esc

[jobo]

Hallo, Ich bin neu hier und auch Anfänger in Sachen Quadrocopter. Da ich plane mit einem raspberry einen selbstgebauten Quadrocopter zu steuern wollte ich mal fragen was die Esc eigentlich genau machen. Sind Sie nur eine Art h-Brücke also nur dazu da, dass man mit einem kleinen Strom einen großen Strom steuern kann oder machen Sie auch noch etwas anderes?

[acanthurus]

Moin und willkommen im Forum.

Ganz so einfach ist die Sache dann doch nicht, da wir (wenigstens bei Quads über 100 Gramm MTOW) quasi immer bürstenlose Motoren verwenden. Bei diesen übernimmt der Regler (wir sagen im deutschen Sprachgebrauch eigentlich nie esc=electronic speed controller, sondern immer "regler" oder "Stelller" dazu) auch die Kommutierung des Motors.
Ein bürstenloser Motor ist von der Bauart her eigentlich ein dreiphasiger Drehstrom-Synchronmotor, d.h. die phasenrichtige Kommutierung muss extern durch einen Drehzahlsteller bewerkstelligt werden.
Und genau das machen die "Regler". Eingangssignal ist ein Steuersignal von der Flight Control Unit (i.d.r. ein 1-2ms Pulsweitensignal), Ausgangssignal sind die drei Motorphasen mit ordentlich strombelastbarkeit.
Viele escs beinhalten darüberhinaus einige weitere Features:
- einen PID-Regler zum echten REGELN der Drehzahl (PID-Regler, wir nennen das den Governor-Mode) gegenüber einem reinen Drehzahlsteller. Beim Multicopter wirst du aber den Governor-Mode nicht benutzen.
- Das BEC, das ist im Prinzip nur ein Festspannungsregler (linear oder getaktet), welcher aus der Akkuspannung eine kleinere, für die Fernsteueranlage gedachte Versorgungsspannung (meist irgendwo zwischen 5 und 6 V, manchmal bei HV-Systemen auch höher) erzeugt
- Überlastschutz (triggernd auf Strom, Temperatur etc.)
- Anlaufschutz gegen versehentliches Loslaufen der Motoren
usw.

Die Himbeertorte ist eigentlich eine relativ unübliche Plattform für FCUs, dennoch gibt es einige Lösungen dafür.
Der Grund dafür liegt darin, dass das ganze Ding von der Infrastruktur (Betriebssystem etc.) eher überladen ist für eine sehr schnelle Echtzeit-Regelaufgabe. Zudem bringt der PI keine eigenen Sensoren mit. Zudem schleppst du jede Menge Onboard-Infrastruktur (und damit Strombedarf und Gewicht) mit, die du (wenigstens im Flug) nicht brauchst (Grafik, Schnittstellen etc.).
Außerdem darf man ein wenig Sicherheitsbedenken anmelden, was das Verwenden von "lebenswichtigen" Speicherkarten angeht, speziell in einer Umgebung mit hohem Vibrationsniveau.
Der PI ist furchtbar angesagt, aber sehr viele der guten und zuverlässigen Open-Source Flugregler sind aus gutem Grund "nur" auf Arduino-Basis.

gruß
andi

[jobo]

Vielen dank. Ich hatte nur überlegt ob es noch eine Alternative zu den Reglern gibt, weil Ich gelesen hatte das sie auch dafür sorgen das der Akku nicht zu arg entladen wird und sie dabei die Motoren einfach ausschalten und der copter dann abstürzt.

[acanthurus]

Das ist (bei vernünftigen Reglern) kein wirkliches Szenario.

Du solltest bei Beschaffung der Regler darauf achten, dass diese auch wirklich GUT für Multicopter geeignet sind. Viele Regler von "der Stange" sind dafür zu langsam, was zu deutlichen Defiziten der Flugstabilität führt.
Es gibt seit einiger Zeit spezielle Multicopter-Firmwares (Suchwort z.B. "SimonK"), die auf vorhandene Regler aufgespielt werden können - oder auch Regler,w elche diese Firmware serienmäßig drauf haben. Sowas ist dringend zu empfehlen.

Nicht bös gemeint aber ich meine, du solltest dich mal erst deutlich tiefer mit dem Thema befassen - mit dem Wissensstand, den ich aus deinen Fragen entnehme, sind deine Karten nicht unbedingt gut, einen funktionierenden Multicopter hinzubekommen.
Ich kann dir nur dringend empfehlen, mal mit einem einfacheren Selbstbau-Quad mit bewährten Komponenten anzufangen (z.B. NanoWii-Board und ein paar einfachen SimonK-Reglern) um überhaupt mal in die Sache reinzukommen, und v.A. auch um mal FLIEGEN zu lernen. Zudem gibt es einige weitere Dinge zu berücksichtigen (gesetzlich vorgeschriebene Haftpflichtversicherung, Luftraumstruktur, Rechte und Pflichten als Betreiber eines Flugmodells - es gibt da doch deutlich mehr zu beachten als wenn man ein PI-Roboterchen durchs Wohnzimmer krabbeln lässt)
Es gibt hier einige Threads zu dem Thema, wo du diese Themen sowie auch bewährte Hardware-Setups aufbereitet findest.

gruß
andi

[Crizz]

Wie Andi schon schrieb, es ist ein sehr spezielles Thema das Einarbeitung erfordert. Und das bei Multicoptern die Regler abschalten ist nur dann der Fall, wenn das ESC auch entsprechend programmiert ist - in der Regel wird man diese Funktion ausschalten und eher einen durch Tiefentladung beschädigten Akku riskieren als einen gecrashten Copter.

Ferner ist es eine Sache der Flightcontrol die man verwendet. Und wenn man so fit ist, sich die Software selber zu schreiben (die Zahl derer dürfte eher gering sein, die ganzen Regelalgorhytmen sind shcon höhere Mathematik, dazu kommt das Verständnis für die Steuerabläufe bei einem Multicopter um die Bewegung auf den Achsen zu erreichen) dann kann man sich auch eine Unterspannungswarnung einbauen und wie bei den bekannten Profisystemen auch ein Position Hold und Return Home mit einbauen, so das eine Entladungh bis zum Akkuschmurgeln oder Reglerabschalten eh nicht in Frage kommt.