Tutorial : ARDUINO + ESC + Motor sem escova (Brushless) => DRONE

Depois que comprei um Drone Phantom 2, estou estudando as partes do mesmo. 

http://labdegaragem.com/forum/topics/dji-phantom-2-quadricoptero

O ESC ou controlador eletrônico de velocidade é o circuito que controla o motor sem escovas (BLDC) que é usado em Drones ou aeronaves de aeromodelismo. 

Fiz algumas medições com osciloscópio no ESC do Phantom 2, mas por ser uma aeronave cara, fiquei com receio de danificar algo. E se algum motor falhar em pleno vôo, pode ser o fim do Drone. 

Portanto comprei algumas peças (que poderão servir também de backup) : um conjunto  de 4 motores BLDC, um ESC do Phantom 2 e um ESC comum. 

Nessa plataforma da foto que estou montando, pretendo fazer testes dos ESCs e dos motores. Pretendo medir o RPM, corrente de consumo, temperatura e quem sabe até empuxo da turbina. 

Tá ficando muito legal ! Aos poucos, irei disponibilzar  os avanços no projeto. Pretendo estudar a fundo o funcionamento dos ESCs com esses motores. 

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Esse é conjunto de motores, compatíveis com os motores da DJI Phantom 2 . 

A marca é MultiStar 2212-920. Dois motores giram no sentido do relógio e os outros dois no sentido contrário. 

A diferença esta na cor das porcas.

Essas são as especificações dos motores originais da DJI :

DJI 2212 / 920kv :

Carga recomendada (decolagem) = 300g / eixo

Impulso máximo = 600g / eixo 

Temperatura de trabalho = -5 °C ~ 40 °C

Bateria recomendada = 3S LiPo

Tamanho do estator = 22×12 mm

KV = 920 rpm/V

Peso = 50g

Diametro do Rotor = 24×11 cm

Passo da Rosca = 9.4×4.3 polegadas

Fonte = http://www.dji.com/product/tuned-propulsion-system

Em termos simples, o KV é um número que relaciona quantos RPM um determinado motor (sem carga sobre ele) girará com base na tensão aplicada.

Fonte : http://www.theampeer.org/everything-e-power.pdf

No caso do Phantom 2, o KV do motor é de  920 rpm/V. A tensão no motor (medida por  mim) quando a bateria esta carregada é de aproximadamente 12 Volts. Isto é, a rotação máxima que esse motor poderá ter sem carga é de 920 x 12 = 11040 RPM !

 

Se precisar de ajuda, tenho experiencia com aeromodelismo, não com drones, mas com aviões e helicopteros.

Obrigado !

Esse é um dos ESCs que comprei - BeastDNA 30A - modelo RC01485 .

Um dos mais baratos que encontrei em BH.

http://www.dealmetic.com/product.asp?ID=RC01485

Caracteristicas do ESC :

Tamanho : 51 x 25 x 8.5mm


Corrente Constante : 30A (será que é verdade?) 


Maxima  Corrente: 40A/12s

BEC * saída: 3A ( Battery eliminator circuit) 

Resitência Interna : 0.0021 miliohms

* BEC são reguladores de 5V que podem alimentar  outros circuitos a partir da fonte de 12V da bateria.

Baixa resistência

alta taxa de PWM

Dezesseis células Max

início com baixo torque

arranque suave e rampa até max

freio programável pelo usuário 

Corte do motor Auto com reset

Faixa do acelerador auto-ajustável

Auto desligar quando o sinal é perdido

Ajuste automático de baixa tensão com base na bateria

Programa de energia armar Seguro garante que motor não funciona acidentalmente após ligar

Retirei a capa de plástico que protege o circuito e prende o dissipador dos FETs (na parte debaixo). 

Vejam quem esta aí ! ATMEGA 8 com clock de 16 MHz. 

Reguladores 78M05 para a saida do BEC e para alimentar o ATMEGA8. 

Na parte debaixo tem os FETS drives das fases do motor sem escova (BLDC). 

Usam os FETS  IRF7811A e FDS6675. 

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf7811a.pdf

https://www.fairchildsemi.com/datasheets/FD/FDS6675.pdf

O Diagrama do circuito deve ser similar a esse :

Mais referências boas sobre ESCs :

https://github.com/sim-/tgy/issues/25

http://dronespersonalizados.blogspot.com.br/2013/11/esc.html

https://github.com/sim-/tgy/wiki/Identifying-ESC-pin-configuration

Opa achei esse diagrama, que acho que deve ser mais parecido com o BeastDNA 30 A:

Se os FETs estiverem mesmo em paralelo, aí sim eu acredito que eles aguentam 30A, pois cada um dos FETs suportam a corrente de 10A. 

Também conseguimos ligar um motor de HD de 3 fios em um ESC.

Utilizo um ESC de 30A e um motor com uma lixa colada em um dos discos, útil para afiar ferramentas leves.

Sim ! O motor de HD é um motor sem escova. Eu até acho que a tecnologia dos motores de aviãozinhos foi possível devido ao avanço da tecnologia dos motores de HD. 

Já viu esse avião com motor de HD ?

https://www.youtube.com/watch?v=jzFQ54MTPsg 

Só que o motor era muito pequeno para o avião. Segundo o cara que montou, o motor pifou...

Caro amigo José Gustavo,

Estava lendo sua postagem e achei muito boa e completa, e estava olhando para este diagrama que não é muito complexo e queria te perguntar se tem como conseguir o programa deste ESC? Ou seja se eu montar este diagrama seja físico ou virtual eu gostaria de ter o programa para testar. Estou perguntando isso porque já estive pesquisando sobre os ESC´s e estava pensando em montar um diagrama como esse, e fazer assim um ESC de teste, como se eu usar um Motor de 50A eu troco os FET´s para correspondentes, se for um motor de 20A faço similar, e assim por diante.

Caro John , também tenho vontade de montar um ESC. 

Será um desafio grande. Os ESCs atualmente são bem complexos.

Com vários recursos tecnológicos. 

Estou acompanhando um forum sobre isso = como montar um ESC.

Veja se interessa >

BLDC controller ( alto nível de informação !) 

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=200567

Veja a complexidade do programa (firmware) do ESC:

Esse ESC controla um motor de CDrom e foi feito em Assembler...

http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=2565567&postcount...

Anexos

Oi Gustavo, bom dia.

Eu uso muitos FET's de baixa voltagem e alta corrente retirados de mother boards pifados.

Tem pelo menos uns 6 em cada MB.

Rui "O  sucateiro"   kkkk

Rui , qual é o encapsulamento dos  seus FETs ? Eles são pequeninos?

Em um drone, os componentes precisam ser bem pequenos e leves. 

Abraços 

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