Apa yang Perlu Dicari pada Motor BLDC untuk Drone Balap FPV

Sebuah quad balap menghabiskan sebagian besar penerbangannya pada bagian rentang throttle tempat tidak ada yang benar-benar mapan: keluar dari sebuah tikungan, sebuah punch-out, perubahan arah, dan pemulihan dari propwash. Motor yang dipilih untuk tugas itu bukanlah dipilih demi efisiensi yang ditunjukkannya pada uji meja yang mantap, dan bukan pula demi satu angka puncak yang dibaca sendiri. Motor itu dipilih terhadap sekumpulan kecil nilai terbitan yang bersama-sama menentukan apakah sistem propulsi dapat mengulang transien yang sama tanpa memasak kumparannya, dan apakah rangka masih berotasi sesuai yang diharapkan pilot. Panduan ini membahas apa yang perlu dicari pada motor BLDC untuk penggunaan Drone Balap FPV, ditelusuri melalui enam motor T-Hobby yang tercatat pada aplikasi Drone Balap FPV ToBMS.

Jawaban singkat

Keputusan pertama adalah kelas propeller, karena setiap nilai lainnya dibaca terhadapnya. Sebuah wahana 3 inci tidak dapat memutar propeller 5 inci, sehingga motornya harus kecil, ringan, dan digulung untuk kecepatan rotor yang sangat tinggi; sebuah rangka 7 inci jarak jauh memiliki tugas yang berlawanan. Dalam enam catatan yang dipakai di sini, saringan tunggal itu memisahkan sebuah unit 9.8 g dengan stator 9N12P dari lima motor 12N14P yang membentang dari 28.56 g hingga 46.6 g. Keenamnya merupakan motor drone balap FPV, dan keenamnya berasal dari satu himpunan aplikasi.

Setelah kelas ditetapkan, paket baterai menyusul. KV hanya menyatakan seberapa cepat motor berputar per volt tanpa beban, sehingga kumparan 2150 KV pada jumlah sel yang rendah mendaratkan rotor pada kecepatan yang kurang lebih sama dengan kumparan KV yang lebih rendah pada jumlah sel yang lebih tinggi. Bacalah KV terhadap angka sel dalam catatan yang sama, dan perlakukan perubahan KV sebagai perubahan paket baterai atau propeller alih-alih sebagai perubahan kekuatan. Empat dari enam catatan membawa rentang sel; catatan F50 KV2150 membiarkannya terbuka, yang merupakan pertanyaan bagi produsen alih-alih celah untuk diisi.

Kelompok terakhir terdiri dari angka-angka yang menerangkan perilaku selama sebuah transien: resistansi kumparan, yang menetapkan berapa banyak tegangan terapan yang hilang di tembaga saat arus naik; arus idle, yang merupakan rugi yang dibayar sebuah motor saat memutar dirinya sendiri; dan daya dorong maksimum, yang merupakan keluaran terbitan yang menjadi acuan pemeriksaan anggaran daya dorong terhadap massa. Lima dari enam catatan membawa resistansi kumparan, dan satu yang tidak membawanya ditandai sebagai pertanyaan terbuka alih-alih diasumsikan dari model tetangganya. Daftar pendek motor BLDC untuk drone balap FPV dibangun dalam urutan itu: kelas, lalu paket baterai, lalu transien.

Apa yang Dituntut Drone Balap FPV dari Sebuah Motor BLDC

Tidak ada yang membedakan konstruksi sebuah motor balap dari motor brushless outrunner kecil lainnya. Yang berbeda adalah bentuk beban, dan bentuk beban menentukan bagian spesifikasi mana yang menjadi kendala penentu.

Sebuah balapan adalah rangkaian transien, bukan jelajah

Sebuah wahana berdaya tahan panjang atau heavy-lift menghabiskan sebagian besar penerbangannya pada titik operasi yang kurang lebih mantap, dan persoalan penetapan ukurannya adalah apakah titik itu berada di dalam rating kontinu. Sebuah quad balap nyaris tidak menghabiskan penerbangannya di sana. Amplop yang relevan adalah amplop transien yang berulang: berapa banyak daya dorong yang tersedia sementara wahana sudah bergerak, seberapa cepat rotor dapat dipercepat ke titik itu, dan berapa banyak panas yang ditinggalkan setiap lonjakan. Pada sebuah wahana balap, pertanyaan pertama yang dijawab sebuah nilai daya dorong adalah apakah setiap motor dapat mengangkat seperempat berat totalnya dengan cukup sisa untuk otoritas kendali, dan pertanyaan kedua adalah apakah seluruh sistem dapat memberikannya berulang kali tanpa terbakar.

Propeller, bukan motor, yang menetapkan titik kerja

Daya dorong adalah sifat motor dan propeller bersama-sama, dan propeller ditetapkan oleh rangka. Sebuah rangka 3 inci tidak dapat memutar cakram 5 inci, sehingga motor yang menggerakkannya harus kecil, ringan, dan digulung untuk kecepatan rotor yang sangat tinggi. Sebuah rangka 7 inci jarak jauh menuntut hal yang berlawanan: volume stator yang lebih besar, KV yang lebih rendah, dan torsi yang lebih besar, agar cakram yang lebih besar dapat diputar pada putaran yang lebih rendah. Dua konsekuensi mengikuti, dan keduanya lebih penting daripada KV. Massa berputar di ujung sebuah lengan menambah momen inersia roll dan pitch rangka, sehingga motor yang berat membuat sebuah pesawat terasa lamban meski menghasilkan daya dorong yang berlimpah. Dan angka daya dorong maksimum yang diterbitkan dikutip untuk propeller tertentu, sehingga hanya dapat dibandingkan bila propelernya sesuai.

Massa di ujung lengan dibayar pada setiap tikungan

Antara 9.8 g pada catatan terkecil dan 46.6 g pada catatan terbesar terdapat rentang massa nyaris lima banding satu, dan sebaran itu bukan sekadar hiasan. Setiap gram berada di ujung sebuah lengan, dan momen inersia yang disumbangkannya tumbuh seiring kuadrat panjang lengan, sehingga motor yang terlalu berat bagi kelasnya menghabiskan lebih banyak kelincahan daripada daya dorong yang dikembalikannya. Bacaan praktisnya adalah berat dan daya dorong sebaiknya berada dalam perbandingan yang sama, alih-alih pada daftar pendek yang terpisah.

Beban kecelakaan, bukan batas termal, yang mengakhiri sebagian besar motor

Sebuah wahana balap diharapkan bertahan dari kontak dengan gawang, tanah, dan pesawat lain. Mode kegagalan yang penting bersifat mekanis dan elektris alih-alih semata termal: poros yang bengkok, bantalan yang tidak lagi berputar lurus, kabel yang gagal pada sambungannya, bell yang tidak lagi mengunci propeller. Ini bukan nilai yang dibawa sebuah tabel spesifikasi, tetapi inilah sebabnya angka daya dorong yang diterbitkan hanya merupakan awal dari sebuah pemilihan alih-alih akhirnya.

Enam Spesifikasi yang Memutuskan Sebuah Motor Balap FPV

Enam nilai di bawah ini adalah nilai-nilai yang dalam praktik memutuskan pilihan sebuah motor BLDC untuk drone balap FPV. Masing-masing dibaca bersama yang lain alih-alih sendiri, dan ketika sebuah catatan membiarkan salah satunya terbuka, hal itu sendiri merupakan bagian dari gambaran.

Ukuran stator terhadap kelas propeller

Stator adalah bagian yang menentukan berapa banyak torsi yang dapat dihasilkan sebuah motor sebelum jenuh, dan diameter serta tinggi tumpukannya dinyatakan dalam penamaan produsen sendiri. Catatan di sini membawa konfigurasi 9N12P dan 12N14P, serta ukuran bodi dari unit 17.9 mm hingga unit 33.4 mm. Kelas propeller yang dapat diputar sebuah rangka itulah yang membuat perbedaan tersebut relevan bagi motor drone balap FPV: stator besar yang memutar propeller kecil merupakan massa yang terbuang, dan stator kecil yang memutar propeller besar tidak dapat mencapai kecepatan yang berguna tanpa melampaui apa yang sanggup dilepaskannya.

KV terhadap paket baterai yang benar-benar diterbangkan

KV menerangkan kecepatan rotor per volt tanpa beban. Dengan sendirinya angka ini tidak mengatakan apa pun tentang kemampuan; ia menyatakan kombinasi jumlah sel dan propeller mana yang mendaratkan rotor pada kecepatan yang dapat dipakai. Kumparan 2150 KV pada jumlah sel yang moderat mencapai kecepatan tanpa beban yang kurang lebih sama dengan kumparan 1750 KV pada jumlah sel yang lebih tinggi, sehingga kedua nilai dalam kelompok ini tidak dapat dibaca seolah yang satu lebih kuat daripada yang lain. Perubahan KV biasanya memaksa perubahan paket baterai atau propeller, dan dua komponen itulah yang menentukan apakah penukaran itu merupakan sebuah perbaikan.

Resistansi kumparan dan arus idle, dibaca bersama

Dua nilai tercatat mewakili respons, dan tidak satu pun dari keduanya merupakan pengukuran waktu. Resistansi kumparan menyatakan berapa banyak tegangan terapan yang hilang di tembaga saat arus naik; angka yang lebih rendah berarti lebih banyak torsi per amp selama akselerasi dan lebih sedikit paket baterai yang berakhir sebagai panas. Arus idle adalah arus tanpa beban yang ditarik sebuah motor untuk memutar dirinya sendiri, dan angka ini merupakan proksi bagi rugi besi, rugi bantalan, dan rugi pensaklaran yang dibayar terus-menerus terlepas dari apa yang sedang dilakukan propeller. Bersama-sama keduanya menerangkan bagian rentang throttle tempat sebuah balapan diputuskan: keluar dari tikungan throttle rendah menuju daya penuh.

Angka daya dorong, dan propeller di belakangnya

Daya dorong maksimum adalah keluaran utama sebuah motor balap, dan sekaligus nilai yang paling mudah salah dibaca. Angka ini diterbitkan untuk satu propeller pada satu titik throttle, pada satu rig uji, sehingga sebuah angka daya dorong hanya dapat dibandingkan bila kondisi pengujiannya sebanding. Empat dari enam catatan di sini menerbitkan angka daya dorong maksimum di atas dua kilogram, sedangkan dua unit yang lebih kecil menerbitkan 351 g dan 1730 g. Yang diputuskan angka itu adalah apakah motor dapat mengangkat bagiannya atas pesawat dengan margin; yang tidak diputuskannya adalah bagaimana sebuah motor BLDC untuk drone balap FPV berperilaku saat pesawat sudah bergerak.

Daya dan arus sebagai pernyataan siklus kerja

Angka daya maksimum yang diterbitkan adalah pernyataan tentang beban listrik yang diharapkan dipikul sebuah motor selama jendela waktu yang dinyatakan, dan jendela itu dinamai oleh produsen bersama angkanya. Hal itu penting karena motor yang sama dapat dikutip pada jendela yang berbeda, dan angka yang dipikul pada jendela yang lebih pendek tidak dapat dibandingkan secara langsung dengan angka pada jendela yang lebih panjang. Ketika sebuah catatan membawa angka daya, angka itu termasuk dalam perbandingan yang sama dengan daya dorong; ketika tidak, hal itu pun layak diketahui, karena mengarah pada sebuah lembar data alih-alih pada sebuah pengganti.

Amplop, pola pemasangan, dan panjang kabel

Sebuah motor harus muat pada sebuah lengan, dan amplop itulah yang menentukannya. Enam catatan di sini membentang dari bodi 17.9 mm kali 17.4 mm hingga bodi 33.4 mm kali 34.7 mm. Di luar diameter dan panjang bodi, pola pemasangan dan panjang kabel menentukan bagaimana motor duduk pada sebuah rangka tertentu dan bagaimana pengkabelannya ditata; ketika sebuah catatan diam soal itu, gambar dari produsen adalah sumber yang perlu diperiksa.

Enam Motor T-Hobby sebagai Satu Himpunan Spesifikasi

Enam catatan di bawah ini adalah motor Drone Balap FPV yang menjadi acuan himpunan aplikasi platform. Semuanya diterbitkan oleh T-Hobby, dan semuanya membentang di kelas-kelas yang digeluti seorang pilot balap, dari unit 3 inci hingga motor jarak jauh 7-8 inci.

Keenam motor terdaftar oleh T-Hobby dan tercatat dalam kategori Motor Drone ToBMS, dan setiap nilai dalam tabel ditampilkan sebagaimana tercatat. Satu celah catatan ditandai Tidak tercantum: angka sel untuk F50 KV2150. Resistansi kumparan untuk F60PRO V KV1750 juga tidak ada dalam catatan dan dibahas dalam teks alih-alih dimuat di dalam tabel. Daya dorong maksimum diterbitkan per propeller dan titik throttle, sehingga sebuah perbandingan hanya berlaku bila kondisi pengujiannya sesuai. Kelas diambil dari penamaan produk produsen sendiri; berat F50 KV2150 dikutip oleh produsen tanpa menyertakan kabel, sedangkan berat lainnya menyertakannya. Di tempat catatan diam, lembar data produsen adalah sumber untuk memastikannya.

Tiga hal menonjol begitu keenamnya dibaca sebagai satu himpunan. Pertama, sebaran kelasnya cukup lebar sehingga satu daftar pendek melintasi keenamnya akan menjadi tidak berarti: unit 3 inci dan unit 7-8 inci bukanlah alternatif satu terhadap yang lain. Kedua, rentang massanya membentang dari 9.8 g hingga 46.6 g, dan setiap gramnya berada di ujung sebuah lengan. Ketiga, konfigurasi statornya seragam pada 12N14P di kelima motor yang lebih besar, dengan unit terkecil sendirian pada stator 9N12P, sehingga konfigurasi merupakan pembeda yang lemah di sini dan kelas propeller merupakan pembeda yang kuat.

Bacaan yang mengikuti dari hal itu adalah urutan yang mempersempit alih-alih sebuah pengurutan. Kelas mencoret kandidat; paket baterai menentukan motor mana di antara yang tersisa yang akan berputar pada kecepatan yang berguna; dan nilai-nilai transien, resistansi serta daya dorong, memutuskan di antara yang tersisa.

Membaca Keenamnya dari 3 Inci hingga Jarak Jauh

Keenam motor tidak begitu bersaing satu dengan yang lain melainkan menempati bagian-bagian berbeda dari kelas yang sama. Dibaca dari yang teringan hingga yang terberat, keenamnya menggambarkan perkembangan dari motor 3 inci yang kecil dan cepat menuju motor jarak jauh yang besar dan lebih lambat, dan perkembangan yang sama pula yang membedakan satu motor drone balap FPV dari yang lain.

Ujung 9.8 g: F30 dan kelas 3 inci

Motor T-Hobby F30 Motor Drone FPV adalah satu-satunya motor dalam kelompok ini yang dibangun untuk rangka 3 inci: 9.8 g pada stator 9N12P, bodi 17.9 mm kali 17.4 mm, rating 4S, dan daya dorong maksimum terbitan 351 g. Tidak ada yang lain di sini yang berada di kelasnya. Memasang motor 33 g pada sebuah wahana 3 inci menghabiskan lebih banyak kelincahan daripada daya dorong yang dikembalikannya, karena massanya berada di tempat yang paling tidak dapat ditoleransi rangka dan cakram yang kecil tidak dapat membenarkannya.

Pasangan 28.56 g dan 33.5 g: balap 5 inci

Motor T-Hobby F50 KV2150 Motor Drone FPV adalah penyimpang dari seluruh kelompok pada 2150 KV dan 28.56 g, dengan daya dorong maksimum terbitan 2136 g; ia adalah yang teringan di antara motor 5 inci dan ber-KV tertinggi. Motor T-Hobby F60PRO IV V2 KV1750 Motor Drone FPV menempuh jalur yang berbeda: 33.5 g, rentang sel 4-6S, dan 1730 g daya dorong terbitan, yang menjadikannya motor yang perlu dibaca ketika wahana yang sama mungkin diterbangkan pada satu paket baterai pada suatu hari dan pada jumlah sel yang lebih tinggi pada hari berikutnya.

F60PRO V 34.3 g: pilihan efisiensi 4S

Motor T-Hobby F60PRO V KV1750 Motor Drone FPV membawa daya dorong terbitan tertinggi di antara tiga motor 5 inci pada 1883 g, dengan rating 4S dan stator 12N14P pada 34.3 g. Resistansi kumparannya tidak tersimpan dalam catatan, sehingga perbandingannya dengan motor tetangganya berhenti pada daya dorong, massa, dan jumlah sel; angka resistansinya berada pada lembar data produsen.

Ujung 39.7 g dan 46.6 g: F80 PRO dan F90 jarak jauh

Motor T-Hobby F80 PRO KV1900 Motor Drone FPV memperluas kelasnya ke luar: 39.7 g, jendela 3-6S, dan 2115 g daya dorong terbitan, berukuran untuk rancangan 5-6 inci yang lebih besar. Motor T-Hobby F90 KV1300 Motor Drone FPV Jarak Jauh menutup kelompok ini pada 46.6 g, 1300 KV, dan 2361 g daya dorong terbitan, dengan bodi 33.4 mm kali 34.7 mm dan jendela 5-6S. Pada ujung itu tugasnya telah berubah: motornya tidak lagi dipilih untuk transien tercepat yang mungkin, melainkan untuk memutar propeller besar pada kecepatan yang lebih rendah dengan torsi yang lebih besar, yang merupakan apa yang dituntut sebuah wahana jarak jauh 7-8 inci atau X8.

Kelas Rancangan dan Jendela Motor yang Ditetapkan Masing-masing

Setiap kelas balap menetapkan sebuah jendela alih-alih satu jawaban tunggal, dan keenam motor di sini memetakan langsung ke jendela-jendela tersebut.

Jendela 3 inci dan kelas whoop

Rangka 3 inci adalah yang terkecil di antara kelas-kelas yang dibahas di sini, dan jendela motornya ditentukan oleh massa serta kecepatan rotor. Motor ringan dengan stator kecil dan rating 4S adalah yang cocok; apa pun yang lebih berat menggeser penanganan rangka ke arah yang keliru. Kelas ini dan kelas-kelas yang lebih besar berada bersama di bawah aplikasi drone balap FPV, karena pertanyaan penemuannya sama meski angkanya tidak.

Balap 5 inci dan keputusan paket baterai

Kelas 5 inci adalah kelompok terbesar dalam himpunan ini, dengan empat motor di dalamnya, dan di situlah keputusan paket baterai paling berperan. Kumparan ber-KV rendah dengan rentang sel yang lebih lebar cocok untuk wahana yang berganti paket baterai antar sesi; kumparan ber-KV lebih tinggi dengan jumlah sel yang lebih rendah cocok untuk wahana yang bertahan pada satu paket baterai dan menginginkan kecepatan rotor maksimum. Daya dorong, massa, dan rentang sel memisahkan keempatnya; KV menerangkan sebabnya.

Jarak jauh 6-8 inci dan cinelifter

Di luar 5 inci, tugasnya berubah dari respons menjadi daya tahan dan muatan. Dua motor terbesar di sini, pada 39.7 g dan 46.6 g, membawa rentang sel dan volume stator yang dibutuhkan propeller 6-8 inci, dan nilai-nilai yang penting pun bergeser: massa ditambah dengan sengaja, KV turun, dan daya dorong dibaca terhadap berat total yang lebih berat alih-alih terhadap sebuah tikungan balap. Sebuah platform di kelas ini dibandingkan dengan kelas UAV Endurance alih-alih dengan pembalap 5 inci.

Memilih Motor BLDC untuk Drone Balap FPV: Urutan Penetapan Ukuran

Urutannya lebih penting daripada nilai mana pun, karena setiap langkah mencoret kandidat alih-alih mengurutkannya.

Tetapkan kelas propeller dan rangka lebih dahulu

Ukuran rangka menentukan propeller, dan propeller menentukan segala hal di hilirnya. Memulai dari sebuah motor lalu mencari rangka adalah cara yang lazim untuk berakhir dengan komponen yang ukurannya keliru bagi tugasnya.

Tetapkan paket baterai, lalu KV yang menyertainya

Jumlah sel menetapkan tegangannya, dan KV menetapkan kecepatan tanpa beban pada tegangan itu. Memilih KV sebelum paket baterai, atau paket baterai sebelum KV, membiarkan separuh pasangan yang lain tanpa batasan, dan keduanya hanya bekerja sebagai sepasang.

Tetapkan anggaran daya dorong terhadap massa berdasarkan angka daya dorong tercatat

Daya dorong maksimum dibandingkan dengan berat total untuk menetapkan margin bagi otoritas kendali. Karena angkanya diterbitkan per propeller dan titik throttle, perbandingan itu hanya berlaku bila kondisi pengujiannya sesuai dengan rancangan yang dimaksud.

Tanyakan kepada produsen angka-angka yang dibiarkan terbuka oleh catatan

Ketika sebuah catatan tidak membawa nilai untuk jumlah sel, resistansi, atau daya, langkah yang jujur adalah memperlakukannya sebagai pertanyaan terbuka dan memastikannya pada lembar data, bukan mengasumsikan sebuah nilai dari model tetangganya. Tiga dari enam catatan di sini membiarkan setidaknya salah satu dari angka-angka itu terbuka.

Pertanyaan yang sering diajukan

Sumber daya resmi

Keenam motor dalam panduan ini diterbitkan oleh T-Hobby, dan halaman produk produsen memuat lembar data serta data uji yang tidak direproduksi oleh catatan platform. Halaman terkini adalah F30, F50 KV2150, F60PRO IV V2 KV1750, F60PRO V KV1750, F80 PRO KV1900 dan F90 KV1300, dengan rentang yang lebih luas di situs resmi T-Hobby. Di tempat catatan platform diam, produsen tetap menjadi sumber kebenaran untuk angka sel, resistansi kumparan, jendela daya, dan gambar pemasangan. Angka-angka yang dipakai dalam panduan ini adalah nilai terbitan yang tersimpan dalam catatan produk platform.

Langkah selanjutnya

Panduan saudara dari yang ini adalah Motor Drone Balap FPV: Empat Pilihan T-Hobby dari 9.8 g hingga 34.3 g, yang membandingkan empat dari motor yang sama secara langsung di kelas 3 inci dan 5 inci. Ketika pilihannya berada di antara balap dan gambaran motor drone yang lebih luas, Motor Drone: Seleksi Motor FPV, Sayap Tetap, dan VTOL membaca FPV berdampingan dengan wahana sayap tetap dan VTOL serta nilai-nilai berbeda yang dituntut masing-masing. Panduan ini justru berangkat dari tugas yang dibebankan sebuah balapan, lalu bergerak ke luar menuju spesifikasi yang menjadi kendala penentu akibat tugas itu.

Dua jalur yang berdekatan layak diikuti ketika rangkanya berubah. Ketika tugasnya menjadi daya tahan alih-alih respons, aplikasi Model Sayap Tetap dan Motor BLDC untuk Model Sayap Tetap: Memadukan KV, Propeller, dan Daya Jelajah membahas sisi daya jelajah dari perdagangan yang sama. Ketika tugasnya menjadi muatan, Motor Drone Heavy-Lift: Tiga Opsi T-Motor dari 2.85 kg hingga 101 kg Gaya Dorong memaparkan bagaimana daya dorong dan massa dibaca ketika pesawat ditetapkan ukurannya berdasarkan apa yang dibawanya. Mempersempit pilihan motor BLDC untuk drone balap FPV pada sebuah rancangan baru mengikuti urutan yang sama pada setiap kasus: kelas lebih dahulu, paket baterai kedua, transien terakhir.