أصبح التحكم في سرعة المحركات الكهربائية شائعًا في جميع أنحاء الحياة العصرية. ونتيجةً لذلك، يُمكننا إدراك مدى أهمية وضرورة هذه التقنية للتحكم في السرعة لمجموعة متنوعة من المعدات الكهربائية، والطائرات الرباعية المروحية، والطائرات بدون طيار. وكما يُحدد صندوق التروس في السيارة سرعة دوران العجلات، يتحكم نظام التحكم الإلكتروني في السرعة (ESC) في سرعة دوران المحرك عند الضغط على دواسة الوقود. يُرسل مُتحكم الطيران إشارة الخانق هذه إلى نظام التحكم الإلكتروني في السرعة، الذي يُدير المحرك.
معظم وحدات التحكم الإلكترونية الحديثة متطورة للغاية وغنية بالوظائف، لدرجة أنها تتفوق على وحدات التحكم الإلكترونية السابقة. لنلقِ نظرة سريعة على عالم وحدات التحكم الإلكترونية دون إضاعة الوقت. اختيار وحدة تحكم إلكترونية مهمة صعبة. ستوضح لك هذه المقالة كيفية القيام بذلك باستخدام معايير مختلفة.
ما هو التحكم الإلكتروني بالسرعة أو ESC؟
التحكم الإلكتروني في السرعة (ESC) عبارة عن دائرة تقبل إشارات الخانق من وحدة التحكم في الطيران وتتحكم في سرعة المحرك عديم الفرشاة.
يعمل مُحَكِّم السرعة الإلكتروني (ESC) بطريقة مشابهة لناقل الحركة في السيارة. يتحكم مُحَكِّم السرعة الإلكتروني (ESC) بسرعة دوران المحرك للضغط على دواسة الوقود، ويُوجِّه العجلات إلى السرعة التي يجب أن تدور بها. يُرسِل مُحَكِّم الطيران إشارة الخانق هذه إلى مُحَرِّك ESC الدوار.
يعمل نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC) بشكل مشابه لعلبة تروس السيارة. يتحكم النظام بسرعة دوران المحرك لتشغيل دواسة الوقود، ويحدد سرعة دوران العجلات. تُرسل وحدة التحكم في الطيران إشارة دواسة الوقود هذه إلى محرك نظام التحكم الإلكتروني بالثبات.
لماذا تعتبر الخلايا الجذعية الجنينية مهمة؟
تتميز الطائرات الرباعية المروحية بعدم استقرارها بطبيعتها بسبب محركاتها الأربعة. أما في المروحيات، فيُستخدم زوج واحد فقط من الشفرات لتوليد الدفع. كما أنها أكثر موثوقية بكثير (حيث يُوازن دوار الذيل عزم الدوران الناتج عن الدوار الرئيسي).
يراقب جيروسكوب دقيق في وحدة تحكم الطيران موقع المركبة، ويُجري توصيلات دقيقة كل ثانية لضمان دوران المحركات بالسرعة المناسبة للحفاظ على استقرارها. تعمل وحدات التحكم الإلكترونية (ESCs) كوسيط بين وحدات التحكم في الطيران والمحركات، حيث تُرسل إشارات إلى وحدات التحكم الإلكترونية، التي تُصدر بدورها أوامر بإبطاء سرعة المحركات. بدون وحدات التحكم الإلكترونية، لا يمكن لوحدة تحكم الطيران الاتصال مباشرةً بالمحركات. تحمل ثلاثة أسلاك التيار من وحدات التحكم الإلكترونية إلى المحرك. تُحدد سرعة المحرك بكمية التيار الذي تُرسله.
كيف تختار أفضل ESC؟
يضمن نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC) عالي الجودة طيرانًا آمنًا ومريحًا. عند اختيار نظام التحكم الإلكتروني بالثبات، تُراعى عدة معايير، منها:
- التقييم الحالي
- تصنيف جهد الإدخال
- الوزن والحجم
- البرامج الثابتة ESC
- بيك
- اتصال ESC
- معالجات ESC
- بروتوكولات ESC
1. التقييم الحالي
يجب أن يكون تصنيف التيار الكهربائي لوحدة التحكم الإلكترونية (ESC) العامل الأول الذي يجب مراعاته عند اختيارها. أثناء دورانها، تسحب المحركات تيارًا كهربائيًا. قد ترتفع درجة حرارتها وقد تُسبب ضررًا في حال تجاوز تصنيف التيار الكهربائي أو الأمبير سعة وحدة التحكم الإلكترونية. حدد تصنيف التيار الكهربائي لوحدة التحكم الإلكترونية بعد اختيار حجم المحرك المناسب لك.
- السحب الحالي لجهاز ESC الخاص بك
- محركات ذات تصنيفات كيلو فولت عالية
- مراوح أكبر (الطول والمسافة)
- حجم المحرك أكبر (عرض الجزء الثابت وارتفاعه)
يُصنف جهاز التحكم الإلكتروني بالسرعة (ESC) الآن بطريقتين: مستمر ومتقطع. يُحدد تصنيف التيار المستمر أقصى تيار مستمر يمكن لجهاز التحكم الإلكتروني بالسرعة التعامل معه بأمان. أما تصنيف المتقطع فهو أقصى تيار يمكن لجهاز التحكم الإلكتروني بالسرعة التعامل معه بأمان لفترة قصيرة (مثلاً ١٠ ثوانٍ) دون التسبب في تلفه.
2. تصنيف جهد الدخل
تصنيف جهد وحدة التحكم الإلكتروني بالسرعة هو أقصى جهد تتحمله. تعمل بعض وحدات التحكم الإلكتروني بالسرعة مع بطاريات 3S-4S، بينما تعمل وحدات أخرى مع بطاريات 6S. تأكد من توافقها مع جهد بطارية LiPo. سيؤدي استخدام جهد عالٍ جدًا لتشغيل وحدة التحكم الإلكتروني بالسرعة إلى إتلاف كلٍّ من وحدة التحكم الإلكتروني بالسرعة والمحرك.
3. الوزن والحجم
يُحدَّد وزن وحجم وحدة التحكم الإلكترونية (ESC) بناءً على التصنيف الحالي للجهاز. من الصعب تطوير وحدات تحكم إلكترونية أخف وزنًا وأصغر حجمًا دون التضحية بالأداء أو كفاءة التبريد. عادةً ما يتراوح وزن وحدة التحكم الإلكترونية المنفصلة بين 4 و6 غرامات، بينما يتراوح وزن وحدة التحكم الإلكترونية الرباعية (4 في 1) بين 12 و15 غرامًا. كلما كانت وحدة التحكم الإلكترونية أخف وزنًا، قلّ تبديد الحرارة، مما يثير مخاوف بشأن ارتفاع درجة الحرارة.
4. البرامج الثابتة ESC
البرنامج الثابت لكل وحدة تحكم في السكون (ESC) هو البرنامج الذي يعمل عليها، وهو الذي يحدد أداءها. يحتوي البرنامج الثابت على معلومات حول البروتوكولات المدعومة، بالإضافة إلى واجهة التكوين. تتوفر عدة أنواع من البرامج الثابتة لوحدات التحكم في السكون (ESC) للاختيار من بينها.
- BLHeli ESC.
- BLHeli_S ESC
- سيمونك ESC
- البرامج الثابتة لـ KISS
- BLHeli_32
من بين هذه البرامج، تعد برامج BLheli الثابتة وبرامج Simonk الثابتة من المصادر المفتوحة، بينما تعد برامج KISS الثابتة من المصادر المغلقة، مما يعني أنها يمكن أن تعمل باستخدام KISS ESC فقط.
5. مع أو بدون BEC
دائرة إزالة البطارية (BEC) هي اختصار لعبارة "دائرة إزالة البطارية". تحافظ دائرة إزالة البطارية على تيار ثابت عند جهد محدد مسبقًا. يتم تغذية وحدة التحكم في الطيران، وجهاز الاستقبال اللاسلكي (RX)، ومكونات أخرى بجهد 5 فولت عبر مخرج 5 فولت. مع ذلك، تُستخدم حاليًا لوحة توزيع الطاقة في أنظمة الطائرات الرباعية المروحية، لذا لا نحتاج فعليًا إلى وحدات تحكم إلكترونية للسرعة مزودة بدائرة إزالة البطارية.
يشير Opto ESC إلى وحدة تحكم إلكترونية بدون BES. ستحتاج وحدة التحكم في الطيران وجهاز الاستقبال إلى مصدر طاقة منفصل بدون BEC بجهد 5 فولت. لا تحتوي وحدة التحكم الإلكترونية على سلك السيرفو "الأحمر"، كما هو موضح في الرسم التوضيحي أعلاه. يُستخدم سلكا الإشارة والتأريض فقط.
6. توصيل وحدة التحكم الإلكترونية بالمحرك
يعمل جهاز التحكم الإلكتروني بالسرعة (ESC) ببطارية ليثيوم بوليمر. ويتم التحكم في سرعة المحرك من خلال الإشارة الواردة من وحدة التحكم في الطيران. يحتوي جهاز التحكم الإلكتروني بالسرعة (ESC) بدون فرش على ثلاثة أسلاك متصلة أو ملحومة بأسلاك المحرك الثلاثة. يظهر أدناه جهاز التحكم الإلكتروني بالسرعة (ESC) المستقل المزود ببطارية ليثيوم بوليمر، وجهاز استقبال لاسلكي، ومحرك بدون فرش.
7. بروتوكولات ESC
البروتوكولات مشابهة لنظام تشغيل وحدة التحكم الإلكترونية في الطيران (ESC). وهي تؤثر على سرعة تواصل وحدة التحكم الإلكترونية مع وحدة التحكم في الطيران (FC)، مما يؤثر بشكل كبير على أداء الطائرة الرباعية المروحية وكفاءتها.
فيما يلي قائمة بالبروتوكولات الحالية المستخدمة في الطائرات الرباعية المروحيات، من الأقدم إلى الأحدث:
- PWM القياسي
- ون شوت125
- ون شوت42
- لقطات متعددة
- دي شوت
- برو شوت
8. معالجات ESC
معظم معالجات ESC من إنتاج ATMEL وSilabs وARM Cortex. تتميز جميع هذه المعالجات بميزات وخصائص فريدة، بالإضافة إلى دعمها للبرامج الثابتة.
- ATMEL 8-bit متوافق مع البرامج الثابتة SimonK وBLHeli
- SILABS 8-bit متوافق مع BLHeli أو BLHeli_S فقط
- يمكن تشغيل ARM Cortex 32 بت (على سبيل المثال STM32 F0، F3، L4) مع BLHeli_3
أفضل وحدة تحكم إلكترونية للطائرات الرباعية المروحية
البرامج الثابتة الأكثر شيوعًا لوحدات تحكم السرعة الإلكترونية متعددة الدوارات هي Bethel وSimonk وKiss. يُتيح دعم CleanFlight لخاصية "BLHeli passage through"، المُدمجة في جميع وحدات تحكم الطيران القائمة على CleanFlight، ذلك. يُمكّنك هذا من برمجة وتحديث وحدات تحكم السرعة الإلكترونية متعددة الدوارات مباشرةً من جهاز تحكم الطيران.
إذا كنت ترغب في الترقية من وضع التبديل الخطي الأكثر تعقيدًا (BEC) إلى وضع تبديل أكثر كفاءة، فتأكد من اختيار الوضع المناسب. ستحتاج إلى تحسين مهاراتك في الرياضيات والمفردات (الأنواع، جهد الدخل، جهد الخرج، التصنيفات، إلخ). للتأكد من حصولك على كل ما تحتاجه،
تطبيقات ESC
تُستخدم أنظمة التحكم الإلكتروني في السرعة في تطبيقات التحكم عن بعد والمركبات.
- السيارات الكهربائية
- الدراجات الكهربائية
- الطائرات الكهربائية
- السيارات
- طائرات الهليكوبتر
- الطائرات
- القوارب
- طائرات رباعية المراوح
- البرامج الثابتة ESC
خاتمة
وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة (ESC) هي أحد المكونات العديدة التي تعمل معًا لجعل الطائرة بدون طيار جهاز طيران سريع الاستجابة وسهل الاستخدام كما اعتدنا. تعمل هذه الوحدة بشكل أساسي كحلقة وصل بين وحدة تحكم طيران الطائرة بدون طيار والمحركات، محولةً توجيهات الطيار إلى حركة فعلية.
معظم الطائرات المسيرة المخصصة للمستهلكين مزودة بوحدة تحكم إلكترونية للسرعة (ESC)، لذا لا داعي لقلق طياري الطائرات المسيرة العاديين. أما من يستمتعون بتعديل الطائرات المسيرة بأنفسهم، فسيجدون أن فهم آلية عمل وحدات التحكم الإلكترونية للسرعة وأفضل ميزاتها سيساعدهم على تحسين أداء طائراتهم. يُعد اختيار وحدة التحكم الإلكترونية المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لتطبيقات الطائرات المسيرة التي تتطلب استجابة سريعة والقدرة على الحفاظ على حجمها صغيرًا.
اترك تعليقا