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MOTORES

En los motores para los drones distinguiremos entre motores para drones de tamaño estándar y motores mini para drones más pequeños. Hay otros motores para drones más grandes, para drones más pequeños y para alas fijas pero nos centraremos en esas dos particularidades destinadas para drones que podríamos llamar clásicos (en torno a los 220 mm) y para los drones mini.

En función del drone que quieras construir necesitarás calcular qué empuje tienen que tener tus motores para que tu drone levante el vuelo, para qué tipo de vuelo quieres construirlo (carreras, freestyle, etc), qué disponibilidad espacial hay en tu chasis para que todos los componentes entren y se pueda acceder a ellos sin desmontarlo entero, etc. Es preferible configuraciones más feas pero más accesibles para sustituir o soldar sin demasiadas complicaciones de espacio que otras estéticamente más compactas pero que te obligan a desmontar el drone en su totalidad cuando tienes que efectuar reparaciones o soldaduras.

CONCEPTOS IMPORTANTES A SABER SOBRE LOS MOTORES

Marcas de motores para tu drone:

 

DYS, Crazepony, LHI, EMAX, Tattu, BrotherHobby, HGLRC, URUAV, BETAFPV, KINGKONG, HSKRC, TOMCAT, RACERSTAR, T-MOTOR…

Conceptos a tener en cuenta en la elección de motores para tu drone:

 

     Tamaño y peso de tu drone:

El tamaño y peso final de tu drone se verá determinado por el tipo de motor a emplear, el chasis, las hélices correspondientes a los motores a utilizar, al peso de las baterías  y de los demás componentes incluida cámara externa (tipo GoPro o Runcam). Por lo tanto es preferible pararte a pensar qué quieres conseguir para no montar motores que no correspondan al peso final de tu drone que lo hagan ingobernable por exceso de potencia o simplemente que vaya tan forzado de KV que se quemen o lo hagan otros componentes por el sobreesfuerzo.

 

      Empuje que necesitará mi drone:

Tras saber el tamaño de tu chasis yel peso aproximado que tendrá tu drone una vez acabado, tienes que calcular qué empuje necesitarán generar tus motores (junto a las hélices) para que vuele.

Para ello, se suele emplear como mínimo de empuje el doble del peso de tu drone para que pueda despegar y responder con solvencia a tus órdenes desde la emisora.

Y como hablamos como norma general de cuadricópteros, cada motor deberá tener como mínimo la mitad de empuje que el peso de tu drone para hacer un total de empuje, como mínimo, del doble del peso.

Conviene tener algo más de empuje para no llevar el drone demasiado revolucionado (con el consiguiente gasto extra de batería y mayor riesgo de sobrecalentamientos poco recomendables).

Para carreras de drones se suele emplear 8 y hasta 10 veces más empuje que el peso de tu drone pero eso los hace muy nerviosos y hay que tener mucha experiencia para poder controlarlos. A mayor empuje en relación al peso del drone, conseguirás más velocidad a costa del control.

Para freestyle, como norma general, se suele emplear 5 veces más empuje que el peso del drone.

 

      Tipos de motores:

 

  • Motores Brushed:
    Son motores que funcionan con corriente continua, con control de la velocidad por medio de un reostato (resistencia variable) y se puede invertir el sentido del giro simplemente cambiando su polaridad. Tienen escobillas por lo que presenta el inconveniente de ser hasta tres veces más pesado que los motores sin escobillas o motores brushless. Las escobillas, además, se gastan con el giro del motor, generan chispas, corrientes parásitas y producen más calor que los motores brushless.
  • Motores brushless:
    Son motores que funcionan con corriente alterna trifásicos y carecen de escobillas. Toman la corriente a través de cables (uno por fase) conectados a los tres terminales del bobinado, que se encuentran fijos en el estator. Su funcionamiento está regulado por medio de controladores de velocidad electrónicos  conocidos generalmente como ESC o variadores.

Son más eficaces que los motores de escobillas, entregan más potencia que un motor alimentado por corriente continua de igual tamaño o peso consiguiendo  una mayor duración de las baterías para la misma potencia. Presenta mayor rango de velocidades de giro que sus hermanos brushed y al no tener escobillas, minimiza o elimina fricciones y chispas, generan menor ruido electromagnético y minimizan su mantenimiento, lo que hace que su vida útil sea mayor.

Hay dos tipos:

    • MOTOR BRUSHLESS INRUNNER:
      El rotor (imanes) gira en el interior del estator (bobinado) haciendo que se vea girar sólo el eje como en los motores brushed. Tienen alto nivel de revoluciones pero proporcionan un par muy bajo por lo que son adecuados para hélices pequeñas . Para hélices grandes hará falta una reductora que desmultiplique las vueltas de giro y aporte a las palas una mayor potencia.
    • MOTOR BRUSHLESS OUTRUNNER:
      También conocido como carcasa giratoria. Dicha carcasa posee los imanes en su interior. Aporta menos revoluciones que los inrunner pero proporcionan un gran par de giro (menos revoluciones pero más potencia) lo que le permite mover hélices de gran diámetro sin emplear una reductora.

Otra clasificación podría ser:

    • Fondo del motor cerrado:
      También llamado culo cerrado o con carcasa que protege el estator. Tienen una base más sólida que los motores que no tienen carcasa, son más pesados que aquellos y dicha carcasa puede proteger los motores de algún golpe que seguro que te darás.
    • Fondo del motor abierto:
      También llamado culo abierto o sin carcasa que proteja el estator. Son más ligeros, más fáciles de limpiar en caso de aterrizaje forzoso pero más fácil que se ensucien al no tener una protección, se calientan menos al disipar mejor el calor, entre otros.

 

     KV del motor:

Nos indica cuántas Revoluciones Por Minuto (RPM) tenemos por cada voltio que pongamos en el motor. No confundir con Kilo Voltio

Cada motor suele ofrecer dos o tres opciones diferentes (entre 2300KV y 2600KV). Dependiendo de los KV elegiremos las hélices que mejor se adapten a nuestro tipo y estilo de vuelo.

 

     Tamaño del motor:

Existen multitud de motores que dependerán de las prestaciones que busques, del tipo de vuelo a realizar, del tamaño de tu drone, de tu tipo de pilotaje y del dinero que te quieras gastar. Lo importante es buscar un equilibrio y que los motores que compres cumplan el propósito que buscas, no sean caros y que tengan buenas prestaciones (duración, repuestos, etc).

Los tamaños de motor vienen especificados por 4 dígitos, XXYY. XX indican el diámetro del estátor (parte fija del motor) en mm e YY indican la altura del estátor en mm. A mayor diámetro del estator, se generará más par a menos RPM. Si el estator es alto (YY), más RPM generará. Por norma general, a mayor tamaño del estator y mayor es el KV, hará falta más corriente para hacer girar el motor, luego implicará mayor consumo de batería. 

Suele venir bien esta tabla en la que se detalla tipo de motores para tamaños de drone y hélices correspondientes. Es una tabla orientativa pero sirve para no ir excesivamente desencaminado y no perder tiempo ni dinero en comprar componentes no necesarios.

  1.  
  1. En drones entre 150 mm o inferior (recuerda que se mide la distancia en diagonal) se suelen montar motores por encima de 3000 KV (1306 o menor) y se suele emplear hélices de 3” o menor.
  1. En drones entre 150 mm y 180 mm se suelen montar motores por encima de 2700 KV (1806) y se suele emplear hélices de 4”.
  1. En drones de 210 mm se suelen montar motores entre 2300 KV y 2700 KV (2204-2206) y se suele emplear hélices de 5”.
  1. En drones de 250 mm se suelen montar motores entre 1900 KV y 2300 KV (2204-2208) y se suele emplear hélices de 6”.
  1. En drones de 350 mm se suelen montar motores de 1600 KV (2208) y se suele emplear hélices de 7”.
  1. En drones de 450 mm se suelen montar motores de 1000 KV o inferior (2212 o superior) y se suele emplear hélices de 8”, 9” 10” o superior.

Como orientación los motores 2204 y 2205 se suelen montar en drones de peso inferior a 250 gr sin batería, los 2206 y 2305 van bien en drones entre 250-300 gr con baterías 4S, los 2306 y 2207 sirven para multitud de modelos de drones debido a que permiten montar multitud de hélices y algo más de peso sin batería (por encima de los 300 gr), usándose el 2306 para freestyle y el 2207 para carreras.

Como norma general, a mayor tamaño del drone, más grandes y pesadas tienen que ser las hélices y los motores a elegir deberán proporcionar par motor alto. A menor tamaño del drone, menos necesidad de batería (pueden ser las pequeñas 1S y 2S) que tienen menos voltaje que una 4S, lo que tu necesidad de voltaje es menor y te permite motores con KV más alta.

 

     Consumos de batería y voltaje de los motores:

El voltaje es muy importante para determinar qué motores (y qué hélices) tengo que elegir para mi drone. A mayor voltaje (más celdas en las baterías), el  motor girará más rápido y en consecuencia consumirá más batería. Conociendo los empujes generados por los motores (y hélices) y los consumos de batería podrás escoger los variadores (ESC) que necesitan esos motores.

 

     Especificaciones de los motores:

Cuando estés buscando motores, tienes que tener en cuenta las especificaciones de cada motor para ver si se adapta a lo que estás buscando.

Por ejemplo: Crazepony-UK 4pcs EMAX RS2205 2300KV Brushless Motor 2CW 2CCW for QAV250 QAV300 FPV Racing Drone Quadcopter

Specifications:

Model: RS2205. (Este es el modelo del motor elegido).
KV: 2300kv. (Son las RPM por cada voltio: RPM/V).
Weight: Approx. 30g with wires. (Peso aproximado con cables)
Wire AWG: 20AWG.
Stator Diameter: 22mm. (Diámetro del estátor, XXYY, 22YY)
Stator Height: 5mm. (Altura del estátor, XXYY, XX05)
Shaft Diameter: 3mm (Diámetro del eje)
Configuration: 12N14P (El número antes de la letra N indica el número de electro imanes y el número antes de la letra P quiere decir el número de imanes permanentes en el rotor.)
Motor Diameter: 27.9mm.  (Diámetro del motor)
Motor Height: 31.7mm. (Altura del motor)
Prop Adapter Shaft Thread: M5 (5mm tamaño de las tuercas)
Input voltage: 3S-4S (12.6 – 16.8v) (Baterías necesarias)
KV2300 With HQ5045 BN Max.thrust:1024g (indica que con motor KV2300 y hélices HQ5045 BN (BullNose) consigues un empuje máximo de 1024gr)
KV2600 With HQ4045 BN Max.thrust:763g (indica que con motor KV2600 y hélices HQ5045 (BullNose) consigues un empuje máximo de 763 gr)
Package Including
2 * EMAX RS2205 2300KV Brushless Motor (CW) (2 motores de giro horario)
2 * EMAX RS2205 2300KV Brushless Motor (CCW) (2 motores de giro contrahorario)

 

Otras características de los motores:

Ten en cuenta, aparte de lo anterior las siguientes características para cuando tengas que elegir los motores para tu drone:

 

          Peso de los motores:

A mayor peso de los motores, mayor inercia tendrá el vuelo de tu drone y parecerá que no responde con agilidad a las órdenes desde la emisora. Simplemente pesa más y le cuesta coger la posición para efectuar las maniobras ordenadas. Esto también puede generar excesivo gasto de batería.

 

         Empuje y potencia de los motores:

Tienes que buscar un equilibrio puesto que a mayor empuje o potencia de los motores consumirá mucha batería y tus vuelos durarán muy poco.

 

          Temperatura de los motores:

Ten en cuenta si montas hélices demasiado grandes para las especificaciones que indica el motor porque los sobrecalentarás con el peligro de quemarlos.

 

          Vibraciones generadas por los motores:

Motores mal equilibrados o afectados por algún “accidente” pueden generar ruido eléctrico, interferencias en otros accesorios (como en la cámara FPV) o incluso no responder a la perfección a las órdenes que provienen de la emisora. Equilíbralos o sustitúyelos si están estropeados o tienen algún desperfecto o tu drone caerá o se quemará.

 

          Variador incorporado o no:

Nuevos modelos de motores incorporan los variadores en el motor.

 

 

Pero lo más importante son tus gustos personales, tu estilo de pilotaje y el tipo de drone que tengas para la elección de los motores. Espero que te haya ayudado un poco para saber qué comprar y que se adapte a tus características.

Suerte en tu elección.

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