¿Qué es un controlador de velocidad electrónico y cómo funciona un ESC?

what is an electronic speed controller

Por  Lauren Nagel y Charles Blouin

El controlador electrónico de velocidad (ESC) es una parte esencial del hardware de un sistema de propulsión eléctrica. Actúa como el cerebro del sistema al indicarle al motor a qué velocidad debe ir basándose en las señales de datos que recibe del controlador de vuelo.

Para aplicaciones más pequeñas como drones y vehículos RC, este controlador se denomina «ESC», mientras que para aplicaciones de fabricación de mayor envergadura puede llamarse unidad de control electrónica, inversor o controlador de motor.

ESC de 20 A

Figura 1: ESC Afro Race Spec de 20 A

El mecanismo del ESC, así como su interacción con la batería y el motor, son bastante fascinantes. En este artículo explicaremos los fundamentos del funcionamiento de los ESC, los protocolos que utilizan y cómo se usan para controlar motores sin escobillas y drones.

Contenidos

  1. ¿Cómo funciona un ESC?
  2. Componentes del ESC: microcontrolador (MCU), controlador de compuerta, MOSFET, circuito eliminador de batería (BEC), adaptador de gestor de dispositivos (DMA)
  3. ¿Qué es PWM?
  4. Frecuencia de control frente a frecuencia de conmutación de los MOSFET
  5. Protocolos de ESC
  6. CAN bus para ESC
  7. ESC para motores sin escobillas
  8. ESC para drones + cómo elegir un ESC

    ¿Cómo funciona un ESC?

    La función del ESC es actuar como intermediario regulador entre la batería y el motor eléctrico. Controla la rotación del motor mediante la entrega de señales eléctricas temporizadas que se traducen en cambios de velocidad. Utiliza la corriente continua de la batería junto con un sistema de conmutación para generar una corriente alterna trifásica que se envía al motor.

    El controlador de vuelo del vehículo se utiliza para variar la velocidad del motor, ya sea un coche eléctrico, un avión o un dron. Al aumentar el acelerador, aumenta la potencia de salida, lo que modifica la velocidad con la que se abren y cierran los interruptores del circuito del ESC.

    controlador de vuelo de dron

    Figura 2: El controlador se comunica con el receptor de acelerador integrado del dron

    Existen varios protocolos de transmisión de señales que se utilizan para transmitir la información del acelerador desde el mando a distancia al ESC. Cada protocolo tiene un rendimiento ligeramente diferente; los más comunes son PWM, Oneshot, Multishot y Dshot. 

    La diferencia más importante entre ellos es la frecuencia de las señales que transmiten. Las frecuencias más cortas permiten una señal más rápida y un tiempo de reacción más rápido del dron. Además, el protocolo Dshot es diferente de los demás porque envía una señal digital en lugar de una señal analógica. Esto hace que la señal sea más fiable, ya que es menos sensible al ruido eléctrico y más precisa gracias a su mayor resolución. Explicaremos esto con más detalle más adelante en este artículo.

    Explora el rendimiento de los ESC con nuestra base de datos de rendimiento de ESC

    Componentes del ESC

    Dentro del ESC hay varios componentes importantes, entre ellos el microcontrolador, el controlador de compuerta y los MOSFET (figura 3), así como, en algunos casos, el circuito eliminador de batería y el adaptador de gestor de dispositivos.

    componentes del ESC

     Figura 3: Componentes clave de un ESC

    Microcontrolador (MCU)

    El microcontrolador desempeña tres funciones clave en el funcionamiento del ESC: 1) alojar el firmware que interpreta la señal del controlador y la introduce en un bucle de control, 2) hacer un seguimiento de la posición del motor para garantizar una aceleración suave y 3) enviar pulsos al controlador de compuerta para lograr el comando deseado.

    El firmware utilizado en los ESC suele estar preinstalado por el fabricante, pero también se pueden obtener versiones de código abierto de fuentes de terceros. En los drones de aficionado, el firmware preinstalado suele ser una variante de BLHeli (ya sea BLHeli_S o BLHeli_32), aunque también están disponibles otros programas como SimonK y KISS. El firmware elegido debe ser compatible con el hardware, ya que determinará el rendimiento del ESC y los protocolos que se pueden utilizar.

    El microcontrolador también determina la posición del motor mediante un sistema con sensores o sin sensores. Los sistemas con sensores utilizan sensores electrónicos en el motor para hacer un seguimiento de la posición del rotor, lo que es ideal para aplicaciones de baja velocidad y alto par, como los vehículos terrestres. Los sistemas sin sensores, más populares, utilizan la fuerza contraelectromotriz (FCEM) para determinar la ubicación del rotor con respecto al estator. Esto funciona muy bien a altas velocidades, aunque cuando el motor gira a velocidades más bajas y genera menos FCEM, el sistema sin sensores no funciona tan bien. Por lo general, esto no supone un problema al hacer girar una hélice. En general, para aplicaciones de alta velocidad, el sistema sin sensores es más eficiente, más barato y más fiable.

    Controlador de compuerta

    La función del controlador de compuerta es actuar como intermediario entre el controlador y la compuerta de los MOSFET. Al recibir una señal de bajo voltaje del microcontrolador, el controlador de compuerta amplifica la señal y entrega una señal de alto voltaje a los MOSFET. El controlador tiene una resistencia menor que el microcontrolador, por lo que puede entregar una corriente más alta, lo que también amplifica la velocidad de la señal. Esto permite una conmutación más rápida y una menor producción de calor. Algunos ESC tienen chips ópticos aislantes entre el microcontrolador de bajo voltaje y los transistores de alto voltaje. Los fabricantes pueden llamar a esos ESC Opto-ESCs.

    MOSFET

    Los transistores de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico, o MOSFET, son los interruptores que suministran estratégicamente energía al motor. El ESC tiene seis de estos transistores y cada cable del motor está conectado a dos de ellos. Los MOSFET reciben señales del microcontrolador y luego suministran energía al motor para que cada una de sus bobinas esté en una de las tres fases: alto voltaje, bajo voltaje o apagada/conectada a tierra.

    A medida que el motor gira, las señales de los MOSFET cambian las fases de las bobinas para que el rotor siga girando. El ESC utiliza corriente continua junto con el sistema de conmutación para lograr una corriente trifásica alternada (figura 4). Cuanto mayor sea la entrada del acelerador, mayor será la frecuencia de conmutación, lo que dará lugar a un mayor régimen de revoluciones en el motor. Existen varios protocolos de transmisión de señales que controlan este proceso, cada uno con un rendimiento y una frecuencia de señal diferentes.

    Conmutación del ESC

    Figura 4: Apertura y cierre de interruptores en un circuito del ESC

    Circuito eliminador de batería

    Los ESC suelen tener un circuito eliminador de batería (BEC) integrado, que no elimina la necesidad de una batería, sino que actúa como regulador de voltaje para evitar la necesidad de una batería separada para la electrónica integrada. La energía que pasa por el BEC se reduce a un voltaje más bajo, generalmente 5 V, que alimenta de forma segura el receptor del acelerador y cualquier otro dispositivo integrado (figura 5).

    Diagrama de cableado del ESC

    Figura 5: Cableado del sistema de propulsión eléctrica, incluyendo un ESC y un BEC

    Adaptador de gestor de dispositivos (DMA), Programador, Configurador, Cajas de programación

    El programador permite al usuario conectar su ESC a su ordenador para descargar actualizaciones de firmware y utilizar opciones de programación avanzadas para personalizar su dispositivo. Esto mantiene el ESC actualizado y permite controlar ajustes avanzados como el corte de voltaje, el modo de calibración del acelerador y la dirección del motor. 

    Este componente suele ser específico de la marca y no está disponible para todos los ESC.

    adaptador de gestor de dispositivos

    Figura 6: DMA de KDE Direct compatible con sus ESC UAS

    ¿Qué es PWM?

    La modulación por ancho de pulso (PWM) fue el primer protocolo de ESC y todavía se utiliza en la actualidad. PWM utiliza pulsos de potencia temporizados para indicarle al motor a qué velocidad girar, basándose en la entrada del controlador de vuelo. El controlador del acelerador envía una señal al microcontrolador del ESC que le indica cuánto voltaje extraer de la batería y entregar al rotor.

    La señal se entrega en pulsos, cuyo ancho determina durante cuánto tiempo se extrae el voltaje. Los pulsos de voltaje («encendido») están separados por períodos de «apagado» en los que no se entrega voltaje. Cuanto mayor sea la proporción de tiempo de «encendido» respecto al tiempo de «apagado», más potencia se entrega y más rápido girará el rotor. La proporción de tiempo de «encendido» respecto al tiempo de «apagado» también se denomina ciclo de trabajo.

    En un sistema PWM, la longitud de los pulsos varía de ~1000μs a ~2000μs. Originalmente, los pulsos se enviaban cada 50ms, pero esto ha aumentado con el tiempo, por lo que la señal se envía cada 2,04 ms (490Hz). Si la frecuencia fuera de 500 Hz, la señal podría estar potencialmente al 100 % «encendida», lo que se detectaría como un fallo.

    El controlador de compuerta toma el voltaje del microcontrolador y lo entrega a los MOSFET, donde los hace conmutar entre sus tres fases. Cuanto más voltaje llegue a los MOSFET, más rápido cambiarán de fase y más rápido girará el rotor.

    Si se representa el tiempo en el eje x y el voltaje en el eje y, se puede ver cómo se controla o modula el «ancho de pulso» en este sistema (figura 7). 

    pulsos de señal del acelerador del ESC

    Figura 7: Longitud del pulso en ms al mínimo y máximo acelerador

    Frecuencia de control frente a frecuencia de conmutación de los MOSFET

    Al hablar del rendimiento del ESC, es importante distinguir entre dos tasas diferentes que afectan a la forma en que se acciona el motor: la frecuencia de control y la frecuencia de conmutación de los MOSFET.

    Frecuencia de control (tasa PWM)

    La frecuencia de control se refiere a la frecuencia con la que el controlador de vuelo envía comandos de acelerador al ESC. En los sistemas basados en PWM, esto se traduce en la frecuencia con la que se entregan pulsos de voltaje al microcontrolador del ESC. Dependiendo del protocolo, esto puede ir desde 50 Hz en sistemas antiguos hasta 490 Hz o más en protocolos analógicos modernos.
    Una frecuencia de control más alta permite que el ESC reciba actualizaciones más frecuentes, lo que puede mejorar la capacidad de respuesta del acelerador y reducir la latencia del sistema.

    Frecuencia de conmutación de los MOSFET

    La frecuencia de conmutación se refiere a la frecuencia con la que los MOSFET del ESC se encienden y apagan para generar la señal de CA trifásica utilizada para hacer girar el motor. Esta conmutación interna ocurre a una velocidad mucho mayor que la frecuencia de control—típicamente entre 8 kHz y 50 kHz—y es gestionada por el microcontrolador y los controladores de compuerta del ESC.
    Las frecuencias de conmutación más altas ayudan a producir una forma de onda de corriente más suave, reduciendo el ruido del motor y mejorando la eficiencia, especialmente a bajo acelerador. Pueden reducir la eficiencia a mayor acelerador, ya que los MOSFET producen calor cada vez que conmutan.

    En términos más sencillos:

    El controlador de vuelo le dice al ESC qué hacer a la frecuencia de control. El ESC luego le dice a los MOSFET cómo hacerlo a la frecuencia de conmutación.

    Protocolos de ESC

    El protocolo del ESC es esencialmente el lenguaje que utilizan los controladores de vuelo para comunicarse con el ESC. Utilizan patrones de señal únicos como una forma de transmitir información del acelerador mientras varían la velocidad de la señal para variar la velocidad de rotación del motor.

    Protocolos comunes de ESC

    Antes de 2015, PWM era el único protocolo de ESC utilizado comercialmente por los UAV pequeños. Desde entonces, se han creado varios protocolos nuevos y es común que el hardware desarrollado después de 2017 sea compatible con todos o la mayoría de ellos.

    Los protocolos más utilizados incluyen Oneshot125, Oneshot42, Multishot y Dshot300, Dshot600 y Dshot1200. Los protocolos Oneshot y Multishot utilizan señales analógicas como PWM, mientras que Dshot (Digital shot) utiliza una señal digital.

    Los protocolos analógicos requieren calibración para garantizar que los osciladores (relojes) del controlador de vuelo y del ESC estén sincronizados, mientras que los protocolos digitales no requieren este paso. Sin esta calibración, es posible que su dron no responda como se espera debido a que el ESC interpreta incorrectamente la longitud de las señales. 

    DShot

    Dshot1200 es el protocolo más rápido, entregando 1.200.000 bits de datos por segundo. Dshot1200 tiene una longitud de señal fija de solo 13 μs, que es casi el doble de rápida que Multishot, el siguiente protocolo más rápido, con una longitud de señal de 25 μs (figura 8). Aunque Dshot1200 es impresionantemente rápido, algunos dicen que la diferencia entre Dshot600 y Dshot1200 es insignificante en la práctica.

    DShot bidireccional

    DShot bidireccional es una actualización reciente importante del protocolo DShot, que permite la comunicación bidireccional entre el controlador de vuelo y el ESC. Con este protocolo, el controlador de vuelo no solo transmite datos al ESC, sino que el ESC también puede transmitir señales de vuelta al controlador.

    Los datos de telemetría, como las RPM del motor, se transmiten en estas señales de retorno. En lugar de conectar sensores adicionales con sus propios cableados respectivos, la capacidad bidireccional es posible con el mismo cable de señal.

    Por lo tanto, DShot bidireccional puede mejorar el rendimiento del dron.

    He aquí cómo:

    1. Filtrado de RPM mejorado: cuando el controlador recibe datos reales de RPM de los motores, puede utilizar esta información para mejorar los filtros de muesca de los datos del giroscopio: cabeceo, guiñada y alabeo. A diferencia de los filtros de paso bajo, los filtros de muesca solo eliminan frecuencias específicas, en lugar de todas las frecuencias por encima de un límite preestablecido.

    2. Retraso de señal reducido: limitar el número de frecuencias filtradas reduce el tiempo de procesamiento requerido, lo que resulta en una transmisión de señal más rápida y un mejor tiempo de respuesta.

    3. Rendimiento del motor mejorado: reducir la cantidad de filtrado requerido por el controlador reduce la cantidad de resistencia en el sistema, lo que permite un funcionamiento más fresco y suave. Eliminar el ruido también puede reducir la vibración, mejorando la estabilidad y el rendimiento general.

    Para obtener más información sobre cómo afectan las vibraciones al rendimiento de los UAV, consulte nuestro artículo sobre Vibraciones en drones.

    Longitud de señal del protocolo del ESC

    Figura 8: Longitud de señal para protocolos comunes en microsegundos

    Una menor latencia significa una reacción más rápida del vehículo, pero hay rendimientos decrecientes, especialmente para estructuras de aeronaves más grandes, debido a la inercia del cuadricóptero y las hélices. Un controlador de vuelo agresivo también consume significativamente más energía, por lo que no es aconsejable usar uno si el vehículo no lo requiere.

    Proshot

    Proshot es un protocolo único que contiene elementos tanto de señales digitales como analógicas. Este protocolo codifica una señal DShot en pulsos PWM: cada pulso contiene 4 bits de datos. Esta codificación significa que se pueden meter 16 bits de datos en solo 4 pulsos PWM. Similar a DShot, no se requiere calibración del ESC al usar Proshot.

    Proshot1000 entrega 1.000.000 de bits de datos por segundo, ligeramente menos que el protocolo DShot más rápido. Existe un debate sobre qué protocolo tiene un mayor uso de la CPU en la práctica, sin una respuesta generalizada todavía.

    Desde 2018, ha habido ESC en el mercado que pueden admitir Proshot mediante el firmware BLHeli_32.

    CAN para ESC

    El bus de red de control (CAN) se desarrolló originalmente para permitir la multiplexación en automóviles, reduciendo el coste y la complejidad del cableado. El sistema garantizaba que cada dispositivo de la red recibiera los mensajes destinados a él, utilizando al mismo tiempo la arbitraje para priorizar las comunicaciones más importantes. El sistema se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, que incluyen la automatización industrial, los equipos médicos, las impresoras 3D y mucho más.

    Los drones, al igual que los automóviles, requieren una comunicación fiable y eficiente entre componentes como los controladores de vuelo, los ESC, los módulos GPS y los sensores. CAN es un fuerte candidato para este tipo de aplicaciones debido a su resiliencia, su soporte para el intercambio de datos en tiempo real y su inmunidad al ruido. Sin embargo, aunque CAN proporciona la capa de transporte, no define cómo deben interpretar los dispositivos los datos transmitidos. Aquí es donde entran en juego los protocolos de comunicación de nivel superior.

    Cyphal (anteriormente UAVCAN) es uno de esos protocolos diseñados específicamente para sistemas distribuidos de alta integridad como los UAV y la robótica. Ejecutándose sobre Ethernet, CAN o CAN FD (Flexible Data-rate), Cyphal define la estructura y la semántica de los mensajes intercambiados entre los dispositivos. Está diseñado para soportar la comunicación de baja latencia, facilitar la interoperabilidad entre componentes de diferentes fabricantes y permitir que la telemetría se transmita junto con los comandos de control.

    A diferencia de protocolos más antiguos como PWM y DShot, que requieren un cable de señal separado para cada ESC, Cyphal permite que múltiples ESC se comuniquen a través de la misma red de dos cables. Permite recopilar datos de telemetría adicionales como el voltaje, la corriente, la temperatura y más, mientras se siguen enviando comandos de aceleración.

    El diagrama siguiente muestra cómo se cablea una integración Cyphal-ESC en un dron cuadricóptero.

    Figura 9: Integración de Cyphal con ESC (fuente)

    En la Figura 9, el PX4 controla tanto los comandos de vuelo como los datos de los sensores. Los cuatro ESC están conectados al bus CAN, eliminando la necesidad de cables de señal separados. Cada ESC gestiona un motor sin escobillas, recibiendo comandos de aceleración del PX4 y devolviendo datos de telemetría críticos.

    Los ESC y el módulo GNSS (sistema GPS) comparten el mismo bus CAN. CAN 1 transmite comandos de aceleración desde el controlador de vuelo a los ESC, lo que determina la velocidad a la que girarán los motores del dron. CAN 2 envía datos de posición GPS al controlador de vuelo, lo que permite al dron cambiar su trayectoria de vuelo de forma autónoma. Si el módulo GPS en CAN 2 falla, los ESC en CAN 1 continúan funcionando normalmente, proporcionando un vuelo ininterrumpido.

    Cyphal también es un protocolo digital en el que cada mensaje transmitido tiene un identificador único, que puede establecerse de varias maneras: el propio protocolo puede establecer estos IDs, el usuario puede ingresarlos manualmente, o pueden venir preinstalados por el fabricante. La prioridad es mayor para los números de ID más bajos, por lo que las señales importantes como la aceleración de un ESC ocupan el primer lugar por encima de datos menos críticos como las actualizaciones de posición GNSS.

    Si tanto el ESC como el módulo GNSS envían mensajes al mismo tiempo, el ID de mayor prioridad del ESC garantiza que su comando se enviará primero, y el mensaje del GNSS esperará. De esta manera, el dron permanece receptivo incluso cuando se transmiten datos no críticos.

    Los ESC Cyphal populares incluyen Zubax Myxa, Holybro Kotleta 20 y KDECAN. 

    Figura 10: Tabla comparativa de protocolos ESC y sus características

     

    ESC para motores sin escobillas

    Como hemos aprendido, el papel del ESC es suministrar energía desde la batería al motor de manera controlada. Si introduces un 50% de aceleración en el controlador, el ESC suministrará un 50% de «potencia» al motor. Lo que es la «potencia» depende del firmware utilizado. Algunos usarán el voltaje promedio enviado al motor, otros usarán el objetivo de velocidad, y algunos usarán una mezcla de ambos.

    Por un extremo, el ESC tiene dos cables para conectarse a la batería, un cable rojo (positivo) y un cable negro (negativo) (figura 11). En el otro extremo hay tres cables que conectan el ESC al motor sin escobillas. Si el motor gira en la dirección incorrecta después de conectarlo al ESC, cambiar cualquier par de cables hará que gire en la dirección correcta. La extensión final se conecta al receptor de aceleración, que está alimentado por el BEC.

    Diagrama de ESC

    Figura 11: ESC con cableado para la batería (izquierda), receptor de aceleración (centro) y conexiones del motor (derecha)

    Dentro del motor sin escobillas hay dos componentes: el rotor (que contiene imanes permanentes) y el estator (que contiene bobinas de cobre). Cuando se suministra corriente a una bobina del estator, se convierte en un electroimán y desarrolla un polo Norte y un polo Sur. Cuando la polaridad del electroimán coincide con la del imán permanente que tiene enfrente, sus polos iguales se repelen y el rotor gira. La corriente es suministrada por el ESC como una señal trifásica que cambia constantemente la polaridad de los electroimanes, de esa manera el rotor sigue girando.

    Para iniciar este proceso, el ESC necesita conocer la posición del rotor para poder elegir qué electroimanes activar. Para determinar su posición en motores con sensores, el ESC utiliza sensores de efecto Hall. Esta información se utiliza para sincronizar con precisión la salida de fase con el ángulo del rotor para garantizar una aceleración suave. En los motores sin sensores, más comúnmente utilizados en UAV, el proceso de arranque es un poco menos robusto. El ESC enviará una secuencia predeterminada al motor para hacerlo arrancar. Tan pronto como el motor tenga suficiente velocidad, la fuerza electromotriz inversa (fuerza contraelectromotriz) será suficiente para que el ESC obtenga una estimación precisa de la posición y sincronice los pulsos.

    Para obtener más información, consulta nuestro artículo sobre Cómo funcionan los motores sin escobillas

    ESC para drones + Cómo elegir un ESC

    Elegir un ESC es una parte importante del proceso de diseño del dron. Quieres asegurarte de que cumpla con las necesidades eléctricas de tu aeronave sin agotar tu batería más de lo necesario. A continuación se presentan algunos factores a considerar al elegir un ESC.

    Clasificación de corriente del ESC

    La clasificación de corriente del ESC debe ser un 10 - 20% superior a la del motor. Esto evitará que se sobrecaliente y proporcionará un poco de margen al operar al máximo de aceleración. No querrás ir mucho más allá de este rango para minimizar el peso. El ESC debe probarse en condiciones similares a las de vuelo, ya que la principal limitación es térmica. La alta temperatura y la baja circulación de aire reducirán la clasificación y la vida útil del ESC. Algunos ESC tienen dos clasificaciones de corriente: continua y de ráfaga. La corriente continua es sostenible durante períodos prolongados de tiempo y la corriente de pico solo durante períodos cortos. 

    Voltaje del ESC

    Los ESC tienen un límite de voltaje máximo que puede darse como un rango de voltaje o un rango de celdas. Por ejemplo, un ESC clasificado para celdas 3S - 8S soportará un voltaje de 11.1 - 33.6 V. El ESC puede permitirte establecer un voltaje de apagado que te alertará cuando el voltaje de la batería sea demasiado bajo (3.0 - 3.4 V por celda) para evitar dañar la batería. Esos sistemas se llaman Corte de Bajo Voltaje (LVC) y reducirán la máxima potencia que el ESC puede proporcionar. Eventualmente, el ESC apagará el motor.

    Consideraciones térmicas

    Una gestión térmica adecuada es crítica para garantizar un rendimiento fiable del ESC. Las clasificaciones de corriente para los ESC no están estandarizadas y pueden variar significativamente entre fabricantes. Esta variación se debe en gran parte a diferencias en las condiciones de prueba, la presencia o ausencia de disipadores de calor adecuados y las condiciones de flujo de aire bajo las cuales se espera que opere el ESC.

    En aplicaciones de diseño, los diseñadores deben tener en cuenta el hecho de que la temperatura del aire ambiente y la ventilación impactarán directamente en la capacidad efectiva de manejo de corriente de un ESC. El flujo de aire deficiente o las altas temperaturas ambiente pueden llevar a un aumento de la temperatura de operación interna, lo que a su vez puede reducir la clasificación de corriente del ESC y, con el tiempo, disminuir su vida útil. Para mitigar estos desafíos, los diseñadores podrían incorporar disipadores de calor dedicados o estrategias de enfriamiento, como un diseño de PCB optimizado y enfriamiento por aire forzado, para garantizar que el calor se disipe eficazmente incluso durante períodos prolongados de alto consumo de corriente.

    Adicionalmente, el diseño térmico debe considerar los peores escenarios. Factores como el flujo de aire limitado en compartimentos cerrados o los cambios repentinos en las condiciones ambientales deben evaluarse durante la fase de diseño.

    Puedes probar esos factores en condiciones reales usando los sensores de temperatura en el hardware del Flight Stand y variando las condiciones de enfriamiento. La alta temperatura degradará significativamente la vida de los componentes. Si tienes acceso a ello, consulta la hoja de datos de los transistores en tu ESC. A menudo contendrá información sobre la vida de los transistores. El tiempo medio hasta la falla (MTTF) es proporcional a e^1/T (donde T es la temperatura), y una regla general es que un aumento de 10°C reducirá la vida del componente a la mitad. En nuestra experiencia, las fallas de los ESC son más comunes que las fallas de los motores en los drones.

    Consideraciones de ruido

    ¿Sabías que el ruido que escuchas cuando el ESC se inicializa proviene del motor? El ruido de propulsión proviene de la hélice así como del motor mismo. Los ESC con frecuencias de conmutación bajas a menudo tendrán motores ruidosos. En algunos casos, el motor puede ser más ruidoso que la hélice. Esto se debe a que las ondas cuadradas pronunciadas hacen que las bobinas en el motor vibren, de manera similar a un altavoz. 

    ESC 4-en-1 para cuadricópteros

    Cuando cableas ESC en un cuadricóptero puedes tener un ESC para cada motor o usar un ESC 4-en-1 con una sola placa y cuatro conectores de motor (figura 10). Tener cuatro ESC puede ayudar a distribuir la carga de calor si los motores tienen un alto consumo de potencia mientras que un ESC 4-en-1 es una gran opción para ahorrar espacio y limitar el peso del hardware.

    ESC 4-en-1

    Figura 12: ESC 4-en-1 de iFlight

    Conclusión

    En este artículo hemos cubierto los conceptos básicos del ESC: cómo funcionan, los componentes clave, los protocolos, y cómo funcionan con el bus CAN, los motores sin escobillas y los drones. Tener un buen entendimiento de este componente esencial del dron puede ayudarte a mejorar tu conocimiento y tu construcción.

    Para obtener más información sobre la optimización de tu dron, consulta nuestro eBook gratuito sobre Construcción y Optimización de Drones.

    Si tienes alguna pregunta, no dudes en dejarnos un comentario abajo.