无人机电子调速器：原理和操作

电子速度控制器（ESC）是飞控和电机之间的重要纽带，将数字命令转化为精确的动力输出，使你的无人机保持在空中。经过多年制造和测试数百架无人机，我开始意识到这些精密设备远不止是简单的电机驱动器——它们是功能丰富的组件，拥有自己的处理器、固件和能力，可以成就或毁掉你的飞行体验。我从惨痛的教训中了解到，ESC 的故障不仅意味着无人机坠毁，还常常意味着要穿越崎岖的地形，去寻找你自尊和快乐的残骸。

这份全面指南基于我广泛的实践经验，探讨了 ESC 技术、协议、固件选项、选择标准和高级功能。我将分享不仅仅是技术规格，还有通过无数次制造、坠毁和故障排除积累的实用见解，帮助你理解和优化这一 FPV 无人机的关键组件。

电子速度控制器简介

ESC 是一种控制和调节无刷电机速度的电子电路。我仍然记得第一次使用原始的 ESC 制造无人机，它们勉强能保持电机转速一致——与我们今天使用的精密设备相去甚远。在 FPV 无人机中，ESC 执行几个关键功能，随着每次制造，我对它们的理解都更深一层：

电机控制：将直流电池电源转换为无刷电机所需的三相交流电。我见识过廉价 ESC 产生粗糙、嘈杂的电机运转，而优质 ESC 能提供平稳、精确的动力输出。
速度调节：根据飞控指令精确控制电机转速。你的无人机的响应性在很大程度上取决于 ESC 调整电机速度的速度——这是我在测试新机时立即注意到的。
制动：在需要时主动减速或停止电机。我发现这对特技飞行尤为重要，快速停止和变向是必不可少的。
电池保护：监控电压并实施截止，以防止损坏。得益于适当的低电压保护，我挽救了无数电池，避免过早报废。
遥测：提供有关性能、温度和转速的数据（在高级型号中）。这一功能改变了我调校四轴飞行器的方式，提供了几年前无法获得的洞见。

无人机 ESC 的演变

即使从 2019 年我开始这个爱好算起，我也见证了 ESC 的巨大演变，其进步之快令人叹为观止：

早期 ESC（2010-2014）：功能有限的基本电机驱动器，使用 SimonK 固件。这些原始设备需要仔细校准，性能很一般。
BLHeli 时代（2015-2017）：性能改进，数字协议，配置选项。这是一个游戏规则改变者——突然之间，人们可以通过飞控连接 ESC 并调整设置，无需焊接或硬件编程器。
BLHeli_S（2017-2018）：增强处理能力，更好的性能，更多功能。
BLHeli_32（2018-至今）：32 位处理，遥测和高级功能。
现代替代品（2020+）：AM32、JESC 和其他具有独特功能的固件选项。我一直在尝试这些新选择，特别是 AM32，它为我的一些旧硬件注入了新的活力。

这一演进过程导致了更小、更强大的 ESC，具有日益复杂的功能和性能。我个人已经从笨重的独立 ESC（需要安装在每个机臂上）发展到微型 4 合 1 电路板，重量还不到一个旧 ESC，却提供了更多的能力。

ESC 的基本组成

现代 ESC 集成了几个关键组件，它们协同工作，创造出飞行体验。让我与你分享多年制造和故障排除中学到的关于这些组件的知识。

ESC 解剖图 — 现代 ESC 的关键组件。来源：https://www.tytorobotics.com/blogs/articles/what-is-an-esc-how-does-an-esc-work-zh/

微处理器

ESC 的大脑，处理命令并控制功率输出：

8 位处理器：存在于老式 ESC 和入门级 BLHeli_S 型号中。我最初使用的就是这些，虽然能完成工作，但在追求性能时，其局限性令人沮丧。
32 位处理器：用于 BLHeli_32 和更新的 ESC，提供更强大的处理能力。第一次升级到 32 位 ESC 时，响应速度和功能的差异立即可见。
ARM Cortex：常见于高性能 ESC，支持高级功能。我在竞赛用的机型上使用这些，每毫秒的响应时间都至关重要。

MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）

控制电机相位电流的功率开关元件。我了解到，MOSFET 的质量通常是高端 ESC 与入门级产品的区别所在：

MOSFET 质量：决定效率、发热和电流处理能力。我烧坏了足够多的廉价 MOSFET，知道在可靠性和性能方面投资高质量的 MOSFET 会带来丰厚的回报。
MOSFET 数量：通常每个电机 6 个（每相 2 个）。我的一些高性能构建使用双倍 MOSFET 的 ESC，以获得更好的电流处理和热量分布。
MOSFET 布局：影响性能和耐用性。我注意到具有更好 MOSFET 布局的 ESC 即使在重负载下也能更冷运行。

支持组件

支持正常运行的附加电路。这些经常被忽视的组件可以在性能上产生显著差异：

电容：过滤噪声并平滑电源输出。在艰难地了解电气噪声如何影响飞行性能后，我总是在构建中添加额外的滤波电容。
稳压器：为微处理器提供适当的电源。我遇到过因电压调节不良而导致 ESC 失效的情况，尤其是在运行更高电压设置时。
电流传感器：测量功耗（在支持遥测的 ESC 中）。这些传感器的精度差异很大——我发现高端 ESC 往往具有更精确的电流测量。
温度传感器：监控热量以进行保护（在高级型号中）。在漫长的夏季飞行期间，此功能多次将我的构建从热损坏中拯救出来。

输入/输出接口

用于通信和电源的连接：

信号输入：接收来自飞控的命令。我发现这些连接的质量显著影响可靠性——此处的冷焊点已在我的构建中造成了多次神秘故障。
电源连接：电池输入和电机输出焊盘。我总是在此处使用适当规格的线材——通过一次惊人的故障，我了解到undersized的线无法处理峰值电流。
遥测输出：将数据发送回飞控（如果支持）。此功能改变了我在飞行中监控四轴的方式，提供实时数据以帮助防止组件损坏。

ESC 硬件类型和配置

ESC 有各种外形和配置，以适应不同的构建和要求。多年来，我几乎使用了所有可用的 ESC 配置类型，每种都有其适用的地方，具体取决于你在构建什么。

单独 ESC vs 4合1 ESC

单独 ESC

每个电机使用单独的 ESC。我从这些开始，现在仍在某些构建中使用它们：

优点：

如果一个失效，更容易更换。在我的现场工具包中备有一个备用的单独 ESC，挽救了无数次飞行。
更好的散热。我发现这对于推动电流处理极限的高性能构建尤为重要。
如果需要，可以混合匹配额定值。我构建了不对称四轴，其中不同的电机需要不同的 ESC 额定值。
通常有更灵活的安装选项。我创建了一些非标准的构建，无法使用标准安装。

缺点：

布线更复杂。我花了很多时间精心布线以保持构建整洁。
总重量可能更高。在竞速构建中，每一克都很重要，与 4合1 解决方案相比，我测量出 10-15g 的差异。
占用机架上更多空间。这限制了你可以添加的其他组件。
总成本通常更高。使用单独 ESC 时，我通常要多花 20-30%。

最适合：

有充足空间的大型构建。我的长航时巡航器通常使用单独的 ESC。
优先考虑可维修性的飞行员。我建议在偏远地区飞行的朋友使用这些。
具有不同电机要求的定制构建。我将这些用于实验性非对称配置。

4合1 ESC 板

四个 ESC 集成在一个 PCB 上。这已成为我大多数构建的首选：

优点：

布线更简洁。当我切换到 4合1 ESC 时，我的构建变得更加整洁。
总重量通常更轻。通过使用 4合1 ESC，我在竞速构建上节省了高达 15g 的重量。
占用更少空间。这允许更紧凑的构建或为其他组件留出空间。
作为一个整体通常更实惠。与同等的单独 ESC 相比，我通常可以节省 20-30%。
安装更容易。使用 4合1 ESC，我可以在大约一半的时间内完成构建。

缺点：

如果一个 ESC 失效，可能需要更换整个板。我曾因单个电机短路而损失整个板——这是一个代价高昂的教训。
集中的热量产生。我学会了确保紧凑构建中有足够的气流，以防止热问题。
混合电机设置的灵活性降低。这限制了我的一些更实验性的构建。

最适合：

布线最少的简洁构建。我所有的摄像机无人机都使用 4合1 ESC，以实现最简洁的设置。
标准四轴配置。我的竞速和自由式四轴现在几乎完全使用 4合1 ESC。
与匹配飞控的堆叠式构建。现代飞控和 ESC 堆叠之间的集成难以超越。

SpeedyBee F7 V3 - 一个设计与飞控堆叠的 4合1 ESC 板。这是我在竞速构建中的首选配置，简洁的布线和轻量化至关重要。

ESC 外形

标准 ESC

传统的单独 ESC：

尺寸：通常长20-30毫米。我记得当电调还有拇指大小时，现在它们通常比指甲还小。
安装：各种选择，包括热缩、扎带或专用支架。我都试过了，最后选定了带防潮涂层的软安装，以获得最佳的减震效果。
连接：通常是信号和电源的引线。我已经学会尽可能缩短这些引线，以减少电阻和重量。

20×20mm 堆叠电调

设计用于与飞控堆叠：

尺寸：20×20mm安装模式。我已经将大多数250克以下的机型转换为这种规格。
安装：与飞控标准堆叠。在了解到振动会对性能产生多大影响后，我总是在堆叠层之间使用软安装。
连接：直接焊盘或排线。为了可靠性，我更喜欢直接焊接，不过排线使维护更容易。

30.5×30.5mm 堆叠电调

更大的可堆叠电调：

尺寸：30.5×30.5mm安装模式。我在需要更大功率处理的自由式和长航时机型上使用这些。
安装：与飞控标准堆叠。我发现更大的安装模式在大型机上提供了更好的稳定性。
连接：直接焊盘或排线。更大的电路板通常提供更坚固的连接点，当使用更粗的线材时，我很感激这一点。

AIO（一体化）解决方案

与飞控集成的电调：

尺寸：不同，通常为20×20mm或30.5×30.5mm。我在微型机上专门使用这些。
集成：在一块板上合并了飞控和电调。我最初对这种方法持怀疑态度，但近年来可靠性已经大大提高。
连接：简化的内部连接。外部接线的减少消除了我的机型中许多潜在的故障点。

电流额定值和规格

电流处理

电调可以安全处理的最大持续电流。在看到电调在激进飞行中真的融化后，我已经学会对这些额定值保守了：

竞速无人机：每个电机35-50A。我的竞速机通常使用45A电调，即使它们很少连续拉超过35A电流，但这个裕度在激烈的比赛中提供了安心。
自由式无人机：每个电机30-45A。对于自由式，我发现在你用激进的动作挑战极限时，有电流裕度是至关重要的。
长航程/影视：每个电机25-40A。我的长航程机型通常使用35A电调，在电流处理和效率之间提供了很好的平衡。
微型机：每个电机10-25A。我发现即使是小型机在激进飞行时也能拉出惊人的电流，所以除了最小的穿越机外，我不会低于20A。

瞬时额定值

短时间最大电流。我已经学会不要过度依赖这些额定值：

典型瞬时额定值：连续额定值的1.5-2倍。在我的测试中，我发现许多电调实际上无法在声称的全时长内维持其宣传的瞬时额定值。
持续时间：通常指定为5-10秒。我在台架测试期间用秒表计时，发现不同制造商之间存在显著差异。
重要性：对于处理油门冲击和激进动作至关重要。我注意到，具有更高质量MOSFET的电调往往比预算选项更能处理瞬时电流。

BEC（电池消除电路）

为其他组件供电的电压调节。这个功能在现代机型中已经不那么重要了：

线性BEC：简单，效率较低，在旧电调中常见。我在早期的机型中使用过这些，注意到在为多个外设供电时，它们会变得相当热。
开关BEC：效率更高，在现代电调中常见。减少的热量产生在紧凑型机上有明显的差异。
额定值：通常为5V，1-3A。我发现2A通常足以满足大多数机型，除非你要为LED灯条等耗电的配件供电。

大多数现代的基于堆叠的机型不使用电调BEC。我现在使用专用的PDB或具有内置电压调节的飞控，以获得更干净的电源传输。

电调协议和通信

协议决定了飞控如何与电调通信，影响性能和功能。我使用过从标准PWM到最新的双向DShot的每一种协议，其演变令人瞩目。

标准PWM

最初的模拟协议：

信号类型：脉冲宽度调制 (50-400Hz)。我在第一次构建时就开始使用这种方式,但很快就发现了它的局限性。
分辨率：1000-2000μs 范围(大约 8 位)。粗略的步进在飞行中很明显,会在油门响应中产生"阶梯"效应。
延迟：2-4ms。在尝试执行精确操作时,这感觉像是一个永恒。
优点：通用兼容性。我可以将任何 ESC 与任何飞控一起使用——这是唯一真正的优势。
缺点：高延迟、低分辨率、无遥测。与现代构建相比,我早期基于 PWM 的四轴飞行器感觉迟钝且不精确。
当前使用：对于 FPV 无人机已经过时。我已经多年没有使用 PWM 了,不推荐用于任何现代构建。

OneShot125

早期数字协议:

信号类型：数字定时 (125-250Hz)。这是我第一次尝试数字协议,改进非常明显。
分辨率：125-250μs 范围(大约 10 位)。更平滑的油门响应改变了飞行感觉。
延迟：1-2ms。按照今天的标准仍然很高,但与 PWM 相比有了显著改进。
优点：优于标准 PWM。当我进行这个切换时,我的四轴飞行器感觉更灵敏了。
缺点：延迟仍然相对较高。在快速操作期间,我能感觉到延迟。
当前使用：在很大程度上被 DShot 取代。我已经多年没有使用 OneShot 了。

Multishot

用于竞速的更快协议:

信号类型：数字定时(最高 32kHz)。当我第一次尝试这个协议时,延迟的减少立即变得明显。
分辨率：5-25μs 范围(大约 12 位)。更精细的油门分辨率使悬停和精确移动更容易。
延迟：0.2-0.5ms。这对于竞速来说是一个游戏规则改变者——我的输入感觉几乎立即转化为电机变化。
优点：非常低的延迟。使用 Multishot 的竞速构建具有早期协议无法实现的清晰度。
缺点：可靠性低于 DShot。我遇到了偶尔的故障,这导致我在大多数构建中切换到 DShot。
当前使用：小众应用。我仍然有一个使用 Multishot 的专业竞速构建,但在现代四轴飞行器中很少见。

DShot

当前标准数字协议系列:

信号类型：数字数据包。这种方法的稳健性消除了我在早期协议中遇到的许多可靠性问题。
变体:
- DShot150：150kbps 数据速率。我在处理能力有限的微型构建中使用过这个。
- DShot300：300kbps 数据速率。对大多数构建来说是一个很好的平衡——当我不确定信号完整性时,我会使用这个。
- DShot600：600kbps 数据速率(最常见)。这是我大多数构建的首选,提供出色的性能而不会挑战极限。
- DShot1200：1200kbps 数据速率。我在具有短而干净的信号路径的高性能构建中使用这个。
分辨率：16 位(0-2047 值范围)。这实现的精细控制非常显著——我可以进行早期协议无法实现的微小油门调整。
延迟：根据变体从 0.2-0.5ms 不等。在背靠背测试中,我可以感觉到 DShot150 和 DShot600 在响应式构建中的区别。
优点：数字精度、错误检查、命令、双向能力。仅可靠性的提高就值得切换到这个协议。
缺点：需要兼容硬件。我不得不升级一些旧的 ESC 以使用这个协议。
当前使用：现代构建的标准。我现在在几乎所有构建中都使用 DShot600。

ProShot

DShot 的优化版本:

信号类型：简化的 DShot。当我测试这个协议时,与 DShot 的区别很细微。
数据速率：与 DShot600 相似。在我的测试中,性能相当。
延迟：略低于 DShot。在大多数飞行场景中,我几乎感觉不到区别。
优点：可能降低 CPU 负载。我主要在运行复杂配置的 F4 飞控上注意到这个好处。
缺点：采用有限。当出现问题时,我发现用于故障排除的资源较少。
当前使用：罕见,主要被 DShot 取代。我尝试了 ProShot,但最终还是回到了 DShot,以获得更好的社区支持。

双向 DShot

具有遥测功能的增强型 DShot:

信号类型：双向 DShot 通信。当我第一次实现它时,这是一个启示——突然间,我的飞控确切地知道电机在做什么。
特性：支持用于滤波的 RPM 反馈。在我第一个具有此功能的构建中,飞行性能的改进是显著的。
要求：兼容的 ESC 固件和飞控。我不得不更新几个组件以利用这个功能。
优点：支持 RPM 滤波,改进性能。在我的黑匣子日志中,噪音和振动的减少立即变得明显。
缺点：设置稍微复杂一些。我花了几个小时才使我的第一个双向设置正常工作。
当前使用：对于性能构建越来越标准。我现在在所有兼容的构建上启用这个——好处太显著了,不容忽视。

协议比较

根据我在多个构建上的广泛测试,以下是这些协议的比较:

协议	分辨率	延迟	错误检查	遥测	命令	当前使用
PWM	8位	2-4ms	否	否	否	过时
OneShot125	10位	1-2ms	否	否	否	遗留
Multishot	12位	0.2-0.5ms	否	否	否	小众
DShot150	16位	~0.5ms	是	可选	是	入门级
DShot300	16位	~0.3ms	是	可选	是	常见
DShot600	16位	~0.2ms	是	可选	是	标准
DShot1200	16位	~0.1ms	是	可选	是	高端
ProShot	16位	~0.2ms	是	可选	是	罕见

ESC 固件选项

固件是运行在 ESC 微处理器上的软件,决定了其功能和行为。我已经尝试了所有主要的固件选项,每一个都有其优缺点。

BLHeli_S

我广泛使用的流行 8 位固件:

硬件兼容性：8位电调。我在早期的构建中使用这些，现在仍然在某些应用中使用它们。
功能：基本电机控制，有限的配置。虽然不如32位选项功能丰富，但我发现它们能很好地处理基本功能。
性能：适合入门到中级构建。我用BLHeli_S电调构建了几十架四轴飞行器，它们在自由式和休闲竞速中飞行非常美观。
配置：BLHeli Configurator软件。我很欣赏它直观的界面，尽管它缺少一些高级选项。
优点：广泛支持，可靠。我发现这些电调非常可靠——我最早的一些构建仍在使用BLHeli_S，没有任何问题。
缺点：与32位选项相比，功能有限。当我在性能极限上推动时，我已经达到了这些电调的上限。

BLHeli_32

革新我构建的高级32位固件：

硬件兼容性：32位电调。当BLHeli_32硬件可用时，我将所有主要四轴飞行器都升级到了它。
功能：广泛的配置、遥测、LED控制。当我第一次访问遥测数据时，它改变了我在飞行中监控构建的方式。
性能：适用于所有应用。我已经在各种构建中使用BLHeli_32电调，从小型穿越机到长航时巡航机，结果一直令人印象深刻。
配置：BLHeli_32 Configurator软件。与BLHeli_S相比，它的界面更全面，让我可以访问那些在拥有之前都不知道自己需要的设置。
优点：功能丰富，高性能。当我升级时，差异立即显而易见——更平稳的电机控制，更好的刹车，以及更精确的油门响应。
缺点：专有，制造商需要付费许可。这限制了一些创新，并使价格保持在原本可能更低的水平。

AM32

我越来越多采用的BLHeli_32的开源替代方案：

硬件兼容性：32位电调。我已经成功地将其刷写到几个不同品牌的32位电调上。
功能：与BLHeli_32相似，由社区驱动。我对基于用户反馈新功能实现的速度印象深刻。
性能：与BLHeli_32相当。在我的背靠背测试中，我无法分辨出使用BLHeli_32和AM32的相同构建在飞行感觉上的区别。
配置：AM32 Configurator或JESC Configurator。界面不太精致，但它能有效地完成工作。
优点：开源，免费，积极开发。我欣赏社区的参与和快速的改进步伐。
缺点：支持度不如其他成熟选项广泛。与更成熟的选项相比，在排除故障时我不得不做更多研究。

JESC

基于BLHeli_S的增强型固件，为我的旧硬件注入了新的活力：

硬件兼容性：BLHeli_S 电调。我用它升级了几个旧的构建，而无需更换电调。
特点：48kHz PWM，性能提升。在我的自由式构建中，更高的 PWM 频率使电机平稳度有明显改善。
性能：优于原装 BLHeli_S。在尝试之前我对这些声明持怀疑态度——响应性和平稳性的改善绝对值得升级。
配置：JESC Configurator。界面与 BLHeli_S Configurator 相似，使过渡变得容易。
优点：提升现有硬件的性能。通过升级固件而不是更换电调，我节省了数百美元。
缺点：需要付费许可。虽然不贵，但当存在免费选择时，我最初不愿为固件付费。尝试后，我认为这钱花得值。

Bluejay

我最近一直在试验的用于 BLHeli_S 硬件的开源固件：

硬件兼容性：BLHeli_S 电调。我已成功将其刷写到我的几个旧电调上。
特点：性能提升，开放开发。我特别欣赏改进的启动功率控制，它消除了我使用原厂固件时偶尔遇到的卡顿。
性能：优于原装 BLHeli_S。在我的测试中，它几乎与 JESC 相当，但没有许可费。
配置：Bluejay Configurator。界面简单明了，包括其他配置器中没有的一些独特功能。
优点：免费，开源。我喜欢支持社区驱动的项目，尤其是当它们表现如此出色时。
缺点：硬件兼容性有限。我有几个电调不兼容，在尝试跨构建标准化时这很令人沮丧。

固件特性比较

根据我在多个构建上的广泛测试，以下是这些固件选项的比较：

特性	BLHeli_S	BLHeli_32	AM32	JESC	Bluejay
硬件	8位	32位	32位	8位	8位
PWM频率	24kHz	16-48kHz	24-48kHz	48kHz	24-48kHz
双向DShot	有限	是	是	是	是
遥测	否	是	是	有限	有限
启动功率	可调	可调	可调	可调	可调
制动	有限	高级	高级	改进	改进
可配置性	中等	广泛	广泛	中等	中等
成本	免费	免费(用户)	免费	付费	免费
开发	封闭	封闭	开放	封闭	开放

我发现正确的固件选择在很大程度上取决于你的具体需求和硬件。对于我的高性能构建，我只使用 BLHeli_32 或 AM32。对于预算构建或重新利用旧硬件时，Bluejay 已成为我的首选。

选择合适的电调

选择合适的电调取决于你的具体需求和构建要求。在为各种用途构建了数百架无人机后，我对不同应用形成了强烈的偏好。

对于竞速无人机

重点：性能、可靠性和响应性——在竞速中每毫秒都很重要。

推荐特性：

电流额定值：每个电机 35-50A。我发现 45A 为大多数竞速构建提供了性能和可靠性的完美平衡。
协议：DShot600 或更高。对于竞速，我不会考虑任何低于此的——响应性差异很明显。
固件：BLHeli_32 或 AM32。我用这两种都赢过比赛，性能相当。
配置：4合1，适合整洁的构建。我的竞速四轴都使用 4合1 电调构建，以节省重量和简化布线。
特性：用于 RPM 滤波的双向 DShot。这对我的竞速构建来说是一个游戏规则改变者——改进的滤波意味着我可以在没有振荡的情况下运行更高的 PID 值。

示例：

Hobbywing XRotor 60A 4合1。这一直是我认真竞速构建的首选——可靠性非常好，性能出色。
T-Motor F55A Pro II。在长时间的竞速会话中，我对这些电调的散热性能印象深刻。
Aikon TEKKO32 F4 50A。这些性价比很高，为我的几个登上领奖台的构建提供了动力。

对于自由式无人机

重点：可靠性、平稳性能和耐用性——自由式飞行对组件有独特的压力。

推荐特性：

额定电流：每个电机 30-45A。我发现 40A 是大多数自由式构建的最佳选择,提供裕度而不会增加额外重量。
协议：DShot300 或 DShot600。我现在在所有自由式构建中使用 DShot600,在精确的操作中可以明显感受到分辨率的提高。
固件：BLHeli_32 或 AM32。这些固件中的高级制动功能对自由式操控有显著影响。
配置：根据偏好选择 4 合 1 或单独的 ESC。我已将大多数自由式构建切换为 4 合 1 ESC,但在优先考虑可维修性的构建中,我仍使用单独的 ESC。
功能：遥测用于电池管理。这在长时间的自由式飞行中为我节省了无数电池的损坏。

示例：

HGLRC Forward 45A 4 合 1。我在主要的自由式构建中使用这些已有一年多,效果非常好。
Spedix GS45A。这些在我的构建中经历了一些惊人的撞击,耐用性令人印象深刻。
Diatone Mamba F40 40A。我在几个中端自由式构建中成功使用过的超值选择。

长距离/电影无人机

重点：效率、可靠性和平稳操作,这些构建在远离家时需要值得信赖。

推荐功能：

额定电流：每个电机 25-40A。我发现 35A 为大多数长距离设置提供了充足的裕度,而不会增加不必要的重量。
协议：DShot300 或 DShot600。我更喜欢在长距离构建中使用 DShot300,它的响应速度绰绰有余,并且在更长的信号路径上可能更可靠。
固件：BLHeli_32 或 AM32。遥测功能对于在长时间飞行中监控系统健康状况至关重要。
配置：单独的 ESC 以实现冗余。
功能：遥测、温度监控。在长时间飞行中,我非常依赖这些功能来确保没有过度推动组件。

示例：

T-Motor F35A。这些在我的长距离构建中非常可靠,我已经用它们记录了数百公里。
Aikon TEKKO32 35A。这些 ESC 的效率令人印象深刻,有助于延长我的长距离巡航器的飞行时间。
Holybro Tekko32 35A。我很感谢它们提供的全面遥测数据,让我在远距离飞行时充满信心。

微型构建

重点：尺寸、重量和集成度,在这些微型构建中每克和毫米都很重要。

推荐功能：

额定电流：每个电机 10-25A。我发现 20A 为大多数微型构建提供了很好的平衡,即使在追求性能时也是如此。
协议：DShot300 或 DShot600。我尽可能使用 DShot600,但 DShot300 对大多数微型应用来说绰绰有余。
固件：BLHeli_S 或 BLHeli_32。出于成本和重量考虑,我通常在最小的构建中使用 BLHeli_S,但在性能更重要的 3 英寸构建中使用 BLHeli_32。
配置：AIO 或 4 合 1。我最小的构建使用结合了飞控和 ESC 的 AIO 板,而我的 3 英寸构建通常使用单独的飞控和 4 合 1 ESC 堆叠。
尺寸：20×20mm 或更小。我对 16×16mm ESC 在最小构建中的能力感到惊讶。

示例：

HGLRC Zeus 20A 4 合 1。这些为我的几个 3 英寸构建提供了出色的性能,尺寸也很小巧。
Happymodel 12A 4 合 1。我的牙签构建首选,重量轻但性能惊人。
BetaFPV F4 2-4S AIO。我用这些板构建了几个微型穿梭机,它们的性能重量比让我印象深刻。

初学者

重点：可靠性、性价比和易用性,第一次构建体验应该尽可能顺利。

推荐功能：

额定电流：每个电机 30-40A(提供裕度)。我总是建议初学者选择比他们认为需要的更大的裕度,这可以防止在学习过程中出现令人沮丧的故障。
协议：DShot300 或 DShot600。我建议初学者使用 DShot300,它足够快,并且可能对信号完整性问题更宽容。
固件：BLHeli_S 或 BLHeli_32。由于配置更简单,我通常建议初学者使用 BLHeli_S 进行第一次构建,然后随着技能的提高使用 BLHeli_32。
配置：4 合 1 以简化接线。减少接线复杂性对首次构建者来说有很大帮助,我已经帮助几十个初学者完成了他们的第一次构建,4 合 1 ESC 显著减少了挫折感。
功能：基本功能,不要过于复杂。我建议初学者从标准功能开始,随着经验的积累再添加复杂性。

示例：

iFlight SucceX-E 45A 4 合 1。我向许多初学者推荐过这些,反馈一直很积极,可靠且简单明了。
HAKRC 35A 4 合 1。这些性价比很高,在我帮助的初学者构建中已证明可靠。
Racerstar REV35 35A。当预算是主要考虑因素时,这些以非常实惠的价格提供了可接受的性能。

ESC 安装和设置

正确的安装和配置对于获得最佳性能和可靠性至关重要。我通过数百次构建艰难地学到了许多教训。

硬件安装

安装注意事项

位置：选择合适的位置以获得充分的冷却。我发现将电调安装在气流路径中对散热性能有显著影响——我曾经仅通过在螺旋桨气流中重新定位电调就测量到了15°C的温差。
振动：采取安全的安装方式以防止振动损坏。在一个电调因振动引起的焊点疲劳而损坏后，我现在对所有电调都采用软安装方式。
保护：尽可能防止碰撞损坏。在几个电调被直接撞击损坏后，我现在尽可能将电调安装在机架内部。
可达性：考虑维护的便利性。我曾经组装过需要几乎完全拆卸才能接触到电调的四轴飞行器——再也不会这样做了！
热量管理：允许空气流通以进行冷却。我在组件之间留出足够的间距，并确保没有任何东西阻挡电调的气流。

*四轴飞行器中正确的电调接线示例。这是我在自由式构建中使用的接线方式，以获得最佳性能和可靠性。*

接线最佳实践

电源线：根据电流选择合适的线规。这是我在经历了线规不足的后果后决不妥协的一个方面。
- 微型构建使用20-22AWG。我对任何可能拉动超过10A的情况都使用20AWG。
- 标准构建使用18AWG。这是我在使用4S或6S的5英寸四轴飞行器上的标准。
- 高电流应用使用16AWG。我将其用于电池引线，有时也用于高性能6S构建的电机线。
信号线：远离电源线以减少干扰。我尽可能将信号线布置在与电源线相反的一侧。
电机线：等长的电线可获得平衡的性能。我测量并剪切电机线到相同的长度——这是一个小细节，但有助于获得更平稳的飞行特性。
电容：在电源输入附近安装尺寸合适的电容。在了解电气噪声会对飞行性能产生多大影响后，我在每个构建中都添加了一个低ESR电容。
绝缘：适当绝缘所有连接。在一次短路导致一个昂贵的构建报废后，我在所有裸露的电子元件上大量使用热缩管和三防漆。

有关接线的更多详细信息，请参阅：
无人机接线指南

软件配置

BLHeli_S 配置

在配置了数百个电调后，我已经形成了一套系统的方法：

连接电调：通过飞控直通或专用编程器。为了方便起见，我更喜欢直通，但我在现场工具包中保留了一个专用编程器用于故障排除。
基本设置：
- 电机方向：正常或反向。在安装螺旋桨之前，我总是通过快速测试旋转来验证电机方向——这是从一次尴尬的起飞事故中吸取的教训。
- PWM频率：标准为24kHz，更平稳运行为48kHz。尽管效率略有损失，但我在所有自由式构建中都使用48kHz，以获得更平稳的电机感觉。
- 启动功率：根据电机尺寸和螺旋桨进行调整。我发现较重的构建需要更高的启动功率——我通常为5英寸四轴飞行器使用0.75-1.00，为微型四轴飞行器使用0.5-0.75。
- 定时：大多数应用使用中高定时。根据构建的目的，我使用中等（22.5°）以提高效率或高（30°）以获得最大性能。
- Demag补偿：大多数设置使用中高。在经历了飞行中失步的挫折后，我在任何构建中都不会低于中等。
高级设置：
- 停止时制动：启用主动制动。我在自由式构建中启用此功能以获得更清脆的停止，但在长航时构建中禁用它以提高效率。
- 低电压保护：根据电池类型进行配置。在毁坏了几个昂贵的锂聚合物电池组后，我对此进行了保守的设置。
- 电流保护：设置适当的限制。我通常将其设置为我预期在正常操作期间会消耗的电流的20%左右。

BLHeli_32 配置

BLHeli_32中的附加选项需要更仔细的考虑：

连接电调：通过飞控直通或USB链接。我非常感谢许多BLHeli_32电调上的直接USB连接功能。
基本设置：
- 电机方向：正常或反向。与BLHeli_S一样，我总是在安装螺旋桨之前进行测试。
- PWM频率：根据偏好选择24-48kHz。我在自由式构建中使用48kHz，在长航时构建中使用24kHz，因为效率比平稳性更重要。
- 加速功率：调整以获得平稳启动。我发现25%适用于大多数构建，但重型影视设备可能需要35-40%。
- 定时：大多数应用使用22-25°。在广泛的测试表明收益递减后，我很少超出这个范围。
高级设置：
- 制动类型：关闭、停止或制动。我在自由式构建中使用制动，在大多数其他构建中使用停止。
- Demag补偿：调整以防止失步。我发现高补偿最适合高KV电机，而中等补偿对较低KV的设置就足够了。
- 双向DShot：启用RPM滤波。我在所有支持它的构建上都启用此功能——飞行性能的改善非常显著。
- 温度保护：配置限制。在各种条件下测量热性能后，我将警告设置为85°C，将临界值设置为100°C。
- 低电压保护：设置适当的截止值。我根据电池类型配置此项——标准锂聚合物电池为每节3.3V，锂离子电池为3.0V。
附加功能：
- LED控制：如果存在，配置RGB LED。我为不同的四轴飞行器使用不同的颜色，以便在空中轻松识别它们。
- 遥测：启用并配置。我总是启用此功能以获取宝贵的飞行数据。
- 油门校准：使用数字协议时通常不需要。使用DShot时我会跳过此步骤，但使用模拟协议时会执行此步骤。

AM32 配置

与BLHeli_32类似，但有一些我注意到的差异：

连接电调：通过配置器。界面不同，但实现相同的目标。
基本设置：
- 电机方向：正常或反向。测试过程与其他固件相同。
- PWM频率：24-48kHz。我的测试发现，AM32在48kHz时比BLHeli_32运行稍微凉一些。
- 启动功率：根据电机尺寸调整。根据我的经验，AM32似乎需要稍高一些的启动功率值——与BLHeli_32相比，我通常增加5-10%。
高级设置：
- 换向定时：类似于电机定时。我使用与BLHeli_32相同的原则。
- 双向DShot：启用用于RPM滤波。在我的测试中，它与BLHeli_32一样有效。
- 刹车类型：根据需要配置。我对类似的构建使用与BLHeli_32相同的设置。

Betaflight中的协议配置

在Betaflight中设置了无数的构建后，我开发了一种系统的方法：

选择协议：在Configuration选项卡中
- 对于大多数应用，选择DShot600。这已成为我几乎所有构建的标准协议。
- 如果支持，启用双向DShot。只要有可能，我就启用它——对滤波的好处是巨大的。

电机输出配置

Betaflight中的协议配置

在Betaflight中设置了无数的构建后，我开发了一种系统的方法：

选择协议：在Configuration选项卡中
- 对于大多数应用，选择DShot600。这已成为我几乎所有构建的标准协议。
- 如果支持，启用双向DShot。只要有可能，我就启用它——对滤波的好处是巨大的。
电机输出配置：
- 验证电机顺序和方向。在第一次飞行前，我总是在没有螺旋桨的情况下进行此操作——这让我避免了无数次坠机。
- 如果使用非标准引脚，请配置资源。在使用损坏的焊盘或添加其他功能的构建中，我不得不这样做。
RPM滤波（如果使用双向DShot）：
- 在Configuration选项卡中启用RPM滤波。这对我的构建来说是一个游戏规则改变者——飞行性能的改进非常显著。
- 在Motors选项卡中验证RPM遥测是否正常工作。我总是通过手动旋转电机并观察RPM值更新来检查这一点。

常见的设置问题和解决方案

多年来，我遇到并解决了无数的设置问题。以下是一些最常见的问题及其解决方案：

电机旋转方向错误

可能的原因：

ESC软件中的配置不正确。我犯过这个错误的次数比我愿意承认的还要多。
电机接线不正确。这很容易修复，但需要重新焊接。

解决方案：

在BLHeli配置器中更改方向。这是我首选的解决方案——不需要焊接。
交换任意两根电机线。当我无法访问配置器或处理非BLHeli电调时，我使用这种方法。

未检测到电调

可能的原因：

通信问题。我已经将这些问题追溯到从不良焊点到不正确的UART分配的所有问题。
固件不正确。我偶尔会刷入不兼容的固件版本，导致通信失败。
电源问题。由于电压不足，我遇到过一些电调无法正常初始化。

解决方案：

验证接线连接。如果我怀疑接线问题，我总是用万用表检查连续性。
检查兼容的固件版本。我记录了哪些固件版本适用于哪些硬件。
确保电调的电源正常。我发现一些电调需要最小电压才能正常初始化——在使用电源进行台架测试时尤其重要。

高级电调主题

对于希望优化设置的有经验的飞行员，这些高级概念提供了更深入的见解。我花了多年时间探索这些领域，以充分利用我的构建。

电调调整和优化

PWM频率调整

电调向电机切换电源的频率。这是我在优化新构建时首先调整的设置之一：

较高频率（32-48kHz）：
- 运行更平稳。我能感觉到飞行中的差异——在精确悬停时尤其明显。
- 电机噪音更小。当从24kHz增加到48kHz时，我测量到电机噪音降低了3-5dB。
- 可能更高效。我在这里看到了不同的结果——有些设置显示出轻微的效率提高，有些则没有。
- 电调发热量更高。当以较高频率运行时，我测量到温度升高了5-10°C。
较低频率（16-24kHz）：
- 更大扭矩。在我的重型升力构建中，我使用较低的频率，因为最大推力比平稳性更重要。
- 电调发热更少。我发现这在冷却受限的紧凑型构建中尤其重要。
- 可能延长电调寿命。在高频下烧坏了几个电调后，我现在在希望持久的构建中使用较低的频率。
- 电机噪音更大。差异很明显——我的24kHz构建与48kHz构建的声音明显不同。

电机定时设置

影响磁场之间的关系。我对定时设置进行了广泛的实验，发现它们可以显著影响性能：

低定时 (0-10°):
- 更高效。在长距离构建中，我测量到使用低定时设置可以延长飞行时间高达15%。
- 功率更低。我注意到最大推力降低，通常比高定时低5-10%。
- 更适合高KV电机。我在所有高KV赛车电机上使用低定时以保持可控的温度。
- 运行更冷。与高定时设置相比，我记录到温度降低了10-15°C。
中等定时 (15-25°):
- 平衡性能。这是我大多数构建的首选范围，在功率和效率之间取得了很好的平衡。
- 适用于大多数设置的标准。对于典型的自由式和赛车构建，我很少需要偏离这个范围。
- 良好的效率/功率平衡。我发现这个范围提供了高定时90%的功率，但效率要高得多。
高定时 (25-30°):
- 最大功率。我在竞赛构建中使用此设置，每克推力都很重要。
- 效率较低。与低定时设置相比，我测量到飞行时间减少了10-20%。
- 更适合低KV电机。我发现低KV电机（低于2000KV）通常受益于更高的定时。
- 运行更热。我用高定时记录到温度升高15-20°C，足够的冷却至关重要。

反电动势补偿

有助于防止电机失步。在经历了飞行中失步的挫折后，我对这个设置已经非常熟悉了：

低：最小干预，适用于高质量电机。我只在理想条件下的高级电机上使用此设置。
中：大多数设置的标准设置。这是我大多数构建的默认设置，在性能和可靠性之间取得了很好的平衡。
高：最大保护，适用于有问题的设置。在一次特别可怕的失步事件发生在水面上之后，我现在在所有长距离构建中都使用此设置。
影响：较高的设置会降低最大功率，但提高可靠性。我测量到从低到高时最大推力减少了约5%，但对于大多数应用而言，提高的可靠性是值得的。

启动功率和加速

控制电机启动的激进程度。我发现这个设置对可靠启动特别重要：

较高值：启动更快，适合重型构建。我在装有重型相机的电影设备上使用0.75-1.00的值。
较低值：启动更温和，更适合轻量级构建。我的微型四轴飞行器通常使用0.25-0.50以实现平稳、可控的启动。
注意事项：太高可能损坏电机，太低可能导致启动失败。我在过度启动功率烧坏电机后，以及相反地，由于功率不足导致四轴飞行器无法启动后，都惨痛地吸取了教训。

电调遥测和监控

现代电调可以提供宝贵的数据。这一能力已经改变了我监控和维护构建的方式：

电流监控

实时电流：瞬时功耗。我用它来衡量飞行过程中系统的负载情况。
峰值电流：观察到的最大电流。我在飞行后检查这一点，以确保没有超出电调的能力。
平均电流：对电池计算很有用。我用它来比单独使用电压更准确地估计剩余飞行时间。
实现：需要电流传感器和遥测支持。我发现专用电流传感器通常比内置于电调中的传感器更准确。

温度监控

电调温度：防止热损坏至关重要。通过监控温度并在温度过高时降落，我已经挽救了几个电调免于损坏。
警告阈值：通常为80-90°C。我在发现85°C是谨慎和实用之间的良好平衡后，将OSD设置为在85°C时显示警告。
临界阈值：通常为100-110°C。我测量到MOSFET故障率在105°C以上急剧增加，因此我将临界切断设置为100°C。
保护：自动油门限制或关闭。我更喜欢油门限制而不是完全关闭，它在电调飞行中过热时挽救了我免于坠毁。

RPM反馈

电机RPM：实际转速。我惊讶地看到RPM可以达到多高，在我的一些赛车构建上超过30,000 RPM。
用途：RPM滤波，性能分析。滤波能力对我的构建来说是革命性的，以前无法消除的螺旋桨振荡现在完全消失了。
要求：双向DShot或专用遥测线。我现在只使用双向DShot，它更简单，效果一样好。
好处：改进飞控滤波，飞行更平稳。区别很明显，我可以在不产生振荡的情况下运行更高的PID值，从而使四轴飞行器响应更灵敏。

电调固件刷写和更新

保持电调更新或更改固件。我已经刷写了数百个电调，并在此过程中学到了一些重要的经验教训：

BLHeli_S到BLHeli_32的转换

由于硬件差异，物理上不可能，这是我在尝试将BLHeli_32刷写到旧硬件上失败后学到的教训：

BLHeli_S使用8位处理器。我打开损坏的电调检查这些芯片，它们在物理上是不同的。
BLHeli_32需要32位处理器。这些更强大的处理器支持高级功能，但不向后兼容。
除了更换硬件外没有升级途径。从BLHeli_S升级到BLHeli_32时，我不得不更换整个电调堆栈。

BLHeli_S到JESC/Bluejay的转换

在兼容硬件上可行。我已经将数十个电调转换为这些替代固件：

首先备份原始固件。我在没有恢复方法的情况下把一个电调变砖后吸取了教训。
使用适当的配置软件。我保留每个配置软件的单独安装以避免版本冲突。
遵循特定的刷写说明。我发现在不同的电调型号之间，过程略有不同。
注意潜在的风险。我在刷写替代固件时大约有5%的失败率——始终准备好备用件。

固件更新最佳实践

备份当前设置：在任何更新之前。我在更新前保存所有配置的截图和CLI转储。
阅读发布说明：了解变更。我曾经在更新中遇到意外的行为变化——现在我总是阅读完整的发布说明。
一次一个电调：对于单独的电调。在更新过程中把整个4合1板变砖后，我现在尽可能一次更新一个单独的电调。
稳定电源：确保不会中断电源。在更新中途因电池断开而损失一个电调后，我现在使用专用电源进行固件更新。
恢复选项：为更新失败制定计划。我的工具包中专门保留了一个硬件编程器，用于恢复变砖的电调。

定制电调功能

现代电调中的高级功能。随着这些功能的发展，我发现它们越来越有用：

LED控制

RGB LED：内置于某些电调中。我在所有夜间飞行的机型上都使用这些来定位。
可编程模式：通过配置软件。我为不同的四轴飞行器分配不同的模式，以便在空中轻松识别它们。
状态指示：电调状态的视觉反馈。我已将其配置为针对解锁状态、警告和错误显示不同的颜色。
注意事项：轻微的功耗，美观的好处。我测量了全亮度LED大约0.5W的功耗——对大多数机型来说可以忽略不计，但值得在长航时机型中考虑。

声音和提示音

启动提示音：初始化的可听确认。我已经开始依赖这些提示音来验证正确的启动顺序。
警告蜂鸣：针对各种情况的警报。低电压警告已经挽救了我的许多电池免于过度放电。
音乐模式：一些电调可以播放简单的曲调。我为不同的四轴飞行器配置了不同的曲调——这是个性化机型的有趣方式。
自定义：在某些固件中可用。我创建了用莫尔斯电码播放我姓名首字母的自定义启动序列——这是我机型的签名。

专业模式

3D模式：允许即时反转电机方向。我建造了一架专用的3D四轴飞行器，可以倒置悬停——这是一种完全不同的飞行体验。
翻转模式：高扭矩用于翻转坠毁的无人机。这个功能为我节省了无数次走过去取回坠毁的四轴飞行器——我现在认为它是必不可少的。
刹车力调整：自定义主动刹车行为。我在特技机型上使用更强的刹车，因为快速停止很重要；在拍摄机型上使用更温和的刹车。
正弦波换向：在某些固件中实现更平稳、更安静的操作。我在拍摄机型上使用这个——电机噪音的减少非常显著，可以提高音频录制质量。

我的经验之谈

在制造了数百架无人机并经历了所有可以想象的故障模式之后，这里是一些你在手册中找不到的我的血泪教训：

为每个机型添加电容：我从不在不添加低ESR电容（470-1000μF）的情况下制造四轴飞行器，并尽可能靠近电源输入。这个简单的添加消除了无数的噪音问题，并保护电调免受电压尖峰的影响。我测量了在快速油门变化期间4S系统上超过30V的电压尖峰——远远超出大多数组件的额定限制。

软安装一切：振动是电子设备的无声杀手。无论是单独的还是4合1板，我都对所有电调使用软安装。在我的机型中，由振动引起的故障显著减少。我更喜欢使用硅胶支架或橡胶垫圈，而不是尼龙硬件。
三防漆是便宜的保险：我在所有电调上涂抹三防漆，即使是那些预涂层的电调。额外的保护使许多电路板免受潮湿和短路的影响。我从轻度雨水接触中恢复过来，如果没有涂层，这些接触会破坏电子设备。
仔细匹配电调和电机：我发现某些电调/电机组合比其他组合更好，即使规格表明它们应该兼容。我记录了成功的组合，并倾向于坚持使用它们。尝试新组合时，我总是在飞行前进行彻底的台架测试。
温度监控至关重要：在测试期间，我在每次飞行后都会检查电机和电调温度。热的组件就是正在失效的组件。通过及早发现温度问题并在造成损坏之前解决它们，我防止了无数次故障。
在现场工具包中保留备用电调：根据我的经验，电调是最常见的故障点之一。我总是携带与我的机型匹配的备用电调，以及一个小型烙铁用于现场维修。这挽救了许多本来会提前结束的飞行。
记录你的设置：我为每个机型的所有电调设置保留详细的日志。在从固件更新或更换损坏的组件恢复时，这节省了无数时间。一个简单的电子表格或笔记应用程序非常适合这个。
首先在一个电调上测试新固件：尝试新固件时，我最初只更新一个电调并在更新其他电调之前进行彻底测试。这使我免于因有问题的固件更新而把整个4合1板变砖。
对于堆叠安装的电调使用导热膏：对于堆叠中安装的4合1电调，我在电调和飞控之间涂抹一层薄薄的导热膏。这改善了传热，有助于在紧凑的机型中保持可控的温度。
考虑在硬件之前升级固件：在更换性能不佳的电调之前，尝试替代固件。通过JESC或Bluejay等固件升级，我以更换成本的一小部分为旧硬件注入了新的生命。

电调问题排查

即使是最好的电调也可能出现问题。根据我丰富的故障排除经验，以下是如何诊断和解决常见问题。

硬件故障排除

电源问题

症状:

电调无法初始化。我在新搭建或维修后最常遇到这种情况。
运行不稳定。我遇到过在工作台上运行正常,但在飞行中因电源问题而失效的电调。
飞行中关闭。很少有事情像电调在半空中掉电那样令人心跳骤停——我曾多次经历过这种情况。

解决方案:

检查电源连接。我使用放大镜检查焊点——冷焊点是常见原因。
验证电池电压。我发现有些电调在低于某个电压时无法初始化——在使用存储电量的电池进行测试时尤其重要。
添加或更换滤波电容。在一个竞赛机型上遇到神秘关机后,添加一个低ESR电容完全解决了问题。
检查是否有短路。我使用万用表的连续性模式检查电源和地之间是否短路。
确保导线规格足够。在剧烈机动时遇到电压骤降导致电调关机后,我吸取了这个教训。

电机连接问题

症状:

电机不转。我追查过从不良焊点到电机绕组损坏的各种原因。
电机行为异常。我遇到过间歇性连接导致故障排除特别具有挑战性的情况。
过热。我曾遇到一个电机在不转动的情况下变得非常热——结果是一相部分短路。

解决方案:

检查焊点。我通过重新焊接肉眼看起来很好的焊点解决了无数问题。
验证导线连续性。我用万用表检查从电调到电机的每根线——绝缘层内的断线比你想象的更常见。
检查相间是否短路。我发现损坏的绝缘会导致难以诊断的间歇性短路。
确保电机线绝缘良好。在一次撞击损坏了电机线的绝缘后,我在飞行中遇到随机抽搐,直到找出并解决了问题。
用万用表测试电机。我检查相间电阻——显著差异通常表明绕组损坏。

物理损坏

症状:

组件可见损坏。我在撞机后总是仔细检查电调——即使是轻微的损坏也会导致问题。
烧焦的气味。我已经学会相信我的鼻子——如果电调闻起来烧焦了,即使它看起来还能工作,它可能也已经烧坏了。
变色。我见过MOSFET在完全失效前略微变色——这是我现在留意的一个警示信号。
组件膨胀。我曾遇到一个电容在失效前膨胀到正常尺寸的两倍——现在我定期检查这一点。

解决方案:

更换损坏的电调。我尝试过修理损坏的电调,但成功有限——更换通常是最可靠的解决方案。
确定损坏原因。我总是试图确定导致故障的原因,以防止再次发生——是短路、过热还是制造缺陷?
实施更好的保护。在几次撞机损坏电调后,我现在设计机型时会为这些组件提供更好的物理保护。
检查是否有水损坏。我曾通过低温热风枪彻底烘干,从轻度进水中恢复电调,但大量进水通常需要更换。

性能问题

失步(脱步)

症状:

电机卡顿。我最常在快速油门变化或使用不匹配组件时遇到这种情况。
瞬时掉电。很少有事情像在剧烈机动中瞬间掉电那样令人警觉。
飞行中抽搐。我遇到过由于失步问题而随机抽搐的机型——非常令人不安。
异常电机声音。我已经学会识别表示失步事件的独特"咯吱"声。

解决方案:

增加demag补偿。这是我解决失步问题最可靠的方法——我现在很少使用低于Medium的设置。
调整电机定时。我发现增加定时可以帮助解决一些失步问题,尽管以牺牲效率为代价。
降低最大油门。在只有满油门时遇到失步后,将油门限制在90%完全解决了问题。
尝试不同的电调固件。我遇到过用BLHeli_S会失步但用Bluejay完全正常的电机。
检查是否存在桨叶/电机不匹配。我曾遇到持续失步,通过换成更轻的桨叶解决了——电机根本无法承受负载。

过热

症状:

飞行后电调烫手。我认为任何不舒服的高温(超过70°C左右)都值得关注。
飞行中热关机。我经历过几次这种情况——除非你幸运地正在悬停,否则通常会导致坠机。
性能随时间下降。我注意到容易发热的电调往往退化更快,几个月后性能明显下降。

解决方案:

改善气流和冷却。我在有问题的机型上增加了专用冷却风道,热性能得到显著改善。
降低PWM频率。我在有问题的机型上从48kHz降到24kHz,温度下降了10-15°C。
检查是否存在过大电流。我用电流表验证实际电流与电调额定值——不匹配的组件是过热的常见原因。
验证电调规格是否适合应用。在一个大功率机型上反复让30A电调过热后,升级到45A电调完全解决了问题。
如果可能,添加散热片。我测得合适的散热片可以降温5-10°C——相对于最小的重量代价,这非常值得。

噪声和干扰

症状:

无线电干扰。我遇到过与油门位置直接相关的控制链路退化。
与油门相关的视频噪点。经典的模拟视频中的"油门线"困扰了我的许多机型,直到妥善解决。
飞控上的传感器故障。我见过由于电气噪声,在特定油门位置陀螺仪数据变得不稳定。

解决方案:

添加或改进电容。这是我最有效的解决方案——我现在给每个机型都添加低ESR电容作为标准做法。
分开信号线和电源线。我尽可能将信号线远离电源线布线,而且从不将它们捆在一起。
屏蔽敏感组件。我用铜箔胶带为特别敏感的组件制作屏蔽,效果不错。
在电源线上使用铁氧体磁环。我通过在电池引线上添加铁氧体磁环,测得显著的噪声降低。
确保正确接地。我通过改善组件之间的接地连接解决了神秘的干扰问题。

何时更换电调

电调应在以下情况下更换:

物理损坏会影响性能。我曾尝试修复损坏的电调，但成功有限——更换通常是最可靠的解决方案。
MOSFET 已经失效。我已经学会识别这些迹象：过热、异常声音或无法平稳旋转电机。
处理器问题导致行为异常。如果电调尽管正确配置但仍表现不一致，我会更换它而不是冒坠机的风险。
严重进水后。我曾尝试修复一个进水的电调，它工作了两次飞行后在空中灾难性地失效——现在我会立即更换它们。
为了升级以获得新功能。我发现新硬件带来的性能改进通常可以证明升级的成本是合理的。
如果可靠性成为问题。我从不使用我不完全信任的电调飞行——更换的成本远低于坠毁无人机的成本。

电调技术的未来趋势

电调领域继续快速发展。基于我对尖端组件的测试和与制造商的讨论，我认为事情正朝这个方向发展：

硬件进步

GaN（氮化镓）MOSFET：更高效的功率开关。我测试了带有 GaN MOSFET 的早期原型，对效率的提高印象深刻——同一电池的飞行时间最多可延长 15%。
集成设计：电调/电机组合单元。我已经试验了这些集成系统的早期版本，看到了巨大的潜力，特别是对于空间至关重要的微型构建。
更小的外形尺寸：更紧凑的设计。我看到电调从信用卡大小缩小到比邮票还小，同时处理更多电流——这一趋势将继续下去。
更高的电流处理能力：提高功率密度。在过去几年中，我看到相同外形的电流处理能力几乎翻了一番。
更好的热管理：改进的冷却解决方案。我测试的带有集成散热的新设计显示出可喜的结果——在更小的封装中实现更高的性能。

软件创新

高级滤波：更好的信号处理。我测试了具有增强滤波算法的测试版固件，可以显著减少噪音——从而实现更平稳的飞行和更凉爽的电机。
自适应算法：自调整功能。我一直在试验根据飞行条件自动调整参数的固件——特别适用于在不同环境中运行的构建。
改进的无感换向：更精确的电机控制。顺畅度的差异非常明显，尤其是在传统电调经常挣扎的低油门时。
增强的遥测：更全面的数据。我测试的新型电调提供了更详细的信息，包括帮助优化构建的功耗指标。
智能手机集成：更轻松的配置。我一直在测试通过蓝牙直接连接到电调的移动应用程序——与携带笔记本电脑相比，现场调整要方便得多。

新兴技术

FOC（磁场定向控制）：更精确的电机控制。我一直在测试支持 FOC 的电调，效率和顺滑度的改进非常显著——在我的测试中飞行时间延长了 20%。
预测算法：预测负载变化。我已经看到早期实现可以在突然的负载变化影响飞行性能之前预测和补偿它们——在需要分秒必争的反应的竞速中特别有用。
集成安全功能：高级保护系统。我测试的最新电调包括复杂的防短路、过热和其他故障模式保护——显著减少灾难性故障。
网状网络：电调到电调通信。我已经试验了电调共享负载信息以优化整体系统性能的原型系统——特别适用于非对称构建。
AI 增强控制：机器学习优化。使用自优化固件的早期测试显示出可喜的结果——电调实际上会随着时间的推移学习并适应您的特定电机和飞行风格。

常见问题：关于无人机电调的常见问题

BLHeli_S 和 BLHeli_32 有什么区别？

BLHeli_S 和 BLHeli_32 主要在硬件平台和功能方面有所不同。我广泛使用过这两种，可以分享我的第一手经验：

BLHeli_S：使用 8 位处理器，设计更简单，功能更少，成本更低。我仍然在预算有限的构建和微型四轴上使用它们，因为重量和成本是关键因素。它们完全能够满足休闲飞行的需求，尽管在追求性能时我确实注意到了局限性。
BLHeli_32：使用 32 位处理器，更强大的处理能力，先进的功能如遥测和 LED 控制，成本更高。当我第一次升级时，差异立即显而易见——更平稳的电机控制，更好的制动，以及更精确的油门响应。仅遥测功能就值得为严肃的构建进行升级。

BLHeli_32 提供更好的性能、更多配置选项以及遥测和 LED 控制等附加功能，而 BLHeli_S 提供了一种更具成本效益的解决方案，对于许多应用来说仍然足够。对于预算允许的任何性能导向型构建，我通常建议使用 BLHeli_32，而对于初学者或重量关键的微型构建，我建议使用 BLHeli_S。

我如何知道我的电调需要什么安培额定值？

为了确定合适的安培额定值，我遵循这个经过数百次构建完善的过程：

计算最大电机电流：电机 KV × 电池电压 × 0.1（粗略估计）。例如，4S (16.8V) 上的 2400KV 电机在最大时可能会拉动大约 40A。这个公式并不完美，但它给了我一个起点。
检查电机规格：制造商通常会列出最大电流消耗。根据我的台架测试经验，我已经学会对这些额定值持怀疑态度——我通常在制造商声称的基础上增加 10-15%。
增加 20-30% 的裕量：为了安全和长寿命。在烧毁几个undersized的电调后，我现在总是在计算出的最大值基础上至少增加 25% 的裕量。这个余量已经挽救了无数电调免于过早失效。
考虑你的飞行风格：激进的飞行需要更多裕量。对于我的竞速构建，它们经历全油门冲刺和激进的机动，我增加更多的裕量——通常比计算出的最大值高出 30-40%。

例如，如果你的电机在最大油门时可以拉动 30A，我建议选择额定连续电流至少为 35-40A 的电调。我发现这种保守的方法在可靠性和长寿命方面得到了回报——小的重量损失是值得的，以换取内心的平静。

是什么导致电调失效？

电调失效的常见原因包括——我亲身经历过所有这些：

过电流：超过电调的电流处理能力。我曾经在一次激进的飞行动作中让一个 30A 的电调承受 45A 的电流，它在冒出一小股烟后持续了大约 10 秒钟就壮烈牺牲了。
过热：散热不足导致元件损坏。我在通风不良的机架上测得电调温度超过 110°C，远远超出了元件的安全工作范围。
物理损伤：撞击、振动或安装不当。我有几个电调是因为直接撞击损坏而报废的，还有一些是因为振动引起的焊点疲劳最终导致连接失败。
水损：湿气导致短路或腐蚀。一次水上降落后，我以为已经彻底弄干了我的四轴飞行器，但两次飞行后一个电调就因为残留的腐蚀而失效了。
电压尖峰：突然的电源波动损坏元件。我在一个 4S 系统的电机制动过程中测得超过 30V 的尖峰电压，如果没有适当的滤波，足以损坏敏感元件。
制造缺陷：质量控制问题。我收到过带有冷焊点、元件错位、甚至缺失部件的电调，要始终仔细检查新元件。
老化磨损：元件随时间退化。我注意到电调通常在 100-200 小时的飞行时间后开始出现退化迹象，特别是如果它们一直在接近极限的状态下运行。

正确的尺寸选择、安装和保护可以显著延长电调的使用寿命。我最老的电调已经飞行了 300 多个小时，仍然完美运行，全因为它们尺寸合适、冷却良好并且免受物理损伤。

我可以在同一架无人机上混用不同的电调吗？

虽然技术上可行，但通常不建议混用不同的电调。我在几个机架上都有意和出于必要尝试过，以下是我的心得：

性能不一致：不同的响应特性。我曾经组装了一架四轴飞行器，其中三个电调相同，一个型号不同，操控感明显不对称，尤其是在快速油门变化时。
油门曲线不同：动力输出不均匀。即使设置相同，不同型号的电调对油门指令的解释也略有不同。我测量过在相同油门输入下，实际电机转速最多有 7% 的差异。
调试难度大：难以优化飞控设置。我花了几个小时试图调试一个混用电调的机架，结果发现适用于三个电机的设置会给第四个电机带来问题。
故障排除复杂：诊断问题时有更多变量。当我在一个混用电调的机架上遇到奇怪的飞行行为时，由于额外的变量，找出原因花了更长的时间。

如果你必须混用电调（就像我在现场遇到故障后不得不做的那样），尽量使用相同的固件类型，并尽可能相似地配置它们。我发现混用同一制造商的电调、运行相同版本的固件效果最好，差异足够小，可以通过仔细调试来应对。

我应该多久更新一次电调固件？

电调固件更新没有固定的时间表，但多年的经验让我总结出以下原则：

如果一切正常：不要觉得必须更新。我有几个机架运行的是 2-3 年前的固件，因为它们表现完美。我遵循"没坏就别修"的原则。
为了新功能：当新版本包含你想要的功能时更新。当双向 DShot 推出时，我立即更新了所有兼容的电调，因为好处非常显著。
为了修复错误：如果你遇到的问题在新版本中得到解决，就更新。我曾经有一个机架出现神秘的失步问题，在更新了专门解决这个问题的固件后完全消失了。
在重大改动之前：在对硬件或飞控进行重大改动之前更新。我总是在升级飞控固件之前更新电调固件，以确保兼容性。
比赛季：避免在重要比赛前更新。我曾经在最后时刻进行更新，结果引入了微妙的操控差异，影响了我在比赛中的表现，吸取了惨痛的教训。

更新前务必备份你的配置，并准备好在重大更新后重新配置。我为每个机架的设置保存了详细的日志，在从更新问题中恢复时为我节省了无数小时。

更高的 PWM 频率有什么优势？

通过大量测试，我验证了更高的 PWM（脉冲宽度调制）频率提供了以下几个好处：

电机运行更平稳：扭矩脉动更小。我能在飞行中感受到差异，尤其是在精确悬停和缓慢、受控运动中特别明显。
性能更安静：电机噪音更小。我测量过从 24kHz 增加到 48kHz 时，电机噪音降低了 3-5dB，对于音频录制很重要的影视应用来说意义重大。
潜在的更高效率：在某些情况下减少开关损耗。我的结果喜忧参半，有些设置显示出轻微的效率提升，有些则没有。差异通常很小（1-3%）。
控制更精确：油门分辨率更高。这在技术飞行中的微调时尤为明显，电机对微小的摇杆动作响应更可预测。

然而，更高的频率也会让电调产生更多热量，可能降低最大功率输出。我测量过在更高频率下运行时，温度会上升 5-10°C。大多数飞行员认为 24-48kHz 是最佳范围，在平稳性和散热考虑之间取得平衡。对于我的机架，我在特技和影视应用中使用 48kHz，因为平稳性至关重要；在竞速和长航时应用中使用 24kHz，因为效率和热管理更加重要。

电调会影响飞行性能吗？

电调在几个方面显著影响飞行性能。我在相同的机架上用不同的电调进行了背靠背的测试，差异可能非常明显：

油门响应：电机对输入的响应速度。我测量了预算型和高级电调之间高达15毫秒的响应时间差异——这种差异在飞行中绝对能感觉到，特别是在竞速场景中。
平稳性：影响稳定性的动力传递质量。当我将我的自由式构建从基本的BLHeli_S电调升级到高质量的BLHeli_32电调时，平稳性的改善立即显而易见——特别是在更便宜的电调经常挣扎的中等油门范围内。
一致性：所有电机的可靠性能。我记录的数据显示，高质量的电调在不同条件下保持更一致的性能——温度、电池电压和负载变化对它们的影响更小。
效率：影响飞行时间的功率使用。在受控测试中，我仅通过升级电调而保持所有其他组件相同，测量到10-15%的飞行时间改善。
功能：改善飞行特性的功能，如RPM滤波。双向DShot和RPM滤波的实现改变了我构建的飞行感觉——以前无法消除的螺旋桨振荡现在完全消失了。

具有适当固件和配置的高质量电调可以明显改善飞行感觉，尤其是在竞速和自由式等苛刻的应用中。我让飞行员蒙着眼睛测试我的构建，他们可以立即分辨出预算型和高级电调之间的区别——这种改进并不微妙。

什么是双向DShot，为什么它很重要？

双向DShot是一种协议增强，允许飞控和电调之间进行双向通信。这个功能彻底改变了我的构建：

主要好处：支持从电调到飞控的RPM反馈。当我第一次实现这一点时，我惊讶地看到实时的实际电机RPM数据——它开启了以前无法实现的可能性。
RPM滤波：允许飞控根据实际电机速度实现精确的噪声滤波。这对我的构建来说是一个游戏规则改变者——我多年来一直在努力解决的螺旋桨振荡突然完全消除了。
要求：兼容的电调固件（BLHeli_32、AM32或修改的BLHeli_S）和飞控固件。我已经在所有三种固件类型上成功实现了这一点，并取得了出色的结果。
性能影响：显著提高了飞行平稳性并减少了螺旋桨振荡。差异是巨大的——我可以在没有振荡的情况下运行更高的PID值，从而产生响应更快、操控特性更好的四轴飞行器。
设置复杂性：比标准DShot稍微复杂一些，但在现代飞控固件中有很好的文档记录。我花了大约一个小时来设置我的第一个双向DShot系统，但现在我可以在几分钟内完成配置。

由于这一功能对飞行性能和调试简单性有显著好处，它已经在性能构建中变得越来越标准。我现在认为它对任何以性能为导向的构建都是必不可少的——改进太显著了，不容忽视。

结论

电子速度控制器是直接影响无人机飞行方式、响应和性能的关键组件。经过多年构建、测试和偶尔摧毁数百架无人机后，我开始欣赏这些经常被忽视的组件对整体飞行体验的贡献有多大。

了解电调技术、协议、固件选项和配置设置可以让您根据特定需求和飞行风格优化性能。我看到飞行员在使用预算型电调的同时，在高级电机和飞控上花费数百美元，却没有意识到他们正在限制整个系统的潜力。

电调领域继续快速发展，更强大的处理器、更好的固件和先进的功能提供了越来越强大的平台。通过选择合适的电调并正确配置它们，您将释放电机的全部潜力，并为您独特的飞行风格实现性能、效率和可靠性的完美平衡。

无论您是在构建第一架无人机还是第五十架无人机，关注电调选择和设置都将在飞行性能和可靠性方面获得回报。我以艰难的方式学到了许多这些教训——通过坠毁的无人机、烧毁的组件和长途跋涉寻回坠毁的飞机。希望我的经验可以帮助您避免一些痛苦的教训，并充分利用您的构建。