Sistema di controllo, autonomia, eventuale presenza del Gps, sensori per evitare ostacoli. Sono solo alcuni degli aspetti da tenere in considerazione nella scelta di un quadricottero. Chi costruisce droni a casa sa che spesso nel fare l’acquisto giusto, un ruolo importante lo riveste il tipo di motore del drone. Ogni modello di motore, in base allo scopo per il quale è stato pensato e prodotto, deve avere delle caratteristiche tecniche ben definite. Per esempio i motori per droni racing dovranno garantire il raggiungimento di velocità elevate, mentre per un quadricottero che ha una telecamera per effettuare delle riprese dall’alto il motore dovrà assicurare un maggiore controllo e una stabilità adeguata.
Motori brushed e brushless per droni
I motori per droni possono essere con spazzole (brushed) e senza spazzole (brushless). I motori brushed sono montati su quadricotteri giocattolo o quelli già pronti per il volo. Il rotore è avvolto da un filo elettrico e ruota attorno a magneti che hanno polarità opposta. Con il passaggio della corrente elettrica, l’avvolgimento genera un campo magnetico che produce la rotazione. Economica ma dall’efficienza ridotta per la presenza delle spazzole, questa tipologia di motori elettrici per droni richiede una manutenzione costante.
I motori brushless per droni, invece, consentono un numero superiore di ore di volo, hanno un consumo elettrico minore e sono, contemporaneamente, più potenti, con maggiore rapidità e precisione di risposta ai comandi. Si prestano quindi per un uso professionale del quadricottero. Differentemente dai motori a spazzola non possono essere collegati direttamente alla batteria. Necessitano infatti di un dispositivo di controllo che si chiama ESC (del quale ne illustreremo le principali caratteristiche tecniche più avanti nella guida).
Il funzionamento dei motori brushless
I motori brushless di un drone sono costituiti da un involucro esterno in metallo chiamato cassa rotante. Situato all’interno, l’avvolgimento elettrico è collegato al mozzo dell’elica da cuscinetti a sfera e, attraverso un supporto, all’asse del velivolo.
Come scegliere un motore brushless
La scelta dei motori elettrici per droni deve tenere in considerazione alcuni parametri:
- Le dimensioni del telaio del quadricottero
- Il peso totale del drone una volta selezionati tutti i componenti.
- La spinta che il motore, in combinazione con l’elica, deve fornire per sollevare il velivolo, dopo averne considerato peso e grandezza del telaio.
- Rapporto speso-spinta: se la spinta fornita dai motori è piccola, il drone potrebbe non rispondere bene ai comandi e avere difficoltà a decollare. Con un rapporto spinta / peso più elevato, il drone avrà una migliore agilità e accelerazione, anche se potrebbe diventare molto difficile da controllare.
- La dimensione del motore è di solito riportata da un numero un composto di quattro cifre, indicanti la larghezza e l’altezza dello statore espresse in millimetri.
- Il valore Kv, è la costante di velocità e si traduce comunemente in migliaia di giri / minuto per volt. È un parametro importante che indica l’aumento teorico di RPM (rotazione al minuto) quando la tensione sale senza carico, cioè l’elica. Una volta montata l’elica, l’RPM diminuisce per la resistenza dell’aria. Si può inciampare nell’errore di abbinare un motore brushless per drone con un Kv alto a un’elica di dimensioni eccessive, con il rischio di generare troppo calore e di bruciare il dispositivo.
I controller ESC
Il controllo dei motori brushless dei droni avviene per mezzo di regolatori elettronici di velocità denominati ESC (electonic speed controller). A differenza dei motori a spazzola, i brushless devono ricevere una sequenza di segnali sincronizzati per funzionare in modo corretto. Ogni motore del multirotore ha un ESC dedicato.
La caratteristica principale di un ESC è la quantità di corrente che riesce a erogare. La scelta viene effettuata considerando il massimo assorbimento.
Occorre prestare attenzione: se il sovradimensionamento non ha controindicazioni, al contrario il sottodimensionamento può bruciare o far entrare in modalità protezione l’ESC. Gli ESC, inoltre, possono essere dotati di BEC (battery eliminator circuit), un circuito che eroga generalmente una tensione di 5V, utile per alimentare eventuali controller, ricevitori o altri elementi.
In conclusione
I motori brushless per droni sono i migliori per un uso professionale. La perfetta combinazione tra un modello di motori elettrici per droni e le dimensioni del velivolo e delle eliche, renderanno il dispositivo più efficiente e l’esperienza di volo piacevole. Se si vogliono effettuare delle riprese o scattare fotografie con la videocamera, il motore del drone dovrà dare stabilità ed equilibrio durante il volo, mentre se si partecipa a delle gare sportive di droni, la potenza e le prestazioni si dovranno preferire, a discapito di una minore facilità di controllo e pilotaggio del dispositivo.
Modelli di motore per droni
