FPV Фристайл. Регуляторы
Ранее в этой серии:
1. Начало.
2. Аппаратура.
3. Дрон.
4. Рама.
5. Моторы.Регулятор - схема, которая заставляет вращаться бесщёточный трёхфазный мотор (как раз тот, что используется в дроне). Принцип работы мотора мы рассматривать не будем, замечу лишь то, что для вращения такого мотора требуется быстро и согласованно менять ток в трёх контурах. Просто подать напряжение и радоваться, как это делается с щёточным мотором - не получится. С одной стороны к регулятору подключён мотор тремя фазами, с другой - пара проводов питания прямиком от батареи и пара - управления, с полётного контроллера. По этим проводам идёт управляющий сигнал и его формат должен "понимать" регулятор.
Не углубляясь сильно в теорию и историю, скажу, что протокол Dshot600 сейчас максимально широко поддерживается как современными полётниками, так и регуляторами. Если 4 подобные схемы объединить в одну плату по-крупнее, то получится современный регулятор 4-в-1. Компактность, уменьшение веса и простота подключения в плюсах у такого решения, замена всего устройства после выхода из строя одного регулятора - в минусах. Регуляторы характеризуются: 1. форм-фактором, 2. номинальным током 3. максимальным напряжением 4. поддерживаемой прошивкой.
Об этом подробнее:
1. Форм-фактор. Помимо отдельного регулятора и устройства 4-в-1, последние отличаются размерами. Стандартно в любой раме на нижней пластине будут 4 отверстия расположенные по углам квадрата со стороной в 30мм. В эти отверстия мы воткнём длинные винты (на картинке чёрные):
И сверху нанизаем регулятор и полётный контроллер:
Так вот, помимо 30x30 есть стандарт 20x20 (как регуляторов так и полётников) и есть 5 дюймовые рамы, которые предлагают отверстия 20x20 в дополнение к 30x30. Мы этот стандарт использовать не будем, так как надёжный регулятор на достаточный ток в формате 20x20 найти тяжело, а раз регулятор у нас 30x30, то и полётник придётся использовать такого же размера, просто исходя из нашей ситуации с винтами.
2. Номинальный ток. Тут классическая ситуация с китайскими амперами, чем дешевле регулятор тем меньше китайский ампер соответствует международному эталону. То есть 30А брендовых могут не сгореть там, где исдохли 50А по-дешману. Надеюсь информация не шокирует. В общем-то нужный нам диапазон я назвал 30 - 50 ампер. Маркируются отдельные и 4-в-1 одинаково: по номинальному току через один регулятор.
И ещё замечание: квад не будет мощнее, если поставить регулятор на 100 ампер. Регулятор должен выдерживать ток,который запрашивает мотор и отдаёт батарея.
3. Максимальное напряжение. Регулятор может поддерживать либо напряжение до 4S, либо до 6S. Конкретное значение в вольтах никто не пишет, просто совместимость с батареей. Мало того, если мы поставим регулятор на 6S, то он прекрасно будет работать c батареей 4S и у нас будет даже запас по рассеиваемой мощности. Наоборот - ESC на 4S с батареей 6S - нельзя, выпустим волшебный дымок.
4. Прошивка. Для вращения мотора, как уже было сказано, нужно быстро и согласованно менять ток в обмотках, также, пока ток течёт через две фазы, третья может померить наводящийся ток и с этими данными можно что-то сделать полезное. Короче, в каждом регуляторе есть микроконтроллер, а каждый микроконтроллер работает по программе, которая называется прошивкой. Так вот регуляторов грубо говоря два типа: работающие на контроллере поддерживающем прошивку BLHeli_S или - прошивку BLHeli_32. Прошивки развиваются, имеют свой ПК (Windows/Linux/MacOS) софт для перепрошивки и настройки различных параметров и я очень надеюсь, что к моменту, когда мы дойдём до настройки собранного квада, выйдет наконец релиз Betaflight 4.3 (тоже прошивка но к полётному контроллеру), где необходимость лезть в настройки прошивки регулятора будет упразднена. Разница между прошивками в том, что BLHeli_32 работает на более мощных 32-битных контроллерах и имеет лучший потенциал в развитии, однако BLHeli_S переживает сейчас возрождение вместе с маленькими комнатными квадами, и её развитие тоже слабым назвать нельзя, вышло даже несколько альтернативных прошивок с доп. функциями. Мы же остановимся на BLHeli_32 как наиболее функциональной.
На борту типичного 4-в-1 ESC есть вход для батареи, измеритель тока для подсчёта потраченных мАч батареей, преобразователь напряжения на 5В для питания полётного контроллера, ёмкости (конденсаторы) для фильтрации пиков тока\напряжения в линии питания, что сильно влияет на качество видео.
Дорогой ESC может отличаться от дешёвого:
1. Качеством компонентов и пайки.
2. Соответствием заявленным параметрам.
3. Комплектацией. Может быть несколько шлейфов: для стандартной распиновки полётника и для сборки своего шлейфа или вариант для пайки без использования разъёма. В комплекте могут быть провода большого сечения и разъём XT60 под батарейный вход. Также в комплекте может быть отдельный фильтрующий конденсатор.
5. Наличием защиты от переполюсовки. С одной стороны, когда всё правильно собрано, перепутать плюс и минус физически невозможно, с другой - когда вместо квада на асфальте дымящийся фарш, возможно защита спасла нам хоть какой-то компонент.
4. Количеством конденсаторов распаянных непосредственно на плате, то есть качеством фильтрации и нужде в отдельном конденсаторе.
Если затрахал с конденсаторами, то лучше всегда ставить то, что есть в комплекте, и докупать, если в комплекте нет - хуже не будет.
Я был большим поклонником отдельных дешёвых ESC и конечно, несколько сгорело, но собирать мы будем с 4-в-1. Эталоном в мире ESC давно считается Hobbywing XRotor Micro 60A. Фирмы IFlight, Diatone. Spedix, Foxeer делают вполне надёжные регуляторы разных форматов.
Цены я пока воздержусь указывать так как курс на али 70, а в приложении моего банка 58.
Следующая серия - полётный контроллер.
