Справочник

Моторы подвеса: прямой привод, датчик угла и момент

Подвес стабилизирует не мотором, а тем, насколько точно он знает, где сейчас находится.

Почему прямой привод

Редуктор вносит люфт и трение. Для подвеса, который должен отрабатывать доли градуса, это неприемлемо: люфт превращается в дрожание картинки, а трение — в запаздывание.

Поэтому подвесы строят на бесколлекторных моторах прямого привода: ротор соединён с осью жёстко, без передачи. Момент невелик, но и нагрузка мала — надо только компенсировать возмущения, а не поднимать вес.

Такой мотор наматывают большим числом витков тонкого провода: получается низкий KV, высокий момент на малых оборотах и плавное движение без рывков.

Ось подвеса	Что компенсирует	Требования к мотору
Тангаж (pitch)	наклон вперёд-назад	несёт только камеру: момент по её массе и вылету объектива
Крен (roll)	наклон аппарата вбок	несёт камеру с мотором тангажа: момент средний
Рыскание (yaw)	разворот	несёт весь подвес: наибольший момент инерции, важна плавность

Датчик угла решает точность

Бесколлекторный мотор сам по себе не знает своего положения. Его сообщает датчик: магнитный энкодер на оси или инерциальный модуль на платформе.

Магнитный энкодер даёт абсолютный угол — у 14-битного AS5048A это около 0,02° — и позволяет контроллеру знать положение без калибровки. Без него подвес приходится «нащупывать» при включении.

Инерциальный модуль на камере измеряет не угол мотора, а абсолютную ориентацию платформы — именно то, что нужно стабилизировать. Лучшие подвесы используют оба источника.

Момент и балансировка

Правильно отбалансированный подвес почти не требует момента: камера сама остаётся в положении равновесия, а мотор только удерживает её от возмущений.

Разбалансированный подвес заставляет мотор постоянно работать против силы тяжести. Он греется, потребляет больше и хуже отрабатывает быстрые движения.

Поэтому балансировка — не тонкая настройка, а обязательный этап: сначала механика, потом коэффициенты регулятора. В обратном порядке не работает.

Что смотреть при подборе

Посадочный диаметр и высота статора под массу камеры. Недостаточный момент проявляется как «плавание» кадра на ветру, избыточный — как лишняя масса.

Наличие сквозного отверстия в оси для проводов. Провод, проложенный снаружи, скручивается и ограничивает угол поворота.

Число полюсов. Больше полюсов — плавнее движение на малых скоростях и меньше зубцовый момент, который на подвесе виден как мелкое подрагивание.

Момент производители пишут по-разному: iPower — в г·см, T-Motor и Kpower — в Н·м, DYS — граммами массы камеры, которую мотор держит. Сравнивают, пересчитав: 1 Н·м — около 10 200 г·см. У iPower большинство моторов есть в исполнении с энкодером AS5048A.