De mogelijkheid om de snelheid en rotatie van de motoren te regelen is de ontwerpsleutel van drones, waardoor de elektronische snelheidsregeling (ESC) module een meerwaarde en een fundamenteel onderdeel van een drone. In dit artikel zullen we kijken naar de belangrijkste elementen waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van een ESC-module en de ontwikkelingsoplossingen op de markt. Het ontwerp van een ESC vereist een zorgvuldige evaluatie en analyse van kenmerken die als volgt kunnen worden samengevat:
- Batterij geïnstalleerd op de drone;
- Motoren: de ESC-module moet de versterkers aankunnen die nodig zijn om de motor soepel te laten werken, ondersteund door de batterij van het juiste formaat;
- Propeller: uw keuze van de propeller zal ook de kracht van uw ESC instellen. Zal uw drone 3-, 4-, 5- of 6-inch propellers aansturen? Wat voor soort prestatie zou je willen, en dus welk type propellerspoed ga je gebruiken?
- spanning: Kies de DC/DC omvormer configuratie om de ESC correct van stroom te voorzien.
- Firmware: ESC's ontvangen een versnellingssignaal van de vluchtcontroller. Een elektronische snelheidsdrone-controller maakt gebruik van ingebouwde MCU's en vereist daarom firmware om de hardware te besturen.
- Afmetingen en gewicht, en beschikbaar budget;
Het gebruik van drones groeit gestaag en de toepassingen variëren van de commerciële tot de militaire sector. De meeste drones worden aangedreven door borstelloze gelijkstroommotoren, die een passende en constante regeling van zowel de snelheid als de draairichting vereisen. Een ESC-module voert deze functies uit en omvat een voedingstrap, een stroomdetectie circuit, een microcontroller en een communicatie-interface met het vluchtcontrolesysteem.
Drones moeten een hoge mate van stabiliteit en efficiëntie hebben om de toepassingen waarvoor ze zijn ontworpen met succes uit te kunnen voeren; hierdoor kunnen ze zelfs in de meest kritieke en ongunstige weersomstandigheden werken. In het specifieke geval van drones die worden aangedreven door elektromotoren en worden aangedreven door batterijen (verreweg de meest gebruikelijke oplossing, uiteraard de militaire sector buiten beschouwing gelaten), moet een zo lang mogelijke gebruiksduur worden gegarandeerd voor elke volledige batterijlading.
Een van de belangrijkste voordelen van drones is dat ze op afstand kunnen worden bediend, waarbij ze over gebieden vliegen die te moeilijk, gevaarlijk of oncomfortabel zijn om door een persoon te bereiken. Commerciële toepassingen zijn onder meer landbouw-, fabrieks- en gebouwbewaking (beveiliging, videobewaking en preventie), en zelfs de bezorging van pakketten, medicijnen of andere essentiële goederen. Velen geloven dat de introductie van drones een revolutie is geweest en dat de effecten de komende jaren nog duidelijker zullen worden. Grote bedrijven als Amazon en Facebook hebben vanaf het begin ingezet op het enorme potentieel van drones en hebben programma's ontwikkeld waarin onbemande luchtvaartuigen (UAV's) worden gebruikt om producten te leveren en internetconnectiviteit te bieden op respectievelijk afgelegen en ontoegankelijke locaties.
Blokschema van veldgerichte besturing (Bron: Mathworks)
Ga voor het volledige artikel naar zusterpublicatie EEWeb.