16 Şubat 2014 Pazar

ESC (Elektronik Hız Kontrolcüsü)

          Fırçalı ve fırçasız motorların hızını ayarlayan, hız kontrol ünitesidir. Diğer bir ifade ile  pilden aldıkları elektrik enerjisini, alıcının gaz kanalından aldığı sinyal ile sürerek motorlara ileten ve motor devrini kontrol eden hız kontrolcüleridir.
Elektrikli DC motorlarda (fırçalı motorlar) motor hız kontrolü, voltaj kontrolü ile gerçekleşir. Voltajın artırılıp azaltılmasına göre motor hızı değişir. Bu işlem fazlasıyla zor ve ısı açığa çıkaran verimsiz bir yöntemdir.
            Multikopter sistemlerinde kullanılan fırçasız motorlar bilinen 3 fazlı motorlardır. Bu motorlarda kullanılan ESC’ler daha kompleks olup, pilden aldığı DC gerilimi 3 fazlı AC (Alternatif akım) gerilime çevirerek ve kumandadan gönderilen sinyale göre devri değiştirerek motoru sürerler. Fırçasız motorlarda kullanılan bu ESC’ler motor devrini PWM (pulse width modulation) yöntemiyle değiştirirler. Bu yöntem sayesinde fırçalı motorlarda kullanılan voltaj- hız ilişkisi ile devir değiştiren ESC’lerin meydana getirdiği ısı problemi ve verimlilik sorunu kısmen ortadan kalkar. PWM metodu darbe genişlik modülasyonu olarak bilinir. Kumandadan alınan dijital sinyalin pulse genişliği değiştirilerek, motora giden gerilim değeri dolaylı yönden frekans kontrolü ile yapılır. Pulse genişliğini değiştirme işlemi ESC nin çıkış akımını sürekli açıp kapatmasıyla gerçekleşir. Yani motora giden voltaj çıkış akımının ne kadar süre gönderilip ne kadar süre kesildiğiyle alakalıdır. Örneğin, 1 saniyelik zaman süresince 10 V pile bağlı bir ESC-motor bağlantısında kumanda gaz kolu %60 da iken, ESC akımı, saniyenin 6/10 unda açacak 4/10 unda kapatacaktır. Böylece motora sürekli 10 V gitmeyecek ve 1 saniyede giden voltajın ortalamasına göre motorun devri değişecektir. ESC’ lerde 1 saniyedeki akım değişiminin yüksek olması istenir. Yani ESC’lerin üzerlerinde yazan KHz değerleri ne kadar yüksekse yenileme frekansı denilen saniyedeki akım açma kapama sayısı da o kadar fazla olur. Bu sebepten tercih edilecek ESC’nin yenileme frekansı yüksek olmalıdır. Fırçasız motorlarda kullanılan ESC’lerin girişinde 2, çıkışında 3 motor kablosu 3 BEC ve 1 sinyal kablosu bulunmaktadır (Şekil 1). Girişte bulunan 2 kablo, kırmızı uç + eksi uç – olmak üzere pile bağlanır. Çıkıştaki 3 kalın kablo motorlara bağlanır ve herhangi ikisinin yerinin değiştirilmesiyle motor yönü değiştirilebilir. Diğer 3 ince kablodan kırmızı ve siyah olanı ESC içerisindeki 5V, 3A ya da 5A çıkış veren regülatör devre çıkışlarıdır. 5V’u sağlayan regülatör devresine BEC (battery eliminator circuit) ya da UBEC de denilmektedir. Alıcıları ya da kontrol kartlarını beslemek için kullanılan bu çıkışlar alıcı kanallarına bağlanır ve 5V ile çalışan sistemleri, kontrol kartlarını besler. Diğer beyaz ya da sarı renkli ince kablo ESC sinyal kablosudur. Alıcının sinyal çıkışına bağlanarak ESC’ye vericiden gönderilen sinyali iletir. Böylece ESC motorun hızını kumandadan gönderilen sinyale göre değiştirir.


esc multicopter
Şekil 1



           ESC voltaj değerleri genellikle kullanılabilecek lipo pillerin hücre sayısına göre üzerlerinde yazar. Bu sebepten kullanılacak ESC ile lipo pil arasında uyum olması gerekir.

           ESC akım değeri bir ESC’nin verebileceği maksimum akımı ifade eden değerdir. Bazı ESC’lerde sürekli ve yanma akımı şeklinde 2 değer verilebilir. Bunlardan sürekli olan yani az olan değer ESC’nin sürekli olarak motora verebileceği akım değerini yanma akımı ise anlık olarak verebileceği akım değerini gösterir. Bu yüzden ESC seçiminde kullanılacak motorun maksimum çekeceği akım değeri dikkate alınmalıdır. Ayrıca ESC akımının motorun çekeceği maksimum akımdan %10 fazla olması ısınmaları ve ESC’nin yanma riskini de azaltabilir.

           ESC’ler barındırdıkları bazı özellikler sayesinde programlanabilirler. Bu konu uygulama alanında detaylıca anlatılmıştır.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder