Nopeudensäädin
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Nopeudensäädin
Nopeudensäätimen tehtävänä on säätää sähkömoottorin tehoa.
Nopeudensäädin kytketään ajoakun ja moottorin väliin säätämään moottorin tehoa. Lisäksi säätimen servojohto kytketään vastaanottimeen kaasukanavalle. Jos säätimessä on BEC-piiri, säädin syöttää myös vastaanottimen ja servojen tarvitseman noin 5 V jännitteen tämän servojohdon kautta ajoakusta.
[muokkaa] Käyttö ja turvallisuus
Kytke aina lähettimen virta päälle ennen kuin kytket akun nopeudensäätimeen. Lennon jälkeen irroita aina ensin akku nopeudensäätimestä, ja katkaise vasta sitten lähettimen virta. Näin mahdolliset radiohäiriöt eivät pääse pyörittämään potkuria. Ota tavaksi pitää lähettimen kaasutikkua aina nollilla kun et lennätä konetta.
Nopeudensäätimessä on yleensä turvaominaisuus, eli moottori ei lähde käyntiin ennenkuin kaasu on käynyt nollilla. Eli moottori ei voi lähteä pyörimään heti virtoja kytkettäessä. Jotkut nopeudensäätimet, kuten CC Thunderbird 9 ja 18, piippaavat parinkymmenen sekunnin väliajoin kaasun ollessa nollilla.
Huomaa että servojohdossa mahdollisesti oleva virtakytkin katkaisee ainoastaan vastaanottimen ja servojen virransyötön. Eli virtakytkimestä huolimatta akku pitää irroittaa säilytyksen ajaksi. Nopeudensäädin kuluttaa hiukan virtaa ja tyhjentää akun muutamassa päivässä. Litiumpolymeeriakku menee pilalle, jos se pääsee liian tyhjäksi, eivätkä nikkelimetallihybridiakutkaan pidä täysin tyhjäksi purkamisesta.
[muokkaa] Harjallisen moottorin nopeudensäädin
Harjallisen moottorin säätimen tuntee siitä, että moottorin ja säätimen välissä on kaksi johtoa. Säädin säätää moottorin näkemää jännitettä PWM-säädöllä (Pulse Width Modulation). Eli periaatteessa kyse on yksinkertaisesta jännitteensäädöstä moottorille.
[muokkaa] Harjattoman moottorin nopeudensäädin
Harjattoman moottorin nopeudensäätimen tuntee siitä, että säätimen ja moottorin välissä on kolme johtoa. Jännitteensäädön lisäksi harjattoman moottorin säätimen pitää huolehtia moottorin kommutoinnista, harjattomassa moottorissa kun ei ole harjoja. Eli säätimen pitää tunnistaa moottorin asento ja antaa kullekin käämille virtaa oikeaan aikaan, jotta moottori pyörisi.
[muokkaa] Säätimien ohjelmoitavat ominaisuudet
[muokkaa] Katkaisujännite
Englanniksi low-voltage cutoff. Katkaisujännitteen tarkoitus on kertoa lennättäjälle akun tyhjenemisestä ajoissa, käytännössä pysäyttämällä moottori, tai huomattavasti vähentämällä moottoritehoa akun ollessa melkein tyhjä. BEC-piiri syöttää edelleen jännitettä vastaanottimelle ja servoille, joten lennokki on edelleen ohjattavissa. Katkaisujännite ja katkaisutyyppi pitäisi olla valittu niin, että lennokin voi vielä turvallisesti lentää laskuun.
Oikein valittu katkaisujännite on erityisen tärkeä käytettäessä LiPo-akkuja. Jos katkaisujännite on asetettu liian alas, on mahdollista lentää LiPo-akku niin tyhjäksi, että se vahingoittuu pysyvästi. Sopiva katkaisujännite LiPo-akulle on akkumallista riippuen 3,0 V - 3,2 V per kenno, eli esimerkiksi kolmekennoisella akulla 9,0 V - 9,6 V. Monissa säätimissä katkaisujännite on liian alhainen, tai on valittavissa vain 3 0 V per kenno katkaisujännite. LiPo-akkua ei saisi jatkuvasti ajaa niin tyhjäksi että kennokohtainen jännite 5 minuuttia lennon jälkeen on alle 3,70 V.
[muokkaa] Jarru
Ilman kaasua sähkömoottori pääsee pyörimään vapaasti. Liidokeissa käytettyjen taittolapapotkurien lavat eivät taitu jos moottori ei pysähdy, joten säätimen jarru pitää aktivoida. Jarru oikosulkee sähkömoottorin jolloin se pyörii huomattavasti raskaammin (toimii generaattorina suurta kuormaa vastaan) ja lavat pääsevät taittumaan.
Tavallinen potkuri jarruttaa lentokoneen lentoa enemmän vapaasti pyörivänä (säätimen jarru pois kytkettynä) kuin pysähtyneenä. Joissakin säätimissä jarrun voimakkuutta voi säätää, yleensä asetus on päälle/pois.
[muokkaa] Ajoitus (vain harjaton)
Harjattoman moottorin ajoituksen ohjelmointi vastaa harjallisen sähkömoottorin harjojen kääntöä.
[muokkaa] Moottorin pyörimissuunnan kääntö (vain harjaton)
Joissakin harjattomissa säätimissä on mahdollista ohjelmoinnilla kääntää moottorin pyörimissuunta. Tämä on kätevää jos juottaa säätimen johdot suoraan moottorin johtoihin ilman liittimiä, ei tarvitse kokeilla mitenpäin moottori pyörii. Kaikkien harjattomien pyörimissuunnan saa käännettyä myös vaihtamalla mitkä tahansa kaksi (kolmesta) vaihejohtoa ristiin moottorin ja säätimen välistä.
[muokkaa] Governor
Käytetään helikoptereissa. Normaalisti kaasu säätää moottorin tehoa (kierrosluku voi vaihdella kuorman mukaan), governor-moodissa säädin pitää kierrosluvun mahdollisimman vakaana kuormasta riippumatta.
[muokkaa] Pehmeä käynnistys
Pehmeän käynnistyksen tarkoituksena on suojata mahdollista vaihdetta, tai helikopterin välitystä. Monissa kalliimmissa säätimissä on useita eri käynnistysoptioita. Halpasäätimessä on yleensä pehmeä käynnistys jota ei saa muutettua muuksi.
Suoravetoisella ulkopyörijällä pehmeää käynnistystä ei tarvita.
[muokkaa] BEC-piiri
Englanniksi battery eliminator circuit.
Varsinkin puistoluokan koneissa käytetään nopeudensäädintä jossa on BEC-piiri, tällöin erillistä vastaanotinakkua ei tarvita. BEC-piiri muodostaa vastaanottimen tarvitseman noin 5 V jännitteen suoraan ajoakusta.
Varsinkin pienissä nopeudensäätimissä BEC-piirin tehonkesto ei ole kovin suuri, tyypillisesti 2-kennoisella lipo-akulla voi käyttää neljää mikroservoa ja 3-kennoisella kolmea mikroservoa.
[muokkaa] Opto-erotin
Suurivirtaisissa sovelluksissa (varsinkin isot liidokit) halutaan eristää ajoakku täysin muusta elektroniikasta. Tällöin voidaan käyttää nopeudensäädintä jossa on opto-erotin, jolloin kaasun ohjauskomennot välitetään nopeudensäätimessä optisesti. Tällöin moottorin ja nopeudensäätimen aiheuttamat sähköiset häiriöt eivät välity vastaanottimelle ja servoille. Toisaalta tällöin tarvitaan erillinen akku vastaanottimelle ja servoille.
[muokkaa] Mitoitusparametrit
Nopeudensäätimen valinnassa tärkeimmät parametrit ovat:
- Harjallinen vai harjaton
- Virrankesto (moottorille)
- Mahdollisen BEC piirin virransyöttökyky
Harjallisessa mottorissa toimii vain harjalliseen tarkoitettu nopeudensäädin. Samoin harjattomassa toimii vain harjattomiin tarkoitettu laite.
Nopeudensäätimen on kyettävä toimittamaan moottorille kaikki se virta, jota moottori pyytää. Nopeudensäätimen virrankeston on siis oltava mielellään vähän suurempi, kuin akku(jännite)-moottori-potkuri -yhdistelmä kykenee nielaisemaan. Mikäli virta nousee yhdistelmällä yli speksissä luvatun arvon, nopeudensäädin on vaarassa tuhoutua. Sama pätee myös muihin komponentteihin: moottoriin ja akkuun.
BEC piirin virransyöttökyky vaikuttaa ennenkaikkea siihen, montako servoa BECin kautta virroitettuun vastaanottimeen voidaan kytkeä. Virransyöttökyky onkin usein ilmoitettu suoraan servojen maksimilukumääränä. Täsmällisempi tapa olisi ilmoittaa BEC piirin maksimikuorma ja vastaavasti servoista servon maksimissaan ottama virta.
