آموزش ربات های پرنده – جلسه چهارم | اسپید کنترل و باتری

در این جلسه قصد دارم اسپید کنترل و باتری‌ها رو برای شما دوستان تشریح کنم. از شما عزیزان درخواست دارم که اگر با موتورهای براشلس و نحوه کارکردشون آشنا نیستید، این لینک را مطالعه کنید.

اسپید کنترل یا ESC

ESC مخفف کلمه‌ی Electronic Speed Control  می‌باشد؛ همانطور که توضیح دادم اسپید کنترل حکم جاروبک یا براش را برای موتورهای براشلس دارد اما این تنها وظیفه‌ی اسپید کنترل نیست؛ بلکه اسپید کنترلر وظیفه دارد که متناسب با دستورالعملی که از طرف فلایت کنترل صادر می‌شود، میزان اعمال جریان به موتور را تغییر دهد، تا پرنده فرمان‌پذیری لازم را داشته باشد.
هنگام انتخاب اسپید کنترل باید به نکاتی توجه شود از جمله حداکثر جریان مصرفی موتور. چرا که اگر جریان مصرفی موتور بیشتر از جریان عبوری از اسپید کنترلر باشد بدون شک به اسپید کنترل صدمه می‌زند و احتمال سوختن اسپید کنترلر بالا می‌رود. همچنین نباید اسپید کنترلی انتخاب کرد که خیلی بیشتر از موتور ظرفیت دارد، چرا که این کار باعث سنگین شدن پرنده می‌شود و اصلا چنین کاری معقول نیست. البته اگر اسپید کنترل و موتور را به صورت پَک خریداری کنید، نیازی به نگرانی در این مورد نیست، چرا که موتور و اسپید کنترلر کاملا با هم تطبیق دارند.

شناسایی اسپید کنترلر‌ها

نحوه‌ی تمایز بین اسپید کنترل‌ها در میان بی‌نهایت مدل‌های موجود در بازار، در مرحله‌ی اول به میزان جریان عبوری از اسپید کنترل است؛ توجه داشته باشید که در صورت عدم تطابق بین جریان مصرفی از موتور و حداکثر جریان عبوری از اسپید کنترل‌ها، خرابی اسپید کنترل در هر لحظه ممکن است، حتی زمانی که پرنده یا مولتی روتور شما در پرواز است. خرابی اسپید کنترل در هنگام پرواز می‌تواند ضرر زیادی به پرنده وارد کند، پس به میزان جریان عبوری و جریان مصرفی توجه کنید. اسپید کنترل باید در حدود حداقل 5 آمپر از موتور ظرفیت بیشتری داشته باشد، یعنی اگر ماکزیمم جریان مصرفی موتور‌های شما 20 آمپر است، باید اسپید کنترل شما قابلیت جریان دهی در حدود 25 آمپر را داشته باشد؛ چون که در جریان دهی‌های لحظه‌ای ممکن است موتور جریان بیشتر از 20 آمپر بکشد و این برای اسپید کنترلر‌هایی که ظرفیت جریان دهی ندارد خطرناک است.

اما زمانی که شما موتور و اسپید کنترلر‌ها را به صورت پَک می‌خرید، یعنی چهار موتور و چهار اسپید کنترلر، در صورت تهیه از برند‌های معروف، نیازی به نگرانی در این مورد نیست، چون موتور‌ها و اسپید کنترلر در این شرایط کاملا با‌ هم همخوانی دارند.

توجه کنید با اینکه حداکثر جریان مصرفی توسط موتور‌های استفاده شده برای کواد روتور رزدینو 20 آمپر است، با این حال اسپید کنترل ما نیز حداکثر جریان خروجی 20 آمپر دارد و این جای نگرانی نیست، چون موتور و اسپید کنترلر‌ها به صورت پَک و از یک مارک معتبر تهیه شده‌اند.

BEC

بعضی از مدل‌های اسپید کنترلر دارای آپشنی به نام BEC بوده و مخفف کلمه‌ی Battery Eliminator Circuit به معنی مدار حذف باتری است. در این مدل از اسپید کنترلرها شما می‌توانید از خروجی اسپید کنترلر یک ولتاژ 5 ولت 2 آمپر تحویل بگیرید (البته این ولتاژ به صورت عمومی است و ممکن است متغیر باشد، یعنی در بعضی از اسپید کنترلرها ولتاژ 12 ولت به شما خروجی بدهد).
استفاده از این ولتاژ زیاد ایمن نیست البته بستگی به نظر شخصی شما دارد و بنده این ولتاژ را پیشنهاد نمی‌کنم مگر برای روشن کردن LED یا یک چنین چیزهایی در همین حد که اهمیت خاصی نداشته باشد.
تذکر: ممکن است بعضی از دوستان از این ولتاژ برای فلایت استفاده کنند که این کار توصیه نمی‌شود.

تصویر زیر از دیتاشیت‌های موتور و اسپید کنترلر استفاده شده برای کواد روتور رزدینو است.

باتری‌ها

از اسپید که بگذریم، به بحث باتری‌ها می‌رسیم. برای آشنایی بیش‌‎تر با جزئیات و انواع باتری‌ها می‌توانید به این لینک مراجعه کنید.

باتری‌هایی که در پرنده‌ها استفاده می‌شود از نوع باتری‌های لیتیوم پلیمر یا به اصطلاح لیپو (LiPo) است. اگر به لینک اشاره شده سر بزنید متوجه تفاوت این باتری با سایر باتری‌ها می‌شوید که من به اختصار به مواردی اشاره می‌کنم.

علت استفاده از باتری‌های لیتیوم پلیمر (لیپو LiPo)

• نرخ تخلیه‌ی جریان در این باتری‌ها نسبت به سایر مدل‌ها بسیار بالاست، یعنی شما جریان‌های چند 10 آمپری را می‌توانید در یک لحظه از این باتری‌ها بگیرید.
• مورد دوم شکل و ظاهر باتری‌های لیتیوم پلیمر است به این معنی که این مدل باتری‌ها را به هر شکل می‌توان ساخت و محدودیتی در شکل ندارد یعنی مستطیل، مربع و… .
• وزن سبک باتری‌های لیتیوم پلیمر نسبت به سایر باتری‌ها باعث این برتری شده است.

تک تک این موارد می‌تواند برتری باتری‌های لیپو نسبت به سایر باتری‌ها باشد.

 شناسایی باتری‌ها

باتری‌های لیپو از تعدادی سلول ساخته شده است که ولتاژ ایمن هر یک از سلول‌ها بین 3/7 تا 4/2 ولت می‌باشد. ولتاژ باتری به کمتر از 3/7 برسد احتمال صدمه دیدن باتری بسیار بسیار بالا می‌رود، حتی اگر به میزان 0/1 ولت باشد. پس باتوجه به این قیمت‎‌ها، حتما به نکات ایمنی توجه شود.
باتری‌ها را با تعداد سلول‌ها معرفی می‌کنند مثلا یک باتری 11.1 ولتی را یک باتری سه سل (3S) می‌نامند. توجه داشته باشید که برای شناسایی از “S” استفاده می‌کنند نه “C”. میزان ولتاژ مورد استفاده‌ی هر قطعه‌ای روی آن ذکر شده است؛ پس توجه کنید که تمامی تجیهزات باید با هم تناسب داشته باشند (عکس اسپید کنترلر را برای بار دیگر ببینید).

اما مورد دوم میزان آمپر ذکر شده روی باتری‌هاست، مثلا یک باتری 1600mA بدین معناست که با جریان ثابت 1.6 آمپر یک ساعت طول می‌کشد تا تخلیه شود. اما این به اندازه‌ی کافی ملاک برای شناسایی نیست.
مورد بعد که می‌تواند مورد قبل را کامل کند به اسم “C-Rating” شناخته می‌شود. مثلا وقتی می‌گوییم یک باتری 1600 با ریت 45C داریم یعنی: 72000 = 1600 * 45

به معنی این است که ما در یک لحظه می‌توانیم به میزان 72 آمپر از باتری بگیریم که این میزان بسیار زیاد بوده و این کار فقط از باتری‌های لیپو برمی‌آید. چنین جریانی برای ما لازم است؛ وقتی که ما از چهار موتور با حداکثر جریان 20 آمپر استفاده می‌کنیم، یعنی در لحظه‌ی فول تراتل ما 60 آمپر نیاز داریم بدون محاسبه‌ی سایر جریان‌ها. پس به این حد از جریان قطعا نیاز داریم.

حتی الامکان سعی کردم به صورت خلاصه و مفید یک توضیح مختصری در مورد باتری و اسپید کنترل داده باشم در جلسه بعدی راجع‌به ملخ یا همان پروانه‌ها صحبت میکنیم؛ منتظر نظراتتون هستم. با رزدینو همراه باشد.