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VARIADORES (ESC)

CONCEPTOS IMPORTANTES A SABER SOBRE LOS VARIADORES

Una vez elegidos el chasis y los motores y en consecuencia las hélices, estamos en disposición de poder elegir los variadores. Siempre dependerán de los motores y hélices que pondremos a nuestro drone y del tipo de batería que vayamos a necesitar. Es decir, dependerá del tipo de empuje que vaya a necesitar nuestro drone. Recuerda que a hélices más grandes o con mayor paso, mayor demanda de amperios para los variadores. Por norma general se suele utilizar variadores de al menos 12A con baterías 3S y de al menos 20A con baterías 4S, por ejemplo.

¿Qué es un variador (ESC)?

 

Un variador o ESC (Electronic Speed Controller) es un controlador de velocidad electrónico capaz de establecer la velocidad de giro de un motor brushless por medio de la generación de pulsos compatibles con este tipo de motores sin escobillas.

Algunas marcas de variadores:

 

EMAX, Lumenier, Racerstar, TBS, Armattan, Turnigy, T-Motor, KISS, DYS, Gemfan, Aikon, FPVModel, Castle, Rotorgeeks…

Composición de un variador:

 

Dos cables: Utilizados para la entrada de alimentación de la batería.

Tres cables: Que se conectan al motor para que los pulsos de alimentación lleguen hasta él.

Conector con dos o tres cables: Que se conectan a la controladora de la que recibe las órdenes para mover el motor. Serán dos o tres cables dependiendo si el variador lleva incluido BEC (llevará 3 cables); si no, llevará 2 cables.

 

¿Cómo funciona un variador?:

 

Si aceleras a fondo, la controladora envía los datos a través del conector correspondiente hacia el variador. Con dicha información, demandará más o menos energía de la batería a través de los cables de conexión para satisfacer la orden de la controladora. Se transmite la orden de potencia al motor desde el variador a través de tres conectores y en consecuencia el motor genera la potencia ordenada.

Si los motores demandan más energía de la que el variador puede darle, éste se sobrecalentará o fallará o se incendiará con el consiguiente accidente. Ten el cuenta que es el motor el que demanda al variador que le provea del amperaje necesario para girar con la potencia que le ordena la controladora por lo que el amperaje del variador debe ser ligeramente superior al que demanda el motor al régimen máximo. Tampoco excesivamente mayor porque esto hace que se deban incorporar variadores de mayor peso y más caros, que repercuten en el rendimiento general del drone.

 

Firmware y procesador de los variadores:

 

Los firmware para variadores más antiguos son SimonK y BLHeli. BLHeli era el elegido en su época por los usuarios por tener multitud de funciones a configurar y por la sencillez de su programa.

BLHeli_S es la evolución del firmware BLHeli para variadores con procesador Busybee con hardware PWM.

BLHeli_32 es la tercera generación del firmware BLHeli específico para variadores de 32 bits.

KISS es un firmware específico para variadores de KISS.

En el mercado existen 3 tipos de procesadores MCU (Micro Controller Unit) que son Atmel, Silabs o ARM Cortex.

 

Protocolos de los variadores:

 

Los protocolos con los que funcionan los variadores indican de qué manera van las señales desde la controladora hasta el variador.

Los diferentes protocolos por orden cronológico son:

            Standard PWM

            Oneshot125

            Oneshot42

            Multishot

            DShot

                        DShot150

                        DShot300

                        DShot600

                        DShot1200

            ProShot

Importante ver las especificaciones de los variadores cuando hagas la compra para ver el protocolo y el firmware.

 

Tamaño y peso de los variadores:

 

El peso y tamaño de los variadores depende de forma directa del amperaje; a más amperaje más peso. Ahora mismo hay variadores en torno a 5 gramos de peso y cada vez los hacen más compactos y menos proclives a recalentarse.

 

Otras características importantes para saber qué variadores comprar para tu drone:

 

Frenado activo:

Característica que pueden poseer los variadores que mejora sensiblemente la respuesta del drone.

PWM:

Hardware que sirve para mejorar la respuesta y hace que los motores no realicen saltos de potencia y sean más progresivos permitiendo vuelos más eficientes, silenciosos al no tener saltos de potencia y vuelos más suaves.

Voltaje de entrada del variador:

Echa un ojo a las especificaciones del variador que compres porque según modelos admiten diferentes voltajes en función de la batería que vayas a utilizar. Es importante que no utilices un variador que no admita tanto voltaje como el que genera tus lipos o chamuscarás los componentes.

BEC ESC u OPTO ESC:

Existen variadores con BEC (Battery Eliminate Circuit) llamados BEC ESC que dan salida de 5V que se suele utilizar para alimentar la controladora o el receptor de radio u otros. Los variadores que no tienen BEC se les conoce OPTO ESC pero no siempre llevan incorporado optoaislante. Un optoaislante es un componente transmisor de señales óptico por luz que separa los circuitos de alto y bajo voltaje evitando o disminuyendo las interferencias con las señales de la controladora o los daños en la electrónica en los casos de voltajes cambiantes muy rápidos. Son más ligeros y pequeños y algo menos ruidosos al tener los circuitos ópticamente aislados del receptor de radio y de la controladora de vuelo. Si son variadores sin BEC, tu controladora y tu receptor de radio necesitarán una fuente de potencia separada. Estos variadores no tienen el cable rojo que va destinado al servo, sólo tienen cable de tierra y cable de señal. Recuerda que para conectar el motor y el variador puedes conectarlos como quieras entre ellos, es decir, los tres cables del variador con los tres cables del motor y luego si ves que el motor gira en dirección contraria a la que quieres, sólo tienes que cambiar el orden de dos de los cables para conseguir que gire en la dirección correcta. Con firmware KISS ESC los variadores llevan dos pads que se sueldan y que puedes cambiar de lugar uno por otro para conseguir que el motor gire en sentido contrario. Con firmware BLHeli_S puedes cambiar el sentido de giro de los motores desde el programa BLHeliSuite. BLHeliSuite funciona en Windows aunque existe una versión que puedes usar desde Google Chrome desde cualquier sistema operativo diferente a Windows llamada BLHeli Configurator y que funciona para variadores BLHeli y BLHeli_S.

Placas con 4 variadores:

Se empieza a ver placas con los 4 variadores integrados. Tienen el tamaño de una controladora de vuelo o un PDB y que montada sobre la FC te permite tener un montaje muy limpio, con menos cable y conseguir drones más compactos con mejores momentos de inercia. Presenta el problema de que si falla un variador hay que reemplazar toda la placa aunque están empezando a salir  sistemas en los que hay 4 placas para cada uno de los variadores pero que se pueden integrar formando una placa común, lo que te permite sustituir un ESC sin necesidad de sustituir todos.

 

 

Espero que pueda servirte toda esta información para la compra de los variadores que mejor se adapten a tus características.

Suerte en tu elección.

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