ESC Parte 2

Como continuación a ESC Parte 1 escribo esta entrada para comentar una incidencia que he tenido. Probablemente es algo obvio para aquellos que vienen del aeromodelismo pero lo anoto por sí alguien se encuentra en la misma situación que yo.

Yo adquirí dos ESC para ir realizando diversas pruebas. Cuando el proyecto estaba más adelantado fui a comprar los otros dos ESC pero me encontré con que ya no estaban. Así qué tubería que adquirir dos unidades muy parecidas. En principio la única diferencia es que los primeros traían el conector para la "Monitorización de descarga balanceada" y los segundos no. 

Tiempo después haciendo pruebas con los cuatro ESC y motores comprobé que no todos tenían la misma respuesta. Con el mismo pulso unos iban a una velocidad y otros a otra. Lo primero fue pensar en que fueran distintos los ESC comprados en dos veces pero no había una correlación. Tras muchas pruebas, estudios y búsqueda de información encontré la respuesta y con ella la solución. Los ESC se pueden calibrar y de hecho será una rutina para un aeromodelista. Se trata simplemente de indicar al ESC los puntos mínimo y máximo para los pulsos. Con una emisora de RC se hace con la correspondiente palanca llevándola al máximo y mínimo recorrido. Yo lo he hecho con el programa de control de los motores estableciendo el mínimo en 1000 µs y el máximo en 2000 µs. Llevando este procedimiento de la misma manera en los cuatro ESC desaparece el "problema". Y yo que me veía estableciendo linealizaciones particulares para cada ESC en la programación en Arduino...

ESC Parte 1

Probablemente ya sabes lo que es un ESC. En cualquier caso lo explico de forma rápida. Un ESC (Electronic Speed Control) es un equipo que lee la señal PWM de salida de una emisora RC y la convierte  a la señal de potencia necesaria para alimentar un motor brushless. El ESC también nos permite el control de la velocidad del motor. La señal de control al ESC, típicamente la salida de los canales de una emisora RC, es la que reproduciremos desde nuestro Arduino.

Dos son las características principales que hay que tener en cuenta para la elección de un ESC.
En primer lugar el rango de tensión con el que está preparado para funcionar, normalmente expresado en las celdas de baterías lipo. Lo más común es un ESC para un rango entre 2S y 4S. En el caso de cuadricópteros lo más normal es con baterías lipo de 3S. Proyectos más ambiciosos de cuadricópteros de mayores tamaños para llevar más peso pueden proyectarse con baterías 4S.
La segunda característica es la intensidad capaz de suministrar. Este dato va directamente relacionado con las características de los motores seleccionados. Como es lógico nuestro ESC tiene que ser capaz de suministrar como mínimo la intensidad máxima del motor elegido, siempre teniendo en cuenta un pequeño margen de seguridad.

En mi caso como expliqué en Motores el consumo de los Turnigy 2209 a máxima potencia en continuo es de 12 A y el máximo puntual de 15 A. Por tanto mi elección de ESC es el Turnigy Sentry 18 A, con capacidad de 18 A en continuo y un pico puntual de hasta 22 A.
Siento no poder poner el enlace de este modelo de ESC pero es que Hobbyking ha dejado de fabricarlos, al menos no se encuentran en su catálogo de la web. Tal es así que yo había adquirido dos unidades de este modelo para hacer las primeras pruebas y al ir a comprar los otros dos tuve que coger el modelo Turnigy Plush 18 A. La diferencia es mínima, referente a otra característica de los ESC que explicaré un poco más adelante.

Otro aspecto de los ESC es que pueden llevar integrado un BEC, Battery Eliminator Circuit, traducido Circuito Eliminador de Batería. Así es, para nuestros motores necesitamos una batería por ejemplo de 3S que da 11,1 V. Sin embargo la alimentación de los servos y la electrónica de control se hace con 5 V. Pues bien, en lugar de poner otra batería que nos suministre esos 5 V la eliminamos y el BEC es quien nos los va a proporcionar.

Una última opción que puede llevar un ESC es el conector para la "Monitorización de descarga balanceada". Este conector está estandarizado y se denomina JST-XH. Es el mismo conector que traen las baterías lipo para la carga balanceada. Así conectaremos ESC y lipo con esta conexión de modo que el ESC estará midiendo continuamente la tensión de cada una de las celdas de la lipo. Cuando cualquiera de las celdas baje hasta los 3 voltios el ESC reducirá potencia a los motores protegiendo nuestra lipo de una descarga mayor que la haría inservible sin opción de recuperarla.

Los ESC de intensidades bajas y para tensiones sobre 3S o 4S como mucho el BEC suele ser lineal, es decir, lleva un regulador de tensión que hace que la diferencia de tensión de la lipo con los 5 V que suministra por la intensidad que circula la disipa en forma de calor. Sin duda es pérdida de energía que estamos sufriendo aunque no sea mucha comparada con la potencia consumida por los motores. Para evitar esta pérdida de energía están los BEC conmutados (en inglés switch). Su función es la misma pero su rendimiento energético está cercano al 100%. Muy útil cuando el consumo a través de los 5 V empieza a ser importante y sobre todo cuando la lipo es de 4S o superior.

Si nuestro ESC no tiene BEC o si es lineal y por las características de nuestro montaje nos supone una pérdida de energía a tener en cuenta podemos hacernos con un BEC externo. Comercialmente se denominan SBEC o UBEC, depende de fabricantes. En los dos casos son un BEC de conmutación.

Tenéis una nueva entrada en ESC Parte 2.