Động cơ flycam không chổi than, ESC và cánh quạt: KV là gì, lực đẩy, DShot và cách chọn

Ngày đăng: 18/10/2026

Mục lục [Ẩn]

1. Động cơ không chổi than
2. KV là gì
3. ESC tạo dòng ba pha như thế nào
4. Tín hiệu điều khiển ESC: PWM, OneShot, DShot
5. Đọc ký hiệu cánh quạt
6. Chọn động cơ và cánh theo khối lượng flycam
7. Động cơ có chổi than cho flycam mini
8. Lưu ý an toàn và lắp ráp
9. Xem thêm

Động cơ không chổi than của flycam: cấu tạo, KV là gì, ESC tạo dòng ba pha bằng MOSFET, tín hiệu PWM, OneShot, DShot, ký hiệu cánh quạt và cách chọn động cơ, cánh theo khối lượng.

Động cơ, ESC và cánh quạt là bộ phận biến điện năng của pin thành lực đẩy, cũng là nơi tiêu tốn gần hết năng lượng của flycam. Chọn sai, flycam sẽ nặng nề, bay ngắn, động cơ nóng hoặc ESC cháy. Bài này giải thích cấu tạo động cơ không chổi than, ý nghĩa thông số KV, cách ESC tạo dòng ba pha, các loại tín hiệu điều khiển ESC (PWM, OneShot, DShot), cách đọc ký hiệu cánh quạt và cách chọn tổ hợp động cơ, cánh theo khối lượng flycam.

1. Động cơ không chổi than

Cánh quạt hai lá màu xám bắt trên trục một động cơ không chổi than vỏ màu cam bạc, giữ bằng đai ốc chụp nhôm, gắn trên tay đòn nhôm của quadcopter — Cánh quạt bắt trên động cơ không chổi than của một quadcopter. Ảnh: Ali.yusuf7, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons, đã thu nhỏ.

Flycam dùng động cơ không chổi than (brushless, BLDC) kiểu rotor ngoài: phần quay là chiếc "chuông" bên ngoài có dán nam châm, phần đứng yên là stator bằng lá thép có các răng quấn dây đồng. Vì không có chổi than cọ xát, động cơ ít mòn, hiệu suất cao, nhẹ so với công suất. Đổi lại, động cơ không tự quay khi cấp điện một chiều: phải có ESC đóng cắt dòng vào ba cuộn dây theo đúng thứ tự.

Mặt cắt động cơ không chổi than rotor ngoài kiểu 12N14P: vòng 14 nam châm N S xen kẽ trong chuông quay, 12 răng stator quấn dây ba pha A B C màu cam, xanh lá, tím, trục ở giữa; bên cạnh là hình nhìn ngang và ghi chú cỡ 2207 nghĩa là stator đường kính 22 mm cao 7 mm — Cấu tạo động cơ không chổi than rotor ngoài, kiểu 12 răng 14 cực (hình tự vẽ).

Cỡ động cơ ghi bằng 4 chữ số là kích thước stator: 2207 là đường kính 22 mm, cao 7 mm; 1404 là 14 mm, cao 4 mm. Stator lớn hơn cho mô men lớn hơn, quay được cánh to hơn.
Số răng và số cực như 12N14P (12 răng stator, 14 cực nam châm) là cấu hình phổ biến của động cơ flycam.
Ba dây ra nối với ESC. Đổi chỗ hai dây bất kỳ thì động cơ quay ngược chiều; với ESC dùng DShot cũng có thể đảo chiều bằng phần mềm.

2. KV là gì

Đồ thị tốc độ không tải theo điện áp của động cơ 1700, 1950, 2400 và 3500 KV là các đường thẳng qua gốc tọa độ; vạch 4S đầy 16,8 V và 6S đầy 25,2 V; điểm 1950 KV nhân 16,8 V bằng khoảng 32.760 vòng/phút — Tốc độ không tải bằng KV nhân điện áp (hình tự vẽ).

KV là số vòng quay mỗi phút khi không tải trên mỗi vôn điện áp. Động cơ 1950 KV cấp pin 4S đầy (16,8 V) quay không tải khoảng 1950 × 16,8 ≈ 32.760 vòng/phút. Khi gắn cánh, tốc độ thực thấp hơn vì phải đẩy không khí.

KV cao không có nghĩa là động cơ mạnh hơn. Cùng một cỡ stator, động cơ KV thấp quấn nhiều vòng dây hơn, cho mô men lớn hơn ở cùng dòng điện nên hợp với cánh to và pin điện áp cao. Động cơ KV cao hợp với cánh nhỏ hoặc pin ít cell. Lắp cánh quá to cho động cơ KV cao sẽ làm dòng điện tăng mạnh, động cơ và ESC nóng.

Cỡ cánh	Cỡ khung	Cỡ stator thường gặp	KV khi dùng pin 4S	KV khi dùng pin 6S
3 inch	120–150 mm	1404–1506	3800–4600 KV	2600–3000 KV
5 inch	210–250 mm	2205–2306	2300–2600 KV	1700–1950 KV
7 inch	280–320 mm	2806–2807	1500–1800 KV	1100–1300 KV

Bảng trên chỉ để tham khảo cho flycam FPV; con số cụ thể cần đối chiếu bảng thử lực đẩy của nhà sản xuất động cơ.

3. ESC tạo dòng ba pha như thế nào

Sơ đồ ESC: pin nối vào hai thanh nguồn cộng và trừ, ba nhánh mỗi nhánh hai MOSFET Q1 Q2, Q3 Q4, Q5 Q6, điểm giữa mỗi nhánh A B C nối tới ba cuộn dây động cơ đấu hình sao; Q1 và Q4 tô xanh là đang dẫn ở bước 1; dòng chữ liệt kê sáu bước A cộng B trừ, A cộng C trừ, B cộng C trừ, B cộng A trừ, C cộng A trừ, C cộng B trừ — ESC gồm ba nửa cầu MOSFET; mỗi bước có một MOSFET phía trên và một phía dưới dẫn (hình tự vẽ).

ESC có 6 MOSFET xếp thành ba nhánh. Ở mỗi thời điểm, một MOSFET phía trên của một pha và một MOSFET phía dưới của pha khác dẫn, dòng đi qua hai cuộn dây và kéo rotor quay một bước.
Sáu bước như vậy tạo thành một chu kỳ điện. ESC phải biết rotor đang ở đâu để đổi bước đúng lúc. ESC flycam thường không dùng cảm biến Hall mà đo điện áp cảm ứng (sức phản điện động) trên cuộn dây đang để trống.
Để chỉnh tốc độ, ESC đóng cắt MOSFET với tần số vài chục kHz, thay đổi điện áp trung bình đặt vào cuộn dây.
Phần mềm ESC phổ biến: BLHeli_S, Bluejay, BLHeli_32, AM32. ESC có thể là 4 mạch rời đặt trên tay đòn hoặc một mạch 4 trong 1 đặt dưới mạch điều khiển bay.
Chọn ESC: dòng liên tục lớn hơn dòng tối đa của động cơ (đọc trong bảng thử lực đẩy) khoảng 20–30 %, chịu được điện áp pin (ví dụ 2S–6S). Nên hàn một tụ hóa ở chỗ dây pin vào ESC để giảm xung điện áp khi động cơ đổi tốc độ đột ngột.

4. Tín hiệu điều khiển ESC: PWM, OneShot, DShot

Ba dạng sóng: PWM chuẩn với xung 1000 đến 2000 micro giây, xung đang vẽ 1500 micro giây là ga 50 phần trăm; OneShot125 xung 187,5 micro giây ga 50 phần trăm; DShot600 khung 16 bit gồm 11 bit ga 10000010110, 1 bit telemetry 0 và 4 bit CRC 0110 — Ba kiểu tín hiệu từ mạch điều khiển bay tới ESC; khung DShot tính đúng CRC cho giá trị 1046 (hình tự vẽ).

Giao thức	Cách mã hóa mức ga	Ghi chú
PWM chuẩn	Độ rộng xung 1000–2000 µs, lặp lại 50–490 lần/giây	Giống tín hiệu servo; dùng được với mọi ESC; phải hiệu chuẩn điểm đầu, điểm cuối
OneShot125, OneShot42	Xung 125–250 µs hoặc 42–84 µs	Cập nhật nhanh hơn PWM nhiều lần
Multishot	Xung 5–25 µs	Rất nhanh, vẫn là tín hiệu tương tự
DShot150, 300, 600	Khung số 16 bit: 11 bit giá trị, 1 bit telemetry, 4 bit CRC	Không cần hiệu chuẩn; giá trị 48–2047 là mức ga, 0 là dừng, 1–47 là lệnh đặc biệt; khung DShot600 dài khoảng 26,7 µs

DShot là tín hiệu số: mỗi bit dài 1,67 µs (DShot600), bit 1 giữ mức cao 75 % thời gian bit, bit 0 giữ mức cao 37,5 %. Bốn bit CRC giúp ESC bỏ qua khung bị nhiễu. Kiểu DShot hai chiều cho ESC gửi ngược tốc độ quay về mạch điều khiển bay để lọc rung theo tốc độ động cơ. Bài thực hành ESP32 trong loạt này dùng PWM chuẩn vì dễ hiểu và hợp với mọi ESC.

5. Đọc ký hiệu cánh quạt

Cánh quạt 3 lá nhìn từ trên quay thuận chiều kim đồng hồ, đường kính 5 inch bằng 127 mm; hình tam giác minh họa bước cánh 4,3 inch là quãng tiến lý thuyết sau một vòng; hộp ký hiệu 5 nhân 4,3 nhân 3 gồm đường kính, bước và số lá — Ký hiệu cánh quạt 5 × 4,3 × 3 (hình tự vẽ).

Đường kính (inch): cánh to đẩy được nhiều không khí hơn ở tốc độ thấp, hiệu quả hơn nhưng phản ứng chậm hơn.
Bước cánh (inch): quãng cánh tiến lên sau một vòng nếu như vặn vít vào vật rắn. Bước lớn cho tốc độ bay cao hơn nhưng tốn dòng hơn.
Số lá: 2 lá hiệu suất cao; 3 lá bám gió tốt, phổ biến ở flycam FPV; 4 lá trở lên cho flycam cỡ nhỏ cần lực đẩy lớn trên đường kính hạn chế.
Chiều quay: cánh thuận và cánh nghịch khác nhau. Mép dày, tròn của lá cánh phải đi trước theo chiều quay; lắp ngược, cánh đẩy không khí lên trên.

Cánh nứt, sứt mép hay cong phải thay ngay: cánh mất cân bằng gây rung, làm cảm biến của mạch điều khiển bay đo sai.

6. Chọn động cơ và cánh theo khối lượng flycam

Đồ thị lực đẩy theo mức ga, đường cong bậc hai; với tỉ số lực đẩy trên trọng lượng bằng 2 flycam lơ lửng ở ga khoảng 71 phần trăm, bằng 4 ở khoảng 50 phần trăm, bằng 8 ở khoảng 35 phần trăm — Tỉ số lực đẩy trên trọng lượng (T/W) quyết định mức ga khi lơ lửng; mô hình gần đúng (hình tự vẽ).

Thông số quan trọng nhất là tỉ số tổng lực đẩy tối đa trên trọng lượng flycam (T/W). Flycam quay phim cần T/W khoảng 2 trở lên, flycam FPV nhào lộn thường 5–10. Ví dụ một flycam FPV 5 inch nặng 650 g tính cả pin, muốn T/W khoảng 5, cần tổng lực đẩy khoảng 3,25 kg, tức mỗi động cơ đẩy được ít nhất 810 g ở mức ga tối đa. Tra bảng thử lực đẩy của nhà sản xuất cho đúng tổ hợp động cơ, cánh, điện áp pin; đọc kèm dòng điện ở mức ga tối đa để chọn ESC.

Lực đẩy tăng gần theo bình phương tốc độ quay, nên flycam có T/W bằng 4 chỉ cần khoảng 50 % ga để lơ lửng, còn T/W bằng 2 phải dùng khoảng 71 % ga và gần như không còn dư để chống gió. Muốn đo lực đẩy thật của một động cơ, có thể làm bàn thử bằng load cell và module HX711.

7. Động cơ có chổi than cho flycam mini

Flycam mini dưới 100 g thường dùng động cơ có chổi than lõi rỗng (coreless) cỡ 0615, 0716, 0720, 8520 (đường kính và chiều dài tính bằng mm). Động cơ chỉ có hai dây, điều khiển trực tiếp bằng một MOSFET và tín hiệu PWM từ vi điều khiển, không cần ESC. Loại này rẻ và nhẹ nhưng chổi than mòn nhanh, tuổi thọ chỉ vài chục giờ bay. Bài ESP32 làm mạch điều khiển bay cho drone mini trong loạt này dùng loại động cơ này.

8. Lưu ý an toàn và lắp ráp

Luôn tháo cánh khi thử động cơ, nạp phần mềm ESC hay cấu hình trên máy tính.
Vít bắt động cơ không được dài quá chiều dày tay đòn cộng phần ren của đế: vít chạm cuộn dây làm chập, cháy động cơ và ESC.
Siết chặt đai ốc giữ cánh; dùng đai ốc tự hãm, chiều ren đúng với chiều quay.
Sau mỗi lần bay, sờ thử động cơ: quá nóng là dấu hiệu cánh quá to, bộ lọc rung chưa tốt hoặc thông số PID chưa hợp.
Không chạm vào ba dây động cơ khi đang cấp điện; ESC có thể vẫn cấp xung dò vị trí rotor.