Identificación del componente de cuello de botella en una construcción de Quadcopter [Motores de sacudidas] [cerrado]

Empecé a hacer mi primer cuadricóptero la semana pasada, realmente no tenía ni idea de los componentes a usar de antemano y ordené un poco al azar después de leer un poco sobre las clasificaciones e incompatibilidades de los componentes en línea. Los componentes que tengo son;

• 4 motores A2212 930KV BLDC con un consumo máximo de corriente de 12 amperios
• 4 ESC de 30 amperios (controladores electrónicos de velocidad) de la marca Hobbypower con firmware SimonK
• Batería de polímero de litio 4200 mAH, 3S, 30C (marca DJi)

Otros componentes no están relacionados con esta pregunta, por lo que los estoy saltando.

El problema que tengo en este momento es que el quad no parece funcionar con voltajes de batería más bajos cuando se lo lleva a toda velocidad. Una vez que la batería cae aunque sea un poco, los motores cuádruples comienzan a "sacudir", perdiendo velocidad rápidamente y volviéndola a ganar solo para perderla nuevamente.

Mi primer instinto fue medir el flujo de corriente que sale de la batería. No tengo nada para medir altas corrientes de CC, mis DMM solo alcanzan los 10 amperios, así que usé una derivación resistiva (hecha de un cable muy grueso) y la puse entre la batería y el Quadcopter y medí la caída de voltaje a través de ella. . Estas son mis observaciones:

Las primeras lecturas son con una batería completamente cargada, el voltaje de la batería inactiva (solo con la electrónica del quad encendida y sin BLDC en funcionamiento) es de 12,5 voltios, que se reduce a 11,7 voltios con un consumo de corriente de 48 amperios a toda velocidad. Los motores tienen una potencia nominal de 12 amperios cada consumo de corriente total y supongo que hay pérdidas del 15-20% en los ESC. La especificación se alinea casi perfectamente con los resultados aquí.

El segundo conjunto de lecturas es con una batería descargada a aproximadamente la mitad de su capacidad, la batería se encuentra a 12,05 voltios mientras está inactiva y baja a 11,2 voltios con el consumo máximo de corriente. El problema ocurre cuando supero el 60-70% del acelerador en este nivel de voltaje. Los motores se aceleran a medida que acelero hasta que llego a 11,2-11,3 voltios en la batería, luego el motor se "reinicia" y "rebota" a una velocidad más baja hasta que el voltaje vuelve a subir al nivel de 11,5 voltios. luego trata de acelerar nuevamente hasta que llega al mismo nivel de 11.2 voltios nuevamente y el ciclo se repite.

A partir de este experimento, concluí que los ESC que estoy usando podrían tener algún tipo de corte de voltaje mínimo incorporado, así que configuré otro experimento para probarlo. Saqué la hélice del motor y la hice funcionar con la fuente de alimentación de mi banco, conecté el ESC con un amperímetro en serie y medí la corriente que fluía hacia el ESC a diferentes voltajes (seleccionados al azar). Los resultados fueron;

Sin carga conectada a los motores, los motores / ESC operaron hasta 10.2 voltios, que en realidad está por debajo de lo que se considera seguro para un LiPo, por debajo de este voltaje, los motores se encendieron una vez y luego se apagaron lentamente. En esta prueba, no experimenté ningún corte o sacudida como los que experimenté en la prueba anterior y el corte de la batería del ESC parece estar muy por debajo de los 11,2-11,3 voltios a los que llegué en la prueba anterior.

Ahora me pregunto si el problema es que la batería no puede suministrar la corriente que necesita. La batería tiene una capacidad nominal de 30C, a una capacidad de 4200 mAH, esto debería ser bueno para al menos 100 amperios (teniendo en cuenta la degradación de la batería). La batería suministra 48 amperios en la prueba completamente cargada sin problemas y el factor limitante fue el índice de consumo máximo de corriente del motor (12 amperios x4 = 48 amperios + pérdidas)

En realidad, no tengo una carga eléctrica lo suficientemente grande como para extraer 100 amperios de la batería para probarla, pero si no hay otra forma de evitarlo, tendré que hacer/comprar uno (¿cable incandescente? ¿elemento calefactor?).

No estoy seguro de qué más probar / medir y cómo hacerlo, por lo que puedo deducir, el cuello de botella en el sistema es la batería, los ESC o los motores. No creo que los motores tengan la culpa, así que son los ESC o la batería, ¿cuál es la forma más fácil de probar esto y deducir el cuello de botella? (A menos que obtenga otra batería y diferentes ESC para probar).

Lamento mucho el muro de texto, pero este problema ha sido difícil de solucionar y quería brindar la mayor cantidad de información posible para que alguien pueda pensar en una solución.