전자변속기(ESC)
이번 포스팅에서는 지난 시간에 알아본 드론의 모터 중 브러쉬리스모터에서 없어서는 안 되는 전자변속기(ESC)에 대해서 알아보겠습니다.
전자변속기(ESC)는 3상 전기를 이용해 드론의 모터 회전수를 제어하는 역할을 하며,
모터와 비행조종계통(비행제어컴퓨터) 사이 통신 및 전자장비 등에 영향이 적은 위치에 장착됩니다.
참고로 브러쉬모터의 경우, 2상전기(2가닥)을 +전기, -전기를 사용합니다.
ESC는 모터의 회전수를 제어하기 위한 것이므로 모터의 용량에 맞게 전류 용량 중에서 적합한 것을 선택해야 합니다. 대개 전류 용량이 클수록 좋겠지만, 반대로 비싼 가격과 중량이 무거워지는 점을 고려해야 합니다. 전류 용량은 취미용드론이 5(A)급, 중형기체20(A), 대형기체 50(A)를 기준으로 한다고 알려져 있습니다.
전자변속기는 모터 과부하시 과열방지를 위한 냉각장치(냉각핀)가 있고요.
기체의 호버링기동을 위해서는 빠른 주기의 회전수 제어가 필요한데 이와 같은 정밀한 자세제어와 안정적인 비행을 위한 회전수 제어 성능이 필요합니다.
전자변속기(ESC)의 구분
ESC에는 BEC(Battery Eliminator Circuit) / UBEC(Universal Battery Eliminator Circuit) Type과 Optp(Optoisolator) Type, 두 가지가 있습니다.
BEC, UBEC (배터리제거회로)는 전압조종 역할을 하며, 배터리의 고전압 전력을 비행컨트롤러 등 저전압 전력이 필요한 장치를 안정적으로 구동시키는데 필요한 전력을 공급합니다.
BEC/UBEC ESC는 배터리와 FC(Flight Controller) 사이에 연결하여 간결하나, 변속기 자체가 복합이라 발열 문제와 고가라는 문제점이 있습니다.
Opto ESC는 BEC, UBEC가 포함되지 않기 때문에 별도의 UBEC가 필요하여 연결이 복잡하기는 하지만 고출력이 필요한 대형 드론에 사용되며, 제어 오차가 적고, 가격 또한 유리하다는 장점이 있습니다.
즉, BEC ESC가 과열로 인해 망가지면, FC로 가는 전원까지 망가져 드론이 추락하는 상황이 발생하지만, Opto ESC의 경우 고장나더라도 FC는 영향을 받지 않아 다른 모터를 사용하여 안전착륙이 가능하다고 할 수 있습니다.
추가적으로 드론 제작시 ESC를 선택해야 할 때, 모터의 스펙을 참고하고, 프로펠러의 크기별로 100% 출력일 때 걸리는 전류(A)가 표기되어 있으므로 그 전류보다 허용전류가 높은 것을 선택해야 합니다.
예) 2212 모터에 '10인치 프로펠러를 사용할 때 100% 출력이면 18A가 걸린다.'라고 표기되어 있다면
20A이상의 ESC를 준비해야 합니다.
이상으로 ESC에 대해서 알아봤습니다. 읽어주셔서 감사합니다.
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