Die Fähigkeit, die Geschwindigkeit und Rotation der Motoren zu steuern, ist der Designschlüssel von Drohnen, was die elektronische Geschwindigkeitsregelung (ESC) Modulen ein Mehrwert und ein wesentlicher Bestandteil einer Drohne. In diesem Artikel befassen wir uns mit den Schlüsselelementen, die beim Entwurf eines ESC-Moduls zu berücksichtigen sind, und mit den Entwicklungslösungen auf dem Markt. Der Entwurf eines ESC erfordert eine sorgfältige Bewertung und Analyse von Eigenschaften, die sich wie folgt zusammenfassen lassen:
- Batterie auf der Drohne installiert;
- Motoren: Das ESC-Modul muss in der Lage sein, die für einen reibungslosen Motorlauf erforderlichen Ampere zu bewältigen, unterstützt durch die entsprechend dimensionierte Batterie;
- Propeller: Ihre Wahl des Propellers bestimmt auch die Leistung Ihres ESC. Wird Ihre Drohne 3-, 4-, 5- oder 6-Zoll-Propeller betreiben? Welche Leistung möchten Sie und welche Art von Propellersteigung werden Sie daher verwenden?
- Spannung: Wählen Sie DC/DC Konverter Konfiguration, um den ESC korrekt mit Strom zu versorgen.
- Firmware: ESCs erhalten ein Beschleunigungssignal vom Flugregler. Ein elektronischer Geschwindigkeitsdrohnen-Controller verwendet On-Board-MCUs und benötigt daher Firmware, um die Hardware zu steuern.
- Abmessungen und Gewicht sowie verfügbares Budget;
Der Einsatz von Drohnen nimmt stetig zu und die Anwendungen reichen vom kommerziellen bis zum militärischen Bereich. Die meisten Drohnen werden von bürstenlosen Gleichstrommotoren angetrieben, die eine entsprechende und konstante Regulierung von Geschwindigkeit und Drehrichtung erfordern. Ein ESC-Modul übernimmt diese Funktionen und beinhaltet eine Stromversorgungsstufe, eine Stromsensor Schaltung, einen Mikrocontroller und eine Kommunikationsschnittstelle mit dem Flugsteuerungssystem.
Drohnen müssen ein hohes Maß an Stabilität und Effizienz aufweisen, um die Anwendungen, für die sie entwickelt wurden, erfolgreich ausführen zu können; Dadurch können sie auch unter den kritischsten und widrigsten Wetterbedingungen betrieben werden. Im speziellen Fall von elektromotorisch angetriebenen und batteriebetriebenen Drohnen (die mit Abstand gängigste Lösung, natürlich abgesehen vom militärischen Bereich) muss für jede volle Akkuladung eine möglichst lange Betriebsdauer gewährleistet werden.
Einer der Hauptvorteile von Drohnen besteht darin, dass sie aus der Ferne bedient werden können und über Bereiche fliegen, die für eine Person zu schwierig, gefährlich oder unbequem wären. Kommerzielle Anwendungen umfassen Landwirtschaft, Anlagen- und Gebäudeüberwachung (Sicherheit, Videoüberwachung und Prävention) und sogar die Zustellung von Paketen, Medikamenten oder anderen wichtigen Gütern. Viele glauben, dass die Einführung von Drohnen eine Revolution war und die Auswirkungen in den kommenden Jahren noch deutlicher werden werden. Große Unternehmen wie Amazon und Facebook setzen von Anfang an auf das enorme Potenzial von Drohnen und entwickeln Programme, bei denen unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) zur Lieferung von Produkten und zur Bereitstellung von Internetverbindungen an abgelegenen bzw. unzugänglichen Orten eingesetzt werden.
Blockschaltbild der feldorientierten Steuerung (Quelle: Mathworks)
Den vollständigen Artikel finden Sie in der Schwesterpublikation EEWeb.