Настройка контроллера электровелосипеда: как подключить и настроить параметры – Все о велосипедах

Настройка контроллера электровелосипеда: как подключить и настроить параметры – Все о велосипедах Новости

Что же грозит при отсутствии прав на электровелосипед

При наличии электровелосипед без прав, исходя из законодательной базы, водитель получит административное наказание.

Сумма штрафа может варьировать. В общей сложности она может составить до пятнадцати тысяч рублей.

Также немалую сумму придется заплатить, чтобы вернуть байк с штраф-площадки. При этом следует отметить, что вернуть электровелосипед можно лишь при наличии прав.

Поэтому сумма штрафа может быть дороже самого байка. Советуем все же не экономить и не затягивать с получением прав.

Напоследок хотим сказать, что к выбору электровелосипеда стоит отнестись взвешенно, обдумав все положительные и отрицательные стороны. В этом вопросе экономить не стоит. Поскольку ненужная экономия может сказаться на здоровье. Также на форумах есть множество отзывов, которые помогут вам сделать правильный выбор.

Что представляет собой контроллер электровелосипеда?

Именно контроллеры приводят в действие все детали конструкции электровелосипеда.

Контроллер электровелосипеда – основная его деталь, способствующая работе системы. Способствует передвижению тока к двигателю. При этом с его помощью можно контролировать технику, наладить работу мотора и колес, наладить ограничители скорости, настроить круиз-контроль, регулировать торможение, также он отображает на панели все необходимые параметры, а также возможен обратный ход.

У контроллера есть три основные функции: он регулирует движение велосипеда; обеспечивает крутящий момент и защищает двигатель.

Что же собой представляет контроллер электровелосипеда?

Снаружи он имеет вид алюминиевой коробки. В которой находится множество разноцветных проводов.

Снаружи схема контроллера электровелосипеда имеет вид алюминиевой коробки. Внутри которой находятся провода разных цветов. Также существуют более защищенные от внешних воздействий варианты, которые находятся в отдельных коробках.

Аппаратное прерывание

И тут я понял, в чём дело: Ардуино не успевает обрабатывать показания датчиков Холла! Поэтому необходимо было использовать пины Ардуино с аппаратным прерыванием. Так как у Ардуино УНО таких пинов всего два, а под датчики нужно три пина, надо взять Ардуино Леонардо или Искра Нео, где таких пинов — четыре штуки.

Переписав программу под прерывания и подключив Искру Нео вместо УНО, я повторил испытания.

//Пины ключей Н-мостов 
const int TAH = 8; //T — транзистор, А — фаза (синяя), Н — верхний ключ полумоста
const int TAL = 9; //T — транзистор, А — фаза (синяя), L — нижний ключ полумоста
const int TBH = 10; //T — транзистор, B — фаза (зелёная), H — верхний ключ полумоста
const int TBL = 11; //T — транзистор, B — фаза (зелёная), L — нижний ключ полумоста
const int TCH = 12; //T — транзистор, C — фаза (жёлтая), H — верхний ключ полумоста
const int TCL = 13; //T — транзистор, C — фаза (жёлтая), L — нижний ключ полумоста
//------------------------------------------------------------------------------------------------
//датчики холла
int HallA = 3;  //пин 1 (с прерыванием)
int HallB = 1;  //пин 2 (с прерыванием)
int HallC = 0;  //пин 3 (с прерыванием)
//------------------------------------------------------------------------------------------------
volatile boolean vala;
volatile boolean valb;
volatile boolean valc;
//------------------------------------------------------------------------------------------------
void setup() {  
    //Установка пинов ключей на выход
    pinMode(TAH, OUTPUT);
    pinMode(TAL, OUTPUT);
    pinMode(TBH, OUTPUT);
    pinMode(TBL, OUTPUT);
    pinMode(TCH, OUTPUT);
    pinMode(TCL, OUTPUT);
    //Считывание датчиков Холла
    vala = digitalRead(HallA);
    valb = digitalRead(HallB);
    valc = digitalRead(HallC);

    //Аппаратное прерывание на пинах датчиков Холла
    attachInterrupt (digitalPinToInterrupt(HallA), changeA, CHANGE);
    attachInterrupt (digitalPinToInterrupt(HallB), changeB, CHANGE);
    attachInterrupt (digitalPinToInterrupt(HallC), changeC, CHANGE);
    //LOW вызывает прерывание, когда на порту LOW
    //CHANGE прерывание вызывается при смене значения на порту с LOW на HIGH, и наоборот
    //RISING прерывание вызывается только при смене значения на порту с LOW на HIGH
    //FALLING прерывание вызывается только при смене значения на порту с HIGH на LOW
}
void Fases() {
    digitalWrite(TAH,  (vala && !valb) ? HIGH : LOW);
    digitalWrite(TAL, (valb && !vala) ? HIGH : LOW);
    digitalWrite(TBH,  (valb && !valc) ? HIGH : LOW);
    digitalWrite(TBL, (valc && !valb) ? HIGH : LOW);
    digitalWrite(TCH,  (valc && !vala) ? HIGH : LOW);
    digitalWrite(TCL, (vala && !valc) ? HIGH : LOW);

void changeA() {
    vala = digitalRead(HallA); 
    Fases();
}
void changeB() {
    valb = digitalRead(HallB);  
    Fases();
}
void changeC() {
    valc = digitalRead(HallC); 
    Fases();
}

void loop() {
}

Колесо наконец-то заработало чётко, без вибраций, шумов, отлично стало набирать обороты без рассинхронизации. Прототип оказался жизнеспособным. Но это ещё не полноценный контроллер, поскольку в нём не было обвязки с защитами и обеспечением качественного ШИМ-сигнала.

Виды контроллеров для электровелосипедов

Выделяют: при работе с установленным датчиком; те, которые работают без него; универсальные.

В зависимости от формы полученного сигнала:

  • С прямоугольным сигналом. Они встречаются чаще, по себестоимости дешевле.
  • С синусоидной формой. Они работают без шума, но скорость их ниже.

Дальше мы детальнее остановимся на популярных моделях контроллеров.

Выбираем складной электровелосипед

Складной электровелосипед очень удобный и компактный. Для его преобразования не понадобятся определенные инструменты. Складывать его не сложно, а в комплекте зачастую идет сумка, которая еще больше облегчит транспортировку.

Кае подключить контроллер к электровелосипеду

Настройка контроллера электровелосипеда производится путем подключения проводов, согласно цветам. Следует помнить, что нельзя подключать между собой черные и красные контакты.

Если все же вы надумали самостоятельно собрать, то настоятельно рекомендуем следить за цветами проводов и не подсоединять их без необходимости.

Контроллеры bafang

Лучше использовать в комбинации с мотором этого же производства.

К их преимуществам можно отнести: возможность подключить дисплей, отображающий скорость, заряд батареи, сам пробег, различные уровни режима Ассист и насколько мощная система. Модель дисплея и будет предопределять наличие разных функций; компактный размер; наличие круиз-контроля, который активизируется, когда ручка газа не движется на протяжении десяти секунд; выпускаются для электровелосипедов с мощностью 36 либо 48 вольт и различных токов.

Контроллеры crystalyte

Лучше использовать с моторами Crystalyte.

Их преимущества: они выдерживают большие нагрузки (напряжение до семидесяти двух вольт и токи до пятидесяти ампер); также, как и в вышеуказанном контроллере возможность присоединить дисплей; возможно программирование контроллера при помощи дисплея (можно настроить необходимый ток и напряжение); возможность присоединить блок с круиз-контролем; имеет средние размеры и применяется для напряжения в 24-72 вольт и разных токов.

Контроллеры mac

Они же универсальные контроллеры.

Обладают таким характеристиками: выдерживают значительные нагрузки (напряжение до 72 вольт и токи до 45 ампер); программирование происходит при помощи USB-кабеля, который идет в комплекте с контроллером; их выпускают для напряжения от 36 до 72 вольт и различных токов; также они имеют маленькие размеры.

На сегодняшний день рынок предоставляет нам огромное количество и разнообразие контроллеров. Доверьтесь при выборе специалистам.

Помимо контроллеров есть еще и другие важные составляющие электровелосипеда, с которыми предлагаем познакомиться.

Мостовые драйверы

Далее предстояла работа над напряжением 20 вольт на управление затворами. Для этого существуют мостовые драйверы транзисторов, они обеспечивают стабильные импульсы в 20 вольт на затвор и высокую скорость отклика. Сначала у меня были популярные драйверы для маломощных моторов L293D.

Для управления затворами его достаточно, к тому же их очень просто использовать. Один такой драйвер может обеспечить питанием две пары ключей. Поэтому я взял две штуки L293D. Собрал контроллер с этими драйверами, и колесо начало крутиться существенно плавнее, посторонних звуков стало меньше, нагрев транзисторов уменьшился.

В это же время я наткнулся на два варианта мостовых драйверов:

Что касается HIP4086, то это полноценный мостовой драйвер, предназначенный для трёхфазного электродвигателя. Мне он показался несколько замороченным, и мои попытки использовать его в контроллере не увенчались успехом: он у меня так и не заработал. Углублённо разбираться в причинах не стал.

А взял я IR2101 — полумостовой драйвер, обеспечивающий работу нижнего и верхнего ключей для одной фазы. Несложно догадаться, что таких драйверов нужно три. К слову, драйвер очень прост в использовании, его подключение происходит безболезненно и легко. Получилась такая схема:

Печатная плата

И готовый результат

Собрал контроллер с этим драйвером и запустил двигатель. Ситуация с работой электродвигателя кардинально не поменялась, симптомы остались те же, как и в случае с драйвером L293D.

На какие электровелосипеды не нужны права

На электровелосипеды мощностью до 250 Ватт права не нужны.

Настройка контроллера электровелосипеда

Все чаще можно встретить на дорогах города электровелосипеды. Они быстрые, удобные и компактные. Такое приобретение позволит быстро добираться в любой уголок города без мучительного ожидания в пробках.

Так же, как и у обыкновенных велосипедов, у них есть множество механизмов, требующих контроля. В статье поговорим об одном из важнейших из них – контроллере электровелосипеда.

Параметры блока управления

Также есть ряд показателей, на которые главным образом влияет контроллер и обеспечивает работу батареи и мотора:

  1. Показатель, отвечающий за максимальный показатель тока, позволяющий выполнять работу на протяжении определенного времени называется постоянным максимальным током.
  2. Показатель, который держится определенный минимальный промежуток времени, называют максимальным пиковым током. Этот показатель зачастую выше постоянного тока. Его мы можем видеть при быстро и внезапном старте.
  3. Максимальное напряжение. Показатель напряженности у всех моделей разный. В большинстве случаев они рассчитаны на контроллер 24V, контроллер 36V, контроллер 48V и 60V.

Планы на будущее контроллера

Продолжая работу над контроллером, планирую сделать следующее:

Применение

В электровелосипедах используются трёхфазные бесщёточные электродвигатели с датчиками Холла. Стоит отметить, что применение подобных трёхфазных двигателей достаточно обширно:

Прототип на ардуино

Под рукой у меня была Arduino UNO, и я решил собрать контроллер на её основе.

Первым делом я подал на датчики Холла питание 5 вольт от Ардуино (его достаточно для датчиков). Сигнальные провода от датчиков подключил на цифровые пины Ардуино, написав простейшую программу для считывания и обработки сигналов с датчиков.

//Пины ключей Н-мостов 
const int TRAplus = 8;
const int TRAminus = 9;
const int TRBplus = 10;
const int TRBminus = 11;
const int TRCplus = 12;
const int TRCminus = 13;

//датчики холла
const int HallA = 3;
const int HallB = 1;
const int HallC = 0;

boolean vala;
boolean valb;
boolean valc;

boolean pvala;
boolean pvalb;
boolean pvalc;

int pHall;

int turns;

void setup() {
  //Установка пинов ключей на выход
  pinMode(TRAplus, OUTPUT);
  pinMode(TRAminus, OUTPUT);
  pinMode(TRBplus, OUTPUT);
  pinMode(TRBminus, OUTPUT);
  pinMode(TRCplus, OUTPUT);
  pinMode(TRCminus, OUTPUT);
  //Вывод данных через серийный порт  
  Serial.begin(9600); 
}

void loop() {
  //Считываем датчики Холла и записываем их значение в val
  vala = digitalRead(HallA);
  valb = digitalRead(HallB);
  valc = digitalRead(HallC);

//Счётчик оборотов колеса. Необходима доработка

  if(vala && !pvala) {
    if(pHall == HallC) // или HallB в обратную сторону
      turns  ;
    pHall = HallA;
  }
  if(valb && !pvalb) {
    if(pHall == HallA) // или HallC в обратную сторону
      turns  ;
    pHall = HallB;
  }
  if(valc && !pvalc) {
    if(pHall == HallB) // или HallA в обратную сторону
      turns  ;
    pHall = HallC;
  }

  digitalWrite(TRAplus,  (vala && !valb) ? HIGH : LOW); //если vala==HIGH и valb==LOW, тогда записать HIGH, иначе LOW
  digitalWrite(TRAminus, (valb && !vala) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(TRBplus,  (valb && !valc) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(TRBminus, (valc && !valb) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(TRCplus,  (valc && !vala) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(TRCminus, (vala && !valc) ? HIGH : LOW);

  pvala = vala;
  pvalb = valb;
  pvalc = valc;

  Serial.print(vala);
  Serial.print(valb);
  Serial.println(valc);

  //Serial.println(turns/3);

}

Затем собрал Н-мост из полевых NPN-транзисторов. Подвёл к мосту независимое питание на 12 вольт. Но при отладке, чтоб убедиться в работоспособности, я подключил напрямую шесть пинов 5V из Ардуино на затворы H-моста. У большинства полевых транзисторов затвор работает на 20 вольт.

Прототип на базе микросхемы mc33035

Параллельно с разработкой контроллера на Ардуино я рассматривал альтернативные варианты логической части контроллера. И это привело меня к микросхеме MC33035. Это старая разработка от Motorola, сейчас её выпускает ON Semiconductor. Создана специально для мощных трёхфазных двигателей.

Данная микросхема:

Одним словом, микросхема содержит всё необходимое для управления электродвигателем. Её стоимость очень низкая: на Алиэкспрессе — около 50 рублей. Для сборки полноценного контроллера на её основе потребуется микросхема MC33035, полумостовые драйверы и Н-мост из полевых транзисторов.

Я также собрал контроллер на этой микросхеме. Работает отлично, стабильно, колесо крутится как надо на различных оборотах. Но функционал микросхемы ограничен, если необходимо наворотить различные функции, вывод на дисплей скорости, одометр, расход батареи, то опять же возникает необходимость дополнительно подключить Ардуино или что-то аналогичное.

Схема с MC33035

Печатная плата

Готовый вариант

Разновидности аккумуляторов

Батарея электровелосипеда – самая важная его деталь. Сейчас на рынке преимущественно можно встретить аккумуляторы для электровелосипеда 36V или аккумуляторы для электровелосипеда 48V. На заказ можно заказать батарею с большей мощностью. Купить аккумулятор для электровелосипеда не составит труда. Ведь на сегодняшний день существует большой выбор.

Тормоза для электровелосипеда

Хорошие тормоза – залог безопасной езды. Как и в случае с моторами, есть несколько типов тормозов для электровелосипедов: ободные, дисковые, барабанные, а также совмещенные.

Транзисторы и н-мост

Но чтобы поочерёдно подавать ток на каждую из фаз и менять их полярность, необходимы транзисторы. Ещё нам нужна передача больших токов, высокая скорость переключения и чёткость открытия/закрытия затворов. В данном случае удобнее управлять затворами по напряжению, а не по току.

Для переключения фаз со сменой их полярностей используют классическую схему Н-моста (H-Bridge) из полевых транзисторов.

Он состоит из трёх пар транзисторов. Каждая из пар подключается к соответствующей фазе обмотки двигателя и обеспечивает подачу тока со значением ( или –). Транзисторы, отвечающие за включение фазы с положительным значением, называют верхними ключами.

Из схемы видно, что мы не можем включить одновременно верхний и нижний ключ у одной и той же фазы: произойдёт короткое замыкание. Поэтому очень важно быстрое переключение верхних и нижних ключей, чтобы в переходных процессах не появилось замыкание. И чем качественнее и быстрее мы обеспечим переключения, тем меньше у нас будет потерь и нагрева/перегрева транзисторов H-моста.

Для запуска остаётся обеспечить управление затворами ключей H-моста. Для управления H-мостом нужно:

  1. Считать показания датчиков Холла.
  2. Определить, в каком положении какую пару ключей включать.
  3. Передать сигналы на соответствующие затворы транзисторов.

Устройство двигателя

Для разработки контроллера необходимо разобраться с принципом работы самого электродвигателя.

Электродвигатель состоит из фазных обмоток, магнитов и датчиков Холла, отслеживающих положение вала двигателя.

Конструктивно электродвигатели делятся на два типа: инраннеры и аутраннеры.

У инраннеров магнитные пластины крепятся на вал, а обмотки располагаются на барабане (статоре), в этом случае в движение приводится вал. В случае аутраннера всё наоборот: на валу — фазные обмотки, а в барабане — магнитные пластины. Это приводит в движение барабан.

Так как у велосипеда колесо крепится валом на раму, то здесь применителен тип аутраннера.

На этой картинке условно представлены три фазы с обмотками, соединёнными между собой. В реальности обмоток намного больше, они располагаются равномерно с чередованием по фазам по окружности двигателя. Чем больше обмоток — тем плавнее, чётче, эластичнее работает двигатель.

В двигатель устанавливаются три датчика Холла. Датчики реагируют на магнитное поле, тем самым определяя положение ротора относительно статора двигателя. Устанавливаются с интервалами в 60 или 120 электрических градусов. Эти градусы относятся к электрическому фазному обороту двигателя.

Обмотки трёх фаз в большинстве случаев соединяются между собой по двум схемам: звезда и треугольник. В первом случае ток проходит от одной из фаз к другой, во втором — по всем трём фазам в разной степени. Иногда эти две схемы подключения комбинируют в одном двигателе, например в электромобилях.

При старте и наборе скорости идёт соединение фаз по звезде: она даёт больший момент при относительно низких оборотах; далее, после набора скорости, происходит переключение на треугольник, в результате количество оборотов увеличивается, когда уже не нужен большой крутящий момент. По сути, получается условно автоматическая коробка передач электродвигателя.

Цикл работы

Чтобы привести в движение трёхфазный двигатель, нужно рассмотреть цикл его работы за электрический оборот. Итак, имеем три фазы — A, B, C. Каждая из фаз получает положительную и отрицательную полярности в определённый момент времени. Поочерёдно по шагам пропускается ток от «плюса» одной фазы к «минусу» другой фазы. В итоге получается шесть шагов = три фазы × две полярности.

A , A–, B , B–, C , C–

Рассмотрим эти шесть шагов цикла. Предположим, что положение ротора установлено в точке первого шага, тогда с датчиков Холла мы получим код вида 101, где 1 — фаза А, 0 — фаза B, 1 — фаза С. Определив по коду положение вала, нужно подать ток на соответствующие фазы с заданными полярностями. В результате вал проворачивается, датчики считывают код нового положения вала — и т. д.

В таблице указаны коды датчиков и смена комбинаций фаз для большинства электродвигателей. Для обратного хода колеса (реверса) достаточно перевернуть знаки полярности фаз наоборот. Принцип работы двигателя довольно прост.

Цикл двигателя представлен в gif-анимации.

Электровелосипед: назначение разъемов контроллеров и схема подключения.

К сожалению, мы прекратили продавать и собирать электровелосипеды и их компоненты.
Мы решили сосредоточиться других направлениях, таких как самокаты и велосипеды.
Но наши сотрудники не смогут проконсультировать вас по теме электротранспорта.
Эта статья оставлена тут для ознакомления.

Предназначение разъемов контрроллеров Bafang – 12A-30A.

Штекер – то, что вставляется

Гнездо – то, куда вставляется

1) Основная группа (это должно быть подсоединено для работы системы):

– Питание (толстые провода):

красный “штекер”

черный “гнездо”

– Фазные провода мотора (толстые провода):

желтый “гнездо”

зеленый “гнездо”

синий “гнездо”

– Датчики Холла мотора

Белый разъем с 6 гнездами: 

Провода: желтый, черный, синий, зеленый, красный – на датчики Холла

белый – датчик скорости (этот провод есть не на всех моторах). 

В разных моторах могут быть разные датчики скорости, поэтому если вы хотите подсоединить дисплей, 

то есть смысл докупить внешний датчик скорости, так как не всегда внутренний датчик скорости

мотора корректно работает. В этом случае белый провод не подсоединайте. 

– Ручка газа:

Черный разъем с 6 гнездами.

Если вы ставите нашу ручку газа(с функцией газа индикатор включение питания), то там такой же ответный разъем.

Если вы ставите другую ручку газа, возможно, с другим разъемом, то:

– белый, черный, красный – для газа

– зеленый – индикатор

– коричневый желтый – включение контроллера, что бы контроллер вклчился, они должны быть замкнуты. 

2) Дополнительная группа (это то, что можно поставить опционально):

– Дисплей:

Черный разъем с 5 штекерами.

Провода: Красный, синий, черный, желтый, зеленый. 

– Тормозные ручки или датчики тормозов

2 черных разъема с 3 штекерами

Провода: синий, красный, желтый.

Сюда можно подсоединить тормозные ручки – замыкаем синий желтый и мотор останавливается, 

или датчики перемещения троса (для v-Brake или механических дисковых тормозов). 

– PAS-сенсор – дотчик педалирования.

Черный разъем с 3 гнездами

Провода: Черный, красный, зеленый. 

Датчик педалирования ставится на каретку и фиксирует движение педалей. 

Если PAS-сенсор поставить БЕЗ дисплея, то поддержка мотора (без использования ручки газа)

будет включаться СРАЗУ, на на минимальном уровне PAS LEVEL 1.

Если поставить дисплей, то уровень поддержки можно регулировать или отключать. 

– Датчик скорости

Черный разъем с 3 штекерами.  

Провода: Черный, красный, белый.

Для дополнительного внешнего датчика скорости.  

Оцените статью
Huawei Devices
Добавить комментарий