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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.
Respostas a este tópico
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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em
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Mais uma etapa de testes do Motor BLDC + ESC controlado por Arduino. Medindo o RPM.
Instalei um sensor ótico (led+fototransistor) na parte superior do motor sem escovas (BLDC).
Polarizei o sensor com resistores adequados e alimentei-o com 5V.
Veja que a superfície do motor é toda negra, mas onde esta escrita a marca do mesmo, a tinta é
prateada e reflexiva. Por isso instalei o sensor ótico por cima dessa marca.
Assim o pulso é gerado. Fiz as medições de frequência desse pulso com o meu osciloscópio.
Essas foram as medições de frequência do pulso do sensor de RPM do motor.
Essa medição foi feita sem a hélice no motor (sem carga) = 172,143 Hz.
A seleção de rotação foi apertando o botão verde (baixa rotação).
Para calcular o RPM, basta multiplicar por 60, afinal um minuto tem 60 segundos.
Portanto :
RPM = 172,143 Hz x 60 = 10328 rpm (rotações por minuto)
Essa medição foi feita sem a hélice no motor (sem carga) = 176,200 Hz.
A seleção de rotação foi apertando o botão azul (alta rotação).
RPM = 176,200 Hz x 60 = 10572 rpm (rotações por minuto)
Essa medição foi feita com a hélice no motor (com carga) = 90,211 Hz.
A seleção de rotação foi apertando o botão verde (baixa rotação).
RPM = 90,211 Hz x 60 = 5412 rpm (rotações por minuto)
Essa medição foi feita com a hélice no motor (com carga) = 124,875 Hz.
A seleção de rotação foi apertando o botão azul (alta rotação).
RPM = 124,875 Hz x 60 = 7492 rpm (rotações por minuto)
Eu gravei em video alguns desses testes, assim que eu terminar de fazer o upload no Youtube, eu postarei.
Próximo passo = Fazer um medidor de RPM com LCD.
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Permalink Responder até rodrigo em
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Alguma chance de fazer um ESC?
PIC/Attiny controlando mosfets e talz? Aquele tópico que você acompanhava deu resultado?
Faz tempo que tento 'clonar' um ESC mas é difícil ahahahahha
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Não tem jeito de clonar um ESC pois dentro do Microcontrolador (ATMega) tem um firmware (programa).
E acho que o fabricante deve bloquear a cópia do frmware.
O que pode ser feito é tentar desenvolver um ESC a partir de estudos.
E olha que são muito complexos ! Não cheguei nem perto ainda.
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Consegui fazer o upload dos vídeos com os testes do Motor do Phantom 2.
Os videos foram feitos com a minha camera Canon 7D - video full HD.
Esses são os testes do Motor sem hélice. Veja as variações de frequencia do pulso no osciloscópio.
A partir dessas medições consegui calcular o RPM do motor.
Esses são os testes do Motor do Phantom 2 com hélice.
As rotações são bem altas e todo cuidado deve-se ter ao fazer esse tipo de teste com hélice.
Esse vídeo foi feito para mostar a potência do Motor BLDC !
A especificação informa que ele pode carregar 600 gramas de peso (empuxo) !
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O freio é configurável ! Brake
Por exemplo no manual que eu anexei anteriormente.
(Não é do meu ESC)
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Esclarecendo uma dúvida minha - será que um motor de HD (hard disk) funciona com um ESC ?
Muito bom ! funcionou bem !
Posso usar um motor de HD para fazer meus testes, durante as pesquisas.
Pretendo montar uma controladora 3D de Gimbal para motores BLDC.
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José, poderia postar o código que está utilizando em seu Arduino?
você tem 3 botões: 'freio' velocidade 1 e 2 correto?
Desisti do "ESC" caseiro, peguei um ESC que já utilizava, e só preciso de um controlador melhorzinho para ele, o 555 não é tão bom, não tem freio nem nada. Só vou precisar adicionar um potenciômetro para a velocidade. :)
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Rodrigo foi postado na pagina 2 desse tópico :
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-esc-motor-sem...
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Animação bem interessante para motores sem escova e motores de passo.
Escolha o motor e depois selecione a Operating Voltage. Clique no link abaixo.
http://en.nanotec.com/support/tutorials/stepper-motor-and-bldc-moto...
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Para acrescentar mais informação sobre controladores de Motores BLDC, resolvi estudar uma preciosidade que eu tenho aqui em casa.
A mais de 30 anos atrás, eu havia comprado um Microcomputador da marca Commodore 64. E o diskete driver dele ela separado da CPU e usava disketes de 5 1/4 polegadas. Alguém se lembra disso ?
Ainda tenhos alguns equipamentos da Commodore, e desmanchei o Diskete driver. O motor que gira o diskete é um BLDC. E tem uma placa de circuito integrada.
Pesquisei PDFs, tirei fotos,montei o diagrama do circuito e medi algumas formas de onda.Vejam que beleza de tecnologia.
O circuito funciona com 12V e aterrando o fio laranja, o motor gira com a rotação precisa de 300 RPM.
O CI de controle do motor é o HA13432. Só encontrei o PDF dele em japônes. Mas a partir de outros PDFs, consegui entender o funcionamento dele. Anexei os PDFs.
O motor possui três sensores de efeito Hall, isto é sensores que conseguem perceber as variações de fluxo magnético. São sensores bem antigos e portanto o sinal dos sensores é amplificado por amplificadores operacionais dentro do CI HA13432.
Com a percepção do sinal dos sensores Hall, os drivers das três bobinas do motor BLDC são ativados na sequência.
O CI usa um cristal para gerar o clock de 614 KHz.
Esse circuito é do HA13441, mas tem muita coisa parecida com o HA13432. Veja que a pinagem é diferente.
Essas são algumas formas de onda do circuito do Motor.
Essas medições, são as tensões nas saidas dos drivers para duas bobinas.
Esses sinais são um sensor Hall (canal 1) e o driver correspondente no canal 2:
Espero que gostem...
- Anexos
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HA13432 3fase DC motor.pdf, 92 KB -
ha13441.pdf, 143 KB
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Nesse circuito do Motor do Diskete Driver, estou com uma duvida que espero esclarecê-la.
Veja que a frequencia do sinal nas bobinas é de 20 Hz. OK, então poderia deduzir que o RPM seria 20 Hz x 60 = 1200 RPM.
Mas o RPM do Motor é de apenas 300 RPM, isto é um quarto da rotação de 1200.
Supondo que o motor tenha 12 bobinas, isto é quatro devem ser acionadas por vez.
Será que é por isso ? Não entendi ainda.
Tabela da verdade - sensores HALL x bobinas do Motor ( U, V e W) do HA13441:
Imagino que o motor por dentro deva ser similar à esse.
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