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Introduction
Dans cet article, nous explorons les circuits ESC (circuits de contrôleur de vitesse électronique).
Nous allons d'abord examiner quel est le but d'un ESC et comment il fonctionne. Ensuite, nous examinerons les facteurs sur la façon dont l'ESC protège le moteur de l'appareil. Enfin, nous examinerons les éléments à prendre en compte lors du choix des circuits ESC.
Présentation des circuits ESC
Qu'est-ce qu'un circuit de contrôleur de vitesse électronique?
Un circuit de régulateur de vitesse électronique est utilisé pour contrôler la vitesse d'une machine ou d'un appareil. Il fonctionne en surveillant la tension d'un moteur électrique et en ajustant sa propre tension de sortie pour compenser les changements de charge.
Comment fonctionnent les circuits ESC ?
Un ESC (Electronic Speed Controller) est un circuit qui régule la vitesse d'un moteur. Dans les véhicules RC, il est utilisé pour contrôler l'accélération, la décélération et le freinage. Les ESC peuvent également être utilisés avec d'autres dispositifs mécaniques tels que des pompes, des ventilateurs et des soufflantes.
L'ESC le fait en recevant des signaux de l'émetteur via son entrée de récepteur connecteur. Le récepteur envoie ces signaux à un microprocesseur à l'intérieur de l'ESC. Le microprocesseur interprète ces signaux et répond en les envoyant via un circuit en pont en H qui provoque la mise en marche ou l'arrêt du moteur selon les besoins.
Qu'est-ce que l'alimentation électrique du circuit ESC ?
ESC est une haute tension source de courant pour l'électronique. Il est important de savoir que l'ESC n'est pas une partie du circuit lui-même mais un accessoire qui peut être utilisé avec n'importe quel circuit. ESC est une alimentation haute tension qui propose des versions bipolaires et unipolaires. La version bipolaire peut produire 15kVDC (+/- 7.5kVDC) tandis que la version unipolaire produit 10kVDC (+/- 5kVDC).
Deux types de circuits ESC
Il existe deux types de base de circuits ESC : avec et sans balais.
Brossé
Le type de circuit ESC brossé est le plus populaire des deux car il est relativement bon marché, simple et facile à comprendre. Le type de circuit ESC à balais utilise un moteur à courant continu à balais. Un moteur à courant continu à balais a deux fils qui tournent en cercle lorsqu'un courant leur est appliqué. Les balais frottent contre cette armature, créant des frottements et provoquant la génération d'une force électromotrice dans le sens opposé à celui du actuel traverser le bobine. Cet EMF génère un champ magnétique qui pousse contre tout matériau magnétique à proximité et fait tourner le moteur.
Brossé
sans balai
Les ESC sans balais peuvent être utilisés pour contrôler la vitesse d'un moteur en appliquant une tension à ses enroulements. La tension est généralement fournie par un batterie, mais il peut également provenir d'une ligne AC ou d'une alimentation DC.
Lorsqu'un signal est appliqué à un côté de chaque enroulement, le courant circule à travers cet enroulement et sa bobine associée vers la terre. Lorsque le courant traverse les deux bobines dans des directions opposées, le champ magnétique produit par les bobines s'annule, permettant au moteur de tourner librement.
sans balai
Quels composants se trouvent dans un circuit ESC ?
Un circuit ESC comporte trois composants principaux :
Interrupteur
Cette régule la quantité d'énergie sortant de la batterie pour faire fonctionner votre moteur et les autres appareils électroniques de votre système. S'il n'y a pas assez d'énergie dans le bloc d'alimentation, il ne peut pas fournir suffisamment d'énergie pour exécuter tous ces éléments. composants électriques à la fois, ce régulateur s'assure donc que vous ne les surchargez pas en ne leur fournissant que la puissance dont ils ont besoin à un moment donné.
Régulateur de tension
Cela contrôle la quantité de tension qui va du régulateur de commutation à vos moteurs via des signaux PWM envoyés entre eux via des fils connectés entre eux (et d'autres fils connectés entre eux) afin qu'ils fonctionnent ensemble correctement en cas de besoin.
Processeur
Le processeur est le "cerveau" du circuit ESC. Il est chargé de prendre des décisions sur le moment d'allumer le moteur et la quantité de puissance à lui envoyer.
Schéma de circuit ESC
Quels facteurs les circuits ESC protègent-ils votre moteur ?
Le circuit ESC est conçu pour protéger votre moteur contre une variété de facteurs. Ceux-ci inclus:
Surchauffe
C'est à ce moment que la température du moteur devient trop élevée. Le circuit ESC est conçu pour protéger votre moteur d'une surchauffe. Si la température devient trop élevée, cela peut endommager le moteur et réduire sa durée de vie.
Surintensité
Si beaucoup de courant circule dans votre batterie et votre moteur, la chaleur générée par ce courant peut entraîner une surchauffe de la batterie et du moteur. Si vous n'avez pas de circuit ESC installé, cette chaleur s'accumulera jusqu'à ce que votre batterie soit déchargée et que le moteur brûle.
Surtension
C'est lorsque la tension dans un circuit ESC dépasse la tension maximale autorisée par le fabricant du moteur. Si cela se produit, le moteur peut être endommagé ou détruit.
La protection contre les surtensions est une fonction de sécurité qui détecte ce problème avant qu'il ne se produise et coupe le circuit pour protéger votre équipement.
Désynchronisation
Il s'agit d'un écart soudain dans la rotation d'un moteur électrique. Cela se produit lorsque la vitesse de rotation et la direction du moteur changent de manière inattendue.
Les circuits ESC protègent votre moteur en l'empêchant de se désynchroniser. Cela peut endommager le moteur et entraîner de graves problèmes de sécurité.
Caractéristiques des circuits ESC
Éléments à prendre en compte lors du choix des circuits ESC
Lors du choix des circuits ESC, vous devez tenir compte des éléments suivants :
Courant
Lors du choix d'un circuit ESC, assurez-vous de tenir compte du courant nominal. Le courant nominal vous indique la puissance que le circuit peut gérer. Elle se mesure en ampères. Plus l'ampérage est élevé, plus votre ESC sera puissant. Par exemple, si vous utilisez un moteur avec une valeur de couple élevée, vous devez choisir un ESC avec un courant nominal élevé.
Tension nominale d'entrée
Lors du choix d'un circuit ESC, vous voudrez tenir compte de la tension nominale d'entrée. La tension nominale d'entrée est la quantité maximale de Tension qui peut être appliqué sur le circuit sans l'endommager. Ceci est important car certains appareils peuvent avoir des power exigences. Vous devez vous assurer que votre ESC peut tous les gérer.
Microcode
Le firmware est le logiciel qui contrôle l'ESC. C'est ce qui vous permet de configurer vos ESC et d'y apporter des modifications. Cette fonctionnalité est essentielle car vous en aurez besoin lorsque vous essayez de comprendre comment configurer vos ESC pour une application spécifique.
Il indique à l'électronique ce qu'il faut faire en réaction à votre entrée. Le micrologiciel contrôlera la rapidité et la fluidité de démarrage, d'arrêt et d'accélération de votre moteur. Il contrôle également s'il y a ou non des problèmes dans votre expérience de conduite, comme lorsque vous appuyez trop fort sur l'accélérateur et que vos roues commencent à tourner de manière incontrôlable.
Connexion ESC au moteur
Lors du choix d'un ESC, vous devrez tenir compte de la connexion entre l'ESC et votre moteur. Vous pouvez choisir entre une connexion monofilaire ou une connexion bifilaire.
Une connexion à un seul fil est souvent utilisée lorsque vous utilisez un moteur à balais, mais il est également possible de l'utiliser avec des moteurs sans balais. Une connexion à un seul fil permet une meilleure efficacité et un meilleur contrôle qu'une connexion à deux fils. C'est parce qu'il y a moins de fils sur le chemin du signal allant du contrôleur à votre moteur.
Cependant, si vous utilisez un moteur à balais et que vous souhaitez obtenir le rendement le plus élevé possible, vous devriez plutôt envisager de vous procurer un ESC avec une connexion à double fil. Ce type de circuit permet un contrôle plus précis de l'utilisation de votre batterie car il utilise deux fils au lieu d'un seul.
Protocoles
Le protocole est le langage de communication de l'ESC. C'est ce qui lui dit comment interpréter les données qu'il reçoit de ses capteurs et comment réagir à ces données.
Par exemple, si vous voulez que votre circuit ESC puisse lire les informations d'un capteur de température, il doit comprendre le fonctionnement d'un capteur de température. Cela signifie que chaque circuit ESC aura un protocole différent. Par conséquent, chaque circuit ESC pourra lire différents types de capteur.
Cela peut être une bonne ou une mauvaise chose selon ce que vous recherchez dans un circuit ESC. Par exemple, si vous voulez que votre circuit ESC soit capable de lire les informations de n'importe quel type de capteur et de réagir en conséquence, il peut être utile d'avoir plus de protocoles disponibles car cela donne aux utilisateurs plus d'options lors du choix d'un circuit ESC. Si vous recherchez un ESC qui ne peut lire que certains types de capteurs, il peut être préférable d'avoir moins de protocoles disponibles car cela limite vos choix. Il vous est plus facile de trouver exactement ce dont vous avez besoin sans avoir trop d'options qui vous gênent.
Processeurs
Lors du choix des circuits ESC, vous voudrez considérer le processeur. Le processeur est le « cerveau » du circuit électronique. Le processeur est ce qui contrôle la façon dont votre appareil répondra aux stimuli et comment il agira en réponse.
Vous voudrez vous assurer que vous disposez d'un processeur adéquat. Le processeur doit être capable de gérer la quantité de données requises par votre application. Par exemple, si vous travaillez avec des signaux vidéo haute définition, vous aurez besoin d'un processeur capable de gérer les grandes quantités de données impliquées dans ce type de traitement du signal.
Où utilisez-vous les circuits ESC ?
Les circuits ESC sont utilisés dans de nombreuses applications différentes, mais il y en a quelques-unes qui sont particulièrement courantes.
Véhicules électriques
Les véhicules électriques utilisent des circuits ESC pour assurer la sécurité de leurs passagers. Le circuit ESC est composé de capteurs qui moniteur la vitesse des roues du véhicule et envoyer cette information à un ordinateur, qui la compare ensuite à la vitesse du véhicule. Le circuit renvoie ensuite des signaux aux roues afin de les garder sous contrôle et d'éviter qu'elles ne deviennent incontrôlables.
L'ESC aide la voiture à s'arrêter quand elle en a besoin et l'empêche d'accélérer trop rapidement. C'est particulièrement utile dans les véhicules électriques car ils n'ont pas autant de couple que les moteurs traditionnels, ils n'ont donc pas la même capacité à accélérer ou décélérer rapidement.
ESC est également utilisé dans industriel applications où il y a beaucoup de charges lourdes. Par exemple, vous pouvez le voir utilisé sur des chariots élévateurs ou d'autres grosses machines qui doivent s'arrêter et démarrer fréquemment.
Véhicules électriques
Drones
Les ESC sont utilisés pour contrôler la vitesse des hélices d'un drone. Ceci est important car il contrôle la vitesse ou la lenteur avec laquelle le drone peut voler. Cela contrôle également la quantité de puissance dont les hélices ont besoin pour se déplacer.
En plus d'alimenter le drone, les ESC vous permettent également de régler la puissance de chaque hélice individuellement. Assurez-vous que toutes vos hélices fonctionnent à pleine capacité.
Drones
Jouets télécommandés
Les circuits ESC sont utilisés dans de nombreux éloigné-jouets contrôlés, y compris les voitures, les bateaux et les avions. Ces circuits sont chargés de gérer la vitesse des moteurs et de s'assurer qu'ils ne surchauffent pas ou ne brûlent pas. La plupart des circuits ESC ont également une fonctionnalité de marche arrière, donc si votre voiture sort de sa trajectoire pendant une course ou pendant que vous jouez avec elle dans votre salon, vous pouvez simplement appuyer sur la marche arrière pour la remettre en marche.
Jouets télécommandés
Conclusion
Comprendre pleinement le fonctionnement des ESC et ce que différentes combinaisons de composants peuvent faire dépasse probablement la portée de la plupart des individus, mais si vous êtes curieux de connaître leur fonctionnement interne et avez des questions spécifiques, nous espérons que nous avons fourni des réponses ici. Et si vous êtes intéressé par le fonctionnement des ESC, cet article peut vous aider à vous orienter dans la bonne direction pour aller plus loin.