Un multicopter es más eficiente cuanto más ligero es, por lo que se debe elegir una buena batería que tenga buena capacidad pero sea ligera. Se debe elegir los motores para el peso que desea transportar, siempre es una buena idea llevar tan poco peso como posible. La ligereza es muy importante para todas las aeronaves porque cualquier exceso de peso podría reducir la duración de la batería y la maniobrabilidad
Una regla de oro es ¨Empuje por motor = (Peso x 2) / 4¨
Los motores utilizados actualmente en drones de calidad son casi exclusivamente de la variedad "sin escobillas"(brushless). Eso produce una fricción mínima. Una carcasa cilíndrica de imanes gira sobre cojinetes de precisión alrededor de un núcleo de cable firmemente enrollado
MOTORES
Relación peso/potencia
Conocer el peso de su multirotor es lo primero que debemos saber o estimar. Una regla general es que los motores deberían poder proporcionar el doble de empuje que el peso total del dron. Si el empuje proporcionado por los motores es demasiado pequeño, el quadcopter no reaccionará bien a su control e incluso puede experimentar problemas en el despegue.
Si el peso total de su quadcopter es de 800g, los motores en ek quadcopter necesitarán producir 1.6Kg de empuje en total, o 400g de empuje máximo por motor.
Si desea un quadcopter muy ágil, es deseable tener una relación empuje / peso mucho más alta, pero para un dron de fotografía aérea que volaremos suavemente, podría calcularse con una relación potencia / peso menor. En general se que debe planificar la construcción con una relación potencia / peso de 2: 1, ya que siempre puede usar el peso restante para agregar baterías más grandes para volar por más tiempo.
Tamaño del motor y KV
Los motores sin escobillas generalmente se clasifican por un número de cuatro dígitos, como ** ##. donde como los números "**" son el ancho del estator y "##" es la altura del estator. Esencialmente, cuanto más grande y más alto es el motor, mayores son los números y más torque puede producir.
KV es otro parámetro esencial. Es el aumento teórico de las rpm del motor (rotación por minuto) cuando la tensión aumenta en 1 voltio sin carga. Por ejemplo, mientras se utilizan motores de 2300 KV con una batería 3S LiPo (12,6 V), el motor gira a alrededor de 28980 rpm. (2300 x 12.6V = 28980) pero esto es solo una estimación.
Es importante descubrir un equilibrio entre rpm y par al elegir el motor y la hélice.
Leyendo los datos
Según nuestra estimación de peso, sabemos que debemos encontrar un motor capaz de producir el empuje que queremos para cada motor. Al inspeccionar las tablas de empuje de cada motor, encontrará algunos motores que tienen el rendimiento de empuje requerido. En este caso, estos son los datos para el motor MT2204 como ejemplo .
La tabla nos da el amperaje que el motor produce, el empuje que produce y la eficiencia (empuje en gramos / potencia en vatios), así como otra información. Podemos ver en la tabla que con una batería 3S. La eficiencia se expresa comúnmente como el empuje dividido por la potencia utilizada en vatios o g / W. Cuanto más eficiente es un motor (o cuanto mayor es el número g / W), más tiempo volará el dron.
Tamaño del chasis=> Tamaño de las helices => Tamaño del motor
La mayoría de las veces al conocer el tamaño del chasis, podemos estimar qué tamaño de motor deberíamos usar. Esto se debe a que el tamaño del chasis limita el tamaño de los componentes, y cada tamaño de la hélice requiere un RPM del motor diferente para generar un empuje de manera eficiente. Aquí es donde entra en juego el KV de tu motor. Luego debes asegurarte de que tienes suficiente torque para girar la hélice, aquí es donde entra en juego el tamaño de tu estator. Las matemáticas involucradas para determinar el KV exacto y el tamaño del estator que debe usar son mucho más complejos de lo que la mayoría de los pilotos se creen.
Esta tabla a continuación es solo un ejemplo simplificado para darle algunas ideas. Ejemplo de tabla utilizando baterías 3S LiPo. También hay personas que usan motores KV ligeramente más altos o más bajos de lo que sugiere esta tabla. El tamaño del chasis se refiere a la distancia entre ejes (también conocida como la distancia entre el motor y motor en diagonal).
Motores CW y CCW
A veces verá motores etiquetados como CW y CCW. Representan giran"a la derecha" y "a la izquierda".
Sin embargo, esto no significa que solo puedan girar en una dirección. Son esencialmente el mismo motor que puede girar en ambas direcciones. La única diferencia entre el motor CW y CCW es la dirección en la que se enrosca el eje de la helice.
La intención es usar 2 motores CW y 2 motores CCW en un quad, de modo que cuando los motores giren, las cuatro tuercas de la tapa se aprieten en lugar de aflojarse y evitar la perdida accidental de una helice
A cada ESC su motor
Ahora que hemos confirmado que este motor es adecuado para nuestra aplicación, observamos el amperaje de nuestro motor / batería / hélice elegido.
En un ESC figura la cantidad de amperios que suministra a su motor (este es el "tamaño" del ESC) junto con información adicional, como si tiene un BEC o no, y qué baterías admite. El tamaño de ESC es el caso anterior de 20 A (lo escrito más grande,ya que es la información más importante), y el resto de información es de menor importancia pero igualmente esencial.
Es importante verificar no solo los amperios que puede soportar su ESC sino también el voltaje.
Que es el BEC?
Probablemente, la segunda cosa más importante que debe saber al comprar un ESC: ¿qué significa BEC y qué lo necesito? Técnicamente, BEC significa Battery Eliminating Circuit. En la práctica, esto simplemente significa que los ESC con un BEC pueden emitir un voltaje constante y así alimentar el equipo a bordo de su plataforma de vuelo, como su receptor, servos o controlador de vuelo.
Depende totalmente del controlador de vuelo que tengas, pero muchos controladores de vuelo hoy en día no necesitan ser alimentados a través de los ESC. Esto se debe a que a menudo tiene un módulo de alimentación separado con el controlador de vuelo que hace el trabajo. Por lo tanto, no necesita un ESC con BEC (en relación con la alimentación del controlador de vuelo). Sin embargo, es posible que desee / necesite alimentar otros equipos, como servos y receptores, y en este caso, será necesario un ESC con BEC.
Conector ESC Servo
Con cualquier ESC tendrá un conector de servo que se conecta a su controlador de vuelo. El 95% de las veces será un conector de 3 hilos, el cable del medio (generalmente Rojo) será la salida de potencia (5V) el cable blanco (a veces naranja) es el cable de señal. El cable negro (a veces marrón) es el conector de tierra. Sin embargo, en algunos casos, al usar OPTO ESC, es posible que solo tenga dos conectores, la señal y los cables de tierra con un espacio en el medio.
Hélices
Es un componente que convierte el movimiento de rotación en empuje. No vamos a entrar en la fisica de cómo se crea la presión o su dinámica de trabajo, pero vamos a aprender como elegir las hélices adecuadas para drones.
Un cuadricóptero utiliza dos hélices en sentido horario (CW) y dos en sentido antihorario (CCW). Las hélices se clasifican por longitud y paso. Por ejemplo, las hélices 9 × 4,7 tienen una longitud de 9 pulgadas y un paso de 4.7. En general, a mayor paso y longitud, la hélice aumenta la sustentacion.
Generalmente están organizadas por "números". Estos números se parecen a "5045" o "5 × 4.5 × 3". El primer número ("5") es el tamaño en pulgadas. El segundo conjunto de números ("45" o "4.5") indica el grado de inclinacion en pulgadas. En el primer caso, el número debe dividirse entre 10. El último número si existe ("x3") especifica el número de palas. En muchos casos esto se omite o se conoce como "trípala" o "cuádruple".
Con una hélice de drones de tamaño pequeño, es más fácil para usted aumentar y disminuir la velocidad del dron. Esto no es posible en el caso de hélices grandes, ya que tardan mas tiempo en cambiar de velocidad.
Una hélice de paso más alto mueve una mayor cantidad de aire, lo que podría crear turbulencias y hacer que la aeronave se tambalee durante el vuelo estacionario. Si notas esto con tu quadcopter, intenta elegir una hélice de menor inclinación.
Batería
Las baterías LiPo (abreviatura de Lithium Polymer) son un tipo de batería recargable que ha tomado por asalto el mundo RC eléctrico, especialmente para aviones, helicópteros y multirefores. Son la razón principal por la cual el vuelo eléctrico es ahora una opción muy viable en comparación con los modelos con combustible.
Las baterías LiPo son livianas y pueden fabricarse en casi cualquier forma y tamaño.Rc LiPo tiene grandes capacidades, lo que significa que tienen mucha energía en un paquete pequeño.Las baterias liPo para RC tienen altas tasas de descarga para alimentar los motores eléctricos más exigentes.Son similares a las utilizadas en los smartphones pero con mucha mayor ¨potencia¨.
Bateria - Voltaje
A diferencia de las celdas de batería NiCad o NiMH convencionales que tienen un voltaje nominal de 1.2 voltios por celda, las celdas de batería LiPo tienen un voltaje nominal de 3.7 voltios por celda.Las baterias se componen de varios paquetes o bolsas y segun la cantidad que tenga se varia el voltaje. El votaje habitual es de 2s para drones pequeños de juguete, 3s para drones standart, 4s para drones de trabajo/carreras y hasta 6s para drones de gran tamaño o formula carrera.
- Batería de 3.7 voltios = 1 celda x 3.7 voltios (1S)
- Batería de 7.4 voltios = 2 celdas x 3.7 voltios (2S)
- Batería de 11.1 voltios = 3 celdas x 3.7 voltios (3S)
- Batería de 14.8 voltios = 4 celdas x 3.7 voltios (4S)
- Batería de 18.5 voltios = 5 celdas x 3.7 voltios (5S)
- Batería de 22.2 voltios = 6 celdas x 3.7 voltios (6S)
- Batería de 29.6 voltios = 8 celdas x 3.7 voltios (8S)
- Batería de 37.0 voltios = 10 celdas x 3.7 voltios (10S)
- Batería de 44.4 voltios = 12 celdas x 3.7 voltios (12)
Bateria - Capacidad
La capacidad indica la cantidad de energía que puede contener la batería y está indicada en horas miliamp (mAh). Esta es solo una forma elegante de decir cuánta carga o drenaje (medido en miliamperios) se puede aplicar a la batería durante 1 hora, momento en el que la batería se descargará por completo.
Lo principal para salir de esto es si quieres más tiempo de vuelo; aumente la capacidad de su paquete de batería. A diferencia del voltaje, la capacidad se puede cambiar para darle más o menos tiempo de vuelo.Una bateria de mayor capacidad no siempre nos otorgará con mayor tiempo de vuelo, ya que tambien pesará más,aumentando el ¨esfuerzo¨que tiene que realizar el dron, consumiendo mas bateria. La pescadilla que se muerde la cola.
Batería - Velocidad de descarga
La tasa de descarga es simplemente la velocidad con la que una batería puede descargarse de manera segura.Es decir la capacidad maxima de amperios que la bateria puede suministrar de golpe, eso puede ser puntualmente( normalmente maximo 5 sec) o constantemente. Cuanto más rápido los iones pueden fluir del ánodo al cátodo en una batería mayor sera su velocidad de descarga. En el mundo de la baterías RC LiPo se denomina "C"de descarga.
Batería - Como cargarla
Deja siempre de volar cuando el drone indique que la batería esté baja (utiliza un avisador de baterias), o cuando veas que pierde fuerza. Es muy importante que no esperes a que la batería se descargue del todo, ya que después podrías dañarla.(Las baterias se dañan si su voltaje por celda desciende de 3.3-3.0V)
Unos consejos mientras utilizes baterias lipo:
- Si pones una batería Li-Po a cargar, no dejes de vigilarla: existe la posibilidad de que se incendie,es raro que ocurra pero sucede si la bateria esta dañada. Si la batería se calienta demasiado, desconéctala inmediatamente
- Nunca recargues una batería dañada o perforada por algún golpe
- No dejes que tus baterías Li-Po se descarguen del todo, la dañarias permanentemente.
- No dejes cargar una batería durante demasiado tiempo, normalmente los cargadores tienen un sistema de desconexion automatico.
- No es recomendable volar con el drone justo después de cargar la batería
- Después de volar tu drone, no cargues la batería inmediatamente, espera a que se enfrie.
- Si la batería va a estar mucho tiempo sin utilizarse, déjala a media carga o incluso totalmente cargada.
- Nunca cargues una bateria a mas del doble de su capacidad en Amperios.
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