Nopeudensäätimen eli ESC:n valinta ratkaisee, toimiiko RC-auton, veneen tai dronen voimalinja luotettavasti vai savuaako säädin jo ensimmäisellä ajokerralla. Tämä artikkeli on suunnattu harrastajalle, joka päivittää harjattomaan moottoriin, vaihtaa kennomäärää tai rakentaa mallia alusta asti. Kun ymmärrät nopeudensäätimen virta-arvot, osaat valita säätimen, joka kestää moottorin ja akun yhdistelmän ilman ylimitoituksesta maksamista.
ESC eli electronic speed controller on välikappale vastaanottimen, akun ja moottorin välissä. Se muuttaa kauko-ohjaimen kaasukomennon moottorille menevän virran määräksi. Säätimen sisällä on tehotransistoreita (MOSFET), jotka kuumenevat sitä enemmän, mitä enemmän virtaa niiden läpi kulkee.
Mitä nopeudensäätimen virta-arvot tarkoittavat
Säätimen kyljessä tai pakkauksessa on yleensä kaksi lukua. Jatkuva virta (continuous current) kertoo, kuinka monta ampeeria säädin kestää pitkään ilman ylikuumenemista. Huippuvirta (burst tai peak current) on lyhytaikainen raja, yleensä muutaman sekunnin kiihdytyksiä varten.
Esimerkiksi Hobbywing QuicRun 10BL60 on 60 A:n jatkuvan virran säädin 1:10-mittakaavaan, ja se toimii 2-3S LiPo-akuilla. Hobbywing Max8 taas on 150 A:n säädin 1:8 buggyihin ja monster truckeihin, ja sen jännitealue on 3-6S. Luvut eivät ole vertailukelpoisia eri valmistajien välillä sellaisenaan. Osa ilmoittaa arvot optimistisesti, osa konservatiivisesti.
Jatkuvan virran lisäksi kokenut harrastaja katsoo aina jännitealueen eli tuetut LiPo-kennomäärät tai NiMH-kennot. Jos säädin on mitoitettu 2-3S:lle, 4S-akku voi tuhota sen hetkessä. Ampeeriluvusta ei tässä tapauksessa ole mitään apua.
ESC:n valinta askel askeleelta
Ammattilainen aloittaa moottorista, ei säätimestä. Harjaton moottori ilmoitetaan joko kierroksina (esim. 17.5T kilpailun stock-luokassa) tai kV-arvona (esim. 3300 kV). Mitä pienempi kierrosluku tai suurempi kV, sitä enemmän virtaa moottori ottaa. Moottorien kierroslukualueista kerrotaan tarkemmin artikkelissa harjattomien moottorien kierroslukualueista.
Käytännön järjestys on tämä:
1. Selvitä moottorin maksimivirta valmistajan tiedoista ja käytettävä kennomäärä.
2. Valitse säädin, jonka jatkuva virta on 20-30 % moottorin maksimivirtaa suurempi.
3. Tarkista, että säädin tukee moottorityyppiä: harjallinen vai harjaton, sensoroitu vai sensoriton.
4. Varmista, että säätimen BEC-jännite (6,0 V tai 7,4 V) sopii ohjausservolle.
5. Katso liittimet ja johtojen paksuus: 1:10-autoissa yleensä 12-14 AWG, 1:8-malleissa 10-12 AWG.
Mallin paino ja käyttötapa vaikuttavat yhtä paljon kuin moottori. Kolmen kilon 1:10 short course -auto, jolla ajetaan pitkää ruohoa, kuormittaa säädintä huomattavasti enemmän kuin samalla moottorilla varustettu 1:10 tasamaarinkka asfaltilla. Raskas maasto, isot renkaat ja liian suuri pinjoni nostavat virrankulutusta jopa enemmän kuin moottorin vaihto.
Myytti: isompi ampeeriluku tekee autosta nopeamman
Moni uskoo, että 120 A:n säädin antaa enemmän tehoa kuin 60 A:n säädin. Ei anna. Moottori ottaa sen virran, jonka akun jännite, moottorin ominaisuudet ja kuorma määräävät. Säätimen ampeeriluku kertoo vain, kuinka paljon se kestää.
Ylimitoitus tuo silti hyötyjä. Säädin pysyy viileämpänä, lämpösuoja ei laukea kesken ajon ja laite kestää pidempään. Haittoina ovat paino, koko ja hinta. Tamiyan 1:10 TT-02 -rungossa ei yksinkertaisesti ole tilaa 1:8-kokoiselle säätimelle. Kilpa-ajossa ylimääräinen 50 g näkyy kierrosajoissa.
Poikkeus on sensoroitu kilpasäädin, kuten Hobbywing XR10 Pro. Sen ohjelmoitava ajoitus (boost ja turbo) voi oikeasti lisätä huippunopeutta, mutta silloin kyse on ohjelmistosta eikä virtakestosta.
Akut, BEC ja alijännitesuoja
LiPo-akkujen kanssa säätimen alijännitesuoja (LVC, low voltage cutoff) on pakko kytkeä päälle. Tyypillinen asetus on 3,2-3,4 V kennoa kohti. Jos suoja on pois päältä, kenno voi purkautua liian matalalle, jolloin akku turpoaa ja muuttuu vaaralliseksi ladata. NiMH-akuilla suojan voi kytkeä pois, koska niiden purkautumiskäyrä on erilainen. Akkutyyppien erot on käyty läpi artikkelissa NiMH- ja LiPo-akkujen eroista.
BEC syöttää virtaa vastaanottimelle ja servoille. Halpasäätimissä BEC on usein 2-3 A, mikä riittää kevyelle servolle. Crawlerin tai 1:5 maxi-mallin vahva ohjausservo voi kuitenkin vetää hetkellisesti 5-8 A, jolloin jännite romahtaa ja vastaanotin katkeaa. Silloin auto ”sammuu” kesken ohjausliikkeen. Ratkaisu on erillinen ulkoinen BEC tai säädin, jonka BEC on mitoitettu vähintään 6 A:lle.
LiPo-akkujen käsittely vaatii aina varovaisuutta. Lataa valvotusti balansserilaturilla, säilytä akut paloturvallisessa pussissa ja noudata valmistajan ohjeita. Jos akku syttyy palamaan, poistu tilasta ja soita hätänumeroon 112.
Dronet ja FPV: eri säännöt samalle laitteelle
FPV-dronessa on yleensä neljä säädintä yhdellä piirilevyllä, ns. 4-in-1-ESC. 5 tuuman freestyle-dronessa 6S-akulla tyypilliset luokat ovat 45-60 A per moottori. Ohjelmistona käytetään BLHeli_32-, Bluejay- tai AM32-firmwarea. Virta-arvot ovat kopterissa erilaisia kuin autossa, koska potkurin koko ja nousu määräävät kuorman suoraan.
Kun dronen rakentaa tai päivittää itse, myös lainsäädäntö on huomioitava. Yli 250 g painavan dronen käyttäjän pitää rekisteröityä Traficomin Droneinfo-palvelussa, ja EU:n droneasetus (voimassa vuoden 2021 alusta) jakaa lentämisen avoimen luokan alaluokkiin A1, A2 ja A3. FPV-lasien kanssa lentäminen edellyttää tarkkailijaa, koska näkölinjasääntö (VLOS) on voimassa. Lentokenttien läheisyys, ydinvoimalat ja sotilasalueet ovat kiellettyjä alueita.
Yleisimmät virheet nopeudensäätimen kanssa
Pinjonin vaihto ilman lämpötilan seurantaa. Isompi pinjoni nostaa huippunopeutta, mutta myös moottorin ja säätimen lämpöä. Kokenut ajaja mittaa lämpötilan 3-5 minuutin ajon jälkeen infrapunamittarilla. Yli 80 °C moottorissa on varoitusmerkki.
Harjallinen moottori harjattomalle säätimelle tai toisin päin. Ne eivät ole yhteensopivia, ellei säädin erikseen tue molempia. Vanhan Tamiya-mallin 540-harjamoottori tarvitsee harjallisen säätimen.
Vesitiiviyden olettaminen. ”Waterproof” tarkoittaa yleensä roiskeiden kestävyyttä, ei upottamista. Talvella Suomessa ongelma on myös kosteuden tiivistyminen, kun kylmä auto tuodaan lämpimään sisätilaan. Anna säätimen kuivua ennen seuraavaa ajoa.
Pakkasella LiPo-akun sisäinen vastus kasvaa, jännite notkahtaa kiihdytyksissä ja alijännitesuoja voi laueta, vaikka akussa olisi kapasiteettia jäljellä. Pidä akut lämpimänä taskussa tai lämpölaukussa ennen ajoa.
UKK
Kuinka paljon suurempi ESC:n jatkuvan virran pitää olla kuin moottorin?
Hyvä nyrkkisääntö on 20-30 % yli moottorin maksimivirran. Raskaissa malleissa, kuten monster truckissa tai 1:5-mallissa, marginaalin voi kasvattaa 40-50 %:iin.
Voiko 2S-säätimellä ajaa 3S-akulla?
Ei voi. Jos säädin on mitoitettu enintään 2S:lle, 3S-akun 11,1 V nimellisjännite ylittää komponenttien kestokyvyn ja voi rikkoa säätimen välittömästi.
Paljonko hyvä harjaton säädin maksaa?
1:10-harrastekäyttöön sopiva sensoriton säädin maksaa noin 50-90 €. Sensoroidut kilpasäätimet ovat 150-250 €, ja 1:8-mittakaavan 150 A:n säätimet tyypillisesti 120-200 €.
Valitse säädin moottorin, akun ja käytön mukaan
Moottori, kennomäärä ja käyttötapa määräävät, mitä säätimeltä vaaditaan. Ampeeriluku on vain yksi osa kokonaisuutta. Tarkista jännitealue, BEC:n teho, alijännitesuoja ja moottorin yhteensopivuus ennen ostopäätöstä. Valikoimaa voi selata nopeudensäätimien tuotealueella.
Yleisistä elektroniikkaliikkeistä tai lelukaupoista tällaisia säätimiä ei saa. RC-kaupan myyjä taas osaa usein kertoa suoraan, mikä säädin toimii esimerkiksi Arrman tai Traxxasin mallissa. Ensimmäisen ajokerran jälkeen kannattaa tarkistaa säätimen lämpö ja säätää välitystä tarvittaessa. Se pidentää koko voimalinjan käyttöikää eniten.