Ismét egy izgalmas nyomozás borzolta a kedélyeket drónszervizünkben! Egy lezuhant Phantom 3 Professional drón szenvedett látszólag apró sérüléseket, a váz az egyik motornál megrepedt, de szerencsére a gimbal-kamera épségben megmaradt. Mégsem tudott felszállni többé a drón, indításkor a hírhedt „ESC Status Error” hibaüzenetet adta válaszul.
ESC-nek (Electronic Speed Controller) a drónok motorjait meghajtó vezérlőket nevezzük. A drónokban (az olcsó játékdrónokat leszámítva) szénkefe nélküli (brushless), háromfázisú aszinkron motorokat alkalmaznak a gyártók a hosszú élettartamuk, karbantartásmentességük és jó menettulajdonságaik miatt. Az ilyen motorok meghajtásához és vezérléséhez elengedhetetlen az ESC modul.
A Phantom 3 sorozat drónjaiban a központi „alaplapon” vannak a motorok vezérléséért felelős ESC egységek. Egy ilyen egység általában egy mikrokontrollerből, egy motorvezérlő chip-ből és jópár mosfet alkatrészből áll. Valahogy úgy működik, hogy a mikrokontroller a drón agyától (Flight Controller, FC) kapja az utasítást, hogy mennyire pörgesse a motorokat; az feldolgozza az utasítást és motormeghajtó chipen keresztül kapcsolgattatja a mosfeteket, amik az akkutól rendelkezésre álló egyenáramot a motor különböző tekercseire adagolják, épp olyan ütemű fáziseltolással, hogy a motor a kívánt sebességgel kezd el forogni.
Mi okozza az ESC hibát?
Több hiba is okozhat „ESC Status Error”-t a DJI drónokban.
Ha az egyik motor túl nagy terhelést kap, esetleg megakad és nem tud forogni, leéghetnek a tekercsei. Jópár ilyen esettel találkoztunk a Mavic 2 Pro/Zoom modelleknél. Az ESC képes felismerni, ha a motor nem üzemképes, és ezt visszajelzi a drón fő vezérlőegységének, aki hibát jelez. Az ilyen hiba könnyen felismerhető: a motortekercsek lakkozott vezetékein látható felhólyagosodás, égésnyomok tanúskodnak a tekercs leégéséről.
Másik hibalehetőség, ha a motor a tartósabb, mint az azt meghajtó mosfet alkatrészek, és esetleg valamelyik zárlatossá válik. Itt már nehezebb a dolgunk. Türelmesen, egyesével ki kell mérni, tesztelni kell ezeket az apró alkatrészeket, és így esetleg rá lehet jönni, hogy melyik a hibás. A panel a legtöbb esetben lakkozva van, ami tovább nehezíti a méricskélést. Ha megvan a hibás mosfet, ki kell forrasztani (nem egyszerű az alsó forrasztási pontok miatt), és helyette újat kell beforrasztani.
ESC hiba jelentkezhet akkor is, ha a drón fő vezérlőegysége (az FC) nem tud kommunikálni az ESC modulokkal. Iyenkor meg kell vizsgálni, hogy a négy ESC modul közül vajon csak eggyel nem működik a kommunikáció (ha igen, akkor vajon melyikkel?), vagy egyikkel sem. A választól függően meg kell vizsgálni a kommunikáció közös és különálló csatornáit, és így lehet szűkíteni a nyomozást.
Kommunikációs hiba jelentkezhet akkor is, ha az ESC vezérlő nem kap tápfeszültséget, és emiatt nem „kapcsol be”. Ilyenkor olyan, mintha nem is lenne motorja a drónnak, még a kezdeti bekapcsolási zenét sem játssza le a drón.
A Phantom 3 Pro esete
A kezdeti bekezdésben említett drón esetében a motorok vizsgálatával kezdtem. Kézzel megforgatva szabadon, akadásmentesen forogtak, nem láttam rajtuk égésnyomokat, tekercseik épek voltak. Az ESC panelen sem láttam nyilvánvaló égési sérüléseket, tehát a mosfetek hibáját is elvetettem első körben.
A Phantom 3 drónok ESC paneljánek a közepébe van beforrasztva az FC panel. Két oldalról 21-21 forrasztási ponton keresztül kapcsolódik az ESC panelre, ami egyébként fő kommunikációs és erőátviteli egységként is üzemel. Az ESC panel vezetékpályái kapcsolják össze az perifériákat (iránytű, alsó szenzorok, gimbal-kamera modul, GPS) egymással és az FC-vel.
Ki tudtam deríteteni a drón diagnosztikai fájljaiból, hogy nemcsak az egyik ESC-t nem látja az FC, hanem egyiket sem. Gyakori eset, hogy a két sorban beforrasztott FC egyik-másik forrasztási pontja elreped egy ütés hatására, és ez könnyen okozhat kommunikációs problémát az ESC modulokkal. Ezért újraforrasztottam az FC-t, de az sajnos nem oldotta meg a problémát. Néha az ütődéskor behajló váz tud lesodorni egy-két SMD alkatrészt, ami hibához vezethet, de esetünkben nem volt erről szó, alaposan átvizsgáltam a panelt.
Le szerettem volna ellenőrizni, hogy az FC modul hibátlan-e, ezért egy saját drónról átforrasztottam az FC modult. Azzal is ugyanezt a hibát kaptam, továbbra sem indultak a motorok. Ebből arra következtettem, hogy nem az FC-vel van a baj, hanem továbbra is a kommunikációval, vagy a tápellátással.
Tovább méregettem az alaplapon, és észrevettem azt, hogy az ESC vezérlők kivezetett tesztpontjain nem tudtam tápfeszültséget mérni. Pár helyen megvolt az elvárt 5V, 3V6, 12V, de a mikrokontrollereknél hiányzott a 3V3. Ez jó nyomnak bizonyult, kiderítettük, hogy zárlat van valahol a panelen, és emiatt nem működik az a tápvonal. Hosszas méregetést követően megtaláltuk a ludast: egy aprócska kondenzátor zárlatos volt, és emiatt nem jutott tápellátás az ESC modulok számára! Gyorsan ki is cseréltem a kondit, és lássunk csodát, a következő bekapcsolásnál már muzsikáltak a motorok, be lehetett indítani gond nélkül.
Az már csak hab a tortán, hogy pár meghorzsolódott vezetéket zsugorcsövezni kellett a biztonság kedvéért. A GPS modul csatlakozója pedig is el volt törve, újat forrasztottam a helyére. A repedt burkolatot is ki fogom cserélni, és hamarosan összeépítem véglegesen a drónt, és mehetünk repülni!
Egy-egy ilyen nehéz javítási eset megfejtése mindig jó nagy lendületet ad a javítási kedvemnek! Van is egy saját Phantom 3 Pro-m is, ami szintén ESC hibás, kíváncsi vagyok, hogy azzal sikerül-e a fenti tapasztalatokkal felvértezve megküzdeni, és végül működésre bírnom!