios que vão para o micromotor. Um servo com uma caixa de engrenagens que não funcionava foi encontrado no esconderijo, a ponte H foi usada de um controle de rádio chinês barato. O método acabou funcionando, mas a rotação do motor não mudou suavemente, um salto de zero ao máximo. Podemos dizer que acabou sendo um controle discreto.
A Internet veio em socorro, descobriu-se que os circuitos reguladores do coletor são bastante simples, um microcontrolador, uma pequena tubulação, uma ponte H.

O PIC16F84 estava disponível e decidi fazer um regulador nele. Quem se importa com o circuito e firmware são
Esta não é a primeira vez que faço firmware de microcontrolador, então não houve problemas com o firmware. Resolvi abandonar a ponte H que resolvi abandonar no circuito, não preciso de uma tão potente, e não existiam esses transistores, deixei o chinês.

Efetuei o pagamento usando a tecnologia LUT. Gravado com perfossulfato de amônio, envenenado muito rapidamente - aconselho. O regulador funcionou imediatamente, calibrado sem problemas, a velocidade mudou suavemente.

Além disso, em um rolo fixado em um radiador, fiz um estabilizador para alimentar o motor elétrico. 5 V para o receptor é retirado do regulador. Juntando tudo, aqui está o que aconteceu.

E aqui está o vídeo do primeiro encontro do Niva afinado

Hoje, provavelmente, nem um único modelo moderno controlado por rádio pode ficar sem um controlador de velocidade.

Este dispositivo, em contraste com o receptor e as máquinas de direção, apareceu há relativamente pouco tempo. O controlador de deslocamento ou o nome inglês Electronic Speed ​​​​Controller abreviado como ESC é projetado para controlar a frequência e o sentido de rotação do eixo do motor. Anteriormente, essa função era realizada por dispositivos baseados em máquinas de direção e microinterruptores. Em princípio, com desempenho de alta qualidade, eles mostraram confiabilidade e desempenho suficientes. Mas esses dispositivos não podiam fornecer um ajuste suave da velocidade do motor e os elementos mecânicos do projeto do dispositivo precisavam de um ajuste cuidadoso. Mas hoje, com o desenvolvimento da rádio eletrônica e base do elemento eletrônico controles de viagem para modelos. Há um grande número de componentes de modelos controlados por rádio no mercado. Além disso, alguns aparelhos eletrônicos desse tipo, mesmo com conhecimentos e habilidades básicas em eletrônica de rádio, podem ser montados em casa. Para começar, classificamos os controladores de curso. Eles podem ser divididos em dois grupos - para motores com escovas e motores sem escovas. Eles também diferem na presença de uma marcha à ré (revers) ou sua ausência. Por exemplo, a marcha à ré é necessária para carros e modelos de barcos, mas não é necessária para modelos de aeronaves. A foto mostra um controlador de deslocamento com reverso para motores coletores.

E essas fotos mostram controlador de viagem para modelos com motor brushless sem ré, é instalado em um aeromodelo controlado por rádio.

Parâmetros muito importantes, são muito críticos para qualquer dispositivo eletrônico, são a tensão máxima e a corrente máxima. Se eles forem excedidos, seu circuito eletrônico falhará. Portanto, ao escolher, comprar e depois instalar qualquer dispositivo eletrônico, tenha muito cuidado e não exceda os valores de tensão e corrente especificados pelo fabricante. Ao conectar, certifique-se de observar a polaridade da fonte de alimentação. A conexão de energia incorreta pode danificar o dispositivo.

Um grupo separado deve incluir auto-feitos controles de viagem para modelos, existem muitos deles hoje. Na web você pode encontrar diagramas de circuito e firmware para tais dispositivos. Alguns deles podem ser coletados de forma independente em casa. Esses dispositivos também estão sendo desenvolvidos por colegas modeladores que têm bom conhecimento em eletrônica de rádio. A vantagem desses dispositivos é que seus modeladores inicialmente os desenvolvem para um determinado grupo de requisitos ou podem desenvolver um dispositivo de interesse particular para você sob encomenda. Por exemplo, nenhum dos fabricantes que conheço produz controlador de viagem para modelos com função de rasgo para cópias de modelos de navios. Dispositivos deste tipo, as fotos que se seguem apresentam, foram desenvolvidos por um dos nossos colegas.

ORÇAMENTO DO ESTADO REGIONAL INSTITUIÇÃO EDUCATIVA DE EDUCAÇÃO COMPLEMENTAR DE CRIANÇAS

"PALÁCIO REGIONAL DE PIONEIROS E ESCOLARES DE KRASNOYARSK"

Desenvolvimento de um regulador para modelos rádio controlados

Krasnoyarsk - 2012

Introdução

Nos modelos com acionamento elétrico, é necessário controlar os motores elétricos - eles precisam ser ligados, alterados de velocidade e parados. Se em motores de combustão interna um carburador servo-controlado é usado para esses fins, os motores elétricos requerem um dispositivo separado chamado controlador de curso.

Historicamente, os reguladores mecânicos foram os primeiros a aparecer. São um poderoso reostato (resistência variável), que é conectado em série com o motor elétrico. Uma máquina de direção especial permite controlar o reostato, regulando assim a velocidade do motor. Juntamente com a simplicidade, os reguladores mecânicos têm a desvantagem de absorver a preciosa eletricidade a bordo e transformá-la em calor. Este calor ainda precisa ser levado embora
V ambiente o que cria problemas adicionais. Esses reguladores não são particularmente confiáveis, pois contêm contatos deslizantes através dos quais uma grande corrente flui. Forte aquecimento da estrutura também não contribui
sua confiabilidade. Agora, os reguladores mecânicos são usados ​​​​apenas nos brinquedos mais simples, onde a potência do motor de força é pequena e o preço baixo é muito importante.
Esses reguladores não são instalados em modelos sérios e não falaremos mais sobre eles.

O desenvolvimento da tecnologia de semicondutores tornou possível a criação de modelos de controladores eletrônicos sem partes móveis, livres das desvantagens acima. Nelas, a energia é fornecida ao motor por pulsos, e todos os ajustes ocorrem alterando a duração dos pulsos.

Além dos controladores eletrônicos de deslocamento, estão disponíveis interruptores eletrônicos de motor de deslocamento. Eles não regulam a potência do motor, apenas ligam e desligam ao comando do transmissor. Não falaremos mais sobre eles.

A primeira parte deste artigo informa o que você precisa saber.
sobre controladores. A segunda metade fala sobre como eles são organizados
e estão funcionando. Assim como no artigo sobre servos, esta parte é para quem gosta não só de acionar modelos, mas de entender a essência do princípio de funcionamento dos controladores de velocidade.

Conceitos gerais e funções

Normalmente, além do controle de velocidade, os reguladores oferecem muitas funções adicionais. Além disso, eles têm várias características das quais pode depender a escolha de um determinado modelo. Portanto, para começar, daremos as principais definições com comentários para facilitar sua navegação.

Freio. Para muitos modelos, você não precisa apenas girar rapidamente o motor
no início, mas também desacelere rapidamente. Isso é importante para modelos de carros e aeronaves elétricas com hélice dobrável. A frenagem é realizada fechando os enrolamentos do motor através do regulador. Às vezes, a função de freio "suave" é implementada, quando os enrolamentos não fecham imediatamente, mas em pequenos pulsos. Isso reduz o aquecimento do regulador e aumenta a vida útil do coletor do motor.

Reverter. Às vezes é útil ter marcha à ré em um modelo. Portanto, muitos reguladores permitem alterar o sentido de rotação do motor elétrico aplicando tensão a ele na polaridade reversa. O reverso geralmente não é feito com força total, pois "ao máximo" simplesmente não é necessário. Mas torna-se possível simplificar a implementação de interruptores reversos e reduzir o preço do regulador.

Sistema BEC (Cirquit de Eliminação de Bateria). Na maioria dos reguladores
para motores de baixa tensão (para baterias de não mais que 10-15 latas), um sistema de fonte de alimentação secundária é incorporado para o receptor e servos. Não tem nada a ver com o gerenciamento do motor, mas permite que você não coloque duas baterias no modelo: uma é de energia e a outra é para o sistema de controle de rádio. Toda a energia vem de baterias de energia, o que é muito conveniente.

Optoacoplador. Em reguladores poderosos para tensões aumentadas - de 15 a 36 latas de baterias, é incorporado um isolamento galvânico dos circuitos de energia dos circuitos receptores do sistema de controle de rádio. Isso é feito para que o ruído de impulso poderoso da parte de energia do regulador e do motor não caia nos circuitos de entrada altamente sensíveis do receptor. Naturalmente, no caso de usar optoacoplador, o receptor precisará de uma fonte de alimentação separada.

Funções de serviço de proteção

Uma variedade de coisas úteis são adicionadas às funções do próprio regulamento:

POR (Power on Reset). Reiniciar ao ligar. Ao ligar a alimentação de bordo do modelo, pode acontecer (por esquecimento do modelador) que o botão de comando do motor não esteja na posição "Stop". Então o motor do modelo pode atingir imediatamente a velocidade máxima. Para um modelista que não está preparado para isso, um início tão repentino pode resultar em ferimentos graves e na perda do modelo. Para evitar isso
a função POR é introduzida no programa do controlador. Funciona assim: quando a energia é aplicada ao controlador de velocidade, ele força o motor para a posição "Stop", independentemente da duração do pulso de controle do receptor. Após o modelador mover o manche para a posição "Stop", a trava é liberada e o motor pode ser controlado normalmente.

PCO (corte de energia). A função de desligar o motor elétrico quando a tensão da bateria cai abaixo de um limite predeterminado. Muito útil para pilotar modelos elétricos com o sistema WEIGHT. Ao contrário dos modelos terrestres, que simplesmente param quando o motor é desligado, um modelo voador ainda precisa pousar no solo. Para isso, após desligar o motor de acionamento, ainda resta alguma energia na bateria para o funcionamento do receptor e dos servos. Limite de viagem calculado
em um determinado tipo de bateria, geralmente de níquel-cádmio. Se você conectar baterias de lítio, elas podem se deteriorar com uma carga. Os controles avançados permitem ajustar o limite de desligamento para um tipo específico de bateria.

TOP (Thermal Overload Protection) - proteção dos interruptores de energia contra sobrecarga de corrente, que pode levar à destruição térmica dos transistores MOSFET. Também protege contra curtos-circuitos na carga. É implementado incorporando um sensor de corrente nos circuitos de energia e programando a função de desligamento de limite de todas as teclas no controlador. Reinicialização por comutação de energia.

TP (Proteção Térmica) - proteção contra superaquecimento do controlador de deslocamento. Um sensor de temperatura é colocado na placa, que desliga o regulador quando ele é aquecido acima do nível permitido. É reinicializado quando o corpo do regulador esfria.

RVP (Reverse Voltage Protection) - proteção contra inversão de polaridade da tensão de alimentação. Inevitavelmente complica e aumenta o custo do regulador, piorando seus parâmetros. Raramente usado. Não é usado na maioria dos bons ESCs.

A abundância de sistemas de proteção nos reguladores pode criar uma falsa impressão de que o regulador não pode ser queimado. Isto está errado. Primeiro, os reguladores raramente protegem
da polaridade reversa da bateria de energia. Neste caso, via de regra, todos queimam teclas de energia. Em alguns casos, a proteção deve ser desativada. Por exemplo,
em um helicóptero elétrico. Porque disparar a proteção em vôo salvará o regulador,
mas arruinar o próprio modelo. Em terceiro lugar, a proteção salva o regulador apenas se funcionar.
com um motor elétrico, mais ou menos consistente com ele em termos de características.

Caracteristicas importantes

O controlador de curso tem várias características importantes que afetam
suas capacidades, que determinam com qual motor e bateria ele pode trabalhar.

Corrente contínua máxima. Define a corrente máxima do motor que o inversor pode suportar por um longo tempo.

O parâmetro é simples apenas à primeira vista. Está marcado em inglês
como corrente contínua. A confusão surge em uma compreensão diferente do termo Contínuo.
Para a microeletrônica, isso é uma fração de segundo. Ou seja, esta é a corrente que os interruptores suportam e a proteção TOP não funciona (veja acima). Isso não significa de forma alguma que os fios e condutores impressos no regulador possam suportar tal corrente. Portanto, se Corrente Contínua - 400A estiver escrito nas características do regulador, isso não significa de forma alguma que o regulador suportará tal corrente por um minuto. A corrente contínua real é várias vezes menor. Muitos fabricantes indicam a duração da corrente máxima.

Corrente máxima de pico. Esta é a corrente que o regulador pode suportar por um curto período de tempo. Normalmente, a corrente de pico é várias vezes maior que a corrente contínua. As correntes de pico ocorrem durante a partida, quando o motor deve desenvolver rapidamente um grande torque. Por exemplo, com um início acentuado de um modelo de carro.

Hoje em dia, para facilitar a vida dos consumidores, é frequentemente utilizado um sistema alternativo de rotulagem das capacidades dos reguladores. Isso geralmente pode ser encontrado para modelos de carros. Lá, para reguladores, é relatado quantos - eles são projetados para motores em espiral. Naturalmente, para motores, por sua vez, é indicado o número de voltas nos enrolamentos. T. n. ESCs ilimitados podem funcionar com motores elétricos de qualquer modelo de carro, mas não com nenhum motor!

Tensão máxima da bateria. Se a tensão da bateria for maior do que o permitido, o regulador pode queimar. Muitas vezes nas características eles indicam não tensão,
e o número de latas na bateria baterias NiCd. Multiplique este valor por 1,2 volts
e obter a tensão máxima permitida.

Resistencia interna. Escusado será dizer que os circuitos de comutação de potência utilizados nos reguladores introduzem certas perdas de energia devido à resistência interna das teclas. Portanto, todos os reguladores têm essa característica,
como resistência interna. Embora a resistência interna de um regulador seja baixa (0,0006 ohms para reguladores de campeonato), a perda de inserção pode fazer uma grande diferença quando se trata de competição séria.

A propósito, reguladores reversíveis costumam ter mais resistência interna do que modelos similares sem reverso. Isso se deve às peculiaridades da construção dos circuitos de comutação do motor elétrico. Que conclusão prática pode ser tirada disso? Sim, muito simples. Se você vai pilotar seriamente modelos de carros e depois competir, é melhor aprender imediatamente sobre um regulador não reverso. Embora a princípio seja inconveniente dirigir sem marcha à ré.

Frequência de pulso do regulador. A frequência de controle ideal depende
nos parâmetros do motor elétrico usado. Se a frequência for muito maior do que a ideal
- perdas crescentes por chaves de comutação no regulador. Essas perdas se devem ao fato de que mesmo a chave mais rápida não abre e fecha instantaneamente. Durante o tempo em que
vai de um estado a outro, perde-se energia nele. Se a frequência for muito menor que a ideal, as perdas indutivas no motor aumentam.

Os controladores de motor sem escova oferecem ainda mais opções de parâmetros. Portanto, ao selecionar um regulador para um motor, é melhor simplesmente focar nas recomendações do fabricante.

Configuração do controlador de viagem

Os fabricantes de ESC tentam tornar seus produtos compatíveis
com uma ampla gama de motores e transmissores de controle de rádio. É por isso
eles introduzem muitos parâmetros configuráveis ​​pelo usuário neles.

Em primeiro lugar, as posições dos joysticks do transmissor são ajustadas, correspondendo aos modos "neutro", "freio", "aceleração máxima", "reverso". Modos como "freio" e "reverso" podem ser desativados. Definir os valores extremos garante uma operação confiável do controlador com transmissores, que podem ter valores significativamente diferentes da duração do pulso do canal nas posições extremas do joystick. Em alguns reguladores, a quantidade de zona morta é ajustada
na posição "neutra". A sequência de operações para configuração é diferente para diferentes fabricantes. Aqui você precisa seguir as instruções. Os botões no corpo do controlador, ou certas posições do joystick, são usados ​​como comandos de configuração. Alguns reguladores entram no modo de configuração quando você conecta ou remove um jumper - um jumper, como em um computador. Os LEDs no corpo do regulador servem como um indicador dos modos ajustáveis. Recentemente, muitos reguladores usam indicação sonora dos modos de ajuste. Neste caso, os enrolamentos do motor conectado funcionam como um tweeter.

Alguns reguladores permitem que você altere a frequência da regulagem de pulso quando o regulador estiver trabalhando com motores diferentes. Além disso, a frequência pode ser determinada separadamente para avanço e frenagem. Em algumas aplicações, eles podem ser desativados durante a programação do sistema de proteção, por exemplo, em um helicóptero elétrico.

Em controladores avançados para motores sensorless, é possível alterar o deslocamento de fase (Timing) da corrente trifásica em relação à posição do rotor.
Isso se deve à peculiaridade da operação de controladores sem sensor, nos quais os modos de maior potência e maior eficiência não coincidem. Nesse caso, o usuário pode escolher o que é mais importante para o seu modelo.

Como o mundo da modelagem é diversificado, reguladores especializados são produzidos, digamos, para modelos de carros, modelos de barcos, aviões e helicópteros. Nestes modelos, o conjunto de funções implementadas é diverso. Para não expandir excessivamente a gama de controladores de velocidade, alguns fabricantes fabricam um dispositivo universal com reconfiguração para modelos sudo - auto - aeronaves.

Na maioria das aplicações, o controlador de curso controla a energia fornecida
ao motor, proporcional à posição do joystick no transmissor. Mas não em todos os lugares.
Em helicópteros elétricos, é muito mais importante regular não a potência, mas a velocidade do motor.
Neste caso, quando a carga muda e a bateria descarrega gradualmente
todas as configurações do sistema de controle mantêm sua eficácia. Um sensor Hall e um ímã são adicionados aos controladores de curso dos motores coletores para feedback.
no rotor do helicóptero. ESCs de motores brushless já possuem informações de velocidade e não requerem sensores adicionais. Os controles multifuncionais são configurados para o modo helicóptero durante a configuração, após o qual
eles estabilizam e regulam não a potência, mas a velocidade do motor.

Recursos de conexão de controladores de viagem

O controlador de deslocamento é conectado por fios à bateria e ao motor elétrico. Esses fios são um elemento importante na usina. Para que funcione corretamente, você deve seguir algumas recomendações. Como fios de conexão fio trançado flexível de cobre é usado. Os fios não são elétricos, mas especiais -
com muito grande quantia veias muito finas. Esses fios, além de modelos elétricos, são amplamente utilizados para conectar sistemas de alto-falantes. alto poder Equipamentos de áudio Hi-End, e podem ser encontrados em lojas sérias de equipamentos de áudio. Os fios mais comuns com seção transversal de 1 quadrado. milímetros. para correntes de até 20 ampères, 1,5 kv. milímetros. - para correntes até 30 amperes, 2,5 kv. milímetros. - até 50 amperes e 4 metros quadrados. milímetros. - até 80 amperes. O uso de uma seção transversal menor para altas correntes acarreta pelo menos uma diminuição na eficiência da instalação do motor e, no máximo, um acidente com incêndio. Pelo contrário - é permissível, mas o peso excessivamente superestimado.

O comprimento dos fios do regulador ao motor é feito o mais curto possível. Caso
em que grandes correntes de frequência relativamente alta são comutadas através desses fios. Os componentes de seu espectro podem entrar no canal de rádio do equipamento de controle
na forma de interferência, causando a falha do sistema de controle.

Capacitores. Para reduzir a interferência de banda larga gerada pelo conjunto escova-coletor, sua derivação com cerâmica
ou capacitores de filme fino. Um capacitor é conectado entre as escovas, os outros dois - entre cada escova e a carcaça do motor. A capacitância do capacitor é selecionada por compromisso. O fato é que capacitores maiores suprimem melhor a interferência. Mas à medida que sua capacitância aumenta, as perdas de comutação aumentam.
nas teclas do regulador. Portanto, para reduzir a interferência, não é necessário aumentar a capacitância dos capacitores de bloqueio! Assim, a eficiência pode ser drasticamente reduzida.
e depois queime o regulador. Mas o comprimento dos fios deve ser minimizado, pois,
em essência, são antenas que emitem interferência. A propósito, ao verificar a faixa de operação do equipamento de controle de rádio, o motor de potência deve operar a 50% do gás. O nível de interferência está no máximo. Fios da bateria para o controlador de velocidade também
não deve ser muito longo, mas por um motivo diferente. Se fios longos
do regulador para o motor elétrico criam interferência de rádio, os fios são muito longos
da bateria para o ESC põem em perigo a integridade do próprio ESC.

A entrada do regulador é sempre desviada por capacitores eletrolíticos grande capacidade, amortecendo surtos de corrente. No entanto, os fabricantes também limitam o comprimento máximo permitido desses fios. Se, de acordo com o projeto do modelo, os fios devem ser mais longos, capacitores eletrolíticos adicionais são soldados entre o regulador e a bateria, desviando os fios de energia. Em alguns casos, para reduzir as perdas de energia na bateria, é útil adicionar esses capacitores com fios curtos. Isso não melhorará radicalmente a operação da usina, mas adicionará alguns por cento de energia em uma corrida. Os fãs da base do elemento doméstico devem levar em consideração que os capacitores eletrolíticos estrangeiros têm muito menos inércia do que os nossos. Se você realmente deseja economizar dinheiro, solde um capacitor de filme paralelo ao nosso eletrólito. Embora tal substituição não seja equivalente à instalação de capacitores de impulso especiais. Acontece que, devido a vibrações mecânicas, os capacitores desviando a entrada quebram suas conclusões "sob a espinha". Ao substituí-los por domésticos, as considerações acima devem ser levadas em consideração.

Conectores. Entre o regulador e o motor, os fios geralmente são soldados,
a menos que os conectores já estejam embutidos no projeto do motor ou regulador. Você tem que colocar um conector entre o controlador de velocidade e a bateria, porque a bateria do modelo muda como o combustível - de ponta a ponta
para recém-carregado. Aqui é necessário usar apenas conectores de modelo especial,
geralmente dourada. Conectores elétricos ou de rádio comuns não são projetados para correntes tão grandes que se tornaram a norma na modelagem. A junta é bipolar, devendo necessariamente possuir proteção mecânica contra inversão de polaridade. Lembre-se, os controladores de curso geralmente não possuem proteção contra polaridade reversa. Como já mencionado, a prática mostra que metade dos reguladores queimados falha por esse motivo. Ao usar conectores especiais do tipo soquete separado, a proteção é feita da seguinte forma: o positivo da bateria é soldado ao plugue e o negativo -
ao ninho. O oposto é verdadeiro para o controlador de velocidade. Neste caso, a proteção será fornecida.

Trocar. Os interruptores geralmente não são feitos em fios de energia.
Todos os controladores de curso são projetados para conexão de longo prazo da seção de energia
com um sinal desenergizado. Muitos ESCs BEC têm um interruptor separado que fornece energia ao receptor e aos servos. No modo desligado, as teclas de controle de cruzeiro não descarregam (praticamente) a bateria de energia.

Dissipador de calor. Apesar da alta eficiência dos controladores de curso modernos, eles
ainda há uma quantidade significativa de calor que precisa ser removida. Para facilitar esta tarefa, alguns reguladores possuem dissipadores de calor de placas pequenas. A colocação do regulador de deslocamento no modelo deve garantir que seu corpo seja soprado por um fluxo de ar de entrada. Esta regra é muitas vezes em conflito
com a necessidade de proteger o regulador de umidade e sujeira em carros e barcos,
onde são envoltos em uma concha hermética. Para resolver esse problema, é melhor usar reguladores projetados para um número menor de voltas e, melhor ainda, ilimitados. Sua eficiência é muito maior e dissipam menos calor. Claro que é possível,
ignore tudo o que foi dito acima e esculpa as conexões como quiser.

Modelos com vários motores

Os modelos elétricos são muito mais propensos do que os modelos ICE a usar vários motores usinas de energia. Isso se deve ao fato de o motor elétrico, como objeto de controle, estar muito mais próximo do acionamento de potência ideal do que o motor de combustão interna. Nos modelos multimotores, onde é necessário controlar separadamente a potência dos motores, cada um deles possui seu próprio controlador de velocidade. Mas este não é o caso para todos os modelos. Em muitos casos, a multiengenharia é uma homenagem à cópia ou ao desejo de obter uma potência muito alta, que não pode ser fornecida pelos motores elétricos existentes.
em versão única. Nesse caso, para motores coletores, não é necessário usar um controlador de curso separado. É bastante aceitável conectar vários motores elétricos a um regulador. Nesse caso, a corrente contínua máxima permitida do regulador deve exceder o consumo total de corrente de todos os motores elétricos conectados a ele.

Os motores são conectados ao controlador em paralelo entre si. Em tal conexão, em modos parciais, suas características são alinhadas. O que isso significa?

Imagine um carro onde cada roda do eixo motriz é acionada
de seu motor elétrico, que são conectados em paralelo e conectados ao mesmo controlador de deslocamento. Nos modos parciais (aceleração parcial), as potências de saída e os torques de ambos os motores dependem um do outro. Por exemplo, se o momento de uma das rodas diminuir - a roda está parada, o torque de seu motor elétrico também diminuirá e o do outro motor aumentará. Acontece que o balanceamento automático
em termos de potência e torque, semelhante em essência à operação do diferencial de deslizamento limitado - Thorsen. Normalmente, essa propriedade de conexão paralela é muito útil para modelos. No acelerador máximo, infelizmente, o balanceamento automático quase não funciona.

Quando os motores são conectados em série a um controlador de deslocamento
seus torques são aproximadamente iguais e dependem fracamente do grau de carregamento.
Ao patinar uma das rodas em aceleração parcial, o momento da outra, mais carregada, o motor até diminuirá um pouco. Tal dependência é extremamente inútil.
para controle de modelo. Portanto, uma conexão em série na prática é quase
não usado.

E os motores brushless? Para veículos brushless com sensores, claro, é necessário colocar em cada motor seu próprio controlador de velocidade.
Para sensores sem sensor, é possível (sob certas condições) conectar dois motores a um regulador. A principal condição é uma partida favorável do motor, que é fornecida por um pequeno momento necessário ao ligar os motores. Muitos fabricantes de controladores de viagem consideram este modo anormal e não oferecem garantia
no trabalho de qualidade de seus produtos com dois brushless ao mesmo tempo. Tem
no entanto, a prática mostra o uso bem sucedido de um regulador
com dois motores em um aeromodelo. Falha de inicialização teoricamente possível
na prática, o autor nunca observou.

É inaceitável usar dois motores brushless com um controlador de velocidade se seus eixos estiverem rigidamente conectados entre si. Por exemplo, ao trabalhar com um redutor de engrenagem em um eixo de transmissão comum.

Projeto estrutural de controladores de deslocamento

Toda a variedade de designs de controladores de viagem agora se degenerou em dois tipos - reguladores de viagem para carros de baixa tensão e modelos de navios são feitos em uma placa de circuito impresso colocada em uma caixa de poliestireno com ou sem radiador.

Os demais tipos de reguladores são feitos em uma ou mais placas de circuito impresso, montadas em forma de sanduíche em um saco e apertadas em um tubo termorretrátil.

Nos controladores de motores brushless, um circuito de controle é montado em uma placa e os interruptores de energia estão no restante.

Com a mesma placa de controle, um número diferente de placas de teclado pode ser montado. Consequentemente, a corrente permitida também será diferente.

Os controladores de viagem podem ser combinados estruturalmente na mesma placa com outros componentes eletrônicos integrados.

Como funcionam os controladores de viagem

O controlador de deslocamento é conectado entre a bateria e o motor elétrico. O regulador é controlado por um impulso de canal do receptor do equipamento de controle de rádio. Lembre-se de seus parâmetros: período - 20 ms, a duração varia
1 a 2 ms. No caso mais simples, a tarefa do regulador é regular o fluxo de energia da bateria para o motor. Com uma duração de pulso de canal de 1 ms, o motor está desligado; com 2 ms, o motor desenvolve potência máxima.
No intervalo, a potência muda suavemente.

Antes de passar para o diagrama estrutural do controlador de curso, notamos que agora apenas os controladores de pulso com regulagem de largura de pulso são produzidos. Outras opções de regulamentação são moralmente obsoletas em nosso tempo.
não são usados ​​na modelagem. Portanto, não vamos falar sobre eles. Os motores de potência vêm com ou sem coletor. Consequentemente, os controladores de deslocamento podem ser divididos em dois tipos - para motores com escovas e para motores sem escovas. Alguns dos reguladores do segundo tipo também podem funcionar com motores coletores.
Mas não vice-versa. Guiados pelo princípio do simples ao complexo, falaremos primeiro sobre a operação do controlador de motor coletor mais simples. Aqui está um diagrama de blocos típico de sua inclusão:

Arroz. 1. Diagrama estrutural de um controlador de curso não reversível

G - gerador de controle;

K - tecla liga / desliga;

M - motor elétrico;

A é uma bateria.

O pulso do canal é alimentado ao gerador de pulso controlado G. A frequência do pulso é constante, mas sua duração depende da duração do pulso do canal de entrada da seguinte maneira:

Com uma duração de pulso de saída de 0% - eles simplesmente não existem na saída do gerador - há um nível baixo do sinal que controla a chave. A chave K está fechada, nenhuma corrente flui pelo motor M.

Com uma duração de pulso de saída de 100% do período, também não há pulsos na saída do gerador, mas o nível do sinal que controla a tecla é alto. Chave
K - aberto e toda a tensão da bateria A é aplicada ao motor M. Ao mesmo tempo, desenvolve potência máxima.

Com um valor intermediário da duração do pulso do canal, a saída do gerador contém pulsos com uma duração determinada pelo gráfico acima. Digamos que, com um pulso de canal de 1,5 ms, haja pulsos na saída do gerador, cuja duração é metade do período. Consequentemente, a chave
Metade do período está aberto, metade está fechado. A tensão em t.1 repete esta forma. O motor consiste em um estator magnético e um rotor - no caso mais simples, uma estrutura de arame através da qual a corrente flui. O campo magnético do estator interage com o campo magnético do quadro para que a força de Lorentz comece a atuar sobre ele, proporcional à corrente no quadro de acordo com a lei de mesmo nome. Ou seja, o torque do rotor é proporcional à corrente, não à tensão. Observe que a estrutura no núcleo magnético do rotor tem uma indutância perceptível L e uma resistência R. Lembre-se também,
qual é a maquina coletora corrente direta reversível. Se você aplicar tensão a ele, ele funcionará como um motor. Se, ao contrário, você conectar uma carga a ela e começar a girar seu rotor, a máquina se tornará um gerador e a corrente fluirá para a carga. Assim, mesmo quando a máquina funciona como um motor, a tensão aparece nos enrolamentos de seu rotor
E, proporcional à velocidade do rotor.

A corrente flui contra a direção da tensão induzida nos enrolamentos - este é o trabalho útil da corrente na rotação do rotor. Na resistência, parte da energia atual é convertida em calor - essa parte é prejudicial, reduzindo a eficiência do motor. No indutor, parte da energia é armazenada no campo magnético da bobina. A fonte de energia para todos os três componentes aqui é a bateria.

Quando a chave é fechada, a corrente não interrompe seu movimento.

Como você pode ver, a corrente através do motor continua fluindo na mesma direção. A fonte de energia para isso é o campo magnético da indutância, e o diodo fecha o circuito em uma pausa quando a chave K é fechada.

Uma vez que o torque do rotor cria uma corrente, não uma tensão, no rotor, fica claro por que o motor não oscila quando o motor é pulsado. Para que a indutância armazene energia e a distribua, a corrente através dela deve aumentar e diminuir de acordo. Para reduzir as ondulações de corrente, a indutância deve ser maior (a energia total armazenada é maior) e o período de pulso é menor - menor que a porção de energia bombeada para frente e para trás. Então nós viemos para princípio essencial determinar a frequência necessária de operação do controlador de curso. Deve ser tanto maior quanto menor a indutância dos enrolamentos do rotor e maior a potência do motor.

Se a frequência do gerador estiver abaixo do ideal, a energia armazenada
na indutância dos enrolamentos do motor durante o pulso, não será suficiente
para suavizar as ondulações de corrente na pausa entre os pulsos. Haverá tremor perceptível do rotor. Mas não é assustador. Outra coisa está ruim: a potência do motor diminuirá, pois trabalho útil apenas o componente constante da corrente pulsada o faz. A variável será dissipada no circuito magnético do motor, aquecendo-o. A eficiência cairá em um monte de controlador de viagem - motor elétrico. Além disso, um controlador de curso selecionado incorretamente será o culpado e o motor aquecerá.

Implementação técnica

O gerador controlado G em todos, sem exceção, controladores de curso modernos é feito em um microcontrolador programável. A característica da dependência da duração dos pulsos de controle da tecla na duração do pulso do canal de entrada é formada por software. Como um interruptor de alimentação nos controladores de viagem, são usados ​​transistores de efeito de campo de porta exclusivamente isolados com um canal de estrutura vertical (MOSFET). Eles são caracterizados por baixa resistência e alta velocidade. Em controladores de viagem de baixa potência, pode haver um transistor. Porém, via de regra, para reduzir a resistência no estado aberto e aumentar a corrente máxima de comutação, muitos desses transistores são colocados em paralelo - até 16 peças. Mais comumente usado
transistores de canal n, pois eles, com o mesmo custo que os de canal p, possuem menor resistência de estado aberto e uma corrente máxima permitida maior. Reguladores convencionais usam transistores em pacotes TO-220. Especialmente em miniatura, bem como reguladores de potentes motores brushless - no caso
SO-8.

Fig 2. Diagrama estrutural de um regulador não reversível

curso com função de travagem

Nos controladores de velocidade que implementam a função de frenagem, além da chave que dosa o fornecimento de energia ao motor a partir da bateria, outra chave é colocada paralelamente ao motor:

O algoritmo de operação do freio é o seguinte: quando o pulso do canal de controle está na posição "Stop", a chave K está fechada e a chave K2 está aberta. Lembramos que quando o rotor de uma máquina coletora DC gira, ele funciona como um gerador. Portanto, se você tentar girar o rotor do motor, o
neles a energia fluirá através da chave K2. O rotor vai girar, mas com um esforço perceptível, quanto maior, maior a velocidade de rotação do rotor. Quando o joystick do transmissor é movido para a posição "Run", o gerador de pulsos de duração ajustável começa a funcionar, abrindo a tecla K. A tecla K2 é fechada ao mesmo tempo. O motor começa a girar. Se depois disso o joystick do transmissor for movido de volta para a posição "Stop", então a chave K fecha e a chave K2 abre. A energia gerada flui através da chave aberta K2 e se transforma em calor conforme a resistência da chave,
e na resistência dos enrolamentos do próprio motor. A energia cinética do rotor é rapidamente transferida para energia térmica. Como a resistência das chaves é pequena, as correntes de frenagem são muito grandes. Em reguladores potentes, para evitar a sobrecarga das chaves e do motor, a frenagem não é imediatamente brusca, mas suave. Para fazer isso, no início da frenagem, a chave K2 também é controlada a partir de um gerador de pulsos de duração variável. Os MOSFETs de canal P são mais comumente usados ​​como interruptores de retardo em controladores de baixa tensão porque são mais fáceis de controlar. Ao usar um transistor de canal n para controle, eles criam um circuito de polarização potencial ou colocam um chip especial - um driver de chave. Junto
com possibilidade de frenagem, um interruptor adicional paralelo ao motor elimina a necessidade de instalar um diodo separado, que estava disponível nos esquemas do início do artigo. A questão é que moderno MOSFETs de potência tem um diodo integral embutido dentro, que lida com sucesso. O interruptor do freio também é feito de vários transistores conectados em paralelo. Eles são geralmente menos do que
na chave de K. Para carros de corrida, alguns fabricantes criam uma simulação dos freios ABS de carros grandes no controlador de curso. Consiste na frenagem intermitente. Imitação porque aqui não há rastreamento da rotação das rodas.
Sua eficácia é equivalente ao caso em que, dirigindo um carro real
em uma estrada escorregadia, freie intermitentemente. Às vezes ajuda. Mas não é ABS de verdade.

Reverter. Os reguladores de curso reversíveis (os reguladores não reversíveis também são chamados de avanço) são organizados da seguinte forma:

Arroz. 3. Diagrama estrutural do controlador de curso reversível

Como pode ser visto no diagrama, o motor elétrico está incluído na diagonal da ponte das chaves. Ao abrir as chaves K1 e K3, o motor gira para frente:

e ao abrir K2 e K4 - no sentido oposto

Como regra, os transistores de canal p são usados ​​nos braços superiores da ponte,
e no canal n inferior. K1 ou K2 está aberto durante todo o tempo de rotação do motor em uma direção. K3 ou K4 abre com um sinal de pulso de duração ajustável, que altera suavemente a potência fornecida ao motor.
Por razões de economia, como regra, os reguladores reversíveis são assimétricos. Nos braços da ponte para o golpe de avanço, K1 e K3, muito mais transistores são colocados em paralelo do que nos braços do K2 e K4 do golpe de ré. Para que o regulador
não queimou por sobrecarga durante uma reversão longa, alguns reguladores introduzem uma limitação automática do tempo reverso.

Pode-se ver no circuito de comutação que com um número igual de chaves em cada braço, o regulador direto tem metade da resistência interna que o reverso, embora seja visivelmente mais barato, pois usa transistores MOSFET quase quatro vezes mais baratos. Portanto, não use reguladores reversíveis onde eles não são realmente necessários.

Ao contrário dos raros casos de equipamentos de controle de rádio caseiros bem-sucedidos, os dimmers caseiros são muito mais comuns. Especialmente para motores de comutador convencionais. Este produto pertence à categoria de aparelhos elétricos que, sendo corretamente projetados e montados sem erros de peças boas conhecidas, não requerem ajuste e ajuste, mas funcionam imediatamente. Portanto, consideraremos o processo de fabricação de um controlador de curso de nível médio de complexidade.

O circuito do controlador de curso é mostrado na fig. 6. Aqui está um multivibrador esperando
e o discriminador de tempo são feitos em apenas um chip DD1. Os extensores de pulso são implementados nos comparadores DA1.1 e DA1.2. elementos
DA1.3 e DA1.4 atuam como inversores. Uso de FETs
em um circuito de controle de motor de ponte, aumenta significativamente a eficiência do estágio de saída.

Complementar" href="/text/category/komplementarij/" rel="bookmark">pares complementares, com foco na tensão de alimentação disponível e na potência do motor executivo. Placa de circuito impresso mostrado na fig. 7.

Os capacitores C2, C4 e C5 devem ser de filme
(K73-17). Resistor trimmer R10 - tipo SPZ-19 ou formato retangular importado de tamanho semelhante. Estabilizador DA2 - compacto 1170EN5 ou
sua contraparte importada.

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DA1, DA2 - NE555, DA3 - L7805L

Arroz. 8. Princípios diagrama de circuito dispositivos

para testar controladores de viagem

A saída do circuito é conectada diretamente à entrada do controlador de curso ajustável. O pré-potenciômetro R8 define a amplitude necessária dos pulsos de saída (3 ou 5V, dependendo da variante do dispositivo configurado).

A opção de roteamento de PCB é mostrada na Figura 9.

Arroz. 9. Placa de circuito impresso do dispositivo para teste de percussores

P.B.> Tenho reguladores self-made, produção industrial. Sou cético em relação aos reguladores feitos por você mesmo com a função "perturbar", por vários motivos.

Você apenas não experimentou reguladores normais com lágrima. Um regulador caseiro não é diferente do de fábrica, é melhor ainda, depende de quem faz!
E o regulador caseiro tem muito mais possibilidades que o chinês. E então um regulador caseiro é muito mais confiável.

Por exemplo, os reguladores chineses NÃO têm proteção contra polaridade reversa. Eles não fornecem nenhuma garantia para seus produtos. Eles não têm proteção contra água.

Por exemplo, dê uma olhada aqui:

Vender reguladores para modelos de navios

Todos os carros controlados por rádio com motores elétricos são equipados com dispositivos que permitem ajustar a velocidade do seu carro, ou seja, alterar a velocidade do eixo do motor conforme desejar. Esses dispositivos são chamados de controladores de velocidade ou controladores de curso.

Anteriormente, a alteração da velocidade do motor elétrico era realizada por meio de um regulador mecânico. Tais dispositivos têm design simples, mas "consomem" muita bateria e, além disso, não têm boa confiabilidade. Hoje, progressivo reguladores eletrônicos claro, poupados das deficiências de seus predecessores.

Assim, os controladores de velocidade são “para motores coletores” e “para motores elétricos sem escovas”. Existem também controladores para motores brushless que podem ser usados ​​com motores brushless (mas não vice-versa!).

Os controladores de velocidade profissionais podem ter várias funções adicionais (além da alteração padrão na velocidade do motor). Esta é principalmente uma função de frenagem (realizada fechando os enrolamentos do motor elétrico através do controlador de velocidade). Vários controladores de deslocamento podem executar uma frenagem suave, o que reduz o aquecimento do enrolamento e o estresse do coletor. Além disso, alguns controladores de velocidade invertem o sentido de rotação do motor elétrico, fornecendo assim ao modelo uma função reversa. Neste caso, nem toda a tensão nominal de operação é fornecida ao motor da máquina, pois toda a potência em este caso não precisa.

Além disso, vários reguladores são equipados com o chamado sistema BEC (usado com mais frequência em reguladores para motores elétricos de baixa tensão). Este sistema elimina a necessidade de instalação de bateria para equipamentos de rádio e controle no modelo (se este sistema estiver disponível, o rádio controle é alimentado pela bateria de alimentação do modelo).

Reguladores potentes operando com tensão aumentada (de 15 a 36 células de bateria) são isolados galvanicamente, evitando que o ruído de impulso entre nos circuitos de entrada sensíveis dos receptores de rádio.

Alguns controladores de velocidade estão equipados com uma função POR (reinicialização na partida).

Esse recurso evita que o motor ganhe velocidade instantaneamente quando a bateria é conectada (proteção contra esquecimento, por assim dizer). Na presença de tal sistema, o regulador muda automaticamente o motor elétrico para o modo "Stop" quando a bateria é conectada. A falta de tal função muitas vezes levava a lesões.

A função PCO (Power Cut Off) também é útil. Desliga o motor elétrico do circuito quando a bateria de alimentação descarrega abaixo do nível programado. A função PCO protege sua bateria contra descarga excessiva. A presença de tal função é altamente desejável para modelos voadores controlados por rádio (se a bateria estiver descarregada, você terá tempo para pousar seu modelo com segurança antes de simplesmente perder a energia).

A função TOP (Proteção contra sobrecarga térmica) protege os interruptores de sobrecorrente e evita a destruição térmica dos semicondutores.

Os reguladores são protegidos contra superaquecimento pela função TP (Proteção Térmica). TP implica a presença de um sensor de temperatura que desliga o controlador em caso de superaquecimento.

O sistema RVP (Reverse Voltage Protection) impede a inversão da fonte de alimentação. Essa função não é muito utilizada, pois sua presença aumenta muito o custo do regulador e ao mesmo tempo afeta negativamente seu desempenho.

Ao escolher um regulador de deslocamento para o seu modelo, considere suas características de desempenho. O regulador que você escolheu deve (conforme o passaporte) caber no motor elétrico e nas baterias que você possui (por tipo). Parte dos controladores pode funcionar com baterias Vários tipos(o tipo de bateria usada é definido nas configurações do controlador).

Preste atenção aos valores da corrente máxima permitida que o regulador pode fornecer por muito tempo, bem como à corrente máxima para a qual os interruptores de energia do regulador foram projetados. Fique atento aos locais "estreitos": são a fiação e a placa. Eles tendem a falhar primeiro.

Deve-se levar em consideração também o valor da corrente máxima de pico (ocorre no momento da partida, por exemplo). O passaporte do controlador de velocidade indica com quais motores (pelo número de voltas) é compatível.

Outro parâmetro importante- tensão operacional máxima. Não aplique tensão ao regulador superior à definida pelo fabricante.

Para calcular as perdas de energia, também é importante conhecer a resistência interna do regulador. É claro que esses cálculos são mais necessários para pilotos profissionais, mas lembre-se - essa característica está indicada no passaporte do produto e quanto menor seu valor, melhor.

Os modelos de controlador de viagem populares são projetados para funcionar com muitos modelos controlados por rádio, portanto, os fabricantes oferecem a possibilidade de ajustá-los de acordo com determinados parâmetros.

Mais frequentemente configurado:

Posições do joystick do transmissor por modos;

Conexão-desconexão dos modos de freio e reverso;

Alterar a frequência de regulação de pulso ao trabalhar com motores diferentes;

Mudança de fase de uma corrente trifásica em relação à posição do rotor.

Além disso, deve-se lembrar que existem reguladores voltados especificamente para modelos de carros, modelos de aeronaves, modelos de navios. Eles não são recomendados para outros tipos de modelos controlados por rádio.

Os controladores de velocidade são conectados à bateria de energia e ao motor elétrico por fios. Para uma operação eficaz a longo prazo, a qualidade desses mesmos fios é muito importante.

Para correntes até 20 A - 1 mm2;

Para correntes até 30 A - 1,5 mm2;

Para correntes até 50 A - 2,5 mm2;

Para correntes de até 80 A - 4 mm.kv.

Não subestime a seção transversal dos fios! Isso leva à perda de potência e recuo e, muitas vezes, a um incêndio!

No nível profissional, os fios entre o motor e o controlador de velocidade são soldados. Em modelos amadores, esses fios geralmente são conectados a conectores.

Nos fios de energia, o interruptor, na maioria das vezes, não está instalado. Como regra, o interruptor é colocado no circuito de alimentação do receptor e dos servos.

Os ESCs modernos geram calor suficiente, por isso são equipados com dissipadores de calor e até refrigeradores para um resfriamento mais eficiente.

Ao usar modelos equipados com vários motores elétricos, é instalado o mesmo número de reguladores ou um regulador servindo vários motores elétricos. Neste caso, é importante lembrar que a corrente máxima permitida do regulador não deve ser superior ao consumo total de corrente de todos os motores elétricos conectados ao regulador. De qualquer forma, é necessário saber se tal conexão ao regulador é permitida pelo fabricante.

controladores de viagem alto nível custar dinheiro significativo. Portanto, se o regulador falhar, não se apresse em jogá-lo fora, mas procure uma oficina especializada. Freqüentemente, reguladores quebrados podem ser reparados substituindo componentes queimados.