VESC: El controlador de código abierto para vehículos eléctricos de competición, explicado de forma sencilla
Tan pronto como uno se interesa en los patinetes eléctricos de carreras, los skates eléctricos o las máquinas hechas en casa, un nombre aparece constantemente: VESC. Se habla de "pasar a VESC", de "configurar el VESC", de "VESC Tool". Casi toda la documentación está en inglés y dispersa en foros.
Esta guía explica, en francés y sin requisitos previos, qué es el VESC, qué diferencias presenta con un controlador clásico, cuáles son sus limitaciones y cuáles son los pasos para una configuración inicial.
Lo esencial
- VESC es un proyecto de controlador de motor cuyo software es de código abierto: su código es público y cualquiera puede estudiarlo.
- Un controlador compatible se configura completamente mediante un software gratuito, VESC Tool, ya sea en una computadora o en un teléfono.
- Controla los motores mediante control vectorial (FOC), mide directamente las características del motor y registra sus datos.
- Su fortaleza también es su riesgo: todo es ajustable, incluyendo valores incorrectos que pueden dañar la batería o el motor.
¿De dónde proviene el VESC?
VESC proviene de "Vedder Electronic Speed Controller", en honor de su creador, el ingeniero sueco Benjamin Vedder. Lo lanzó a mediados de la década de 2010 para patinetes eléctricos, publicando libremente el funcionamiento de su controlador. El proyecto creció con una amplia comunidad y se expandió a patinetes, bicicletas, tablas de hydrofoil, robots y karts.
El proyecto comprende tres elementos:
- El firmware, es decir, el programa que se ejecuta dentro del controlador. Se publica bajo la licencia libre GPL v3;
- VESC Tool, el software de configuración, es gratuito y está disponible para Windows, macOS, Linux, Android e iOS;
- El material: Las tarjetas electrónicas capaces de ejecutar este firmware, fabricadas por diferentes marcas.
VESC es una marca registrada. Por lo tanto, también se encuentran controladores que se presentan como "basados en VESC" o "compatibles con VESC Tool": estos utilizan el mismo firmware de código abierto, pero con hardware propio de cada fabricante.
Lo que el VESC cambia en comparación con un controlador clásico
El controlador original de una patineta eléctrica comercial es un sistema cerrado: algunos ajustes son accesibles a través de la pantalla, pero el resto está bloqueado por el fabricante. Un controlador VESC abre todas las posibilidades.
| Controlador original | Controlador VESC | |
|---|---|---|
| Ajustes | Algunos parámetros se pueden ajustar desde la pantalla | Corrientes, tensiones, temperaturas, acelerador, frenado: todo |
| Software | Ninguna, o aplicación del fabricante | VESC Tool, gratuito |
| Control del motor | Variable según el modelo | Control vectorial (FOC), con o sin sensores |
| Datos | Velocidad y estado de la batería en la pantalla | Amperaje, temperaturas, voltaje directo, con registro de datos |
| Comenzando | Conectado, listo para usar | Requiere una detección del motor y un ajuste |
| Garantía del patinete | Conservada | Generalmente se pierde después de la modificación |
La modulación por inyección directa (FOC)
Un controlador VESC hace funcionar los motores sin escobillas mediante control vectorial, también conocido como FOC. La corriente varía de forma continua en las tres fases del motor, en lugar de pasar por puntos fijos. El resultado es un motor más silencioso, un arranque más suave y una aceleración más precisa. Nuestra guía del controlador explica esta diferencia con más detalle.
La detección del motor
Para controlar correctamente un motor, el controlador debe conocer sus características eléctricas: su resistencia, su inductancia y la tensión que produce al girar. Con un VESC, no es necesario buscar esta información en una ficha técnica: el software VESC Tool la mide. El motor primero emite un sonido durante la primera medición, y luego gira solo durante unos segundos para la segunda. Es por eso que se realiza esta detección con la rueda levantada.
La detección también identifica los sensores del motor (sensores de efecto Hall, codificador) cuando están presentes. Si no hay sensores, el VESC puede deducir la posición del motor a partir de la tensión que produce al girar.
Los límites de corriente
Un VESC define varios límites, que deben configurarse cuidadosamente: la corriente máxima del motor, la corriente máxima extraída de la batería, la corriente de frenado y la corriente devuelta a la batería durante el frenado. A esto se suman los umbrales de tensión (por debajo de los cuales la batería está protegida) y de temperatura (por encima de los cuales la potencia disminuye). Son estos ajustes los que marcan la diferencia entre un vehículo rápido y fiable y uno que puede averiarse.
Los datos y el diagnóstico
El software VESC Tool muestra en tiempo real los amperajes, el voltaje de la batería, las temperaturas del controlador y del motor, y guarda un registro de los últimos errores. Se puede grabar una sesión completa y revisarla posteriormente. Para entender por qué un vehículo se detiene, estos registros son más útiles que cualquier suposición.
Varios controladores que se comunican entre sí
En un patinete con doble motor, dos controladores VESC pueden conectarse mediante un cable de comunicación. Uno de ellos recibe la señal del acelerador y transmite las instrucciones al otro, y el software VESC Tool permite configurarlos a ambos desde una única conexión.
Las limitaciones del VESC
- Es necesario saber cómo ajustarlo. Un valor de corriente demasiado alto no es evidente de inmediato: desgasta la batería, hace que el motor se caliente y, finalmente, provoca una avería.
- El material varía de un fabricante a otro. El firmware es el mismo, pero la calidad de los componentes, la refrigeración y las soldaduras no lo son. Como con cualquier controlador, una corriente anunciada debe leerse con precaución: ¿es un pico de unos segundos o una corriente sostenida?
- El panel de control y los mandos originales no siempre son compatibles. Los paneles de control de los patinetes comerciales suelen estar diseñados para funcionar con el controlador original; es necesario un panel compatible o un adaptador.
- La garantía del fabricante de la patineta eléctrica generalmente se pierde después de cambiar el controlador.
Consejo para el taller.
Nunca copies la configuración de otro vehículo que encuentres en un foro. Los límites de corriente adecuados dependen de tu batería, tu motor y tu sistema de refrigeración, y solo de estos factores. Comienza con valores conservadores, conduce, observa las temperaturas y luego aumenta gradualmente.
Comenzar con un VESC: los pasos
Aquí está el orden para una puesta en marcha inicial. Cada paso merece su propia guía; esta proporciona una visión general.
- Verificar el equipo. El controlador debe aceptar el voltaje máximo de la batería con un margen de seguridad, y sus corrientes deben ser compatibles con lo que la batería y el motor pueden soportar.
- **Instalar VESC Tool** en un ordenador o en un teléfono, y conectar el controlador mediante USB o Bluetooth (con un módulo adecuado).
- **Actualizar el firmware** si la herramienta VESC Tool lo ofrece, antes de realizar cualquier ajuste.
- **Iniciar la detección del motor**, con la rueda levantada, asegurándose de que nada toque la rueda.
- `Ajustar los límites: corrientes del motor y de la batería, voltajes de corte, temperaturas.`
- `Ajustar el acelerador y el freno con el asistente de VESC Tool, que aprende su recorrido.`
- **Realizar una primera prueba levantando la rueda**, luego a baja velocidad en un terreno despejado, vigilando las temperaturas.
¿Y la ley?
Un VESC no está ni prohibido ni autorizado en sí mismo: es un controlador. Sin embargo, en Francia, un patinete eléctrico que circula por la vía pública debe estar limitado, por diseño, a 25 km/h. Los ajustes de rendimiento son para uso en circuito y en terrenos privados.
¿Prefiere un sistema listo para usar?
No todo el mundo quiere pasar las tardes ajustando parámetros en un software. Esa es la idea de nuestros controladores RageLink: diseñados y fabricados en Francia en nuestros talleres, se configuran, se actualizan y se bloquean desde una aplicación en el teléfono, con una pantalla y una telemetría que utilizan el mismo lenguaje. Todavía no están a la venta; la lista de espera está abierta.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa VESC?
"Vedder Electronic Speed Controller", es decir, el controlador de velocidad electrónico creado por Benjamin Vedder, el ingeniero sueco que desarrolló el proyecto.
¿Es gratuito el software VESC Tool?
Sí. VESC Tool es un software de código abierto y gratuito, disponible para Windows, macOS, Linux, Android e iOS.
¿Se puede instalar un VESC en cualquier patinete eléctrico?
Técnicamente, en la mayoría de las patinetas eléctricas con motor sin escobillas, sí, siempre y cuando el controlador acepte el voltaje de la batería y funcione correctamente con una refrigeración adecuada. Luego, es necesario adaptar las conexiones del acelerador, el freno y la pantalla, y finalmente, realizar todos los ajustes necesarios.
¿Hace que una patineta eléctrica sea más rápida un VESC?
No funciona por sí solo. Permite optimizar el rendimiento de la batería y el motor, y ajustar con precisión la aceleración y el frenado. La velocidad y la potencia siguen estando limitadas por la batería, el motor y el voltaje.
¿Qué ocurre si se configura incorrectamente un VESC?
Las corrientes excesivas pueden dañar la batería o provocar que se desconecte, hacer que el motor se sobrecaliente y pueden incluso dañar el controlador. Por otro lado, los límites demasiado bajos pueden hacer que el vehículo se sienta poco potente. Por eso, es importante comenzar con valores conservadores y monitorear las temperaturas.