Variateur ESC brushless : comment bien le choisir

Ce que fait un variateur brushless

Le variateur, ou ESC (Electronic Speed Controller), est le boîtier électronique placé entre la batterie et le moteur. Il lit le signal du récepteur, celui que la gâchette de l’émetteur envoie, et dose l’énergie transmise au moteur. Sur un moteur brushless, c’est-à-dire sans balais, il remplace aussi les balais : il alimente les trois fils du moteur dans le bon ordre, à très grande cadence.

Un moteur brushless ne tourne donc pas sans variateur prévu pour lui. À l’inverse, un variateur brushed (moteur à balais) n’a que deux fils de sortie et ne convient pas à un brushless. Vérifiez cette compatibilité avant tout le reste, puis passez aux critères ci-dessous. Pour le moteur lui-même, le guide sur le moteur brushless RC détaille la partie mécanique : guide du moteur brushless.

Le variateur est aussi la pièce qui chauffe le plus après le moteur. Il encaisse le courant de la batterie, le transforme, et perd une partie de l’énergie en chaleur. Son choix touche donc à la fois la puissance disponible, la fiabilité et la place dans le châssis.

Les critères dans l’ordre de l’atelier

Suivez cet ordre. Il évite d’acheter un boîtier puissant mais incompatible avec le reste de la chaîne de motorisation.

1. Échelle et place disponible : l’échelle est le rapport de taille entre le modèle et le véhicule réel. Le variateur doit tenir dans le logement prévu, avec un flux d’air autour. Comparez les dimensions du boîtier à celles de votre châssis, écrites sur la fiche du fabricant.
2. Type de moteur : un moteur à capteurs (sensored) envoie sa position au variateur par un petit câble, ce qui donne des départs plus doux. Un moteur sans capteur (sensorless) s’en passe. Certains variateurs gèrent les deux, d’autres un seul type : la fiche le précise.
3. Cellules LiPo acceptées : chaque variateur annonce une plage, par exemple de 2S à 3S. Une cellule LiPo vaut 3,7 V nominaux et 4,2 V en pleine charge. Une 3S monte donc à 12,6 V, une 4S à 16,8 V. Ne dépassez jamais la plage écrite.
4. Courant continu : c’est l’intensité que le boîtier supporte sans interruption, en ampères. Ne le confondez pas avec le courant de crête, valable quelques secondes. Prenez un courant continu supérieur à l’appel du moteur, donné sur la fiche du moteur.
5. BEC : cette sortie alimente le récepteur et le servo de direction. Regardez la tension et le courant qu’elle fournit, et comparez-les aux besoins du servo. Un servo puissant sur un BEC faible provoque des redémarrages du récepteur.
6. Programmation : par carte de programmation, boutons sur le boîtier, ou via la radio. Un variateur programmable vous laisse régler le frein, la marche arrière, la coupure basse tension et la réponse de la gâchette.
7. Étanchéité : seule mention à retenir, « annoncé étanche par le fabricant ». Cela ne dispense pas de sécher le boîtier après une sortie humide.

Le courant continu du variateur est souvent le maillon faible. Une batterie 5 000 mAh en 50C peut fournir 250 A en continu (capacité en Ah multipliée par l’indice C), bien plus que ce que le variateur peut encaisser. Ce n’est pas un problème : le variateur ne prend que ce que le moteur appelle. Le calcul sert à vérifier que la batterie n’est pas, elle, le point faible.

Ce qu’il faut ajouter à l’achat

Le variateur seul ne fait rien. Prévoyez la chaîne complète, et vérifiez sur la fiche ce qui est livré.

• une batterie LiPo dont le nombre de cellules entre dans la plage du variateur ;
• un chargeur équilibreur avec prise d’équilibrage, le petit câble à fils fins qui relie chaque cellule au chargeur ;
• un sac ignifuge pour la charge et le stockage ;
• un moteur brushless compatible, si vous ne prenez pas un ensemble moteur et variateur ;
• des prises et des fils assortis à la batterie, avec un fer à souder si le variateur est livré sans prise ;
• une carte de programmation, si la fiche ne la mentionne pas dans le contenu ;
• un ventilateur de refroidissement, si le boîtier n’en porte pas.

Pensez aussi à l’émetteur et à ses piles. Le variateur reçoit ses ordres de la radio : un récepteur mal appairé ou un émetteur à piles faibles se traduit par des à-coups qu’on attribue à tort au variateur.

Choisir selon votre situation

Vous remplacez un variateur d’origine

Relevez trois données sur l’ancien boîtier ou dans la notice du modèle : plage de cellules, courant continu, type de moteur. Le nouveau doit égaler ou dépasser ces valeurs, sans sortir de la plage de cellules. Parcourez notre rayon variateurs ESC en filtrant d’abord sur ces critères, ensuite sur la taille du boîtier.

Vous partez de zéro avec un moteur et un variateur appariés

Un ensemble évite l’erreur de compatibilité, puisque le fabricant a associé les deux pièces. Le combo brushless de sikkeby et celui de DollaTek, dans notre rayon combos brushless, se distinguent par l’échelle visée et par la batterie attendue. Lisez ces deux points sur chaque fiche avant de comparer le reste. Vérifiez aussi si une carte de programmation est fournie.

Vous voulez un modèle déjà motorisé

Sur un modèle prêt à rouler (RTR, livré assemblé avec radio et motorisation), le fabricant a déjà choisi le variateur. C’est le cas de la voiture brushless de Womaqu, dans notre rayon voitures RC brushless. Sa fiche dit ce qui est livré et ce qu’il faut ajouter : batterie, chargeur, piles de l’émetteur. Toute vitesse indiquée est annoncée par le fabricant, avec ses conditions propres.

Vous faites évoluer la motorisation

Un moteur plus puissant appelle plus de courant. Reprenez la fiche du moteur, comparez son appel maximal au courant continu du variateur, et gardez de la marge. Le rayon moteurs brushless rassemble les moteurs, avec leurs KV (tours par minute et par volt, moteur à vide) sur la fiche.

Vous choisissez la batterie

Une LiPo 3S de Zeee, proposée en lot dans notre rayon batteries LiPo 3S, donne 11,1 V nominaux et 12,6 V pleine charge. Contrôlez que la prise de la batterie correspond à celle du variateur, sinon prévoyez un adaptateur soudé proprement.

Le tableau suivant résume la tension à surveiller selon le nombre de cellules.

Refroidir le variateur

La chaleur limite la durée de vie de l’électronique. Un variateur qui coupe en pleine sortie s’est mis en protection thermique : il réduit ou coupe la puissance pour se sauver. Trois gestes limitent ce phénomène.

• Dégagez le flux d’air : ne noyez pas le boîtier sous la mousse ou les fils.
• Fixez un ventilateur dessus quand la fiche le permet : c’est le rôle du rayon ventilateurs pour ESC. Les ventilateurs de sikkeby et de DollaTek y figurent, avec leur taille et leur alimentation sur la fiche.
• Adaptez le rapport final : le rapport de transmission vaut (dents de la couronne divisées par dents du pignon) multiplié par le rapport interne de la boîte. Avec un pignon de 20 dents et une couronne de 80 dents, il vaut 4 avant la boîte. Un pignon plus grand donne plus de vitesse théorique mais moins de couple à la roue, donc plus de courant et plus de chaleur.

Le calculateur de vitesse théorique des Calculateurs d’atelier du site donne le rapport final et la vitesse théorique, hors pertes et hors glissement. Le calculateur LiPo donne l’énergie de la batterie : une 3S de 5 000 mAh contient 55,5 Wh. Vérifiez la chaleur au toucher du moteur et du variateur après un premier roulage court, en les laissant refroidir avant de les manipuler.

Réglages à la réception

Avant la première sortie, faites ces étapes dans l’ordre, roues décollées du sol.

1. Soudez ou branchez la prise correcte, en respectant le plus et le moins. Une inversion de polarité détruit le variateur au branchement.
2. Reliez les trois fils du moteur. Si le moteur tourne à l’envers, permutez deux fils, ou changez le sens dans la programmation.
3. Branchez le câble de capteurs si le moteur en possède un, en plaçant la prise dans le bon sens.
4. Allumez l’émetteur, puis le variateur. Réglez le neutre et les fins de course de la gâchette (les positions pleine accélération et pleine marche arrière) selon la notice.
5. Réglez le trim, la petite correction qui recentre la direction ou le neutre de la gâchette, jusqu’à ce que les roues restent à l’arrêt.
6. Choisissez la coupure basse tension adaptée à votre batterie LiPo, en lisant la notice du variateur. Elle protège les cellules d’une décharge trop profonde.
7. Réglez le frein et la puissance de départ en douceur au début, puis affinez.

Après réglage, roulez d’abord à mi-gâchette pendant un court moment, puis touchez le boîtier et le moteur. Si le variateur est trop chaud pour y laisser la main, augmentez le refroidissement ou diminuez le pignon.

Charge, stockage et transport des LiPo

Le variateur vaut ce que vaut la batterie qui l’alimente. Les gestes de base :

• chargez en mode équilibré, prise d’équilibrage branchée, sous surveillance ;
• posez la batterie dans un sac ignifuge, sur une surface qui ne brûle pas ;
• ne dépassez jamais 4,2 V par cellule : 8,4 V pour une 2S, 12,6 V pour une 3S, 16,8 V pour une 4S, 25,2 V pour une 6S ;
• chargez à 1C, soit un courant en ampères égal à la capacité en Ah : 5 A pour une 5 000 mAh ;
• stockez vers 3,8 V par cellule, soit 11,4 V pour une 3S, au frais et au sec.

Débranchez et mettez à l’écart toute batterie qui gonfle, chauffe ou se déforme. Pour le transport aérien, au-delà de 100 Wh, les règles sont propres à chaque compagnie : renseignez-vous auprès de la vôtre avant de partir.

Où rouler

Faites vos réglages et votre roulage sur une piste de club ou sur un terrain privé, avec l’accord du propriétaire, à l’écart des personnes et des animaux. Vérifiez le serrage des fils, la fixation du variateur et la propreté des prises avant chaque sortie. Après une sortie humide, séchez le boîtier et les prises, même si le fabricant annonce l’appareil étanche.