Upgrade motore brushless catamarano rc
 

Salve, sono da poco approdato nel modellismo navale dinamico. Per iniziare ho acquistato a circa 100 euro un Volantex atomic 792-4 in versione PNP (ho gia radio e ricevente). Il modello in questione monta un motore brushless 3540 1800Kv e un ESC 40 Ampere che supporta batterie fino a 4s. Mi sono informato e ho visto che in questa configurazione lo scafo raggiunge 60 KM/h. Ho da parte un motore 3660 (quindi più grande) 3800Kv e un ESC 120 Ampere che supporta batterie 4s, il tutto già configurato per il raffreddamento a liquido. Volevo sapere se montando un motore del genere è possibile avere un incremento delle prestazioni anche in relazione al maggior consumo, in quanto ho letto che utilizzare motori con elevati Kv non è sempre sinonimo di un aumento prestazionale. Tuttavia, in questo caso anche le dimensioni sono notevolmente maggiori. E' consigliabile come upgrade:)?

È sicuramente fattibile incrementare le prestazioni, ma occorrono alcune riflessioni:
1) ho qualche dubbio che la velocità di scatola di 60Kmh sia veritiera
2) non conosco il modello, scafo da 70 cm, ma dalle foto mi sembra abbia il supporto elica in plastica
3) spesso l'aumento di prestazioni mette in crisi la meccanica, perché é stata dimensionata per l'attuale configurazione
4) é corretto che non sempre aumentare i giri/volt é sinonimo di aumento di prestazioni
5) il motore da te indicato come dimensioni andrebbe forse anche bene, ma i giri sono troppi per andare a 4S, diventano 60.000 giri al minuto e sono troppi. Anche a 3S sono tanti, arrivi a 45.000 su una trasmissione che attualmente ne fa meno di 30.000.
6) se proprio vuoi provare, cerca un motore non necessariamente più veloce, che abbia semplicemente più coppia e più potenza, un 3660 da circa 1800/2200 giri/volt da usare a 4S che arrivi a circa 70/80A in grado di darti sui 1300W contro i 4/500 del tuo.
7) tieni conto che cosí aumenterai i pesi, modificherai l'assetto dello scafo e dovrai verificare che le attuali batterie reggano la corrente ed abbiano autonomia sufficiente
8) ovviamente, dopo qualunque modifica di motore, occorre trovare l'elica corretta facendo delle prove.....

Essendo il motore più grande, tenendo i giri originali la coppia dovrebbe comunque aumentare giusto?. Non dispongo di batterie 3s ma di 2 pacchi golbat 2s 50c da collegare in serie che dovrebbero essere sufficiententi anche per una motorizzazione del genere. Per abbassare i giri posso agire direttamente sulla ricevente, dato che l' intero sistema di ricezione e trasmissione é stato fatto da me utilizzando 2 schede Arduino (l ho già provato su altri modelli fino a 600 metri di distanza e funziona perfettamente). Diminuendo la frequenza della corrente alternata al motore ma mantenendo i 5 volts sul pin dell'esc e dovrei riuscire a diminuire i giri senza perdere coppia alimentando tutto a 4s. Per la elica come dovrei comportarmi? Come vanno testate e dove posso trovare poi le eliche adatte?

A mio avviso, pur avendo più coppia, non riuscirai ad ottenere dal motore la potenza necessaria: ridurre tramite regolatore é come farla andare a 2S. Con i giri ci sei perché li riduci a 30.000, ma andando a 7,4V avrai circa 600W ipotizzando gli 80A, quindi cambierà poco o nulla. Le eliche vanno aumentate di diametro in modo ragionato finché guadagnerai velocità senza superare gli assorbimenti massimi del motore/regolatore.

Se ho capito bene, aumentando il diametro dell'elica aumentano anche i giri/minuto ma se si aumenta troppo il motore rischia di andare al massimo per tutto il tempo superando la soglia di assorbimento per cui é stato progettato, corretto?

Non direi, se aumenti il diametro dell'elica, aumenti il carico sul motore e relativo assorbimento con il rischio di surriscaldare il tutto.

Tieni presente anche il passo dell'elica che è quello che ti fornisce la velocità, mentre il diametro "spinge".

Solo un corretto equilibrio tra i vari parametri ti permetterà buone velocità e divertimento senza fulminare il tutto.

Quindi:

Giri motore, assorbimento, diametro/passo, peso scafo, lunghezza/larghezza al galleggiamento, immersione.

Non sono un "elettrico", preferisco lo scoppio ma, i parametri sono molto simili.

Visto che sei di Latina, non dovresti aver difficoltà a contattare il titolare (Marco) di questo sito.
Home a Roma.

:)

Riguardo al motore, intendo ridurre non il voltaggio ma la frequenza della corrente alternata che arriva a ciascun avvolgimento. In questo modo, la magnetizzazione/smagnetizzazione di ciascun polo avviene meno frequentemente, quindi la rotazione viene limitata. Tuttavia il voltaggio massimo di alimentazione di ciascuna bobina rimane invariato, e quindi nel punto di massimo della sinusoide la forza é identica al massimo della sinusoide di una corrente più veloce (quella per i massimi rpm dovrebbe essere 1000 hz intendo abbassarla un po') e quindi la coppia é uguale. In pratica, la forza massima con cui lo statore attrae il rotore é sempre quella, ma riducendo la frequenza ogni fase avviene meno frequentemente e così mantieni voltaggio, amperaggio e coppia riducendo gli rpm, é fattibile?(so che é un po' incasinato ma non so come spiegarlo meglio:))

Capisco, quindi devo fare alcuni test e trovare l equilibrio giusto per lo scafo.

Ne capisco poco o nulla, quindi mi collego ad un motore termico.

La potenza è data da coppia X giri, quindi se questo vale anche per un motore elettrico; ti ritrovi con una coppia invariata ma con un n° di giri inferiore,
quindi dovrai aumentare il diametro/passo dell'elica per ottenere le stesse prestazioni,
sempre ché la potenza erogata resti invariata trattandosi di un motore elettrico.

:)

Aggiungo a tutto quello che ti hanno già detto in maniera corretta ed esaustiva, che un 3800kv a 4S non è MAI consigliabile mandarlo, gli assorbimenti salgono troppo e gli arrosti non mancano... :-)

Trattandosi di un catamarano a 3S col 3800 potresti anche provare, se fosse stato un mono stavi al limite con un calcolo secco n° celle/kv.

Ho guardato lo scafo ed ho letto "Overall lenght" che dorevbbe significare che nella misura ci entra anche trasmissione / timone.
Se cosi' fosse lo scafo sarebbe intorno ai 60cm forse ed un motore 3665 lo trovo esagerato come taglia per le dimensioni della barca.

Volevo tentare questa cosa proprio perché la coppia é immediata nell'elettrico, non c' é un range di giri ottimale in cui la coppia
é massima come un motore termico. Comunque, data la dimensione eccessiva del motore, penso che testeró la barca così e poi se le prestazioni non mi soddisfano cercheró un motore più adeguato. Grazie a tutti per i consigli ☺️

Non ho ben capito il discorso di Arduino ...
nel senso che non usi un RC da modellismo per comndare ESC e timone?
O non usi un ESC da modellismo per comandare la velocità?

In ogni caso quello che vuoi fare tu, cioè limitare la potenza, credo che avrebbe un effetto distruttivo perchè tutta la potenza che va al motore deve essere per forza dissipata in calore ... e così di solito nascono gli arrosti.

Il radiocomando é un vecchio radiocomando preso in "prestito" da una vecchia auto rc, per aumentarne la potenza ho rimosso tutta la vecchia circuiteria e ho collegato ai potenziometri del radiocomando una scheda Arduino annessa di antenna compatibile con Arduino o Raspberry Pi 2.4ghz con portata un km. Poi ho messo una scheda uguale con la sua antenna nella barca e l ho sigillata in un scatolina con il silicone, poi collegata all'esc e al servo del modello. Ho praticamente creato un sistema 2.4 con 7 euro di antenne per Arduino dato che le schede le avevo giá. La potenza non viene neanche generata perché semplicemente dal programma di Arduino abbasso la frequenza dell' impulso che va dalla scheda all'esc.

Occhio, abbassare la frequenza senza abbassare il duty-cycle potrebbe portarti ad arrostire il motore anche senza alcun carico meccanico.
Non è banale da spiegare, ma in un motore la corrente assorbita dipende dalla tensione applicata, dal numero di giri che il motore compie e dalla resistenza elettrica R dell'avvolgimento. Semplificando, immagina il motore come un generatore G, collegato in serie all'alimentazione A e di segno opposto, la cui tensione vG è proporzionale al numero di giri del motore stesso.
Al netto di effetti induttivi, la corrente che scorre sulla resistenza R dipende dalla differenza della tensione di alimentazione A e quella generata da G, applicata alla resistenza R: I=(vA-vG)/R. In pratica, più il motore gira veloce e minore sarà la corrente che attraversa l'avvogimento.
In un motore a spazzole, quindi in CC, la velocità di rotazione dipende solo dalla tensione applicata e dal carico meccanico, in un motore brushless dipende, come giustamente hai osservato tu, esclusivamente dalla frequenza del segnale in ingresso. Se la frequenza è troppo bassa, il motore gira piano e la tensione prodotta da G è bassa, quindi la corrente che passa negli avvolgimenti è alta. Arrivando, per assurdo, a portare a zero la frequenza, la corrente sull'avvolgimento sarà semplicemente vA/R, ovvero la corrente di "stallo", capace di distruggere il motore nel giro di pochi secondi.
Per ovviare a questo problema devi modulare anche la tensione vA, agendo sul duty-cycle del PWM, in modo da far assorbire al motore una corrente che sia adeguata. Sinceramente non vedo come si possa fare bene una cosa del genere senza conoscere i dati meccanici del motore e del carico meccanico ad esso applicato.
Gli ESC specifici da modellismo lavorano in modo diammetralmente opposto: regolano la corrente (ovvero il duty-cylce) in funzione della potenza da erogare al motore e, grazie ad un sistema di sensori di fase integrato nell'esc stesso, regolano la frequenza in funzione del numero di giri che il motore riesce ad esprimere con quella potenza.
Capisco e comprendo la voglia, il fascino e la curiosità di fare le cose in DIY, ma un ESC per modellismo è molto più performante ed affidabile di un ESC costruito con Arduino, quindi ti consiglio di abbandonare quell'opzione e di procurarti un ESC specifico.

Carlo

L'ESC che ho è da modellismo, l'arduino si collega ad un antenna e all'esc (in pratica funge da ricevente che manda il segnale PWM all'esc). Proverò a fare come mi hai detto su un'esc e un motore da pochi euro per evitare sorprese:huh:, se funziona lo utilizzerò sul modello, altrimenti comprerò un set radio. riguardo al motore, ne ho trovato uno più piccolo da 2000kv che dovrebbe andare bene. Grazie dei consigliB)

Ok, ferma tutto e dimentica quello che ho detto. Avevo capito che pilotavi il motore in PWM direttamente da Arduino (ovvero che ti eri costruito un simil ESC da solo).
L'ESC fa già tutto quello che deve, il pilotaggio da parte di Arduino lo fai agevolmente con la libreria Servo (non è molto precisa, ma per il tuo scopo è più che sufficiente) e non devi curarti di nulla in merito alla temporizzazione del segnale.

Carlo