Bagaimana merancang modul ESC untuk kontrol motor drone

Pembaruan: 16 November 2021

Kemampuan untuk mengontrol kecepatan dan putaran motor adalah kunci desain drone, membuat kontrol kecepatan elektronik (ESC) modul nilai tambah dan bagian mendasar dari sebuah drone. Pada artikel ini, kita akan melihat elemen kunci yang perlu dipertimbangkan ketika merancang modul ESC dan solusi pengembangan pasar. Desain ESC memerlukan evaluasi dan analisis karakteristik yang cermat yang dapat diringkas sebagai berikut:

  • Baterai dipasang di drone;
  • Motor: Modul ESC harus mampu menangani amp yang dibutuhkan agar motor dapat berjalan dengan lancar, didukung oleh baterai berukuran tepat;
  • Baling-baling: Baling-baling pilihan Anda juga akan mengatur kekuatan ESC Anda. Apakah drone Anda akan menjalankan baling-baling 3, 4, 5 atau 6 inci? Performa seperti apa yang Anda inginkan, dan oleh karena itu jenis propeller pitch apa yang akan Anda gunakan?
  • tegangan: Pilih DC/DC Converter konfigurasi untuk menyalakan ESC dengan benar.
  • Firmware: ESC menerima sinyal akselerasi dari pengontrol penerbangan. Pengontrol drone kecepatan elektronik menggunakan MCU terpasang dan karenanya memerlukan firmware untuk mengontrol perangkat keras.
  • Dimensi dan berat, dan anggaran yang tersedia;

Penggunaan drone terus berkembang, dan aplikasinya berkisar dari komersial hingga sektor militer. Sebagian besar drone ditenagai oleh motor DC brushless, yang memerlukan pengaturan kecepatan dan arah rotasi yang tepat dan konstan. Modul ESC melakukan fungsi-fungsi ini dan mencakup tahap catu daya, penginderaan arus sirkit, mikrokontroler, dan antarmuka komunikasi dengan sistem kontrol penerbangan.

Drone harus memiliki tingkat stabilitas dan efisiensi yang tinggi agar dapat menjalankan aplikasi yang dirancang dengan sukses; ini memungkinkan mereka untuk beroperasi bahkan dalam kondisi cuaca yang paling kritis dan buruk. Dalam kasus khusus drone yang digerakkan oleh motor listrik dan ditenagai oleh baterai (sejauh ini merupakan solusi paling umum, dengan mengesampingkan sektor militer, tentu saja), periode operasi terlama yang mungkin harus dipastikan untuk setiap pengisian baterai penuh.

Salah satu keunggulan utama drone adalah dapat dioperasikan dari jarak jauh, terbang di atas area yang akan terlalu sulit, berbahaya, atau tidak nyaman untuk dijangkau oleh seseorang. Aplikasi komersial termasuk pertanian, pemantauan tanaman dan bangunan (keamanan, pengawasan video, dan pencegahan), dan bahkan pengiriman paket, obat-obatan, atau barang penting lainnya. Banyak yang percaya bahwa pengenalan drone telah menjadi sebuah revolusi dan efeknya akan semakin nyata di tahun-tahun mendatang. Perusahaan besar seperti Amazon dan Facebook telah bertaruh pada potensi besar yang ditawarkan oleh drone sejak awal, mengembangkan program di mana kendaraan udara tak berawak (UAV) digunakan untuk mengirimkan produk dan menyediakan konektivitas internet di lokasi terpencil dan tidak dapat diakses, masing-masing.

Diagram blok kontrol berorientasi lapangan (Sumber: Mathworks)

Untuk artikel lengkap, silakan kunjungi publikasi saudara EEWeb.