ESC 회로:차량 속도를 제어하는 ​​효과적인 방법

자동차의 속도를 제어할 수 있는 이유에 대해 생각해 본 적이 있습니까? 대부분의 차량은 위험한 속도로 달릴 수 있으며 제어하지 않으면 치명적인 사고를 일으킬 수 있습니다. 여기서 비결은 모든 차량 프로젝트에 필요한 모든 속도 제어를 제공하는 ESC(전자 속도 제어) 회로입니다. 하지만 다음 프로젝트에 ESC 회로를 어떻게 사용할 수 있는지 궁금하실 것입니다.

이 기사에서는 ESC 회로의 작동 방식과 만드는 방법을 배웁니다. 완벽한 ESC를 선택하는 비법도 알려드리겠습니다.

준비 되었나요? 시작하겠습니다!

ESC 회로란 무엇입니까?

ESC는 모터 속도와 경로도 변경하는 속도 제어 기능이 있는 전자 회로입니다. 또한 다이내믹 브레이크로 작동할 수도 있습니다.

모터

흥미롭게도 ESC 회로는 전원이 있는 무선 제어 장치에서 꽤 많이 사용됩니다. 또한 전력을 생산하는 브러시리스 모터를 제어합니다.

또한 두 가지 방법으로 장치에 ESC 회로를 추가할 수 있습니다.

첫 번째 방법은 ESC를 스로틀 수신기 제어 채널에 추가할 수 있는 별도의 장치로 설정하는 것입니다. 둘째, 중앙 수신기 구성 요소에 ESC를 추가할 수 있습니다. 우리는 장난감 등급의 R/C 자동차에서 두 번째 방법의 많은 사례를 봅니다. 일부 R/C 자동차는 애호가 전용 전자 제품을 사용하여 ESC와 수신기를 단일 보드에 결합합니다.

ESC는 어떻게 작동하나요?

ESC 기술은 자동차 산업에서 매우 중요합니다. 운전 중 차량이 위험한 속도에 도달하거나 미끄러지거나 통제력을 잃는 것을 방지합니다. 브레이크를 자동으로 활성화하고 차량이 올바르게 조향하도록 할 수 있습니다.

빠른 자동차 운전

하지만 어떻게 작동합니까? 앞서 언급했듯이 ESC는 브러시리스 모터 속도를 제어할 수 있습니다. MOSFET을 적절히 사용하여 이를 수행하고 모터를 회전시키는 자기장을 생성합니다.

또한 ESC에는 6개의 간격이 있으며 이를 통과하는 속도에 따라 모터 속도가 결정됩니다.

ESC를 구성하는 구성요소

회로를 만드는 남자

다음은 ESC 회로를 만드는 데 사용할 수 있는 구성 요소입니다.

• 솔더 점퍼(PWM 입력 신호 유형 및 회전 방향 CW/CCW 변경용)
• 납땜 패드(3-BDLDC 모터 위상용)
• 포지티브(+) 및 네거티브(-) LIPO 연결
• 상태 LED
• PWM 신호의 GND 참조
• PWM 신호 입력(서보 신호)

ESC 회로의 종류

프로젝트에 두 가지 유형의 ESC를 사용할 수 있습니다. 그러나 프로젝트의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다. 브러시 및 브러시리스 ESC가 포함됩니다.

브러싱 처리된 ESC

브러시 ESC는 한동안 사용되어 왔으며 최초로 생산된 전자식 속도 컨트롤러였습니다. 이름에서 알 수 있듯이 브러시 ESC 회로는 브러시 모터의 전압을 제어할 수 있습니다. 또한 브러시 모터는 전압을 가하는 한 기계적으로 스스로 작동할 수 있습니다.

브러시 ESC는 모터의 속도에 따라 위의 전압을 빠르게 켜고 끌 수 있습니다. 또한 브러시 ESC는 저렴하고 많은 RC 차량에서 작동합니다.

원격 제어 자동차

브러시리스 ESC

브러시리스 ESC는 가변 주파수 드라이브(VFD)와 같은 3상 AC 전원을 사용하여 브러시리스 모터를 작동하는 속도 컨트롤러의 고급 버전입니다.

브러시리스 모터

브러시리스 모터는 더 나은 전력, 수명, 가벼움 및 효율성 기능을 가지고 있기 때문에 더 인기가 있습니다. 그러나 개선된 기능으로 인해 비용이 더 많이 듭니다.

ESC 회로의 응용

차량

ESC 회로의 주요 응용 분야는 자동차 산업입니다. 따라서 차량 및 원격 제어 응용 프로그램에서 ESC 회로를 찾을 수 있습니다. 이러한 응용 프로그램 중 일부는 다음과 같습니다.

• 전기 항공기
• 보트
• ESC 펌웨어
• 전기 자동차
• 쿼드콥터
• 헬리콥터
• 비행기
• 전기 자전거

전자식 속도 제어 기능

ESC는 속도 기준 신호를 사용하여 전계 효과 트랜지스터 스위칭 네트워크의 속도를 제어합니다. 이것은 듀티 사이클을 조정하거나 트랜지스터의 주파수를 전환하여 수행합니다.

브러시리스 DC 전기 모터의 경우 다른 속도 제어가 필요합니다. 왜요? 전기자 전압을 변경하면 모터 속도를 제어할 수 있기 때문입니다. 또한 이러한 모터 유형은 광범위한 작동 규칙을 사용합니다. 이러한 규칙에는 "다른 모터 권선에 전류를 전송하기 위한 타이밍 펄스를 변경하여 모터 속도를 변경할 수 있습니다."가 포함됩니다.

또한 브러시리스 DC 전기 모터는 브러시 모터에 비해 더 복잡합니다.

브러시 모터

브러시리스 모터의 회전에 따라 ESC의 위상이 바뀝니다. 또한 "역기전력"을 사용하여 모터의 회전을 감지할 수 있습니다. 그래도 작동하지 않으면 홀 효과 센서 또는 광학 감지기가 장착된 다른 변형이 제공됩니다.

궁극적으로 프로그래밍에 의존하는 속도 컨트롤러가 있습니다. 이러한 ESC에는 브레이크, 가속, 회전 타이밍 및 방향 제어 권한을 포함하여 사용자 지정 옵션이 포함되어 있습니다. ESC의 세 리드 중 하나를 모터 쪽으로 전환하여 모터의 방향을 바꿀 수도 있습니다.

전자식 속도 제어 장치의 기능

전자식 속도 제어 장치의 주요 기능으로는 저전압 차단, 브레이크 및 배터리 제거 회로가 있습니다. 비행기에서 ESC를 통해 이러한 기능을 살펴보겠습니다.

비행기의 ESC에는 서로 다른 비행기 부품을 제어하는 ​​세 개의 와이어 세트가 있습니다. 첫 번째 와이어 세트는 비행기 배터리에 연결하고 두 번째 와이어 세트는 서보 와이어를 사용하여 수신기 스로틀의 채널에 연결합니다. 마지막으로 세 번째 와이어 세트는 모터를 작동시키는 역할을 합니다.

전자 속도 컨트롤러 회로

실제로 대부분의 전자식 속도 컨트롤러는 펌웨어 프로그램을 통해 입력 신호를 이해하고 전기 모터를 제어하는 ​​마이크로 컨트롤러를 사용합니다.

또한 펌웨어 프로그램의 설정을 변경하고 ESC를 다른 응용 프로그램에 사용하는 것과 같은 다른 이유로 사용할 수 있습니다.

또한 일부 제조업체는 업그레이드 가능한 펌웨어로 내장 ESC를 구축하는 것을 선호하는 반면 다른 제조업체는 납땜 가능한 유형을 선호합니다. 제조업체는 독점 펌웨어를 통해 블랙박스를 판매하는 방식과 유사하게 납땜 가능한 ESC를 판매합니다.

이제 ESC 회로를 구성하는 방법을 살펴보겠습니다.

ESC 회로를 만드는 방법

시작하기 전에 이 프로젝트에 필요한 몇 가지 구성 요소가 있습니다.

• 아두이노 나노(1)
• 10KΩ 전위차계(2)
• 1uf 커패시터(2)
• L6234 IC(1)
• 1N4148 다이오드(2)
• 1Ω 저항(5)
• 470nF 커패시터(4)
• 100nF 커패시터(1)
• 10nF 커패시터(1)
• 220nF 커패시터(1)
• 1kΩ 저항(4)
• 10kΩ 저항(3)
• LM393 비교기(2)

1단계:회로 구축

이 회로를 조립하려면 아래 회로도를 따르십시오.

ESC 회로의 개략도

2단계:코드 업로드

실제로 업로드할 수 있는 네 가지 다른 코드가 있습니다. 각 코드에는 다른 제어 스타일이 있습니다. 모두 시도하여 원하는 코드를 선택하십시오.

전류 측정을 위해 analogRead 기능을 사용하도록 회로를 설정합니다(Code 1).

전류 측정을 위해 핀 3의 외부 인터럽트를 사용하도록 회로를 프로그래밍합니다(코드 2).

현재 절단(코드 3)을 제어하기 위해 타이머 2를 프로그래밍합니다.

단계 전환을 위해 핀 10, 11, 12의 인터럽트를 사용하도록 회로를 설정합니다(코드 4).

올바른 ESC 선택

ESC를 선택하기 전에 모터 유형과 일치하는지 확인해야 합니다. 따라서 브러시리스 ESC는 브러시리스 모터 전용이어야 합니다.

ESC

전자식 속도 컨트롤러는 속도 제어가 필요한 프로젝트에 필수적입니다. ESC 회로를 즐기는 가장 일반적인 응용 프로그램은 차량 및 R/C 자동차입니다.

더 중요한 것은 항상 모터에 맞는 정확한 ESC를 선택해야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면 회로가 작동하지 않습니다.

ESC 회로에 대해 어떻게 생각하십니까? 질문이 있으시면 언제든지 저희에게 연락해 주십시오.